液压传动与气动技术实训指导纸箱抬升推出装置液压控制系统设计与仿真.docx

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1、纸箱抬升推出装置液压控制系统设计与仿真一.任务描述如图5-1所示，利用两个液压缸把已经装箱打包完成的纸箱从自动生产线上取下。按下一个按钮控制液压缸1A1活塞杆伸出，将送来的纸箱抬升到液压缸2A1前方；到位后液压缸2A1伸出，将纸箱推入滑槽；完成后，液压缸1A1和液压缸2A1活塞同时缩回，一个工作循环完成。为防止活塞运动速度过快使纸箱破损，应对液压缸活塞杆的伸出速度进行调节。图5-1 纸箱抬升推出装置示意图二.任务实施本任务给出的纸箱抬升推出装置是一个行程控制回路。利用两个液压缸把已经装箱打包完成的纸箱从自动生产线上取下。按下按钮控制液压缸1A1活塞杆伸出，将送来的纸箱抬升到液压缸2A1前方；到

2、位后液压缸2A1伸出，将纸箱推入滑槽；完成后，液压缸1A1和液压缸2A1活塞同时缩回。要求液压缸活塞杆伸出速度可调。下面设计该装置的控制回路。1.位移步骤图位移步骤图是利用图表的形式来描述执行元件随步骤不同时状态的变化情况。利用位移步骤图能清晰地说明行程程序各步的动作状态，也能方便我们进行回路设计和回路分析。本任务中的液压缸1A1和2A1的位移步骤图如图5-49所示。图5-49液压缸的位移步骤图从图5-49可以看到位移步骤图在绘制时主要应注意以下几点。（1）图表左侧的1A1和2A1分别为执行元件的标号。（2）图表纵坐标上的0和1分别表示气缸活塞处于完全缩回和完全伸出状态。（3）图表横轴的分段数

3、由该回路一个动作循环所含的步骤数决定。（4）图表横轴的分段采用均匀分段，即每一段只表示一个动作步骤，不表示执行该步骤所用的时间。如果有需要也可按时间进行分段。（5）粗实线表示左侧标号所对应的执行元件的动作情况。例如，1A1所对应的粗实线在第一段内出现从0到1的斜线，表明在本行程程序控制回路中第一步为1A1气缸活塞的伸出。2.液压和电气回路如图5-50所示为纸箱抬升推出装置的液压控制原理图。图5-50纸箱抬升推出装置的液压控制系统原理图在这个行程程序控制回路中有两个执行元件：液压缸1A1、液压缸2A1；四个动作步骤：液压缸1A1伸出、液压缸2A1伸出、液压缸1A1缩回、液压缸2A1缩回。在回路中

4、应设置四个位置检测元件（行程开关），分别检测液压缸1A1活塞伸出到位、缩回到位；液压缸2A1活塞伸出到位、缩回到位。单向节流阀1V2、2V2用于控制液压缸1A1、2A1活塞伸出的速度（参见学习情景五中任务三“速度控制回路设计、分析与仿真”）。当系统未启动时，液压缸1A1和2A1停留在最左端，此时行程开关1S1和2S1被压下，电气回路中电路7和电路8中的常开触点闭合，继电器K4和K5的线圈得电，相应触点动作。此时电路1中的继电器K4和K5处触点闭合，为启动做好了准备。按下操作按钮S1，电路1的继电器K1得电并自锁，电路9的K1触点闭合，三位四通电磁换向阀1V1的电磁铁1Y1得电，1V1换向阀换到

5、左位，压力油经过单向节流阀1V2，进入垂直液压缸1A1的下腔（即图550的左腔），液压杆伸出，举升工件。同时行程开关1S1复位，电气回路中电路7的常开触点复位，继电器K4的线圈失电。当液压缸1A1活塞伸出到位后，压下行程开关1S2，电路3中继电器K2得电并自锁，从而电路10中二位四通电磁换向阀2V1电磁铁2Y1得电，换向阀换向到左位。压力油经过单向节流阀2V2，进入水平液压缸2A1的左腔，液压杆伸出，平推工件。同时行程开关2S1复位，电气回路中电路8中的常开触点复位，继电器K5的线圈失电。当液压缸2A1活塞伸出到位后，压下行程开关2S2，电路5中继电器K3得电并自锁，从而电路11中三位四通电磁换向阀1V1的电磁铁1Y2得电，换向阀换向到右位，压力油进入垂直液压缸1A1的上腔（即图5-50的右腔），液压杆缩回。同时由于K3线圈得电，导致电路3中的K3常闭触点断开，因此继电器K2线圈失电，电路10中二位四通电磁换向阀2V1的电磁铁2Y1失电，换向阀2V1在弹簧的作用下换向到右位，压力油进入右腔，活塞杆缩回。在两活塞杆同时收回的过程中行程开关1S2和2S2复位。当缩回到最左端时，系统完成一个工作循环，行程开关1S1和2S1再次被压下，为下一次工作循环做好准备，此时若再次按下操作按钮S1，将启动下一个工作循环。