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全液压钻机液压系统设计与PLC控制毕业设计论文.doc
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全液压钻机液压系统设计与PLC控制毕业设计论文.doc
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目 录
第一章 引言 ....................................................................................... 1
1.1 问题分析及其对策 ......................................................................... 1
1.1.1 国家制造业的发展状况 ........................................................... 1
1.1.2 提出问题 ................................................................................... 1
1.1.3 分析相关的问题及制定解决方案 ........................................... 1
1.2 本课题主要设计内容与目标 ........................................................ 2
第二章 全液压钻机的工作原理与基本构成 ..................................... 3
2.1 全液压钻机自身的基本组成 ........................................................ 3
2.2 全液压钻机的工作原理 ................................................................ 4
第三章 设计要求及工况分析 ............................................................. 5
3.1 任务及要求 .................................................................................... 5
3.2 原始参数值 .................................................................................... 5
第四章 拟定液压系统原理图 ............................................................. 6
4.1 确定液压执行元件的类型 ............................................................ 6
4.1.1 运动和负载分析 ....................................................................... 6
4.1.2 液压缸的选定 ........................................................................... 7
4.2 选择液压基本回路 ........................................................................ 8
4.2.1 调压回路 ................................................................................... 8
4.2.2 调速回路 ................................................................................... 8
4.2.3 支承油缸锁紧回路 ................................................................... 8
4.2.4 行走系统 ................................................................................... 8
4.3 液压回路的合成 ............................................................................ 9
第五章 液压系统性能参数的确定 ....................................................11
5.1 液压泵的选用 ...............................................................................11
5.2 电动机的选用 ...............................................................................11
5.3 液压阀的选用 ...............................................................................12
5.3.1 单向阀的选择 ..........................................................................12
5.3.2 换向阀的选用 ..........................................................................13
5.3.3 压力阀的选择 ..........................................................................13
5.3.4 流量控制阀的选用 ..................................................................14
5.4 压力表开关的选择 ........................................................................14
5.5 液压油的选择 ...............................................................................14
5.6 联轴器的选择 ...............................................................................15
5.7 油箱的设计 ...................................................................................16
5.7.1 油箱的大致外形尺寸及有效容积的确定 ...............................16
5.7.2 滤油器的选择 ..........................................................................17
5.7.3 空气滤清器的选择 ..................................................................18
5.7.4 液位计的选择 ..........................................................................18
5.7.5 确定油箱各板尺寸和附件安装位置 ......................................19
5.8 设计液压机的油管 .......................................................................24
5.8.1 设计确定钢管的管径 ..............................................................24
5.9 胶管的选择 ...................................................................................25
第六章 液压系统性能的验算 ............................................................27
6.1 液压系统的压力验算 ...................................................................27
6.2 系统的温升验算 ...........................................................................27
6.3 液压系统的效率的检查 ...............................................................28
第七章 液压钻机的 PLC 控制系统的设计.......................................30
7.1 PLC 的特点及应用........................................................................30
7.2 全液压钻机的 PLC 控制系统的方案设计...................................30
7.3 液压钻机的控制电路与 PLC 型号选定.......................................31
7.3.1 液压钻机的控制电路设计 .......................................................31
7.3.2 PLC 型号选定...........................................................................33
7.4 关于液压 PLC 本身控制程序的设计..........................................34
7.4.1 整个系统的基本设计 ...............................................................34
7.5 液压钻机 PLC 的运行程序、调试及监控...................................37
7.5.1 液压钻机 PLC 的程序运行......................................................37
7.5.2 液压钻机 PLC 系统的动态调试工作......................................37
总结 ......................................................................................................38
参考文献 ..............................................................................................39
致谢 ......................................................................................................40
摘要
随着社会的发展与人类生产的不断提高,越来越多的机械装备被
运用到了生产领域。使得机械装备逐渐走进大众视野,众所周知在这
个知识爆炸的大时代,国与国之间的竞争归根到底是生产力的竞争,
即生产力是当今竞争的核心。生产力的发展决定每一个企业甚至于国
家的命运。伴随科学技术的进步越来越多的科学知识被不断运用到生
产实践当中,液压系统由于其无与伦比的优越性也渐渐被用在众多领
域。液压系统由于其稳定可靠及功率大等因素在机械设备的日常生产
中的到了迅猛的发展。
生产效率是一个企业赖以生存的重要指标,一个企业的发展速度
与其生产效率是密不可分的,由于工业化的发展许多的执动化设备运
用到工业当中去代替传统的人工体力劳动。PLC 系统以其可操作性强
使用方便简单、安全可靠逐渐走进众多新兴领域,因此液压系统与
PLC 控制系统的结合使用在工程机械领域得到发展。
此次进行的毕业设计课题正是关于这个方面的紧跟社会生产力的
步伐。课题为全液压钻机液压系统设计与 PLC 控制,着重体现了 PLC
控制理论在机械生产中的应用。该设计课题当中传动系统有液压系统
统一进行控制,液压系统的差异直接影响到最后设计的成败与否,而
控制系统则有 PLC 系统进行全部操作,该部分直接决定了其在生产领
域的市场,生产率也在自动化方面的得以体现。其基本设计参数为:
钻杆一次推进行程为 600mm,最大推力 30KN,最大起拔力为 60KN,
回钻头要求为:转速 10-100r/min,最大转矩为 2000N。选择全液压
钻机的液压系统设计与 PLC 控制量布分为设计对象。
本课题着重是运用液压传动知识与 PLC 控制系统方面的知识,体
现了机械与液压传动知识以及电气控制的结合。在设计中需要完成以
下几点:液压原理图设计、工作要求分析、工况分析、工艺参数的确
定、全液压钻机的结构原理、液压元件的选择、性能的演算、动态性
能的仿真、控制方案的选择、PLC 选型、PLC 硬件电路设计、梯形图
设计与仿真及其在液压试验台的验证等。由上述的几点可知首先需要
对全液压钻机的基本工作原理及其基本组成有一个基本的认识,在设
计时要充分考虑在实际当中的工作情况。其次要分析每个机构的工作
状况及受载情况。进而为我们下一步的液压系统的分析与设计奠定基
础提供理论的依据。根据前面的分析结果来综合考虑液压元器件的选
择,由元器件的确定去决定设计。最后由整体性能去确定 PLC 控制系
统的设计,根据已有的情况去设计控制方案,在已经确定方案的情况
下去对控制系统的硬件进行设计如主电路设计与 PLC 型号的确定。然
后进行 PLC 控制程序的开发与设计。最后我们需要对整体的设计进行
理论上的分析与验证。在所有设计均完成后我们要进行仿真实验以及
液压试验台上的验证实验。
关键词:工况分析;液压系统设计;PLC 控制系统设计
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