液压机液压控制课程设计说明书.docx

摘要自18世纪末世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。本世纪60年代以后，液压技术随着空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压系统在各种机械设备上得到了广泛的使用。压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成形、打包等加工工艺中广泛应用的压力加工机械设备。液压压力机（简称液压机）是压力机的一种类型，它通过液压系统产生很大的静压力实现对工件进行挤压、校直、冷弯等加工。液压机的结构类型有单柱式、三柱时、四柱式等形式。PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力有很好的应用，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.近年，工业计算机技术（IPC）和现场总线技术（FCS）发展迅速，挤占了一部分PLC市场，PLC增长速度出现渐缓的趋势，但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。PLC发展的重点：1、人机界面更加友好；2、网络通讯能力大大加强；3、开放性和互操作性大大发展；4、PLC的功能进一步增强，应用范围越来越广泛；5、工业以太网的发展对PLC有重要影响。关键字：液压系统 压力机 PLC 自动控制 一 压力机液压系统1） 压力机概述压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成形、打包等加工工艺中广泛应用的压力加工机械设备。液压压力机（简称液压机）是压力机的一种类型，它通过液压系统产生很大的静压力实现对工件进行挤压、校直、冷弯等加工。液压机的结构类型有单柱式、三柱时、四柱式等形式，其中以四柱式液压机最为典型，它主要由横梁、导柱、工作台、上滑块和下滑块顶出机构等部件组成，结构原理图如1所示。 图1 四柱液压机结构原理图1- 床身，2-工作平台，3-导柱，4-上滑块，5-上缸，6-上滑块模具，7-下滑块模具液压机的主要运动是上滑块机构和下滑块顶出机构的运动，上滑块机构由主液压缸(上缸)驱动，顶出机构由辅助液压缸(下缸)驱动。液压机的上滑块机构通过四个导柱导向、主缸驱动，实现上滑块机构：快速下行慢速下行慢速加压保压延时预卸慢速回程快速回程停止下缸布置在工作台中间孔内，驱动下滑快顶出机构实现：向上顶出向下退回如2所示。液压机液压系统以压力控制为主，系统具有高压、大流量、大功率的特点。如何提高系统效率，防止系统产生液压冲击是该系统设计中需要注意的问题。图2-液压机工作循环2） 液压机液压系统工作原理1-液压泵，2-溢流阀，3、9、12、15-电磁换向阀，4、13-顺序阀，5-滑阀，6-压力继电器，7-压力表，8、11、17-单向阀，10、16-调速阀，14-充液阀，18-主油缸，19-辅助油缸，20-邮箱1- 图3-液压机液压系统图该液压系统的工作原理如下:1）启动 按下启动按钮，泵1启动，此时系统中所有电磁铁均处于失电状态，泵1输出的油经电磁换向阀3中位及阀12中位流回油箱（处于卸荷状态）.2）上缸快速下行 按下上缸快速下行按钮，电磁铁1YA、5YA得电，电磁换向阀3换右位接入系统，上缸带动上滑块实现空载快速运动。此时系统的油液流动情况为 进油路 泵1换向阀3右位单向阀8上缸18上腔。 回油路 上缸18下腔电磁换向阀9上位换向阀3右位换向阀12中位油箱。 由于上缸竖直安放，且滑块组件的重量较大，上缸在上滑块组件自重作用下快速下降，此时泵1虽处于最大流量状态，但仍不能满足上缸快速下降的流量需要，因而在上缸上腔会形成负压，上部油箱20的油液在一定的外部压力作用下，经充液阀14进入上缸上腔，实现对上缸上腔的补油。3）上缸慢速接近工件并加压 当上滑块组件降至一定位置时（事先调好），压下行程开关2S后，电磁铁5YA失电，阀9下位接入系统，上缸下腔油液经调速阀10、阀3右位、阀12中位回油箱。这时，上缸上腔压力升高，充液阀14关闭。上缸滑块组件在泵1供油的压力油作用下慢速接近要压制成型的工件。当上缸滑块组件接触工件后，由于负载急剧增加，使上腔压力进一步升高，压力反馈恒功率柱塞变量泵1的输出流量将自动减小。此时系统的油液流动情况为进油路 泵1换向阀3右位单向阀8上缸18上腔。回油路 上缸18下腔调速阀10换向阀3右位换向阀12中位油箱。4）保压 当上缸上腔压力达到预定值时，压力继电器7发出信号，使电磁铁1YA失电，阀3回中位，上缸的上、下腔封闭，由于阀14和8具有良好的密封性能，使上缸上腔实现保压，其保压时间由压力继电器7控制的时间继电器调整实现。在上腔保压期间，泵1经由阀3和12的中位后卸荷。通过时间继电器，可以实现定时保压。5）上缸上腔泄压、慢速回程 当保压过程结束，时间继电器发出信号，电磁铁2YA得电，阀3左位接入系统。由于上缸上腔压力很高，液动换向阀5上位接入系统，压力油经阀3左位、阀5上位使外控顺序阀4开启，此时泵1输出油液经顺序阀4流回油箱。泵1在低压下工作，由于充液阀14的阀芯为复合式结构，具有先卸荷再开启的功能，所以阀14在泵1较低压力作用下，只能打开其阀芯上的卸荷针阀，使上缸上腔的很小一部分油液经充液阀14流回油箱20，上腔压力逐渐降低，当该压力降到一定值后，阀5下位接入系统，外控顺序阀4关闭，泵1供油压力升高，使阀14完全打开，此时，系统的液体流动情况为进油路 泵1阀3左位阀11上缸下腔；回油路 上缸上腔阀14调速阀16上部油箱20。6）上缸慢速回程 当快回一段时间后，再次压下行程开关，plc控制6YA得电，电磁阀15打开，此时回油路上调速阀16截止，回油经电磁阀15流回油箱20.7）上缸原位停止 当上缸滑块组件上升至行程挡块压下行程开关1S，使电磁铁2YA、6YA失电，阀3中位接入系统，单向阀9将主缸下腔封闭，上缸在起点原位停止不动。泵1输出油液经阀3、12中位回油箱，泵1卸荷。8）下液压缸顶出 当电磁铁4YA得电，换向阀12左位接入系统。碰到3s行程开关是停止上升；此情况的的液体流动情况为进油路 泵1换向阀3中位换向阀12左位下缸19下腔； 回油路 下缸19上腔换向阀12左位油箱。下缸19活塞上升，顶出压好的工件。9）下液压缸退回 当电磁铁4YA失电，3YA得电，换向阀12右位接入系统，下缸活塞下行，碰到4s行程开关时下降停止，使下滑块组件退回到原位。进油路 泵1换向阀3中位换向阀12右位下缸19上腔； 回油路 下缸19下腔换向阀12右位油箱。表1 液压机液压系统动作循环表动作程序1YA2YA3YA4YA5YA6YA上 缸快速下行-慢速加压-保压-泄压慢速回程-快速回程-停止-下缸顶出退回停止-