剪切机的液压系统设计

TOC\o"1-5"\h\z第一章剪切机的液压系统设计 1\o"CurrentDocument"剪切机的概述 I\o"CurrentDocument"剪切机介绍 1\o"CurrentDocument"剪切机的结构和原理 1\o"CurrentDocument"剪切机的工作过程 1其次章剪切机的PLC的程序设计 2\o"CurrentDocument"PLC的特点及应用 2\o"CurrentDocument"PLC的概述 2\o"CurrentDocument"PLC的特点 2PLC的选择 3\o"CurrentDocument"PLC的系统设计 4\o"CurrentDocument"PLC的硬件设计 4PLC的软件设计 5系统工作原理说明 6第三章 液压系统的相关留意事项 9第四章 液压缸和油箱的设计描述 94.1 液压缸的描述 9油箱的描述 10\o"CurrentDocument"参考文献 11第一章剪切机的液压系统设计剪切机的概述剪切机介绍剪切机是机床的一种，它采纳液压驱动，平安性能牢靠，操作便利。剪切机工作刀口长度：400mm>600mm>700mm〉800mm〉l()00mm>1200mm；剪切力从63吨至400吨八个等级，适合不同规模不同要求用户。安装不须底脚螺丝，无电源的地方可用柴油机作动力。剪切机适用于金属回收加工厂、报废汽车拆解场、冶炼铸造行业，对各种外形的型钢及各种金属材料进行冷态剪断、压制翻边，以及粉末状制品、塑料、玻璃钢、绝缘材料、橡胶的压制成型。剪切机的结构和原理本文设计的剪切机是采纳液压传动原理，传送带送料、压块定位夹紧、剪刀下落，通过主副油缸活塞协调往复运输完成压块夹紧和剪刀下落回程的新型设施。该机具有结构合理、噪音小、性能稳定、剪切精确 、操作简便、速度可调、效率较高等特点，是一种适应于各种外形钢剪切的先进设施。剪切机由5个主要部分组成，即传送机构、油缸、液压站和电气掌握系统。由液压站供应的压力油传动主副油缸活塞作协调往复运动，完成压块和剪刀的来回动作。剪切机的工作过程剪切机是由送料装置和剪切装置组成，主要工作过程是靠液压油带动液压马达转动再通过轴带动传送带传送来完成送料的。当料块到位后后，电磁换向阀2YA通电，液压油从无杆腔进入，压块开头下压，压住料块。当达到肯定压力后，触发压力继电器，导致3YA通电，液压油进入另一个液压缸的无杆腔，剪刀开头下落，剪切料块。剪切料块后，4YA、5YA通电，同时3YA断电，此时从无杆腔回油到油箱，剪刀快速回程。当剪刀回程到肯定位置后，2YA失电，液压油从无杆腔回油到油箱，压块回程，如此反复。工作过程：送料-压块下降-剪刀下落-剪刀回程-压块下降。剪切机的液压系统运行过程中平稳宁静，重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快，很简洁实现机器的自动化等优点。其次章剪切机的PLC的程序设计PLC的特点及应用PLC的概述PLC=ProgrammablelogicController,可编程规律掌握器,一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采纳一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行规律运算，挨次掌握，定时，计数与算术操作等面对用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输岀掌握各种类型的机械或生产过程。PLC的应用领域目前不断扩大，并延长到过程掌握、批处理、运动和传动掌握、无线电遥控以至实现全厂的综合自动化。PLC的技术进展除了小型化、超高速，大容量存储器，多 CPU,多任务并行运行外，PLC的开放性更大，通信联网力量更强，集成化软件更优。可编程序掌握器硬件由六部分构成：中心处理器(CentralProcessorUnit简称CPU):它是可编程序掌握器的心脏部分。CPU由微处理器(Microproce-ssor)存储实际掌握规律的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。电源(PowerSupply)：给中心处理器供应必需的工作电源。输入组件(Inputs):输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中心处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特别变量。输出组件(Outputs):输出组件接收CPU的掌握信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送掌握命令给现场设施的执行器。输入输出(简称I/O)是可编程序掌握器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”和“视觉”。输入信号包括按扭开关、限位开关、接近开关、光电传感器、热电偶、热电阻、位置检测开关和编码器等。输出信号包括继电器、指示灯、显示器、电机启动等直流和沟通设施。编程器(Programmer):在正常状况下，编程器用于系统初始状态的配置，掌握规律程序编制和加载，不能对系统操作。编程器也可用于掌握程序的调试和掌握系统故障时作为检查故障的有效工具。PLC的特点,使用敏捷、通用性强一一PLC的硬件是标准化的，加之PLC的产品已系列化,功能模块品种多，可以敏捷组成各种不同大小和不同功能的掌握系统。.牢靠性高、抗干扰力量强一一微机功能强大但抗干扰力量差，工业现场的电磁干扰，电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可能导致一般通用微机不能正常工作；传统的继电器一接触器掌握系统抗干扰力量强，但由于存在大量的机械触点(易磨损、烧蚀)而寿命短，系统牢靠性差。.接口简洁、维护便利一一PLC的接口按工业掌握的要求设计，有较强的带负载力量(输入输出可直接与沟通220V,直流24V等强电相连)，接口电路一般亦为模块式，便于修理更换。.编程简洁、简洁把握一一PLC是面对用户的设施，PLC的设计者充分考虑了现场工程技术人员的技能和习惯。大多数PLC的编程均供应了常用的梯形图方式和面对工业掌握的简洁指令方式。编程语言形象直观，指令少、语法简便，不需要特地的计算机学问和语言，具有肯定的电工和工艺学问的人员都可在短时间内把握。采用专用的编程器，可便利地查看、编辑、修改用户程序。PLC是将微电子技术应用于工业设施的产品，其结构紧凑，结实，体积小，重量轻，功耗低。并且由于PLC的强抗干扰力量，易于装入设施内部，是实现机电一体化的抱负掌握设施。2.2PLC 的选择世界上PLC产品可按地域分成三大流派：一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离状况下独立讨论开发的,因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有肯定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而著名，而日本则以小型PLC著称。美国是PLC生产大国，著名的有A-B公司、通用电气(GE)公司、莫迪康(MODICON)公司、德州仪器(TI)公司、西屋公司等。德国的西门子(SIEMENS)公司、AEG公司、法国的TE公司是欧洲著名的PLC制造商。德国的西门子的电子产品以性能精良而久负盛名。日本的小型PLC最具特色，在小型机领域中颇具盛名，某些用欧美的中型机或大型机才能实现的掌握，日本的小型机就可以解决。在开发较简单的掌握系统方面明显优于欧美的小型机，所以非常受用户欢迎。日本有很多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等。在本次设计的系统中，结合任务要求和工作原理，鉴于PLC的特点，我们选择了日本三菱公司的FX2N系列。日本三菱PLC的主要特点：1、集成型高性能。CPU、电源、输入输出三为一体。对6种基本单元，可以以最小8点为单元连接输入输出扩展设施，最大可以扩展输入输出256点。2、 高速运算。基本指令：0.08us/指令，应用指令：1.52〜数lOOus/指令。3、 安心、富裕的存储器规格。内置8000步RAM存贮器，安装存储盒后，最大可以扩展到16000步。4、丰富的软元件范围。帮助继电器：3072点，定时器：256点，计数：235点，数据寄存器；8000占八、、5、 除了具有输入输出16〜256点的一般速途，还有模拟量掌握、定位掌握等特别掌握。6、 面对海外的产品适合各种平安规格。为大量实际应用而开发的特别功能：开发了各个范围的特别功能模块以满意不同的一一模拟I/O,高速计数器。定位掌握达到16轴，脉冲串输出或为J和K型热电偶或Pt传感器开发了温度模块。对每一个FX2n主单元可配置总计达8个特别功能模块。2.3PLC的系统设计PLC的硬件设计由于剪切机液压系统图中需要启动按钮，紧急停止按钮按钮及6个行程开关和1个压力继电器、5个电磁阀，再加上一个启动油泵的接触器总计输入输出继电器点数不超过32点，满意三菱PLCFX2N—32MR,（32点）。所以初步确定PLC所选的型号为FX2N系列：FX2N—32MR0FX2N—32MR的技术性能：1、 PLC所用电源的电压为AC100—250V50/60Hz沟通电源。2、 输入输出掌握方式为批处理方式（在执行END指令时），但有输入输岀刷新指令3、 程序语言为继电器符号+步进梯形图方式。4、 输入继电器编号为X000到X015共计16点5、 输出继电器编号为Y000到Y015共计16点6、 环境温度:使用时:0~55°C,储存时：-20~+70C7、 环境湿度：35%~89%RH（不结露）使用时8、 耐压:AC1500Vlmin9、 接地：第三种接地，不能接地时，亦可浮空。10、 使用环境：无腐蚀性气体，无尘埃。依据剪切机的工作原理，编制岀了FX2N-32MR硬件端子接线图如图2-1所示：彩号力不上簟严关力£栏«上护«严美esF产类程接彩号力不上簟严关力£栏«上护«严美esF产类程接写恁%序手字H产J三复«二一SB2ABaSBEX000X001X002X003X004X005X006X007X010x011X012X013X014X015CnMFx-3EMRSN汕C00/001Y00三roo3Y004'f005Y006、roo7C0M3Y0L0Y0U1W13C口M4Y014'roi5LNs以S哭SaQ4ISQ5aEAKM1tYA2YA3YA4YA5YA吸三5nxrw ，54二刀〃c三p上WW号行号图2TPLC端子接线图图中SB1按钮X000为油泵的启动按钮,X010和X011为工序启动按钮SB2和停止按钮SB3,SB4-X012是复位按钮，SQ1—SQ5(X001—X005)是行程开关；KP1-X006为压力继电器。1YA是掌握板料右行的的电磁阀的左位。2YA是掌握压嵌下降压紧的电磁阀.4YA和3YA是掌握剪刀上、下行的电磁阀的右位和左位，5YA是掌握滑剪刀慢速下行、快速回程的电磁阀。KM1是启动油泵的接触器。FR是过热爱护。详细工作过程为：正常状况下，先按下按钮SB1启动油泵，此时剪切机时空载运行,当按下SB2后剪切机开头工作，即实现送料马达带动传送带送料,板料达到指定位置后压嵌下降至夹紧压力并保压。之后剪刀慢速下降，剪断板料。板料剪断后剪刀与压嵌一同抬起，并且剪刀为快速抬起回程。待剪刀与压嵌全部回程到位后，开头下一轮重复剪裁。按钮SB3为紧急制动按钮，即在任何时候按下它之后，剪切机都会立即停止工作。■2.3.2■2.3.2PLC的软件设计依据PLC硬件图及动作过程设计梯形图如图2-2所示剪切机液压系统工作原理说明结合梯形图来说明剪切机的自动掌握工作原理:X000是油泵启动按钮SB1的输入继电器，当按下SB1时，这个时候内部帮助继电器M10得电并自锁，从而使输出继电器Y000得电，Y000驱动油泵的接触器，这样油泵就开头工作供油。其中，先启动油泵是为了让油泵首先拥有良好的工作状态，这样在接通的油路中使油泵可以立刻投入到正常的工作状态。当上电之后M8002会给出一个脉冲，使PLC进入SO初始状态。此时按下工序启动按钮SB2时，使得输入继电器X010得电，M10得电。M10得电后进入S20状态。进入S20状态后输出继电器Y001接通，Y001驱动的是电磁阀1YA。电磁阀1YA接入油路二位二通油路接通，单向定量马达开头运转，带动传送带，传送带推动板料右行。当板料前端运行至限位开关SQ1时，开关闭合，S20状态结束，程序进入S21状态。进入S21状态后，输出继电器Y002接通，Y002驱动二位二通电磁阀左位2YA接入油路，液压缸1推动压嵌下降并压紧钢板直至压力继电器到达设定压力接通。压力继电器接通后，S21状态结束，进入S22状态。进入S22状态后，Y002连续接通，驱动液压缸1连续运转保持夹紧压力。然后，输出继电器Y003接通，Y003驱动的是三位四通电磁换向阀的左位3YA,3YA接通后，液压缸2接入油路，液压缸2带动剪刀下降，由于液压缸2的出油回路设有节流阀，并且节流阀默认接入回路，故剪刀可以以一个设定好的较慢的工进速度下降并剪断板材。剪断板材后，剪刀连续下降直至限位开关SQ3,SQ3接通，SQ3连接的是输入继电器X003，故M3接通，S22状态结束。程序此时进入双状态S23与S25。进入S23状态后，输出继电器Y002掉电，Y002掉电后，其驱动的二位二通电磁换向阀2YA归位，归位后液压缸1换向运动，压嵌提升，直至限位开关SQ6触发。SQ6动身后S23状态结束，S24状态激活。进入S25状态后，输出继电器Y004与Y005接通，Y004驱动4YA使液压缸2换向运动带动剪刀上行，Y005驱动5YA，5YA接通后使两位两通电液换向阀接入油路，此季节流阀失效，流量增大，意在使剪刀快速提升，缩短工作周期。直至剪刀上限位开关SQ2接通。SQ2触发后，S25状态结束，S26状态激活。此处要说明，同时动身S23与S25状态是为了节约工作时间，使压嵌和剪刀快速归位，缩短工作周期。最终，当S24与S26状态同时被激活后，程序进入S27状态。S27状态用于二次开发计数剪板功能，在本版本中，程序将直接返回SO状态重新开头新一轮工序。需要说明的是整个油路的供油时候都加入了油泵的正常工作的推断，假如驱动油泵的帮助继电器M0,那么程序中自动切断全部的执行过程。其中紧急制动按钮SB3就是通过在按下SB3按钮使帮助继电器Mil得电，起动断触点就打开，从而使油泵的帮助继电器M10中断，这也就中断了整个加工过程。此外，在紧急停止后，如需再次启动需要按下SB3按钮，SB3按钮驱使X012接通,故M12接通，帮助触点M12接通后将接通油泵Y000,剪刀上行Y004和Y005进行系统复位，复位直到压嵌和剪刀的上限位开关后，其各自动断开关断开，保证系统不再运动。还需说明的是，M12不会自锁，所以复位时用户需要始终按住复位按钮。这也是为了系统的平安着想。

详细的PLC程序语句如下:01LDX10143STLS2502LDMl()44OUTY0()403ANMil45LDX00204ORLD47LDX00405OUTM1048OUTMH06LDX01149STLS2407OUTMil5()STLS2608LDM1051SETS2709OUTY00052STLS2710LDX01253SETSO11OUTM1254END12LDM1213OUTY00014ANX00215OUTY00416OUTY00517LDM800218SETSO19STLSO20LDX01021SETS2022STLS2023OUTY00124LDX00125SETS2126STLS2127OUTY00228LDX00629SETS2230STLS2231OUTY00232OUTY0()333OUTY00534LDX00335OUTSETS2336OUTSETS2537LDX00538OUTMH39STLS23OUTY08LD X()()7SET S第三章液压系统的相关留意事项液压系统中安装油管、液压元件、的留意事项3.1.1在液压系统中安装油管的留意事项:1、吸油管不应漏气，各接头要紧牢和密封好；2、吸油管道上应设置过滤器；3、回油管应插入油箱的油面以下，防止飞溅泡沫和混入空气；4、电磁换向阀内的泄漏油液，必需单独设回油管，以防止泄漏回油时产生背压，避开阻碍阀芯运动；3.1.2液压系统中安装液压元件时的留意事项:1、液压元件安装前，要用煤油清洗，自制的重要元件应进行密封和耐压试验，试验压力可取工作压力的2倍，或取最高使用压力的1.5倍。试验时要分级进行，不要一下子升到试验压力，每升一级检查一次；2、方向掌握阀应保证轴线呈水平位置安装；3、板式元件安装时，要检查进出油口处的密封圈是否合乎要求，安装前密封圈应突出安装平面,保证安装后有肯定的压缩量，以防泄漏；4、板式元件安装时，固定螺钉的拧紧力要匀称，使元件的安装平面与元件底板平面能很好地接触；第四章液压缸和油箱的设计描述4.1液压缸的描述液压缸的设计依据：1、用途工件条件。2、机构的结构特点、负载状况、速度要求、行程大小和动作要求。3、系统所选定的工作压力。4、、配件和加工工艺的现状。5、我国标准和技术法律规范等。设计时应留意的几个问题：1、在保证设计要求的前提下，尽量使结构简洁、紧凑、尺寸小，采纳标准形式和标准件，使设计、制造简洁，装配、调整、维护便利。2、应尽量使活塞杆在多拉状态下承受最大负载，在多压状态下具有良好的纵向稳定性。3、在确定与设施的固定形式时，必需考虑缸体受热后的伸长问题，为此，缸体只应在一端固定，而让另一端能自由伸缩。本次设计采纳的是双作用单杆式液压缸,双作用单杆活塞式液压缸，是液压系统中作往复运动的执行机构。具有结构简洁，工作牢靠，装拆便利，易于修理，且连接方式多样等特点。4.2油箱的描述4.2油箱的描述油箱在液压系