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压块机课程设计汇本说明书.doc
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压块机课程设计汇本说明书.doc
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摘要
本文介绍了压块机的液压系统以及控制系统设计。压块机的液压系统主要包括油
箱、高压泵、电动机、以及各种压力阀等组成。本次设计首先设计出液压系统原理图 ,
并且详细介绍了油路的走向及如何实现压块机的快进、工进、快退等动作。然后对其
中的电动机、高压泵、液压缸以及各种压力阀进展了详细的计算,根据计算结果,选
择适宜的元件。
本设计还设计了 PLC 控制系统,对 PLC 进展了深入的研究,根据设计好的液压
传动原理图,画出控制流程图;并根据设计确定的 I/O 点数,选用适宜的可编程控制
器,并且给出了 I/O 分配表和 I/O 接线图,以及编写了 PLC 控制系统的程序。
关键词:压块机、液压系统、控制系统、PLC
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目录
摘要 1
1.绪论....................................................................................................................................................3
1.1 课题研究的背景.....................................................................................................................3
1.2 研究课题所做的工作.............................................................................................................4
2.液压系统设计....................................................................................................................................4
2.1 液压技术的简介.....................................................................................................................4
2.2 压块机工况分析.....................................................................................................................6
2.3 液压系统图及其工作原理.....................................................................................................7
2.3.1 液压系统图:......................................................................................................................7
2.4 液压元件的选择与计算.........................................................................................................9
2.4.1.分析负载...........................................................................................................................9
2.4.2.液压缸设计计算.............................................................................................................10
2.4.3 液压泵设计计算................................................................................................................11
2.4.4 阀类元件与辅助元件的选择............................................................................................12
2.4.4.1 溢流阀.............................................................................................................................12
2.4.4.2 电磁换向阀.....................................................................................................................13
2.4.4.3 顺序阀.............................................................................................................................13
2.4.5 双联叶片泵........................................................................................................................13
2.4.6 油箱....................................................................................................................................14
3.PLC 的选用和设计..........................................................................................................................14
3.1.采用 PLC 控制的优点..........................................................................................................14
3.2. 输入输出 I/O 点数的估算...................................................................................................14
3.2.1 控制功能的选择................................................................................................................14
3.3 PLC 的控制设计...................................................................................................................15
3.3.1 PLC 控制工作原理............................................................................................................15
3.3.2 I/O 口的分配......................................................................................................................15
3.3.3 外部电路接线图................................................................................................................16
3.3.4 PLC 梯形图的概述............................................................................................................18
3.3.5 PLC 控制梯形图................................................................................................................18
3.3.6 根据梯形图写出以下程序................................................................................................21
参考文献.............................................................................................................................................23
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1.绪论
1.1 课题研究的背景
随着现在社会的开展,机械、液压、电气等科学技术的进步,挤压机的
应用越来越广泛,渐渐成为机械行业不可或缺的加工机械。目前挤压技术已
经应用于硬质合金、食品工业及机械加工业等诸多领域。利用硬质合金挤压
成型技术可生产截面积较小且长度较长的产品,如棒材、管材、带材等。由
于采用挤压技术可以获得沿长度方向密度均匀的产品,且生产效率高,因此
在硬质合金生产中挤压机技术已经得到普及应用。同时随着挤压机的开展,
种类逐渐细化,其产品应用领域不断扩展,使挤压机在国民经济中地位在不
断加强。
而伴随着资源、能源的缺乏和对环境保护要求的提高,越来越多的节能、
减排产品投放到了市场,而金属锯屑挤压机便是其中的一种,它可以将金属
锯屑压成块再回炉,不仅减少了对环境的污染,而且给运输带来了方便。
在中国,金属锯屑挤压机市场有很大的开展空间,有很高的投资价值,为保
护环境,节约能源起到了举足轻重的作用。因此,可以看出金属锯屑挤压机
具有很大的开展潜力与极好的市场。
金属锯屑挤压机的具体开展方向为:
1〕智能化送料装置
送料量的多少及是否均匀,直接关系到屑块的形状、尺寸及松紧度。现在金
属屑压块机大多无独立送料装置或装置达不到要求,导致屑块形状、尺寸及
松紧度差异较大,为了到达均匀稳定送料,可采用振动机重量检测进展控制。
2〕工艺性好
与主机配合完美的金属锯屑挤压机控制系统将会有所开展,它具有友好的人
机界面,不占太多的工作空间,便于操作,便于维护,可大大减少操作工人
的工作强度。
3〕良好的工作性能
具有较低的噪声、较小的能耗,在高速换向时,利用程序控制、软件来实现
对换向冲击的缓冲。
4〕能够实现从进料到出块全自动的金属锯屑压块生产流水线。
5〕开展智能化金属锯屑挤压机控制系统。
6〕应配置屑块智能称重仪,使屑块具有重量即时显示、超重报警、累计重
量、累计数量、班次产量等功能。
7〕开展机电液一体化金属锯屑挤压机。
屑块质量好、生产效率高是金属锯屑压块机的开展方向,现有使用金属锯屑
压块机均成为单一的机械设备。可以综合使用机械、液压、电气控制等技术,
开展构造紧凑,元件高度集成,使得液压站的体积大大减小,减少连接收路、
液压元辅件,从而使可靠性相应的提高。
8〕增加出料装置
配备出料装置可以防止二次操作,从而节省了时间与劳动强度。
9〕高效率、低故障率,便于维修
这就要求系统构造尽可能的简单,从而降低故障率,并且便于维修。同时要
求液压系统反响速度快,行程短。设计须考虑到多尘和高温等环境因素,以
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减少故障发生。
10〕全方位的监控运行控制系统。
本次研究的金属屑挤压机的应用更为广泛。只要有锯切设备,锯屑的产生就
不可防止。如何处理、回收锯屑,尤其是铜、铝材等贵金属切屑,就成为一
个必须考虑的问题。如果每天产生大量的锯屑,依靠人工将锯屑装入翻斗车,
需要较多人力,既影响环境,又不便于运输、回收。因此,金属压块机的功
用就显得尤为重要,它不仅节约了资源,而且提高了工作效率。
1.2 研究课题所做的工作
1〕问题的提出
金属锯屑挤压机是各个机械加工行业不可或缺的辅助设备。随着机械加工行
业不断地开展,金属的需求量逐年的增加,随之产生了大量的金属锯屑,而
对锯屑的回收就显得更加必要。这就需要有一种专门的工具进展回收,而金
属锯屑压块机的出现,使之得到了解决, 它不仅能节省本钱,而且也能节约
资源。本次课程设计所要解决的问题就是设计出这种锯屑挤压机的液压控制
系统。
2〕解决问题所做的工作
A.详细分析金属锯屑液压压块机的工作过程;并根据工作过程,设计能满足
工作要求的液压控制系统。
B.以设计的液压系统为根底,画出控制流程图;并根据设计确定 I/O 点数,
选用适宜的可编程控制器,写出 I/O 分配表,画出 I/O 接线图;编写 PLC 控
制系统的程序。
2.液压系统设计
2.1 液压技术的简介
一个完整的液压系统由五个局部组成,即动力元件、执行元件、控制元
件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的
压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的构造
形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作
用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。
控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。
根据控制功能的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。
压力控制阀又分为溢流阀(平安阀)、减压阀、顺序阀等;流量控制阀包括节
流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、
换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和
比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、
油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、
乳化液和合成型液压油等几大类。
液压由于其传动力量大,易于传递及配置,在工业、民用行业应用广泛。
当前,液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、
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高度集成化、微型化、智能化等各项要求方面都取得了重大的进展,在完善
比例控制、伺服控制、数字控制的技术上也有许多新成就。此外,在液压元
件和液压系统的计算机辅助设计,计算机仿真和优化以及计算机控制等开发
性研究方面成就更大。
液压设备以其“柔性〞的动力和单一的直线驱动力,使系统具有较长的
生命和较高的工作效率,加上液压设备与 PLC 结合很容易实现压力、行程、
速度及自动、半自动循环工作控制,已成为成型机械首选驱动方式。本次设
计的金属锯屑压块机充分综合这些特点,利用 PLC 控制液压机械,将散碎
的锯屑挤压成块料。
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