压力机液压及控制系统设计plc控制完整版.docx
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压力机液压及控制系统设计plc控制完整版
HENsystemofficeroom【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
压力机液压及控制系统设计plc控制
plc课程设计
Cad版本PLC控制图纸(整套)
题目压力机液压及控制系统设计
Cad版本PLC控制图纸(整套)
1.工况分析与计算-------------------------------------------------(P5)
工况分析---------------------------------------------------(P5)
工作循环-----------------------------------------------------(P5)
压力机技术参数---------------------------------------------(P5)
负载分析与计算---------------------------------------------(P6)
2.液压系统的设计-------------------------------------------------(P8)
执行元件类型的选择----------------------------------------(P8)
控制回路选择与设计----------------------------------------(P8)
液压元件的计算和选择--------------------------------------(P11)
3.液压压力机控制系统设计---------------------------------------(P15)
plc概述---------------------------------------------------(P15)
plc控制部分设计------------------------------------------(P16)
(P16)
PLC的功能---------------------------------------------(P17)
PLC的选型--------------------------------------------(P18)
PLC输入/输出分配表-----------------------------------(P19)
PLC控制程序设计--------------------------------------(P21)
4.结论----------------------------------------------------------(P22)
参考文献--------------------------------------------------------(P23)
10T压力机液压及控制系统设计
摘要:
液压压力机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。
它常用于压制工艺和压制成形工艺,如:
锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。
液压压力机由主机及控制机构两大部分组成。
主机部分包括液压缸、横梁、立柱及充液装置等。
本文主要设计四柱式液压机的控制机构。
控制机构由油箱、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。
在本设计中,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:
四柱液压机;液压系统;PLC
10THydraulicPressAndControlSystemDesign
Abstract:
Thehydraulicpressisakindofmachinewhichusestheliquidstaticpressuretoprocessmetal,plastic,rubber,wood,powderandsoon.Itisusedinpressingprocessandpressformingprocess,suchasforging,stamping,coldextrusion,straightening,bending,flanging,sheetmetaldeepdrawing,powdermetallurgy,pressureequipmentandsoon.
Thehydraulicpressiscomposedoftwomainparts:
themainmachineandthecontrolmechanism.Themainpartsofthemachineincludehydrauliccylinder,beam,columnandfillingdevice.Thispapermainlycontrolmechanismdesignoffourcolumnhydraulicmachine.Thecontrolmechanismiscomposedofanoiltank,ahighpressurepump,acontrolsystem,amotor,apressurevalve,adirectionvalve,etc..HydraulicmachineusingPLCcontrolsystem,throughthepumpandtheoilcylinderandavarietyofhydraulicvalvestoachieveenergyconversion,regulationanddelivery,tocompletethecycleofvariousprocesses.
Inthisdesign,thesizeofthehydrauliccylinderisdesigned,andthehydraulicprinciplediagramisdrawnup.Hydraulicpumps,motors,controlvalves,filters,andotherhydrauliccomponentsandauxiliarycomponentsareselectedaccordingtothesizeofpressureandflow.
Keywords:
hydraulicmachine;hydraulicsystem;PLC
引言
液压机是根据静态下液体压力等值传递的帕斯卡原理制成的,它是一种利用液体压力工作的机器。
液体压力传递原理为:
在充满液体的密闭容器中,施于任一点的单位外力,能传播至液体全部,其数值不变,其方向垂直于容器的表面。
本设计是小型四柱压力计及控制系统设计,四柱液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。
其循环过程如下:
主缸上滑块:
快速下行→慢速加压→保压延时→泄压换向→快速退回→原位停止。
顶出缸下滑块:
向上顶出→停留→向下退回→原位停止。
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。
PLC可靠性高,抗干扰能力强,通用性强,控制程序可变,使用方便,功能强,适应面广,编程简单,容易掌握;体积小、重量轻、功耗低、维护方便,减少了控制系统的设计及施工的工作量等特点,所以设计时我们采用PLC能集中且较方便地制造。
我国液压起步晚,液压机只有50年的发展历史,其发展趋势主要包括:
高速化,高效化,低能耗、机电液一体化、自动化、智能化、液压元件集成化。
目前,我国的液压件已从低压到高压形成系列,并生产出许多新型元件,未来几年我国压力机行业的发展将会越来越好,不断的向高端市场挺进,众多压机制造厂正在不断的改进技术,争取生产研究出更加出色的控制系统。
在国内外液压机产品中,按照控制系统,液压机可分为三种类型:
一种是以继电器为主控元件的传统型液压机;一种是采用可编程控制器控制的液压机;第三种是应用高级微处理器的高性能液压机。
三种类型功能各有差异,应用范围也不尽相同。
但总的发展趋势是高速化、智能化。
在国际上来看,由于技术发展趋于成熟,国内外机型无较大差距,主要差别在于加工工艺和安装方面。
良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面,有较明显改善。
1.工况分析与计算
工况分析
1.本系统中的负载压力及执行部件的自重较高,系统所需流量较高,功率损失较大,发热量大。
因此压力机的主缸设计与分析
选用双作用单出活塞缸作为执行元件,斜盘式柱塞泵作为动力元件,采用循环水冷却。
工作循环
主缸(上液压缸)驱动上滑块实现“快速下行—慢速加压—保压延时—快速返回—原位停止”的动作循环。
顶出缸(下液压缸)驱动下滑块实现:
“向上顶出—停留—快速返回—原位停止”的动作循环。
如1-1图所示。
图1-1液压机工作循环图
压力机技术参数
(1)主液压缸
(a)负载
压制力:
压制时工作负载可区分为两个阶段。
第一阶段负载力缓慢地线性增加,初始压力为最大压制力的10%左右,其上升规律也近似于线性,第二阶段负载力迅速线性增加到最大压制N。
回程力(压头离开工件时的力):
一般冲压压力机的压制力与回程力之比为
5~10,本压力机取为10,故回程力为N。
滑块质量m=300kg。
(b)行程及速度
快速空程下行:
行程,速度;
工作下压:
行程,初始速度,之后随着油缸压力的增大而减小;
(2)顶出液压缸
(a)负载:
被压件质量
液压缸采用V型密封圈,其机械效率。
压头起动、制动时间:
s。
负载分析与计算
1.主缸分析
压力机的液压缸和压头垂直放置,其重量较大,为防止因自重而下滑:
系统中设有平衡回路。
因此在对压头向下运动作负载分析时,压头自重所产生的向下作用力不再计入。
另外,为简化问题,压头导轨上的摩擦力不计。
(1)启动:
()
(2)加速:
(3)快速下程:
(4)减速:
以上式中:
-----液压缸载荷
-----下行部件所受惯性力
-----模具质量
-----活塞速度变化量
-----活塞缸速度变化所用时间。
2.确定主液压缸结构尺寸
根据有关资料,压力机的压力范围为2030MPa,现有标准液压泵、液压阀的最高工作压力为25MPa,如选此压力为系统工作压力,液压元件的工作性能会不够稳定,对密封装置的要求以较高,泄漏较大。
参考系列中现己生产的其它规格同类压力机所采用的工作压力,本机选用工作压力为22MP柱塞缸内径D可根据最大总负载和选取的工作压力来确定。
(1)主液压缸内径D:
-----最大总载荷;-----工作压力
根据GB/T2348-1993主液压缸内径D值取圆整
主液压缸活塞杆径d:
根据GB/T2348-1993,主液压杆活塞杆直径取标准值。
(2)主液压缸有杆腔面积:
(3)主液压缸无杆腔面积:
(1)活塞的稳定性校核
活塞杆总行程为55mm,活塞杆直径为6mm,,因此不需要进行稳定性校核。
(2)负载流量计算
(3)负载压力计算
(4)液压缸各工作阶段的压力流量及功率见表2-1。
表1-1液压缸各工作阶段的压力流量及功率
工况
压力P/(L/min)
流量q/(L/min)
快下
0
工进
(8)活塞杆缸筒长度
活
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