机械专业-液压缸与电控系统设计

...wd......wd......wd...摘要本毕业设计的课题来源于现场工程实际，主要任务是在现场实习调研的根基上拟定出整个疏煤系统的设计方案，设计出液压系统、电控系统及各组成局部，并选择液压元件及电控元件，最终完成整个系统的设计。本文设计的液压疏煤系统主要包括两大局部：液压系统和电控系统。其中液压局部是由液压系统控制十个液压缸伸缩，液压缸带动埋在煤中的蒺藜棍运动，进而实现煤仓的疏煤。电控局部采用PLC可编程控制器控制：对电动机的启闭、加热器的开关、电磁换向阀的换向、液压系统的卸荷等实现了手动与自动控制。本设计包括液压缸设计和电控系统设计两个专题局部。设计的液压缸采用活塞缸——连杆传动方案；活塞采用组合式活塞；前端盖为法兰联接；后端盖采用焊接构造；活塞与连杆用螺母固定。设计中对缸筒，活塞杆，端盖等重要零件进展了构造分析和力学计算。设计的电控系统，采用PLC可编程控制器作为主要控制元件，压力继电器作为PLC的一个输入端。这样系统可以根据现场实际的需要来控制液压缸的伸缩，即实现了每个液压缸均可独立自动连续运行，又实现每两个液压缸自动连续运行和手动控制。此外，还对系统中的各类液压元件和电控元件进展了选择，选出适宜的型号，并对电控操作台作了初步设计。关键词：疏煤系统；液压缸；电控系统.AbstractThedesignofthegraduateengineeringtopicsfromthescene,themaintaskistoresearchinternshipatthesceneonthebasisofdrawingupthedredgingofcoalsystemdesign,designahydraulicsystem,electroniccontrolsystemsandcomponentsandhydraulicchoicecomponentsandelectroniccontrolcomponents,thefinalcompletionoftheentiresystemdesign.Inthispaper,thedesignofthehydraulicdredgingcoalsystem,includingthetwomainparts:thehydraulicsystemandelectroniccontrolsystem.Whichispartofthehydrauliccontrolsystemofhydraulictelescopiceighthydrauliccylinders,hydrauliccylindersburiedinthecoaldriveninafewwordsstickmovement,leadingtothereducedcoalbunkercoal.ElectronicpartsusedPLCcontrol:onthehoistmotor,heaterswitch,thechangetotheelectromagneticvalve,thehydraulicsystemofunloading,andsoachievethemanualandautomaticcontrol.Inthispaper,thedesignofthehydrauliccylindersandelectriccontrolsystemofthisdesignispartofthetopic.Inthispaper,thedesignofahydrauliccylinderpiston-cylinder-linktransmissionprogrammer;DetroitPistonsusedmodular;frontcoverfortheflangeconnection;coverafteraweldedstructure;Pistonsandthefixedlinkwithnuts.Thedesignofthecylinder,pistonrod,cover,andotherimportantpartsofthestructureandmechanicalcalculations.Inthispaper,thedesignoftheelectriccontrolsystem,usingtoday'smoreadvancedPLCprogrammablelogiccontrollerasthemaincontroldevices,pressurerelayasaPLCinput.Thissystemcantransformthehydraulicoil-hydrauliccylinderstocontroltheexpansion,notonlytoachievetheindependenceofeachcylindercanbeautomaticallycontinuousoperation,butalsotoachieveeverytwohydrauliccylinderautomaticandmanualcontrolofcontinuousoperation.Inaddition,thesysteminalltypesofhydrauliccomponentsandelectroniccontrolcomponentsoftherelevantterms,electasuitablemodel,andelectroniccontrolconsolemadeapreliminarydesign.Keywords:reducedcoalsystem;hydrauliccylinder;electroniccontrolsystem.目录摘要IAbstractII绪论11.设计资料及要求21.1工作原理21.2要求及资料31.2.1系统设计技术参数31.2.2系统的其他要求31.2.3总体规则42.液压缸的设计72.1液压缸主要构造件的设计72.1.1液压缸的设计步骤和设计原则72.1.2缸筒的设计82.1.3活塞的构造和选材132.1.4活塞杆的设计142.1.5缸盖的设计182.2其它构造的设计202.2.1导向套202.2.2确定密封装置212.2.3排气装置222.2.4缓冲装置232.2.5防尘装置233.液压元件的选型243.1主要液压元件的选型243.1.1液压泵的选择243.1.2确定工作循环系统各参数303.1.3换向阀的选择363.1.4单向阀的选择373.1.5溢流阀的选择373.1.6滤油器的选择383.1.7压力表开关的选择403.1.8压力继电器的选择403.1.9电动机的选择413.2其它辅助元件的选择433.2.1油箱的选择433.2.2油管的选择443.2.3管接头的选择453.2.4加热器的选择463.3验算系统性能494.电控系统534.1PLC程序的编写534.1.1液压缸控制程序534.1.2电动机控制程序594.2电控元件的选择594.2.1熔断器的选择594.2.2接触器的选择604.2.3控制继电器的选择614.2.4控制按钮的选择614.2.5PLC可编程控制器的选用624.2.6电控系统图634.2.7电控操作台645.液压传动系统的安装和使用及维护665.1液压系统安装665.1.1液压元件的安装总要求665.1.2管路的安装与清洗665.2液压系统的使用675.2.1试压675.2.2调整和试运转675.3液压系统的维护686.小结697.技术经济分析70参考文献72致谢73附录一74附录二80绪论目前在电厂、矿山煤仓中发生过积煤大面积突然冒落而导致人员伤亡的事故。究其原因，一方面在于环境的不安因素、人的不安全行为、管理上的漏洞，另一方面是设施不健全。因此从设施上确保安全，应采用机械疏松煤仓中的积煤减少事故发生已成为急待解决的问题，而液压自动疏煤系统该系统的出现使这一问题的解决成为可能，对此加以分析、研究具有重大意义。本设计主要包括两大局部：液压系统和电控系统。其中液压局部是由液压系统控制十个液压缸伸缩，液压缸带动埋在煤中的蒺藜棍运动，进而实现煤仓的疏煤。电控局部采用当今比拟先进的PLC可编程控制器控制：对电动机的启闭、加热器的开关、电磁换向阀的换向、液压系统的卸荷等实现了手动与自动控制。液压疏煤系统解决了积煤自动疏松问题，是电厂及矿山生产安全得到了提高，在以人为本的概念必将得到广泛应用。1.设计资料及要求1.1工作原理本系统可分为自动运行和手动控制运行。当自动运行时工作原理如下：当1号液压缸单独工作时，人工启动一号缸启动按钮SB1向PLC发出启动控制指令X1。此时如果压力继电器提供应PLC的信号X11为高电平〔即液压泵启动系统压力超过压力继电器调定压力〕，则PLC控制输出线圈Y1通电从而控制一号缸的三位四通电磁换向阀左侧电磁换向阀1通电，液压油液经换向阀进入液压缸有杆腔，千斤顶缩回。当缩至终点时压力升高，当压力超过压力继电器预调定压力时，继电器向PLC的输出信号X9变为高电平。PLC接收到信号X11的上升沿便控制一号缸换向阀的左侧电磁换向阀1断电，右侧电磁换向阀2通电，液压油进入无杆腔，千斤顶伸出。伸至终点后，压力继电器又发出高电平信号X11给PLC，PLC控制电磁换向阀2断电，电磁阀1通电液压缸又自动回缩。这样通过PLC控制，一号液压缸就能自动运行。同理，当2~10号液压缸单独作用时，控制过程与1号液压缸控制过程类似。当1号、2号液压缸共同作用时，人工同时启动1号2号缸启动按钮SB1、SB2，同时向PLC发出启动指令X1、X2，则PLC同时控制电磁换向阀1、3同时通电，液压油同时进入1号、2号液压缸有杆腔。1号、2号液压缸同时缩回，缩至终点是压力升高，压力继电器向PLC发出信号X11，PLC控制电磁换向阀1、3同时断电，电磁阀2、4通电液压油进入无杆腔，1号、2号千斤顶同时伸出，伸至终点时，压力升高，压力继电器再向PLC发出信号X11，PLC控制电磁换向阀2、4断电，电磁阀1、3通电，1、2号液压缸又自动回缩。这样在PLC的控制下1、2号两缸就能同时伸缩自动运行。同理，当3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号、10号液压缸分别两两同时作用时，其控制过程与1号、2号液压缸共同作用时的控制过程类似。当人工启动泻荷按钮SB0时，PLC就接到泻荷指令X0，于是控制泻荷电磁阀YA0接通，泻荷回路翻开就实现系统泻荷。由于泻荷回路只受X0控制，所以系统可以随时实现泻荷，即急停。1.2要求及资料1.2.1系统设计技术参数系统设计技术参数见表1.1表1.1系统参数参数名称代号数值拉力/NFe推力/NFt缸体行程/mmS800伸出时间/mint10.5缩回时间/mint20.5缸体内径/mmD1601.2.2系统的其他要求〔1〕液压缸的伸出、回缩速度不能太快〔2〕各元件的动作要平稳、安全、可靠1.2.3总体规则〔1〕确定液压执行元件根据系统要求，液压执行可采用如下方案，其优缺点如下表〔见表1.2〕。根据上表中的优缺点比拟，最终选择第二种方案为液压执行元件，即为活塞缸——连杆传动。〔2〕明确载荷明确工艺循环作用与执行元件的载荷，如表1.2所列各项技术参数中当液压缸缩回时，液压缸有最大拉力,当液压缸外伸时，液压缸有最大推力。常用方法优点缺点复合增速缸1.整体构造紧凑，构件少2.无需动梁闭合量调节机构1.构造复杂，制造难度大2.要设计充液阀，泵的流量大，系统复杂3速度低效率低活塞缸—连杆传动1.在行程的近末端将液压缸的出力放大缸径可以很小2.空行程速度高效率高3泵的流量小，液压系统1.构造复杂，制造难度大2.要设计充液阀，泵的流量大，系统复杂3速度低效率低不等径双出杆活塞缸一个装于螺杆后端直接推动螺杆，构造紧凑影响螺杆旋转机构的布置，构造复杂，体积大等径双出杆活塞缸两个活塞杆置于螺杆两端，同时作为注射座的承重、导向件，免用导轨活塞杆粗、长、费材料，操作位置对操作稍有影响表1.2液压缸方案〔3〕绘制系统工况图，见图1.1图1.1系统工况图〔4〕确定系统工作压力根据资料统计和实验确定，本系统的工作压力采用16MPa.〔5〕草拟液压系统原理图1〕见图纸2〕系统工作循环图表当液压缸1单独作用时，工作循环如下表1.3：表1.3工作顺序动作名称发讯元件电磁铁电动机手动自动12345678910D1D2回缩+—+—————————+—外伸—+—+————————+—回缩—++—————————+—当液压缸1、2共同作用时，工作循环如表1.4：表1.4工作顺序动作名称发讯元件电磁铁电动机手动自动12345678910D1D2回缩+—+—+———————+—外伸—+—+—+——————+—回缩—+—+————————注：1.当液压缸2~10号单独作用时，工作循环表与当液压缸1单独作用时类似。即几号液压缸工作则与其对应的电磁铁既通电，其余电磁铁则处于断电状态。2、当液压缸3~10号共同作用时，其工作循环与表4，1号和2号液压缸共同作用时的情况类似。即那两个缸共同作用，则与其对应的电磁铁既共同通电，其余电磁铁则处于断电状态。3、该系统虽然有两台电动机，但通常情况下只有一台电动机工作，另一台为备用电动机。2.液压缸的设计2.1液压缸主要构造件的设计2.1.1液压缸的设计步骤和设计原则液压缸是液压传动的执行元件，它与主机和主机上的机构有着直接的联系，对于不同的机种机构，液压缸具有不同的用途和工作要求。因此，在设计前要作好调查研究，备齐必要的原始资料和设计依据，如表1.5所示：表2.1系统参数参数名称代号数值拉力/NFe推力/NFt缸体行程/mmS800伸出时间/S36缩回时间/S24工作压力/M161.液压缸设计的一般原则：〔1)保证液压缸往复运动的速度、行程和液压缸推力；〔2)保证液压缸每个零件有足够的强度、刚度和耐久性；〔3)在合理选择液压泵供油压力和流量的条件下，尽量减小液压缸的尺寸；〔4)活塞杆工作时最好承受拉力，以免产生纵向弯曲；〔5)液压缸尽量防止承受侧向载荷；〔6)液压缸的轴线应与被拖动机构的导向方向平行；〔7)长行程液压缸活塞杆伸出时应尽量防止下垂；〔8)液压缸各部密封可靠、泄漏小、摩擦力小、寿命长；〔9)液压缸因温度变化膨胀伸长时，不能因受限制而产生挠曲；〔10)根据液压缸的工作条件和具体情况考虑缓冲、排气和防尘措施；〔11)液压缸各构造要素应采用标准系列尺寸，尽量选择经常使用的标准件；〔12)液压缸应做到本钱低、制造容易、维修简单。2.设计步骤液压缸的设计内容和步骤大致如下：(1)根据负载机构的动作要求选择液压缸适当的构造形式、安装方式以及密封、缓冲、排气、防尘装置等；(2)根据液压缸所承受的外部载荷作用力确定液压缸在行程各阶段上负载的变化规律以及必须提供的动力数值；(3)根据液压缸的工作负载和选定的油液工作压力，确定活塞及活塞杆的直径(4)根据液压缸的运动速度、活塞及活塞杆的直径，确定液压泵的流量；(5)选择缸筒材料，计算(6)绘制液压缸装配图和零件图；(7)审定全部设计计算资料、图纸及其他技术文件。2.1.2缸筒的设计1.缸筒构造常用的缸筒构造有八类，通常根据缸筒与端盖的连接形式选用，而连接形式又取决于额定工作压力，用途和使用环境等因素。综合考虑本系统各种因素选用：缸体为钢管，一端焊接法兰与缸头连接，一端与缸底焊接。优点：构造较简单，易加工,易装卸。缺点：重量比螺纹连接的大，但比连杆连接的小，外径较大。2.缸筒的材料选择缸筒材料和毛坯时，不仅要考虑它的机械性能、工艺性能，还要考虑它的经济性。一般要求有足够的强度和耐冲击韧性，对焊接的缸筒还要有良好的焊接性能。缸筒毛坯：普遍采用退火的冷拔或热轧无缝钢管。根据缸体材料的要求，查《机械设计手册》液压传动局部表21-6-7综合考虑选30号优质碳素构造钢无缝钢管作为缸体材料，它的，。3.对缸筒的要求(1〕有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态试验压力而不致产生永久变形。(2〕有足够的刚度，能承受活塞侧向和安装的反作用力而不致产生弯曲。(3〕内外表在活塞密封件及导向环的摩擦力作用下，能长期工作而磨损少，尺寸公差等级和形位公差等级足以保证活塞密封件的密封性。(4〕要焊接的缸筒还要求有良好的可焊性，以便在焊上法兰或管接头后不至于产生裂纹或过大变形。4.缸筒的计算(1〕缸筒内径当液压缸的理论作用力为F〔推力或拉力〕及供油压力P为时，则无杆腔侧缸筒内径为：式〔2.1〕-推力-油液压强-液压缸系数缸筒内径应按上式计算后取较大的一个在取整，根据查第五版《机械设计手册》表21-6-9取标准值得液压缸的缸内径。(2〕缸筒的壁厚缸筒在液压力的作用下，有一种沿圆周方向破坏的趋势，为了防止这种破坏，缸筒壁厚必须有一定的厚度。缸筒的壁厚为：式中：-为缸筒材料要求的最小值-为缸筒外径公差余量-腐蚀余量关于的值，可按以下情况分别计算：①．当时，可用薄壁缸筒的实用公式计算：其中—液压缸的最大工作压力；D—缸筒内径；—缸筒材料的许用拉应力式〔2.2〕—缸筒材料的抗拉强度极限；n—安全系数，一般取n=5，,恰好为条件临界点。②．当时：—缸筒材料的许用压力，MPa,,刚好满足条件。③．当时：，不满足条件综合比拟取合理。(3〕缸筒外径确实定：式〔2.3〕D—缸筒内径(4〕缸筒壁厚的验算对最终采用的缸筒壁厚，应做以下三方面的验算，以保证液压缸安全工作。液压缸的额定压力应低于一定的极限值来保证工作安全：成立式中：—液压缸额定压力；—缸筒内径；—缸筒外径；—材料的屈服强度极限。同时额定工作压力也应与完全塑性变形压力有一定比例范围，以防止塑性变形的发生，即—缸筒发生完全塑性变形的压力，MPa,,满足条件。此外，尚须验算缸筒径向变形应处在允许范围内：变形量不应超过密封圈允许范围式中：—缸筒耐压试验压力,MPa—缸筒材料弹性模量，MPa—缸筒材料泊松比，钢材最后还应验算缸筒的爆裂压力式中：—缸筒爆裂压力；—系统工作压力；—缸筒材料抗拉极限；满足条件综合以上三个验算公式均成立，故缸筒壁厚符合要求可保证液压缸安全工作。2.1.3活塞的构造和选材活塞〔如图2.1〕是液压缸将液压能转变为机械能的主要元件，它在缸筒内往复滑动，所以配合应适当，既不能过紧也不能间隙过大。配合过紧，不仅使最低动作压力增高，降低液压系统的机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞滑动配合外表；间隙过大，会引起液压缸内部泄露，降低液压系统的容积效率。(1)活塞构造型式由于本系统中，活塞受压为中低压受力不大。综合考虑选择拆装方便，加工本钱低，使用寿命长的组合式活塞。(2)活塞与活塞杆连接型式连接型式需有锁紧措施，以防止工作时由于往复运动而松开，同时还需在活塞与活塞杆之间设置静密封。综合考虑该系统选用螺母型连接。(3)活塞密封构造根据本液压缸的疏通作用和工作压力选用V型密封圈。(4)活塞材料无导向环活塞：选用高强度铸铁HT200—300(5)活塞尺寸及加工公差活塞宽度：H—活塞宽度，D—活塞外径〔缸筒内径〕取活塞外径的配合采用f9,外径对内孔的同轴度公差不大于0.02mm，端面与轴线的垂直度公差不大于0.04，外外表的圆度和圆柱度一般不大于外径公差之半。图2.1活塞的构造2.1.4活塞杆的设计活塞杆是液压缸传递动力的重要元件，它要承受拉力、压力、弯曲力、振动冲击等载荷的作用必须有足够的强度。1活塞杆的构造和材料活塞杆〔如图2.2〕有实心杆和空心杆。空心活塞杆一般用于缸筒运动液压缸，空心局部可以用来导通油路。大型液压机的活塞杆或柱塞也采用空心构造，用以减轻重量。综合考虑该液压缸活塞杆为实心杆，材料选用45号钢〔〕调质处理。一端与活塞螺栓连接，查《机械设计手册》表21-6-14根据GB/T2350-1980选取活塞杆螺纹尺寸图2.2活塞杆的构造2活塞杆的计算(1)活塞杆直径计算对于双作用单边活塞杆液压缸，其活塞杆直径d可由往复运动的速比确定。由表2.2；表2.2液压缸速比公称压力/MPa12.5——20>201.331.462.02.0取=1.46根据液压缸活塞往复运动的速度之比：得公式：式〔2.4〕式中d—活塞杆直径；D—缸筒内径；—液压缸往复运动速比查第五版《机械设计手册》表21-6-16按照JB2183—77中所制定的标准规定的活塞杆外径尺寸圆整取。(2)活塞杆的强度计算①活塞杆工况稳定，只受推力和拉力近似的用直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式进展计算：，式中：d—活塞杆直径;F—活塞杆的最大推力；—活塞材料的许用应力，中碳钢〔调质〕②活塞杆一般都设有螺纹退刀槽等构造，这些部位往往是活塞杆上的危险截面也要进展计算。危险截面处的合成应力应满足：—危险截面合成应力—活塞杆的拉力—危险截面的直径—材料的许用应力，中碳钢调质则：活塞杆危险截面满足强度要求。(3)活塞杆弯曲稳定性验算液压缸的支撑长度需验算活塞杆弯曲稳定性式中：LB—液压缸支撑长度；S—缸体行程；d—活塞杆直径；假设活塞杆受力完全在轴线上，主要是按下式验证：式中：Fk—活塞杆弯曲失稳临界压缩力，N；nk—安全系数，通常取,这里取nk=5；K—液压缸安装及导向系数，见表21-6-17取0.7；E1—实际弹性模量，MPa；a—材料组织缺陷系数，钢材a一般取；b—活塞杆截面不均匀系数，一般取；E—材料的弹性模量，钢材,MPa；I—活塞杆截面惯性矩，m4；LB—液压缸支撑长度；则：满足弯曲稳定性条件。(4)确定活塞杆长度：—活塞行程；—活塞宽度；—活塞前端盖宽度；—后端螺纹长度；—附加长度；2.1.5缸盖的设计〔1〕缸盖的构造和材料缸盖〔如图2.32.4〕装在液压缸的两侧，与缸筒构成密闭的压力油腔。因此它不仅有足够的强度承受液压力，而且还必须具有一定的连接强度。综合考虑选该缸盖为螺钉连接，这种连接方法构造简单，加工装配容易，缸盖材料选用45号钢。图2.3缸头端盖的构造图2..4缸底端盖的构造〔2〕缸筒端盖厚度的计算端盖厚度h为：式〔2.5〕式中h—端盖厚度；D1—螺钉孔分布直径(m)；P—液压力(MPa)；dcp—密封坏形端面平均直径〔m〕—材料的许用应力〔MPa〕；缸底为平底，由材料力学中圆盘计算公式，得缸底端盖厚度：式〔2.6〕===150M式〔2.7〕—缸底内径;—安全系数;—缸底材料的抗拉强度极限则2.2其它构造的设计2.2.1导向套活塞杆导向套装在液压缸的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进展导向，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。外侧有防尘圈，以防止活塞杆在后退时把杂质、灰尘及水分带到密封装置处，损坏密封装置。1导向套的构造与材料：查第五版《机械设计手册》表21-6-18选得该液压疏通系统的液压缸选用轴套式导向套，其特点为摩擦阻力大，一般采用青铜材料制作，适用于重载低速的液压缸中。导向套的材料一般采用摩擦因数小、耐磨性好的青铜材料制作。2导向套最小导向长度当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动中点的距离称为最小导向长度H。如果导向长度太小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的工作性能和稳定性，因此，设计必须保证缸有一定的最小导向长度，一般液压缸的最小导向长度应满足下式要求：式〔2.8〕式中：H—最小导向长度，是从活塞支撑面中点到导向套滑动面中点的距离S—液压缸的最大工作行程；D—缸筒内径则导向套滑动面的长度A,因缸内径大于80mm，取，式中：d—活塞杆外径；活塞的宽度B则取，B=0.8140=112mm导向套在活塞杆往复运动时起导向作用，它要求配合精度高、运动滑快、耐磨性好，并能承受活塞杆因外力而引起的压力、弯曲、冲击、振动和自重力等作用。由于本系统中液压缸的行程较短中间没必要加隔套。3加工要求导向套外圆与端盖的孔的配合多为H8/f7，内孔与活塞杆外圆的配合多为H9/f9。外圆与内孔的同轴度公差不大于0.03，圆度与圆柱度公差不大于直径公差之半，内孔的环形油槽和直油槽要浅而宽，保证良好润滑。2.2.2确定密封装置液压缸的密封装置广泛采用圆截面橡胶圈，这种型式构造简单，装卸方便，寿命长，在30M压力下具有良好的密封性能。根据《润滑与密封手册》表32-7〔第1805页〕得：端盖式导向套的外径与缸筒内径密封处采用截面直径为7.0的O型橡胶圈密封。根据《润滑与密封手册》得，端盖式导向套的内径与活塞杆密封处，内侧选用尼龙材料的导向环，中间局部根据《润滑与密封手册》表32-22〔第1836页〕查得:选用形密封圈。端盖式导向套的内径外侧装有防尘圈，根据《润滑与密封手册》表32-55〔第1805页〕得：选用无骨架防尘圈，其材料为聚氨酯橡胶。2.2.3排气装置液压系统里总是要混入一定量的空气，特别是每一次油箱换油时，全系统的油放空后，空气立即填入；换上了新油，填入的空气还残存在系统内部．此外，无论何种油液，本身总是溶解有３～１０％的空气，这些以溶解状态存在的空气，在系统内部的真空地带〔如油泵吸油口及管路拐弯处等〕往往会别离出来，形成小气泡．真空地带密封不好，外界空气也乘隙而入．以上种种，都是液压系统内部难免存在空气的根本原因。图2.5排气装置液压系统内部存在空气，对工作性能有严重影响，会引起执行机构爬行或颤抖现象，致使动作速度不稳定．为此在设计上采用排气装置，以排除空气．排气装置通常安置在系统的最高处，而且多数是安装在液压缸的最高处．每隔一定时间或每次更换新油时，进展专门的排气操作，考虑其适用性和经济性选螺丝型排气装置。2.2.4缓冲装置液压缸活塞运动速度在0.1m/s以下时不必采用缓冲装置。在0.2m/s以上时必须设置缓冲装置。由于本系统中活塞速度在0.1m/s以下，所以不必设置缓冲装置。2.2.5防尘装置液压缸的活塞杆伸出时，常常有灰尘污物或金属粉末落往上面，当活塞杆缩回时往往会将其带进液压缸，这样不仅会加剧相互运动外表之间的磨损，有时还会研伤运动外表，使液压元件无法工作。因此在一些工作环境不洁,或是精细机械液压缸中，往往要设防尘装置。防尘装置有两种：一种是防尘圈，另一种是防XIT尘罩。防尘圈可以将落在活塞杆上的尘污刮掉，防尘罩可以防止污物落在活塞杆上。考虑经济性原则与适应性原则选取防尘圈。本设计中前端盖选用A型液压缸活塞杆用防尘圈.查手册《机械设计手册》润滑与密封表10—4—24选型号FA78X90X10密封圈。3.液压元件的选型3.1主要液压元件的选型3.1.1液压泵的选择1工作速度和流量(1)确定流量：前已求得本系统工作速比为1：1.46，又系统要求伸出与缩回的总时间为1min，则：系统回缩时间：系统伸出时间：系统理论速度为：推出时：缩回时：则该系统的理论供油流量为：推出时：缩回时：由于该系统流量严格按速比求得，推拉时根本相等。工程中不要求有调速系统，所以该液压缸推拉时流量不变可取。则实际工作速度为：式〔3.1〕=17.9mm式〔3.2〕双作用液压缸，其实际往复运动的速比为：式〔3.3〕计算液压缸最大需用流量Q当单缸作用液压缸外伸时：式〔3.4〕当单缸作用液压缸回缩时：式〔3.5〕式〔3.6〕式〔3.7〕当双缸作用液压缸工作时系统总流量不变。则：式〔3.8〕其中，Qmax为最大流量，以此流量为液压泵的额定流量。2选择液压泵型号〔1〕齿轮泵其特点是构造简单，工艺性好，体积小，重量轻，维护方便，使用寿命长，但工作压力较低，流量脉动和压力脉动较大，高压下不采用端面补偿时，其容积效率明显下降，内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵相比，优点是构造更紧凑，体积小，吸油性好，流量均匀性好，但构造较复杂，加工性较差。〔2〕叶片泵其特点是构造紧凑，外形尺寸小，运动平稳，流量均匀，噪声小，寿命长，与齿轮泵相比对油液污染较敏感，构造复杂。单作用式叶片泵适用于低压精度高，价格贵，对油液污染敏感。轴向柱塞泵是柱塞平行缸体轴线，沿轴向运动，径向柱塞泵的柱塞垂直与配油轴沿径向运动，这两类泵均可作为液压马达用。〔3〕柱塞泵其特点是精度高，密封性能好，工作压力高，因此得到广泛的应用。但它的构造比拟复杂，制造精度高，价格贵，对油液污染敏感。轴向柱塞泵是柱塞平行缸体轴线，沿轴向运动，径向柱塞泵的柱塞垂直与配油轴沿径向运动，这两类泵均可作为液压马达用。〔4〕螺杆泵螺杆泵实质上是一种齿轮泵，其特点是构造简单，重量轻，流量及压力的脉动小，输送均匀，无紊流，无搅动，很少产生气泡，工作可靠，噪声小，运转平稳性比齿轮泵与叶片泵高，容积效率高，吸入扬程高。但加工较难，不能改变流量。适用与机床或精细机械的液压传动系统。一般应用两螺杆或三螺杆泵，有立式和卧式四种安装方式。一般采用螺杆泵用立式安装。比拟这几种方案的优缺点，可以采用外啮合齿轮泵和柱塞泵这两种方案。3计算液压泵参数计算由液压缸工作压强为16MPa，本系统要求不高一般不会超载，所以取液压泵额定压力。方案一：当采用第一种方案时，根据理论压强20MPa查《机械设计手册》表21-5-63选取※型径向变量柱塞泵.额定排量qe=19ml/r额定转速ne=1800r/min。所以该液压泵的额定流量为：式〔3.9〕当液压缸单独作用并外伸时的速度式〔3.10〕所用时间式〔3.11〕当液压缸单独作用并回缩时的速度式〔3.12〕所用时间式〔3.13〕当液压缸双缸作用并外伸时的速度式〔3.14〕所用时间式〔3.15〕当液压缸双缸作用并回缩时的速度式〔3.16〕所用时间式〔3.17〕方案二：根据第五版《机械设计手册》表21-5-16，选取外啮合齿轮泵CBF-F型，根据压强和流量选取转速为2500。则可求得液压泵的额定排量为：式〔3.18〕根据求得液压泵的流量，压强，排量查第五版《机械设计手册》表21-5-16选取CBF-F412.5-AL型外啮合齿轮泵。见表3.1得：该泵理论排量为14ml/r额定压强为20MpaCBF-F412.5-AL型号含义：CB—齿轮泵;F—系列代号;F—压力等级，20Mpa;4—此轮模数;12.5—公称排量〔ml/r〕型号排量额定压力/Mpa额定转速驱动功率KwCBF-F412.5-AL12.520250012.4容积效率/%重量/Kg3.3则泵的额定流量为：式〔3.19〕当液压缸单缸作用并外伸时的速度:式〔3.20〕当液压缸单缸作用并回缩时的速度：式〔3.21液压缸外伸作用时间式〔3.22〕液压缸回缩所用的时间式〔3.23〕当液压缸双缸作用并外伸时的速度式〔3.24〕液压缸外伸所用时间式〔3.25〕当液压缸双缸作用并内缩时的速度式〔3.26〕液压缸回缩时所用时间式〔3.27〕由上述计算结果可知液压缸根本能满足系统要求。比拟两种方案，方案二更接近该系统要求。虽然柱塞泵工作效率高，工作稳定性高，但本课题中液压系统并不经常工作，对工作效率不要求太高。且柱塞泵价格较高，不经济。齿轮泵即经济又能满足要求，所以选取方案二。3.1.2确定工作循环系统各参数〔1〕工作泵的理论流量：式〔3.28〕〔2〕油路压力损失当单缸作用并外伸时，取式〔3.29〕当单缸作用并内缩时，取当双缸作用并外伸时，取当双缸作用并内缩时，取〔3〕工作泵出口压力当液压缸单独作用并外伸时：式〔3.30〕单缸作用并回缩时：式〔3.31〕当双杆作用并外伸时：式〔3.32〕当双缸作用并回缩时：式〔3.33〕〔4〕液压缸运动速度：〔前已计算〕当液压缸单缸作用并外伸时：当液压缸单缸作用并回缩时：当液压缸双缸作用并外伸时：当液压缸双缸作用并回缩时：〔5〕液压缸的动作行程当液压缸单缸作用并外伸时当液压缸单缸作用并内缩时当液压缸双缸作用并外伸时当液压缸双缸作用并内缩时〔6〕动作持续时间当液压缸单缸作用并外伸时式〔3.34〕当液压缸单缸作用并内缩时式〔3.35〕当液压缸双杆作用并外伸时式〔3.36〕当液压缸双缸作用并内缩时式(3.37〕〔7〕工作泵输入功率当液压缸单缸作用并外伸时式〔3.38〕当液压缸单缸作用并回缩时式〔3.39〕当液压缸双缸作用并外伸时式(3.40〕当液压缸双缸作用并内缩时式〔3.41〕〔8〕电动机输出功率当液压缸单缸作用并外伸时式〔3.42〕当液压缸单缸作用并回缩时式〔3.43〕当液压缸双缸作用并外伸时式〔3.44〕当液压缸双缸作用并内缩时式〔3.45〕〔9〕系统输入功当液压缸单缸作用并外伸时式〔3.46〕当液压缸单缸作用并回缩时式〔3.47〕当液压缸双缸作用并外伸时式〔3.48〕当液压缸双缸作用并回缩时式〔3.49〕〔10〕执行元件有效功当液压缸单缸作用并外伸时式〔3.50〕当液压缸单缸作用并内缩时式〔3.51〕当液压缸双缸作用并外伸时式〔3.52〕当液压缸双缸作用并内缩时式〔3.53〕液压缸单缸作用时的工作周期系统流量图，见图3.1图3.1流量图液压缸双缸作用时的工作周期系统流量图，见图3.2图3.2流量图液压缸单缸作用时的工作周期系统压力循环图，见图3.3图3.3循环图液压缸双杆作用时的工作周期系统压力循环图，见图3.4图3.4循环图3.1.3换向阀的选择流经换向阀的最大流量为：最大工作压力为：查《机械设计手册》手册表21-7-49可选DSG-01-3C-50型号的三位四通电磁换向阀型号含义：DSG：电磁换向阀01：通径代号b3：位置数三位C：滑阀弹簧形式，弹簧对中。50:设计号该电磁阀的技术规格如表3.2所示表3.2电磁阀参数通径/mm3最高压力/Mpa31.5最高允许背压/Mpa16最大流量/(L/min)63换向频率/Hz质量2.2生产厂商榆次油研3.1.4单向阀的选择根据系统要求可采用C型单向阀，C型单向阀在所设定的开启压力下使用，控制油流单方向流动，完全阻止反方向流动。因为系统最大流量：最高使用压力：查《液压元件与选用》手册表4.155可采用型号CIT-03型的单向阀该型号的含义：C—C型单向阀I—直通单向阀T—管式联接03—通径代号，公称通径为10mm该单向阀的技术规格如表3.3所示：表3.3单向阀参数型号接口尺寸最高压力/Mpa工程流量/重量/Kg生产厂CIT-033/821400.18相次液压件厂3.1.5溢流阀的选择根据系统要求，可以采用Y2型先导是溢流阀，该阀主要用于保持系统压力恒定，它采用二级同心构造，因系统最大流量，最大系统压力为，所以采用型号为Y2D1H32C10型的交流式溢流阀。该型号的含义如下：Y2—二级同心式溢流阀H—滑阀机能——常开式C—调压范围为8~20Mpa10—公称通径为10mm32—额定压强32MPa该溢流阀的技术规格如表3.4所示：表3.4溢流阀参数先导溢流阀型号通径/mm压力/Mpa额定流量/Y2H32C10103240调压范围/Mpa重量/Kg先导溢流阀C—4.7注：生产厂：上海液压件二厂、南通液压件厂、济南液压件厂.3.1.6滤油器的选择过滤器的选择应考虑以下几个要求：〔1〕过滤精度应满足液压系统的要求；〔2〕具有足够大的过滤能力，压力损失小；〔3〕滤芯及外壳应有足够的强度，不致因油压而破坏；〔4〕有良好的抗腐蚀性，不会对油液造成化学的或机械的污染；〔5〕在规定的温度下，能保持性能稳定，有足够的耐久性；〔6〕清洗维护方便，更换滤芯容易；〔7〕构造尽量简单、紧凑；〔8〕价格低廉。滤芯的有效过滤面积：式〔3.54〕式中：Q—过滤器的额定流量，L/min;μ—油的动力粘度，Pa*s;—压力差，Pa；α—滤芯材料的单位过滤能力，L/cm2，此处取α=0.035经上述粗略计算，可选择型号为：ZU—H40×20S的过滤器。该型号含义：ZU—纸质过滤器；H—压力为32MPa；40—额定流量为40L/mm；20—过滤精度为20μm；S—带发信装置。该过滤器的技术规格如表3.5所示。表3.5过滤器参数表型号流量/l/min额定压力/mpa过滤精度/μm压差工作器工作压差/mpaZU-H40×20S4032200．35初始压力降重量/Kg0．017．5注：生产厂：沈阳滤油器厂、远东液压配件厂。3.1.7压力表开关的选择根据系统要求可选择如下型号的压力表开关：型号：AF·6EA301Y2.5型号的含义：A—截止阀F—弹簧复位6—通径为6E—单阀A—螺纹联接30—30系列Y—带附件〔连接件、密封圈、压力表〕2.5—指示范围为25MPa左右该压力表开关的技术规格如表3.6：表3.6压力表参数介质矿物油介质温度/20介质粘度/m2/s27.5×10-6工作压力/MPa31.5压力表指示范围/MPa25注：沈阳液压件厂，上海新液压厂3.1.8压力继电器的选择压力继电器是将某一定值的液体压力信号转变为电气信号的元件。HEO23型压力继电器是弹簧管式构造，弹簧管在压力油作用下产生变形。通过杠杆压力下缴动开关，发出电信号，使电器元件动作实现回路的自动程序控制和安全保护。根据系统要求，该系统可以采用型号为：HED2OA20/20L24型号的含义：HED—压力继电器；2—构造型式为单点弹簧管式；O—无泄露油口；A—管连接；20—系列号为20；20—最大调整压力为20Mpa；L24—电源电压带24V灯。该压力继电器的技术规格如表3.7所示：表3.7压力继电器参数型号额定压力//MPa最高工作压力(短时间)/MPa复原压力/MPa最低最高HED2O2021120动作压力/MPa切换频率/次切换精度最低最高1.420.430小于调压的注：生产厂：北京华德液压集团液压阀分公司天津液压件一厂。3.1.9电动机的选择以以下图为系统功率循环图：液压缸单缸作用时的系统功率循环图，见图3.5图3.5功率循环图液压缸双缸作用时的系统功率循环图，见图3.6图3.6功率循环图由图可知，当液压缸单缸作用并外伸时，系统功率最大为：Pmax=10.8kw，此外，考虑到本系统的工作环境恶劣，查《机械设计》手册表4.7.1可选择防爆异步电动机，其型号为YB2-160MI-2，各符号含义：Y—异步电动机；B—防爆型；2—第2次改型设计；160—机座中心高；M—机座长度代号；I—机芯长度代号；2—电动机极数；该型号电动机的技术数据如表3.8所示：表3.8电动机参数型号功率/KW满载转速/min效率〔满载时〕/%额定电流(380V)/A功率因素〔满载时〕YB2-160MI-211293088.421.50.882.22.43.2其它辅助元件的选择3.2.1油箱的选择油箱有效容积按每分钟最大流量的4倍计算：根据上述计算结果和系统的工作环境可以采用如下型号的封闭式油箱，型号为：AB4D—01—10084AN13St型号含义如下：AB40—01：AB标准0084：公称容积为VN84A：油箱采用油箱组件型号N：标准型1：油箱采用带分隔板型号3：油箱采用带泄油槽带放油螺塞St:油箱的材料是钢板油箱的技术参数如表3.9：表3.9油箱参数规格重量/Kg工作容量/L工作容积/L标准型800385830127长宽规高2000866750查表得油箱局部的长宽高尺寸为：油面高度：式〔3.55〕油面高与油箱高之比为：3.2.2油管的选择系统上一般管道的通径按所连接元件的通径选取，现实计算系统流量最大时的管子通径，取管内许用流速为，管子通径为：式〔3.56〕因前而所选取的阀类零件的通径均为10mm，与上述计算结果相符，所以该系统管道的通径可以按所连接元件的通径选取，通径取为：d=10mm按标准规格选取管子为：φ23.1×5.3mm材料：钢丝编织和合成橡胶安全系数n=6，验算管子的壁厚：式〔3.57〕式中：P—设计压力，Mpa;D—油管通径；K—油管设计系数取为0.72；—焊缝系数，取为1；—屈服强度，Mpa;即壁厚的选取值大于验算值，所选管子符合要求。管子的技术规格如表3.10所示：表3.10油管参数公称内径2T型设计工作压力/MPa最小弯曲半径成品软管外径外胶层厚度最大值最小值最大值2T型12.523.10.761.52251803.2.3管接头的选择管接头有焊接式、卡套式、扩口式、快换式和旋转式接头等形式。根据本系统要求，该液压系统采用快换式两端开放的接头，该接头适用于介质温度为-20—80℃，以油气为介质的管路系统，查阅《机械设计手册》表21-8-62选用快换接头，其技术参数如表3.11所示：表3.11管接头参数公称通径DN公称流量软管内径工作压力/MPa软管层数Ⅱ104012.5253.2.4加热器的选择〔1〕系统的发热功率当液压缸单缸作用时,主系统的发热功率为：式〔3.58〕式中：H—系统的发热功率，kw;H1—液压泵功率损失；H2—阀的功率损失；H3—管路及其他功率损失。在一个工作循环中有几个工序则需求出总平均功率损失：式〔3.59〕式中：P—液压泵的输入功率，；η—液压泵的总效率，取0.8；p—液压泵的实际出口压力，Pa；q—液压泵的实际流量，m3/s;T—工作循环周期，s;Ti—工序的工作时间，s;i—工序的次数。式〔3.60〕式中：P—溢流阀的调整压力；q—经过溢流阀回油箱的流量，m3/s.式〔3.61〕所以:〔2〕验算温升油箱的散热面积为：式〔3.62〕所以该系统的平衡温度为:式〔3.63〕式中：T0—环境温度，K;H—系统发热功率；k—油箱的传热系数,W/(m2*k),周围通风良好时k=15A—油箱散热面积。这说明系统的温升不是很高，这在一般情况下对系统是有利的，不需要对油液进展冷却，但在冬季温度比拟低时，系统需要加热器，加热器的发热能力，可按下式结算：式〔3.64〕式中：c—油的比热容〔矿物油〕,取,这取2000γ—油的密度，取;V—油箱的容积，;—油加热后温升，K;T—加热时间，s。电热器的功率式〔3.65〕式中：η—热效率，取，这取0.7查表可选用型号为SRY2—220/1的电加热器，该电热器的性能如表3.12所示：表3.12加热器参数型号功率/KW电压/V浸入油中长度A/mm生产厂SRY2—220/21220225上海电热、电气厂，北京电热气厂3.3验算系统性能验算系统压力损失：管路系统压力损失由管路的沿层损失、管件局部损失和控制元件的压力损失组成。泵至液压缸的管子,内径，长。通过最大流量，介质为YA—N32普通液压油。工作温度下的粘度，密度，当液压缸单缸作用时，管内流速为:式〔3.66〕雷诺数:Re(L)—临界雷诺数，圆形光滑管。即油液为层流，故①管路沿程压力损失：式〔3.67〕式中②管件局部损失—局部阻力系数，由于各种情况的局部阻力系数不同取均值1。③控制元件的压力损失:式〔3.68〕式中：—各阀在额定压力和流量下的压力损失值取0.1Mpa；Q—阀的实际流量；QN—阀的额定流量。单向阀的局部压力损失：换向阀的局部压力损失：式〔3.69〕溢流阀的局部压力损失：式〔3.70〕所以：式〔3.71〕当液压缸双缸作用时，设泵出口至油液别离点处的距离为4m，油液别离点至液压缸的距离为2.8m，其他参数不变，则泵出口点处至油液别离点处的管路内的油液流速为，油液别离点至液压缸的管路内油液流速因流量减半，知道流速减半为，所以从泵出口至油液别离处因雷诺数未变，知道沿程阻力系数未改变，所以①沿程压力损失为：式〔3.72〕从油液别离处至液压缸处的雷诺数为：式〔3.73〕即油液为层流，故故沿程压力：式〔3.74〕式〔3.75〕②管件局部损失：式〔3.76〕—局部阻力系数，由于各种情况的局部阻力系数不同取均值1。③额定流量下有关阀的局部压力损失：单向阀的局部压力损失：换向阀的局部压力损失：两个换向阀的压力损失：溢流阀的局部压力损失：所以：式〔3.77〕4.电控系统4.1PLC程序的编写在本液压系统中要求：每个液压缸能独立自动运行，每两个液压缸能同时自动运行。由于系统中要求有较复杂的自动控制，仅用压力继电器很难实现，所以必须采用PLC控制。4.1.1液压缸控制程序自动控制输入端子系统泻荷SB0X01号液压缸启动SB1X12号液压缸启动SB2X23号液压缸启动SB3X34号液压缸启动SB4X45号液压缸启动SB5X56号液压缸启动SB6X67号液压缸启动SB7X78号液压缸启动SB8X89号液压缸启动SB9X910号液压缸启动SB10X10压力继电器X111，2号缸同时启动SB12X123，4号缸同时启动SB13X135，6号缸同时启动SB14X147，8号缸同时启动SB15X159，10号缸同时启动SB16X16输出端子急停YA0Y01号液压缸回缩YA1Y11号液压缸伸出YA2Y22号液压缸回缩YA3Y32号液压缸伸出YA4Y43号液压缸回缩YA5Y53号液压缸伸出YA6Y64号液压缸回缩YA7Y74号液压缸伸出YA8Y85号液压缸回缩YA9Y95号液压缸回缩YA10Y106号液压缸伸出YA11Y116号液压缸回缩YA12Y127号液压缸伸出YA13Y137号液压缸回缩YA14Y148号液压缸伸出YA15Y158号液压缸回缩YA16Y169号液压缸伸出YA17Y179号液压缸回缩YA18Y1810号液压缸伸出YA19Y1910号液压缸回缩YA20Y20PLC自动控制程序STX1ANX11ORY1AN/X2AN/X3AN/X4AN/X5AN/X6AN/X7AN/X8AN/X9AN/X10AN/X0OTY1STX1ANX11DFORY2AN/X2AN/X3AN/X4AN/X5AN/X6AN/X7AN/X8AN/X9AN/X10AN/X0OTY2RSTY1STX1ANX11DFORY1AN/X2AN/X3AN/X4AN/X5AN/X6AN/X7AN/X8AN/X9AN/X10AN/X0OTY1RSTY2STX2ANX11ORY3AN/X1AN/X3AN/X4AN/X5AN/X6AN/X7AN/X8AN/X9AN/X10AN/X0OTY3STX2ANX11DFORY4AN/X1AN/X3AN/X4AN/X5AN/X6AN/X7AN/X8AN/X9AN/X10AN/X0OTY4RSTY3STX2ANX11DFORY3AN/X1AN/X3AN/X4AN/X5AN/X6AN/X7AN/X8AN/X9AN/X10AN/X0OTY3RSTY4单缸独立运行PLC程序梯形图如图4.1图4.1单缸运行梯形图注：以上程序是液压缸1、2单独作用独立自动运行时的PLC程序，其它液压缸3，4、5，6、7，8单独作用时的PLC程序STX12ANX11STY1ANY3ORSAN/X3AN/X4AN/X5AN/X6AN/X7AN/X8AN/X9AN/X10AN/X0OTY1OTY3STX12ANX11DFSTY2ANY4ORSAN/X3AN/X4AN/X5AN/X6AN/X7AN/X8AN/X9AN/X10AN/X0OTY2OTY4RSTY1RSTY3STX12ANX11DFSTY1ANY3ORSAN/X3AN/X4AN/X5AN/X6AN/X7AN/X8AN/X9AN/X10AN/X0OTY1OTY3RSTY4RSTY2STX0OTY0双缸自动运行梯形图如图4.2图4.2双缸运行梯形图注：以上程序是液压缸1、2同时单单独动运行时的PLC程序，其它液压缸3和4、5和6、7和8同时运行时的PLC程序，与以上程序类似。如上述程序类似以下是电动机控制系统的PLC程序4.1.2电动机控制程序输入端子输出端子电动机1启动：SB17X17KM1:R1电动机2启动：SB18X18KM2:R2加热器启动：SB19X19KM3:R3电动机1停顿：SB20X20电动机2停顿：SB21X21加热器停顿：SB22X22电动机控制系统PLC程序STX17STX18STX19ORR1ORR2ORR3AN/X20AN/X21AN/X22AN/R2AN/R1OTR3OTR1OTR24.2电控元件的选择该电控系统需要较多的控制元件，控制元件的选择直接影响整个系统的使用寿命和工作质量。所以电控元件的选择是很关键的技术问题。4.2.1熔断器的选择该电熔断器是机械设备电力拖动控制电路中用作过载和短路保护的电器。它串联在电路中，当电气设备发生短路或过载时，熔断器中的熔体首先熔断，使电气设备脱离电源，起到保护作用。熔断器具有结果简单，价格廉价，使用，维修方便，体积小，重量轻等优点。因此得到广泛应用。在本系统中，熔断器在电动机回路中，用作短路保护，因起动电流很大，既要对电动机作有效的保护，又不应使熔体在起动电流的冲击下而熔断。应计算，对于单台电动机：式中：——熔体的额定电流;——电动机的额定电流；由上式得熔断器的额定电流98A.查《实用机械电气技术手册》表6——2，选取无填料封闭管式熔断器具体数据见表4.1表4.1熔断器参数型号熔断器额定电压〔V〕熔断器额定电流〔A〕额定电流等级(A)最大分断能力〔KA〕RM10~100交流380100100104.2.2接触器的选择接触器是一种适用于远距离频繁接通和分断交，直流大容量电路的电气，在机床电气自动控制中，多将触点串联在主回路中，以控制电动机的工作状态；也可用于控制其他电力负载。它具有操作频率高，使用寿命长，工作可靠，性能稳定，维修简便等优点，因此，得到广泛的应用。根据本系统要求，查《实用机械电气技术手册》表7—16选用型交流接触器;具体数据见表4.2表4.2接触器参数使用类别接通电流接通电压时间常数〔S〕断开电流断开电压时间常数〔S〕用途2.50.72.50.7控制绕线型电动机直接起动。4.2.3控制继电器的选择控制继电器的种类很多，在机床电力拖动。程序控制，自动调节与自动检测系统中应用十分广泛。它具有输入回路输出回路，当输入一定的信号量到达一定数值时，控制继电器的触点动作，从而控制电路的工作状态。查《实用机械电气技术手册》表8—16选取继电器,参数见表4.3表4.3继电器参数表型号额定电压(V)额定电流相数热元件最小规格热元件最大规格当数JR16380150314—2240—6344.2.4控制按钮的选择控制按钮在机床电气控制系统中使用十分广泛，它是人机联系和对话所必不可《实用机械电气技术手册》表9——2选取按钮：参数见表4.4表4.4按钮参数表型号规格构造形式触点数颜色功能电压电流LA20—3K500V,5A开启式2，2黑红绿红起动停顿6《14.2.5PLC可编程控制器的选用PLC(见图4.3)是一种数字运行操作的电子系统专为在工业环境下应用而设计，它利用可编程序的存储，只用在其内部存储执行逻辑运算，顺序程序，定时计数和算术运算操作指令，并通过数字式，模拟式的输入输出，控制各种生产机械和生产过程。PLC具有简单易学，使用和维护方便，运行可靠和设计施工周期短等优点。根据本系统控制要求选用日本松下FP1系列C56型小型PLC.具体参数见表4.5,4.6表4.5FP1控制单元规格表C56系列内藏式存储器I/O点数工作电压COIM端极性类型型号标准型RAM56输入：32输出：2424DC+继电器晶体管晶体管AFP12513AFP1254310024VAC+继电器晶体管晶体管AFP12517AFP12547表4.6FPI性能一览表工程C56I/O分配32/24最大I/O点数160扫描述度16程序容量2720步存储类型RAM和EPROM内部继电器1008特殊继电器64定时/计数器144数据存放器1660系统存放器2个字步阶128子程序16图4.3PLC接口图4.2.6电控系统图由以上元件连接可组成电控系统的电路图,如图4.4所示.该电路图由380伏电源供电,经变压器变压得到各所需电压.图中主要控制元件PLC可编程控制器根据输入信号,控制各继电器的开闭,再通过接触器开关控制:电动机的启闭;加热器的开关;各个换向阀的换向和卸荷回路的卸荷.图4.4电控系统图4.2.7电控操作台本电控系统操作台(如图4.5)根据系统控制要求,设计了10个单缸启动按钮及指示灯;5个双缸启动按钮及指示灯;1号,2号电动机启动停顿按钮;加热器开关按钮;系统急停按钮;以及电源指示灯等控制按钮.以上布局能够控制系统运行.图4.5电控操作台5.液压传动系统的安装和使用及维护5.1液压系统安装5.1.1液压元件的安装总要求各种液压元件的安装方法和具体要求，在产品说明书中，都有详细说明，在安装时必须加倍注意。以下是液压元件在安装时一般应注意的事项：〔1〕安装前元件应进展质量检查，假设确认元件被污染需进展拆洗，并进展测试。应符合《液压元件通用技术条件》〔GB/T7935〕的规定，合格后安装。〔2〕安装前应符合各种自动控制仪表〔如液压计，压力继电器〕进展校验，这对以后调查工作极为重要，以防止不准确而造成的事故。〔3〕系统内开闭器的手轮位置和泵、各种阀以及指示仪表等的安装位置，应注意使用及维护的方便。5.1.2管路的安装与清洗管路安装一般在所连接的设备及元件安装完毕后进展。管路酸洗复位后，应尽快进展循环冲洗，以保证清洁及防锈。管子内壁应光滑清洁，无砂，防蚀，氧化皮假设发现有以下情况之一时，即不能使用：内外壁已腐蚀或显著变色，有伤口裂痕，外表凹入，外表有离层或结疤。5.2液压系统的使用5.2.1试压系统的压力实验应在安装完毕组成系统，并冲洗合格后进展。〔1〕系统在冲液前，其清洁度应符合规定〔2〕系统中液压缸，压力继电器等均不得参加压力试验。〔3〕试验压力应逐级升高，每升高一级宜稳压2-3min,到达试验压力后，持压10min,然后降至工作压力，进展全面检查，以系统所有焊缝、接口和密封处无漏油，管道无永久变形为合格。〔4〕系统中出现不正常声响时，应立即停顿试验，处理故障必须先卸压。〔5〕压