100吨砂轮液压机电液控制系统设计

单位代码 0 2 学 号 080105014 分 类 号 TH6 密 级 毕 业 设 计100 吨砂轮液压机电液控制系统设计院 （ 系 ） 名 称 工 学 院 机 械 系专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化学 生 姓 名 侯 志 勇指 导 教 师 李 长 诗2012 年 4 月 30 日黄河科技学院本 科 毕 业 设 计 任 务 书工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化 专业 08 级机电一 班学 号 080105014 学生 侯志勇 指 导 教 师 李 长 诗 毕业设计题目100 吨砂轮液压机电液控制系统设计 毕业设计工作内容与基本要求（目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据） 、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等） （纸张不够可加页）一、主要研究内容液压机的工作原理及其发展趋势；四柱式液压机本体结构；液压缸的机构及其材料选择；液压系统的技术及功能要求；机械设计的基本步骤及画图纸；标准件的选择二、设计目标与任务1.查阅文献资料 12 种以上，外文资料不少于两种。写出 3000 字以上文献综述，单独装订成册。2.翻译外文科技资料，不少于 3000 汉字，单独装订成册。3.完成开题报告，填写开题报告表。4.绘制液压原理图、液压站等图，折合零号图纸两张以上。6.编写摘要，英中文完全对照，中文不少于 300 字。7.编写设计说明书，不少于 8000 字符。三、时间安排1-3 周 完成文献综述、开题报告及英文资料翻译等。4-9 周 液压系统设计、计算，用 AutoCAD 等软件绘制系统原理图、液压站装配图等。10-11 周 编写设计说明书，进一步修改完善毕业设计，准备并完成毕业答辩稿。12 周 毕业答辩。毕业设计时间： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日计 划 答 辩 时 间： 2012 年 05 月 19 日专业（教研室）审批意见：审批人签名：日 期：黄河科技学院毕业设计说明书 第 I 页100 吨砂轮液压机电液控制系统设计摘 要液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一，也是理想的成型工艺设备，特别是当液压系统实现具有对压力、行程、速度单独调整功能后，不仅能实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且，废品率非常低，与机械加工系统相比，有极大的优越性。近年来，随着微电子技术、液压技术等的发展，液压机有了更进一步的发展，其高技术含量增多，众多机型已采用 CNC 或 PC 机来控制，提高了产品加工质量和生产率。四柱液压机由主机及控制机构两大部分组成。液压机主机部分包括液压缸、横梁、立柱及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、控制系统、电动机、压力阀、方向阀等组成。液压机采用 PLC 控制系统，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。该系列液压机具有独立的动力机构和电气系统，并采用按钮集中控制，可实现手动和自动两种操作方式。该液压机结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力和行程可在规定的范围内任意调节，操作简单。在本设计中，通过查阅大量文献资料，设计了液压缸的尺寸，拟订了液压原理图。按压力和流量的大小选择了液压泵，电动机，控制阀，过滤器等液压元件和辅助元件。关键词：液压机，主机，控制机，液压系统黄河科技学院毕业设计说明书 第 II 页100tons of grinding wheel hydraulic mechanical and electrical hydraulic control system designAuthor:HouZhiYongTutor :LiChangShiAbstractHydraulic press is one of the most widely used device in the production of molding，it is the ideal molding process equipment, especially when the hydraulic system to achieve with the right pressure, stroke and speed adjustment alone, not only to achieve the complex and asymmetric parts of the work piece processing, and that the rejection rate is very low, it has great advantages compared to machining systems. In recent years, with the development of microelectronic technology and hydraulic technology, hydraulic press had a further development, increased its high-tech, many models have been control by the CNC or PC, which improved processing quality and productivity.The four pillars of hydraulic press mainframe and control system composed of two. Hydraulic press the mainframe includes hydraulic cylinder, beams, pillar and filling liquid equipment, etc. The motor by oil tank, high-pressure pump, the control system, motor, pressure valves, direction valve etc. Hydraulic machine adopts PLC control system, through the pump and oil cylinder and all kinds of hydraulic valves to realize the transfer of energy, regulation and conveying, finish all kinds of craft operating cycle. The series hydraulic machine independent of the dynamic mechanism and the electrical system, and centralized control buttons used, achieve both manual and automatic two kinds of operating mode.黄河科技学院毕业设计说明书 第 III 页The hydraulic press compact structure, action quick, reliable, and speed, little energy consumption, and low noise, pressure and travel can be within a prescribed scope to arbitrarily regulate, and operate simple. In this design, by consulting a large number of literature, the design of hydraulic cylinder size, and formulate the hydraulic principle diagram. According to the size of the pressure and flow choose hydraulic pump and motor, control valves, filter and hydraulic components and auxiliary components.Keywords: Hydraulic press, host, control machine, hydraulic system黄河科技学院毕业设计说明书 第 IV 页目 录1 液压机液压系统原理图 设计 .11.1 自动补油的保压回路设计 .11.2 释压回路设计： .21.3 液压缸工作循环 .22 液压系统的计算和元件选型 .42.1 确定液压缸主要参数： .42.2 液压元件的选择 .62.2.1 确定液压泵规格和驱动电机功率 .62.2.2 阀类元件及辅助元件的选择 .72.2.3 管道尺寸的确定 .92.2.4 液压系统的验算 .122.2.5 系统温升的验算 .132.2.6 液压冲击验算 .143 液压缸的结构设计 .153.1 液压缸主要尺寸的确定 .154 液压集成油路的设计 .164.1 液压集成回路设计 .165 液压站结构设计 .185.1 液压站的结构型式 .185.2 液压泵的安装方式 .185.3 液压油箱的设计 .185.3.1 液压油箱有效容积的确定 .19黄河科技学院毕业设计说明书 第 V 页5.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 .195.3.3 液压油箱的结构设计 .205.4 液压站的结 构设计 .226 液压机的减 振措施 .256.1 突然失载时常用的减振措施主要有以下两种： .256.2 回程时的减振措施 .256.3 产生液压冲击时的减振措施 .25结 论 .26致 谢 .27参 考 文 献 .28黄河科技学院毕业设计说明书 第 1 页1 液压机液压系统原理图设计1.1 自动补油的保压回路设计考虑到设计要求，保压时间要达到 5s，压力稳定性好。若采用液压单向阀回路保压时间长，压力稳定性高，设计中利用换向阀中位机能保压，设计了自动补油回路，且保压时间由电气元件时间继电器控制，在 0-20min 内可调整。此回路完全适合于保压性能较高的高压系统，如液压机等。自动补油的保压回路系统图的工作原理：按下起动按纽，电磁铁 1YA 通电，换向阀 6 接入回路时，液压缸上腔成为压力腔，在压力到达预定上限值时压力继电器 11 发出信号，使换向阀切换成中位；这时液压泵卸荷，液压缸由换向阀 M 型中位机能保压。当液压缸上腔压力下降到预定下限值时，压力继电器又发出信号，使换向阀右位接人回路，这时液压泵给液压缸上腔补油，使其压力回升。回程时电磁阀 2YA 通电，换向阀左位接人回路，活塞快速向上退回。图 1 液压系统原理图黄河科技学院毕业设计说明书 第 2 页1.2 释压回路设计：释压回路的功用在于使高压大容量液压缸中储存的能量缓缓的释放，以免它突然释放时产生很大的液压冲击。一般液压缸直径大于 25mm、压力高于 7Mpa 时，其油腔在排油前就先须释压。根据设计很实际的生产需要，选择用节流阀的释压回路。其工作原理：按下起动按钮，换向阀 6 的右位接通，液压泵输出的油经过换向阀 6 的右位流到液压缸的上腔。同时液压油的压力影响压力继电器。当压力达到一定压力时，压力继电器发出信号，使换向阀 6 回到中位，电磁换向阀 10 接通。液压缸上腔的高压油在换向阀 6 处于中位（液压泵卸荷）时通过节流阀 9、换向阀 10 回到油箱，释压快慢由节流阀调节。当此腔压力降至压力继电器的调定压力时，换向阀 6 切换至左位，液控单向阀 14 打开，使液压缸上腔的油通过该阀排到液压缸顶部的副油箱 13 中去。使用这种释压回路无法在释压前保压，释压前有保压要求时的换向阀也可用 M 型，并且配有其它的元件。机器在工作的时候，如果出现机器被以外的杂物或工件卡死，这是泵工作的时候，输出的压力油随着工作的时间而增大，而无法使液压油到达液压缸中，为了保护液压泵及液压元件的安全，在泵出油处加一个直动式溢流阀 3，起安全阀的作用，当泵的压力达到溢流阀的导通压力时，溢流阀打开，液压油流回油箱。起到保护作用。在液压系统中，一般都用溢流阀接在液压泵附近，同时也可以增加液压系统的稳定性。使零件的加工精度增高。1.3 液压缸工作循环 （1）快速下行。按下起动按钮，电磁铁 1YA 通电，这时的油路为：液压缸上腔的供油的油路变量泵 1换向阀 6 右位节流阀 8压力继电器 11液压缸 15 液压缸下腔的回油路液压缸下腔 15液控单向阀 7换向阀 6 右位电磁阀 5背压阀 4油箱油路分析：变量泵 1 的液压油经过换向阀 6 的右位，液压油分两条油路：一条油路通过夜控单向阀 7 流经继电器 11，另一条路直接流向液压缸的上腔和压力表。使液压缸的上腔加压。液压缸 15 下腔通过液控单向阀 7 经过换向阀 6 的右位流经背压阀，再流到油箱。因为这是背压阀产生的背压使接副油箱旁边的液控单向阀 14 打开，使副黄河科技学院毕业设计说明书 第 3 页油箱 13 的液压油经过副油箱旁边的液控单向阀 14 给液压缸 15 上腔