油压机液压系统设计

课程设计题目 150吨卧式油压机液压系统设计 课题背景 油压机是一种通过专用液压油做为工作介质，通过液压泵作为动力源，靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸 /活塞 ，然后油缸 /活塞里有几组互相配合的密封件，不同位置的密封都是不同的，但都起到密封的作用，使液压油不能泄露。最后通过单向阀使液压油在油箱循环使油缸/活塞循环做功从而完成一定机械动作来作为生产力的一种机械。 油压机由主机及控制机构两大部分组成。油压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。动力机构在电气装置的控制下，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。 主要内容 液压传动系统的设计 电气控制系统的设计（包括实验部分） 基于 监控系统 三维动态仿真设计 液压传动系统的设计 工况分析 工作负载： F=150性负载： 启动加速： 进到工进： 00X(进到保压： 50N 保压到快退： 1 快退到停止： 1 快进过程中的最大压力： 0压缸的工作效率选择 案一原理图及动作表 2进 + - - - 工进 + - + - 保压 - - + - 快退 - + - - 方案二分析 1进 - + - - + - 工进 + - - + - - 保压 - - - - - - 快退 + + + - - + 方案比较 方案一使用一个泵，实现了计划要求的动作，但顶置油箱需不断向内充油，设计不完善。 方案二采用双泵供油，分工明确，届时检修维护均较方便快捷。 综上所述，选择方案二 数据计算 初选工作压力为 20时 d/D=手册 1632高压系统，由 液压系统简明手册 可知，初算是被压可忽略不计 主缸： F/= (=得 D= d=整后得 D=200d=140据计算 可虑到压力储备和泵的寿命，设定其正常工作压力为泵的额定压力的 80% 工进时： q=22的排量至少为： V=q/1500=r 初选主泵为 25量为 25ml/r 额定压力为 32定转速为 1500r/动功率为 积效率为 92% 重量为 27据计算 辅助缸： F/=2=F/0000/(4 106)=10得 D= d=整后得 D=90d=63的额定压力 ： q=（ ） 65/液压缸的工作压力取为 4虑到进出油路上阀和管道的压力损失为 1回油路上的压力损失折算到进油腔），则液压泵的最高工作压力为 P=P=5应的泵的额定压力 P/主泵的选择方法，对应的泵的选择为： 40*体参数为：排量 r 额定压力为 25定转速 1500 容积效率 92% 重量 16据计算 工况 负载 回油腔压力 进油腔压力 输入流量 输入功率 启动加速 化 进 进 退加速 化 退 机选择 液压泵压力 L /据计算 上面得到静态压力，考虑到动态压力大于静态压力且需压力储备 流量 :Q=中 围为 中间值 =4=机： =（ 电机 定功率 30速 1430，效率 量 38的选择 序号 元件名称 型号 1 斜盘式柱塞泵 25 斜盘式柱塞泵 10 80 4 安全阀 三位四通电磁阀 34 液控单向阀 单向节流阀 二位二通电磁阀 22 压力继电器 0 压力表开关 30E 11 油箱 12 主液压缸 13 辅助液压缸 电气控制系统的设计 电气控制系统的作用 电气控制系统主要内容 实验与实际工程项目的区别 电气控制系统的作用 电气控制系统用来对液压系统中的电磁阀、 行程开关等一些列输入输出设备进行控制，通过执 行 电气控制系统主要内容 实验电气控制系统： 电气控制系统包括实验和工程两项内容。实验主要包括实验原理图、实验电磁铁动作顺序表、实验装置 验 工程电气控制系统： 工程主要包括工程原理图、工程 程 根据现有实验条件如何设计实验 由于实验条件有限，油压机的实际动作过程难以在实验台完全实现，因此我们设计了一种简单的气压回路来模拟油压机的动作过程。 而且实验台的气缸行程太短，若用一个气缸来模拟动作，快进和工进难以区分，所以我们用两个气缸分别模拟油压机液压缸的快进和工进过程。 实验原理图及动作表 快进 工进 保压 快回 停止 1 + + 2 + + 3 + + 4 + + 实验装置 输入 输出 序号 输入 功能 序号 输出 功能 1 %统启动按钮 %进电磁铁 1 %缸原位行程开关 7 %退电磁铁 2 %缸末端行程开关 8 %进电磁铁 3 %缸原位行程开关 9 %退电磁铁 4 %缸原位行程开关 t e p _ K Q X 0 . 1T 1T O 5 SS t e p _ D DS t e p _ D D% I X 0 . 0S t e p _ G JS t e p _ B YS t e p _ K TS t e p _ B YS t e p _ K JS t e p _ G JS t e p _ K TS t e p _ G JS t e p _ K JS t e p _ K JS t e p _ G JS t e p _ B YS t e p _ K TS t e p _ B YS t e p _ D DS t e p _ K TS t e p _ D D% Q X 0 . 3% Q X 0 . 2% Q X 0 . 4% I X 0 . 2% I X 0 . 4I X 0 . 1启碰 S Q 2 后 开碰 S Q 2 、 S 到 时 后 开 始 快 退碰 到 S Q 1 、 S Q 3 后 进 入等待保压延快 进 时 得 电 的 电 磁 铁工 进 时 得 电 的 电 磁 铁快 退 时 得 电 的 电 磁 铁实验 I X 0 . 3 I X 0 . 4 Q X 0 . 2 Q X 0 . 3 S Q 3 S Q 41 2 3 D T 4 D 按 钮 快 进 起 点 快 进 终 点 工 进 起 点 工 进 终 点4 快进 压制（工进） 保压 快退 停止 快进 工进：压力继电器压力值到达 4进 保压：活塞杆碰到行程开关 压 快退：保压延时 40s 快退 停止：活塞杆碰到行程开关 进 压制（工进） 保压 快退 停止快进 工进：压力继电器压力值到达工进 保压：活塞杆碰到行程开关保压 快退：保压延时快退 停止：活塞杆碰到行程开关快进 压制（工进） 保压 快退 停止快进 工进：压力继电器压力值到达工进 保压：活塞杆碰到行程开关保压 快退：保压延时快退 停止：活塞杆碰到行程开关卧式油压机工作步的划分 快进 压制（工进） 保压 快退 停止快进 工进：压力继电器压力值到达工进 保压：活塞杆碰到行程开关保压 快退：保压延时快退 停止：活塞杆碰到行程开关快进 压制（工进） 保压 快退 停止快进 工进：压力继电器压力值到达工进 保压：活塞杆碰到行程开关保压 快退：保压延时快退 停止：活塞杆碰到行程开关快进 压制（工进） 保压 快退 停止快进 工进：压力继电器压力值到达工进 保压：活塞杆碰到行程开关保压 快退：保压延时快退 停止：活塞杆碰到行程开关电气控制要求 电机启动要求：实现 切换时间为 5s。 快进要求：辅助缸接触工件压力上升到 4助缸自动停止工作。 保压要求：采用时间继电器计算时间发出 到时指令，并显示到操作台上。 星 三角降压启动的控制电路 1、当 通电时，为星形启动，时间为 5秒。 2、当通电时，为三角连接全压运行。 工程梯形图可实现的功能 卧式油压机的各个动作。 可实现 Y 降压启动以减小启动电流保护 电机。 可实现两种控制方式的转换，分别为单步 和半自动控制方式。 输入输出配置 在本系统中，系统启动按钮、行程开关、手动控制的各种按钮以及方式选择开关都是系统的输入量，共有 19个。 接触器、电磁换向阀的电磁铁和报警装置是系统的输出，共有 14个。 序输 入输 出1234567891011121314地 功 能% 方 式 转 换 开关序 地 功 能% 机 1 启 动 按钮电 机 2 启 动 按钮% C 控 制 输 入 输 出 配 置序 地 功 能1234567891011121314% 1 停 止 按钮电 机 2 停 止 按钮开始按钮行 程 开 关 S Q 1 警 器工进按钮快退按钮暂停按钮继续按钮行 程 开 关 S Q 2快进到位压力继电 器 警 器泵 1 上 限 压 力 继 电器泵 2 下 限 压 力 继 电器泵 2 上 限 压 力 继 电器泵 1 过 滤 器 压 力 继电器泵 2 过 滤 器 压 力 继电器泵 1 下 限 压 力 继 电器工程 通过控制操作台上的各个按钮可以实现系统要求的各种动作，并可以实现 过在线监控系统可以观察卧式油压机的工作状况。 实验与实际工程项目的区别 用两个气缸模拟实际过程的快进和工进过程。 实际过程中是液压主缸加上两个辅助缸完成动作，辅助缸主要完成快进和快退，主缸完成工进。 通过 们不仅能够对系统图中各泵工作情况和阀块的通断情况有个直观的认识，而且还可以清楚的看到泵 1、泵 2、主缸和辅助缸的压力的变化，以及泵的压力超高、超低和主油箱液位和液温超高、超低等的报警，和一些继电器、行程开关等的得电指示 。 传输与控制窗口 实时曲线