PLC控制组合机床动力滑台液压系统设计

目录

第1章绪论 (1)

1.1组合机床发展背景 (1)

1.1.1组合机床发展现状 (1)

1.1.2组合机床发展趋势 (1)

1.2液压技术和PLC在其中的应用 (3)

1.2.1液压技术在其中的应用 (3)

1.2.2 PLC在本课题中的重要意义 (3)

第2章液压系统设计 (4)

2.1设计内容和方案确定 (4)

2.1.1设计内容 (4)

2.1.2 液压传动方案确定 (4)

2.2工况分析 (7)

2.2.1动力分析 (7)

2.2.2 速度和负载循环图 (8)

2.3液压缸主要参数计算 (9)

2.3.1确定液压缸主要尺寸 (9)

2.4液压元件选择 (11)

2.4.1泵和电动机选择 (11)

2.4.2阀类元件选取和辅助元件选择 (12)

2.4.3油管和油箱确定 (13)

2.5验算液压系统性能 (15)

2.5.1压力损失验算及液压阀调整值的确定 (15)

2.5.2油液温度验算 (16)

第3章PLC控制 (18)

3.1液压系统的PLC设计概述 (18)

3.2软件设计的步骤思考 (18)

3.3软件结构设计 (20)

3.3.1 PLC外部接线图的设计 (20)

3.2.2 继电器梯形图的设计 (20)

第4章集成块设计 (22)

4.1液压装置结构形式的选择 (22)

4.2液压元件的连接方式概述 (22)

4.3集成块组液压装置的设计 (23)

4.3.1集成块 (23)

4.3.2底板 (23)

4.3.3顶盖 (23)

4.3.4过渡板 (24)

4.4绘制集成单元回路 (24)

第5章液压站的设计 (25)

5.1液压站的介绍 (25)

5.1.1液压系统的组成 (25)

5.1.2液压站的构成和功用 (25)

5.1.3工作原理及设计思路 (26)

5.2液压动力源装置的结构选择 (26)

5.2.1动力源布局方式选择 (26)

5.2.2 按泵装置的机构形式、安装位置布局 (26)

5.3液压站的冷却方式选择 (27)

5.4油箱形式 (27)

第6章系统使用与维护 (28)

6.1 安全操作 (28)

6.2 常见的故障处理 (28)

结论 (29)

致谢 ................................................. 错误！未定义书签。参考文献 .. (30)

第1章绪论

1.1组合机床发展背景

1.1.1组合机床发展现状

液压传动是利用液体的静压传递信息、运动和动力以和控制工程的技术，其工作介质为液体，是基于流体力学的液体静压力传递原理而成的工作方式，因此又有容积式液体传动或静液传动之称。据记载最早利用液压原理的人是17世纪的英国人约瑟夫·布拉曼(JosephBraman,1749-1814)。1795年，他在伦敦通过以水为介质，

实现的水压机的工作。

后来水压机的形式被其应用到工业上，世界上第一台水压机就这样问世了。1905年后人把水压机的工作介质换成油，使其得到进一步改善。自此以后，随着人们对加工的要求的越来越多，精度需求的越来越高，以通用部件为基础，配备少量专用部件对一种或多重工件按已经确定的工序进行加工的组合机床诞生了。

世界上第一台组合机床于1908年在美国问世，距今已有一百多年的历史了，组合机床能对不同零件不同速度加工特别是对于箱体类零件的加工具有特殊优势，因此也成为了现代制造业必不可少的设备之一。我们国家尽管还不是制造强国，组合机床的发展落后较多，但也有了二十多年的历史，在企业的发展中，高效、低耗的组合机床无疑是会受到大家青睐的。如今，它已经成为制造企业实现创新,技术改造,提高生产效率必不可少的设备之一。

与此同时，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。设备的大量进口必然导致成本的提高。因此,为了让这样的情况以后越来越少，也需要我们进行变通,由过去的“刚性”机床结构即一种产品一种机床生产,向“柔性”化方向发展也就是我们组合机床可以满足不同加工需求,满足用户需要,真正成为刚柔兼备的自动化装备。

1.1.2组合机床发展趋势

我国的传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机电结合，液压控制,它的加工对象主要是批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件,能够完成各种孔的加工，同

1

时也能加工各种螺纹、键孔、车端面和凸台,在孔内撞各种形状槽,以及铣削平面和成型面等。

组合机床的分类繁多,有大型组合机床和小型组合机床,有单面、多面、卧式、立式、倾斜式、复合式,还有多工位回转台组合机床等。随着机床技术的发展,柔性组合机床即可以根据不同加工要求变化的机床越来越受到人们的亲睐,它应用于多工位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换,配以PLC、数字控制等,能任意改变工作循环控制和驱动系统,同时也能灵活适应各种加工情况。另外,近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机等在组合机床中的发展也越来越快，占比逐渐大了起来。

因此组合机床未来的发展趋势应该是会照着以下几个方面进行：

①更多的应用PLC与数控技术

目前组合机床生产厂家在通用部件和专用部件上都有不错的研究水平，因而在硬件基础够的情况下会着重考虑软件上的提高, 例如在组合机床上不仅一般的动力部件可以应用数控和PLC技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都可以应用此类技术,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。②更灵活多变的满足客户需求

在我国从制造大国向制造强国迈进的过程中，制造企业也会越来越发展迅速，因而产品要求也会越来越多样化，越来越精密。面对不同的制造要求，我们的组合机床这时候就派上了用场，可以想象，在不久后的将来，这种具有柔性化，能灵活多变适应不同加工要求的组合机床，必定会是将来组合机床的发展趋势。柔性加工自动线的出现既可以实现多品种加工要求，又能使机床配置更加灵活多变。

③进一步提高工序集中程度

国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床这种工序集中程度高的产品，继续采取各种措施，进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴箱、双头铿孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库,通过换刀加工实现工序集中,从而可最大限度地发挥设备的效能,获取更好的经济效益。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距,因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。

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1.2液压技术和PLC在其中的应用

1.2.1液压技术在其中的应用

组合机床由系列化和标准化的通用部件为基础，配以专用部件对一种或多种的工件进行加工的机床，兼有万能机床和专用机床的有点。通用部件通常占比较多，但专用部件也很重要，其中通用部件有动力箱、动力滑台、支撑件、输送部件。而专用部件则包括主轴箱和夹具。液压系统由于具有结构简单、多做灵活、操作方便、调速范围大、可无极连续调节等优点因而在组合机床中得到了广泛的应用。其中动力滑台运动靠液压缸驱动，通过液压回路配合刀具进行不同的动作。液压回路中运用到的各种液压技术包括回路设置，原件选用都会大大的影响动力滑台运动从而影响到刀具的运动、进给。例如通过设置差动连接使活塞杆快速动作，选用电液换向阀使换向平稳等。

1.2.2 PLC在本课题中的重要意义

在前不久，我国才提出了工业2.0的概念，而由于西方国家的已经在工业3.0的发展道路上，甚至德国已经提出了工业4.0的概念。我国需要和国际社会接轨，因而现在可以说处在2.0与3.0并存的时代，这更要求了我们对机电一体化的运用。为了提高生产效率、节省企业成本，同时也为了顺应时代发展，我们也应该将PLC和NC（数控技术）应用在现有的机床研究、应用中。同时PLC也具有传统继电器所不具有的优点。传继电器控制，一旦线路安装完成，则如要改变其控制功能非常复杂，费时费力，而采用PLC控制后，只要改变控制程序，不需对外部电路接线进行改动，即可适应不同的控制要求。方便快捷，节省成本。

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4 第2章 液压系统设计

2.1设计内容和方案确定 2.1.1设计内容 专用立式组合机床动力滑台液压系统的工作动作循环为：快进—工进—快退—原位

停止。切削总力为28000N ，要求为快进、快退的速度为6m/min ，工进的速度为50

mm/min ，动力滑台的质量1500 kg 快速行程为100mm .工进行程为50mm ，动力滑

台往复加减速时间为0.05s 。动力滑台用平面导轨，静摩擦系数0.2；动摩擦系数为

0.1。可在动力滑台任意位置停止.

2.1.2 液压传动方案确定

通过查阅资料得到了YT4543液压动力滑台液压系统的工作原理图如图2.1所

示：

1、执行元件的选择 根据加工要求，刀具旋转由机械传动来实现；主轴头导轨中心线方向的“快进-

工进-快退-

停止”工作循环拟采用液压传动方式来实现。故拟选定液压缸作执行机

构。

图2.1 YT4543液压原理图

2、回路选择

①快速运动回路

为了实现快速运动，有两个方案可供选择：1>双泵供油2>差动连接。在这里选择差动连接的方式，仅仅通过一个行程阀和一个单向阀就可以使回油路的液压油再次回到进油路实现快速运动，故沿用YT4543差动连接的方式，用元件少，节省成本，快速运动性能好，提高效率。

②调速回路

节流调速回路的工作原理是通过改变回路中流量控制元件（节流阀和调速阀）通流截面的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量，以调节其运动速度。根据流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种回路。在本次设计中，选择进油路节流调速回路。

③换向回路

根据系统设计平稳性需要，选择三位五通电液换向阀作为换向回路关键部件。首先，为了满足系统需要的换向和在停止时的卸荷功能因而选用五通阀，三个工作机位能保证进油，回油以及中位停止的顺利运行。同时电液换向阀的平稳性也作为选择时的一个考虑重点。

④平衡回路

考虑到本次设计是立式组合机床的动力滑台液压系统设计，因此要考虑到液压缸的一个平衡问题，为了使液压缸平衡问题得到解决，在回油路设置一个如图2平衡回路，平衡重力带来的相关问题。

图2.2

3.液压原理图和电磁铁动作顺序表

根据上一步所选的各种回路，配以必要的安全设置如背压阀、压力表等，组成了如下图2.3的初步确定的液压原理图。

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图2.3 液压原理图

1.油箱

2.滤油器

3.变量泵4、9、12.单向阀5.电液换向阀 6.背压阀7.顺序阀8.压力表10.调速阀 11.压力继电器13.行程阀1

4.液压缸1

5.调压阀

电磁铁和行程阀动作顺序表2.1

动作1YA 2YA 行程阀

快进+ - -

工进+ - +

快退- + +

停止- - -

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考虑到本次设计的组合机床主要是用于孔的加工，对于位置的要求比较高，因此设置了一个压力继电器，当滑台与死挡铁接触后，压力继电器收到信号即使三位五通电磁换向阀5的换向。

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2.2工况分析

2.2.1动力分析

为了让动力滑台按照需要进行匀速运动，其所受的的总负载应该要和液压缸所给的驱动力互相平衡，此时加速度为0，动力滑台实现匀速运动。因此需要对动力滑台主要负载进行分析，其主要承受载荷包括工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力。

①工作负载Fw

对于金属切削机床液压系统，沿缸轴向切削为工作负载Fw

∴Fw=28000N（式2-1）

②惯性负载Fm

最大惯性负载取决于移动部件的最大质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。已知往复加减速时间最大为，工作台最大移动速度即快进和快退速度为，

已知

因此惯性负载为：

∴错误！未找到引用源。=300N （式2-2）

③摩擦负载

最主要存在摩擦的地方在于工作台，因而工作台与滑台产生的机械摩擦阻力是摩擦负载的主要组成部分，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力（g=9.8m/）。

静摩擦阻力

错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。×N=2940N（式2-3）动摩擦阻力

错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。×N=1470N （式2-4）

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取液压系统机械效率为0.9，因此可以列出工工作阶段所受外力负载

外力负载表2.2

工况负载组成负载值F（N）液压缸推力

F`=F/0.9快进1470 1633

工进19470 32744

快退1470 1633

启动2940 3267

加速1770 1967

2.2.2 速度和负载循环图

根据计算后表2.2中的数据可以绘制出本次设计中液压系统的负载循环图如图2.4所示。由图2.4能够看出，当动力滑台处于工进状态的时候，负载力是最大的，达到了32744N，而在快进和加速等阶段负载力比较小。因而根据计算所得数据，可得出如2.5所示的动力滑台液压系统速度循环图。

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速度循环图图2.4 负载循环图图2.5

2.3液压缸主要参数计算

2.3.1确定液压缸主要尺寸

①初选液压缸工作压力

由负载循环图2.5可知在系统工作是，工进阶段是负载最大的时候，可达到32744N，因此选择液压缸工作压力为3.5Mpa。

②确定液压缸主要尺寸

由于工作进给速度与快进差别相差比较大，快退和快进速度却一样，所以在液压缸选用时选择了单缸采用差动连接的方式，通常利用差动液压缸活塞杆较粗、可以在活塞杆中设置通油孔的优势条件，故而选择活塞杆固定，而液压缸缸体随滑台运动的常用安装方法。在这种情况下，可知液压缸应设计成无杆腔的工作面积为有杆腔的二倍，所以活塞杆直接为缸筒直径的倍。

同时考虑到组合机床多对于孔类零件进行加工，当孔被加工完成时，负载会突然不再，为了避免液压缸突然前冲，因此液压缸的回油腔设置背压，同理快退时也取相同背压。而由于快进时同样不可避免的存在着压降，同时要求有杆腔压力必须大于无杆腔，估算时取。

因此由可以推导出无杆腔有效作用面积可计算为

9

错误！未找到引用源。=F/(错误！未找到引用源。 -错误！未找到引用源。/2)·η=0.01错误！未找到引用源。（式2-5）

所以，液压缸缸筒直径为：

D=错误！未找到引用源。=115.99mm （式2-6）

根据之前的计算可知液压缸缸筒和活塞杆直径之间为活塞杆直径为液压缸缸筒直径的0.707倍。所以可以算得d=0.707D=82.01mm。对两者圆整后可得到

D=125mm，d=90mm。

即此时的液压缸实际有效面积分别为

错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=122.7×错误！未找到引用源。（式2-7）

错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。(错误！未找到引用源。)/4=59.1×错误！未找到引用源。(式2-8)所以实际工作压力

错误！未找到引用源。=(F/η + 错误！未找到引用源。/错误！未找到引用源。=2.86MPa （式2-9）

③计算最大流量

在之前选用快速运动回路时选择了差动连接的方式，快进过程中组合机床工作台液压缸所需要的流量为：

错误！未找到引用源。=（错误！未找到引用源。）错误！未找到引用源。

=38.16L/min ；（式2-10）

快退的时候液压缸所需要的流量为：

错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=35.4L/min ；（式2-11）

工进时液压缸所需流量为：

错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=0.614L/min ；（式2-12）

可知最大流量为快进时液压缸所需流量=38.16L/min。根据上述计算结果可以知道液压缸在不同工作阶段的压力、流量、功率。做成下表2.3（推力单位：N,压

力单位：MPa，流量单位：L/min，功率单位：KW）

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表2.3 各工作阶段主要参数

工况推力回油腔压力进油腔压力输入流量输入流量

快进启动3267 0 0.978 ————加速1967 1.274 0.774 ————恒速1633 1.221 0.721 38.16 0.275

工进32744 0.8 3.82 0.614 0.0235 快退启动3267 0 0.55 ————加速1967 0.8 1.13 ————

恒速1633 0.8 0.981 35.4 0.283

2.4液压元件选择

2.4.1泵和电动机选择

①确定泵的最大工作压力

对于本次设计中的液压系统在以上的计算过程中可以看出液压缸在工进的时候是压力最大的。同时对于进油路上的节流调速回路，考虑进油路上总压力估算为Σ=0.8MPa。计算压力继电器可靠动作要求继电器动作压力与最大工作压力存在压差，取压差0.5MPa，所以流量泵最大工作压力为：

错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=5.12MPa （式2-13）

②计算总流量

从表2.3的数据可以知道，在各个工作阶段中，液压油源在快进的时候向液压缸提供的流量是最大的，此时q=38.16L/min。考虑到液压系统存在一定的泄漏，因此估算整个回路中泄漏量按输入流量的10%计算，则需向液压缸提供的总量为：

错误！未找到引用源。=q×110%=41.98L/min （式2-14）同时在工进时候，由于压力较大，流量较小，所需流量为0.614L/min。但考虑到溢流阀需要最小稳定溢流量为3L/min，所以错误！未找到引用源。=3.614L/min。

错误！未找到引用源。≥错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。

=45.594L/min （式2-15）

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现有条件为=5.12MPa，≥45.594L/min，查阅《液压原件及使用》表2.201选择了CY-Y系列电动机组合泵63CY-Y泵，排量63mL/r,转速1000——1500r/min 公称压力31.5MPa＞5.12MPa，设容积效率η=0.9

∴ q=63×1000×0.9=56.7L/min （式2-16）能够满足液压缸动作需要，选择的泵参数如下：

泵参数表2.4

产品型号公称压力公称排量转速传动功率

63CY---Y 31.5MPa 63ml/r 1000—1500r/min 11—55kw

③电动机选择

由表2.3可以知道，液压缸在快退时输入功率最大，此时液压泵工作压力

P=1.13MPa，流量为56.7L/min。取泵的总效率为0.75，此时驱动电机功率为：P=（p·q）/η=1.42kw。

查阅资料，根据《液压传动系统及设计》表5—14选取P=5.5kw，η=1440r/min 的Y132S—4型电动机

2.4.2阀类元件选取和辅助元件选择

①阀类元件的选择

根据上述计算过程对流量和各种压力数据的了解，对于图2.3中初步拟定的液压系统原理图中各种阀类元件以及辅助元件进行选择。其中调速阀的选择问题应该要考虑到调速阀的最小稳定流量要小于液压缸工进所需要的流量。除此之外，对于单向阀的选择也应该考虑到各个单向阀的额定流量是不尽相同的，因此最好选用不同规格的单向阀。

图2.3中的溢流阀5、顺序阀6的选择可以根据调定压力的大小和流经阀的额定流量来选择阀的结构形式和规格，其中溢流阀5在油路中做作背压阀使用，因此选择直动式溢流阀。而连接在油路上的顺序阀6的作用是实现液压泵在需要的时候卸荷，因此应选择外控式顺序阀。对于换向阀和行程阀等阀体通过流经流量来决定其型号、规格。同时检查其额定压力是否符合要求。选取元件如下表2.5

表2.5阀类元件的选择

元件名称估计流量规格

12

13

（L/min ） 额定流量

（L/min ）

额定压力 MPa 型号 三位五通电液换向阀 70 100

6.3 35DY-100BY 行程阀12 66.5 100

6.3 22C-100BH 调速阀 ＜1 6

6.3 Q-6B 单向阀3 63 100

6.3 I-100B 单向阀8 70 100

6.3 I-100B 单向阀11 70 100

6.3 I-100B 单向阀14 70 100

6.3 I-100B 顺序阀6 30 63

10 AXY-D10B 背压阀5 0.8 25

6.3 B-25B 溢流阀14 0.8 10 6.3 Y-10B

②过滤器的选择

过滤器的流量至少要选用为液压泵的总流量2倍，这样才能保证液压泵有充足

流量，为了更一步的安全考虑，选取过滤器的流量为泵流量的2.5倍。

∴L q q p 5.1575.2=?= （式2-17）

通过查阅《液压元件及选用》选择通用型WU 系列网式吸油过滤器，主要参数如

下表示：

过滤器参数表2.6

型号 通径 /mm 公称流量

L/min

过滤精度 /μm 连接形式 螺纹连接 WU-

160×180 40

160 180

2.4.3油管和油箱确定

①油管相关计算

各元件间连接管道的规格可根据元件接口处尺寸来决定，液压缸进、出油管的

规格可以按照输入、排出油液的最大流量来计算。由于液压泵具体选定后液压缸在

各个阶段的进出流量与原定数值不同，所以对液压缸进油和出油连接管路重新进行

计算。当快进时候，输入流量与有杆腔无杆腔及液压泵额定流量关系为错误！未找

到引用源。=错误！未找到引用源。/（错误！未找到引用源。）计算可得错误！未

找到引用源。=80.98L/min。

取油液在压力管中的流动速度为3m/s时，可以算得与液压缸无杆腔和有杆腔相

连的油管内径分别为d=2错误！未找到引用源。=23.93mm，取标准值20mm。因此

与液压缸相连的两根油管都可以选用公称通径为错误！未找到引用源。20mm的高

压软管。如果液压缸采用刚通固定的方法，则与液压缸相连的的两根油管可以采用

无缝钢管连接在液压缸活塞杆上或采用高压软管连接在缸筒上。

②油箱的设计

油箱的作用主要是用来储存油液，同时也起到了散热的作用，为了方便设计，

采用按照液压泵的额定流量同时根据经验计算方法设计，之后对于散热要求对油箱

进行容积校核。

首先确定油箱的尺寸：油箱中能够容纳的油液容积按标准估算，对于组合机床

动力滑台液压系统，可以不必考虑空间的限制。选择经验系数错误！未找到引用

源。=7，求其容积为V=错误！未找到引用源。=441L，按照标准取值错误！未找到

引用源。=500L，所以V=错误！未找到引用源。=625L=0.625错误！未找到引用

源。，取油箱内错误！未找到引用源。一定比例，则算得错误！未找到引用源。错

误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。.

对于分离式油箱采用普通钢板焊接即可，钢板的厚度分别为：油箱壁厚3mm，

箱底厚度5mm，因为箱盖上需要安装其他的液压元件，所以箱盖厚度取为10mm，

为了易于散热和便于对油箱进行搬移和维护保养，取箱底离地的距离为160mm，因

此，油箱基体的总长总宽总高分别为：

l= 错误！未找到引用源。+2t=1112mm; (式2-18)

w=错误！未找到引用源。+2t=606mm; （式2-19）

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h=10+错误！未找到引用源。+5+160=646mm. （式2-20）考虑到油箱的清洗问题，取油箱底面倾斜角度为.取隔板厚度3mm同时为了消

除气泡和使油液中杂质有效沉淀的作用，油箱中应用隔板把油箱分为两部分，去隔板高度取为箱内油面高度的3/4，计算出隔板的高度应为：

错误！未找到引用源。=v/(错误！未找到引用源。)×错误！未找到引用源。=100mm（式2-21）

油箱上回油管直径可根据签署液压缸进、储油罐直径进行选取。油管上吸油管的尺寸可根据液压泵流量和管中允许的最大流速进行计算，即

错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=70L/min （式2-22）

取吸油管中油液的速度为1m/s，可得

d=2错误！未找到引用源。=0.03657m=36.57mm

（式2-23）

查阅《机械设计手册》表23.9-2可以了解到油管选取标准。所以按照标准选取油管公称直径40mm，外径为50mm。

2.5验算液压系统性能

2.5.1压力损失验算及液压阀调整值的确定

本次设计实例动力滑台液压系统中压力损失的验算按照工作循环不同的工作阶段分别进行，主要验算经过液压阀局部压力损失。通过液压阀标准给出的额定流量下压力损失值和经过液压阀的实际流量值验算液压阀压力损失。

①快进阶段经过液压阀的压力损失可估算为

△p=△错误！未找到引用源。（式2-24）式中△错误！未找到引用源。——额定流量下液压阀的压力损失，Pa；

错误！未找到引用源。——液压阀的额定流量，L/min；

错误！未找到引用源。——液压阀的实际流量，L/min。

由于在本次设计中组合机床动力滑台快进是，液压缸采用差动连接方式，由部分的计算和的液压元件选择可知流向单向阀和三位五通的流量为，然后和液压缸有杆腔的回油汇合，以流量通过行程阀而后进入无杆腔。如果额定流量下单向阀最大压降为，三位五通电磁换向阀的最大压降为，行程阀最大压降为。忽略沿程压力损失，则进油路上的总压降可估算为：

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错误！未找到引用源。=△错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。+

△错误！未找到引用源。（式2-25）

算出0.49MPa，这一压力损失值较小，不会导致压力阀开启，能保证流量进入液压缸。

回油路上，液压缸有杆腔的油液通过三位五通电磁换向阀4和单向阀8流量都是39.01L/min，然后与液压泵的供油合并，经过行程阀12流入无杆腔，由此可算出有杆腔和无杆腔的压力之差为

错误！未找到引用源。=0.349MPa （式2-26）此压力值损失计算值小于原来的压力损失估算值0.5MPa，此时液压泵的工作压力为P=错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。=0.839MPa，所以原来的设计是安全的，可以采用。

②工进阶段

工进时候，油液在进油路上通过三位五通电磁换向阀4流量为0.614L/min，在行程阀12出压力损失为0.5MPa，单向阀3的流量为0.614L/min,额定流量下压力损失为0.2MPa；根据前部分计算可知回油路会通过电液换向阀的流量值为，根据资料查询可知，在顺序阀处流量为即相加之后为,其额定流量下的压力损失为。所以可以计算液压缸回油腔的压力损失为：

△错误！未找到引用源。（式2-27）重新计算工进是液压缸进油腔压力，与原来预估值相近，符合设计要求。

工进阶段，进油路上的压力损失为：

错误！未找到引用源。=△错误！未找到引用源。△错误！未找到引用源。（式2-28）

算出，考虑到压力继电器可靠动作需要压差。故而溢流阀调定压力可以设定为错误！未找到引用源。≥3.82+0.5+0.5=4.82MPa。同时控制液压泵卸荷的顺序阀6调定压力应该小于3.82+0.5=4.32MPa。

③快退阶段

快退时，油液在进油路上通过单向阀3的流量为38.16L/min，通过三位五通电磁换向阀4的流量为63L/min，油液在回油路上通过行程阀12、三位五通电磁换向阀4和单向阀11流量都是130L/min。

因此进油路上的总压力损失为：

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错误！未找到引用源。=△错误！未找到引用源。=0.05MPa（式2-29）回油路上的总压力损失为：

错误！未找到引用源。0.59MPa （式2-30）进油路上原估算压力损失值为0.5MPa，回油路上的原来估计算出的压力损失值为0.8MPa，可见进油路和回油路上的压力损失计算值均小于原估算值，因此原设计及元件选型能够满足设计要求。

2.5.2油液温度验算

液压系统在工作时，有压力损失、容积损失和机械损失，这些损失所消耗的能量多数转化为热能，使油温升高，导致油的黏度下降、油液变质、、机器零件变形等，影响系统的正常工作。

本设计实例所设计的组合机床动力滑台液压系统，其工进过程在整个工进循环中所占时间比例为：

α=错误！未找到引用源。/（错误！未找到引用源。）=96.5%（式2-31）因此系统发热和油液温升可用工进时的发热情况来计算，工进时液压缸的有效功率为：

错误！未找到引用源。=FV=32744×（0.048/60）=0.026KW （式2-32）这时候液压泵通过顺序阀卸荷，总输出功率为：

错误！未找到引用源。=(错误！未找到引用源。=0.548KW （式2-33）由此得液压系统的发热量为

错误！未找到引用源。=0.515kw （式2-34）液压系统的油液温升可计算为

△T=错误！未找到引用源。/（hA）（式2-35）机床处在工厂中是一个封闭的空间，当自然通风差时，选取h=0.009，油箱中油面的高度一般为油箱高度的4/5.如果选取油直接接触的表面算全散热面，与油不接触的的表面算1/2接触面，因此油箱总接触面积为：

A=2×0.8h（l+w）+lw+0.5lw=4.27错误！未找到引用源。（式2-36）∴△T=错误！未找到引用源。/（hA）=13.41℃（式2-37）可见，该温升高小于普通机床允许的温度升高范围，因此液压系统不需要设置冷却器。

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立式组合机床的液压系统设计

攀枝花学院本科学生课程设计任务书 题目组合机床液压系统设计 1、课程设计的目的 在完成液压传动课程学习的基础上，运用所学的液压基本知识，理论联系实际，把知识运用到实际生产时实践中来，设计一台专用铣床液压系统。 2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） 设计立式组合机床的液压系统，工作台要求完成：快进——工进——快退——原位停止、工件松开——液压泵卸荷。动力滑台采用平面导轨，其静摩擦系数 为f s =0.2，动摩擦系数为f d =0.1，往复运动的加（减速）的时间t =0.05， 系统的参数如下: 滑台的重量为135000N 快进快退的速度6m/min 滑台工进速度50 mm/s 快进行程100mm 工进行程50mm 切削负载为33000N 3、主要参考文献 1 王积伟﹒液压传动﹒北京：机械工业出版社，2010﹒ 2 席伟光﹒机械设计课程设计﹒北京：高等教育出版社，2003﹒ 3 李壮云﹒中国机械设计大典﹒南昌：江西科学技术出版社，2002﹒ 4 王文斌﹒机械设计手册﹒北京：机械工业出版社，2004﹒ 4、课程设计工作进度计划 1.用三天的时间进行查阅资料，初步计算，请教老师等设计准备。 2.用两天的时间进行计算、设计、画图。 3．两天的时间自己查找问题、老师审核、交图等工作。 指导教师（签字）日期年月日 教研室意见： 年月日 学生（签字）： 接受任务时间：年月日注：任务书由指导教师填写。

课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称 评分项目分 值 得 分 评价内涵 工作表现20% 01 学习态度 6 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学 工作态度。 02 科学实践、调研7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠 道获取与课程设计有关的材料。 03 课题工作量7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。 能力水平35% 04 综合运用知识的能力10 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题， 能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析， 得出有价值的结论。 05 应用文献的能力 5 能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并 较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种 信息及获取新知识的能力。 06 设计（实验）能力，方案 的设计能力 5 能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、 操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清 晰、完整。 07 计算及计算机应用能力 5 具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机 进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。 08 对计算或实验结果的分析 能力（综合分析能力、技 术经济分析能力） 10 具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。 成果质量45% 09 插图（或图纸）质量、篇 幅、设计（论文）规范化 程度 5 符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本 文件第五条要求。 10 设计说明书（论文）质量30 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分， 结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。 11 创新10 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 成绩 指 导 教 师 评 语 指导教师签名：年月日

液压课程设计 卧式钻镗组合机床液压系统

液压课程设计卧式钻镗组合机床液压系统 The following text is amended on 12 November 2020.

液压与气压传动 课程设计说明书 设计题目卧式钻镗组合机床液压系统设计 专业班级机制1512 姓名桂新睿 学号 指导老师夏庆国 成绩评定等级 评阅签字 评阅日期 湖北文理学院理工学院机械与汽车工程系 2017年12月 目录 4 一．设计的技术要求和设计参数 (5) 5 5 5 负载循环图和速度循环图的绘制 (6)

8 确定液压缸主要尺寸 (8) 计算最大流量需求 (9) 拟定液压系统原理图 (10) 速度控制回路的选择 (10) 换向和速度换接回路的选择 (11) 2 3 5 6 8 油箱的设计 (19) 液压系统性能的验算 (20) 回路压力损失验算 (20) 1 附:手绘液压系统图 序言 作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系

液压课程设计(理工大学)

目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)

0．摘要 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统

1.设计要求 设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1 。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089

参考自动化组合机床的plc控制系统设计.doc

设计项目名称自动化组合机床的PLC控制系统设计 Abstract This article introduced that the PLC control system design of Automatic combined machine tool, this system has a high degree of automation and precision, and also be widely used in industrial production and other fields. The traditional combined machine tool uses the relays generally, the precision is low, the reliability is not high, did not meet the social development need. Along with the PLC control technology's rapidly expand, as the core combined machine tool has highlighted its superiority take PLC. This paper first introduced that PLC and the history and development of the combined machine tools, and emphatically expounds the structure, movement and the control mode of combined machine tools, then the composition of PLC is analyzed, besides these, the general arrangement of PLC control system and the presentation of program are also given an overview, then we confirm PLC's type, distribute I/O address and external wiring. According to the related content we draw sequential function chart and use FXGPWIN software to draw PLC ladder diagram. At the end of the article we also introduced Fault diagnosis and exclusion of PLC control system and further summary fo the article. 【Key words】: PLC 、Mitsubishi FX series、combined machine tools 摘要 本文介绍自动化组合机床的PLC控制系统设计，该系统具有自动化程度高，精度高等特点，在工业生产等领域有广泛应用。传统的组合机床采用继电器，精度低，可靠性不高，已不适合社会发展需要。随着PLC控制技术的迅速发展，以PLC为核心的组合机床控制系统已凸显出其优势。 本文首先介绍PLC和组合机床的历史与发展，并论述了组合机床的运动形式以及控制方式，接着对PLC控制系统的总体设计和程序的表达方式做了概述，然后确定PLC型号、分配I/O地址和外部配线，接着根据相关内容画出顺序功能图并利用FXGPWIN软件

动力滑台液压传动系统设计

动力滑台液压传动系统设计

山东科技大学泰山科技学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题目动力滑台液压传动系统设计 系部名称机电工程系 专业班级机械设计制造及其自动化 09-3 学生姓名李传锴 学号0942040311 指导教师宋庆军 填表时间：2013 年 4月 9 日

填表说明 1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。 3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。 4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。 5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。

选择动力滑台液压系统设计的课题主要是因为在工业生产中应用十分广泛，在实际生产中探讨液压系统中较常见的工艺方法和设计结构。该课题涉及的知识面较广，设计要求也比较高。学生在设计过程中可以得到很好的锻炼，尤其是对思考能力。 课题的研究内容包括机械设计、机械原理、液压机、液压与气压传功、机械制造工艺等知识 求学生在机械知识要足够的全面和较强的创新能力。课题是典型的机械液压设计类课 机械液压方面的知识很广。 选题意义： 1综合运用和巩固机械设计相关课程的基本理论和专业知识模具设计与机械设计的初步能力

2培养分析问题和解决问题的能力。经过该设计环节掌握液压工艺 3培养认真负责、踏实细致的工作作风和严谨科学态度识的时间观念 好的职业习惯。 4 二、主要研究内容（提纲） 本论文主要阐述了组合机床动力滑台液压系统工作进给→快速退回→原位停止 本设计主要是为机床设计的液压传动系统。液压系统应用在机床中可以实现机床的自动进给，刀具的自动转换等。而且可以使机床的运动更平衡、加工精度更高、效率更高，从而实现机床的自动化。为了达到以上效果，我们做了这个设计。本设计的主要涉及的内容有机床负载的分析、运动特性的分析、液压系统图的设计、液压元件的选择、液压缸的设计等。

立式组合机床的动力滑台液压课程设计

立式组合机床的动力滑台液压课程设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

课程设计说明书 专业：机械设计制造及其自动化 班级学号： 学生姓名：岳维 指导教师：唐炜 2012年1月 5日 江苏科技大学南徐学院 目录 1．工况分析 (1) 2．拟定液压系统原理图 (2) 3．液压系统的计算和选择液压元件 (8) 液压缸主要尺寸的确定 (4) 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 (5) 液压阀的选择 (5) 确定管道尺寸 (6) 液压油箱容积的确定 (7) 4．液压系统的验算 (6) 压力损失的验算 (6) 系统温升的验算 (8) 某立式组合机床的动力滑台采用液压传动。已知切削负载为31000N，滑台工进速度为50mm/min,快进、快退速度为6m/min，滑台（包括滑台上的动力头）的质量为 1500kg，滑台对导轨的法向作用力为1500N，往复运动的加、减速时间为，滑台采用平

面导轨，静、动摩擦系数分别为和，快速行程为180mm ，工进行程为50mm 。试设计该机床的液压系统和液压缸。 1．工况分析 首先根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图，如图所示，然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。 液压缸所受外负载F 包括三种类型，即 Fw 为工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，在本例中为31000N ； Fa —运动部件速度变化时的惯性负载； Ff —导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于平导轨可由下式求得 G —运动部件重力； F Rn —垂直于导轨的工作负载，事例中为零； f —导轨摩擦系数，本例中取静摩擦系数，动摩擦系数为。求得： F fs =*14700N=2940N F fa =*14700N=1470N 上式中F fs 为静摩擦阻力，F fa 为动摩擦阻力。 g —重力加速度； △t —加速度或减速度，一般△t=～ △v —△t 时间内的速度变化量。在本例中 根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载(见表，并画出如图所示的 负载循环图。 图速度和负载循环图 2．拟定液压系统原理图 N F a 30060 5.068.914700=??=

卧式双面铣削组合机床的液压系统设计.

《液压与气压传动》 课程设计说明书 题目：卧式双面洗削组合机床液压系统 院系：国际教育 专业：机电一体化 班级：51301 姓名：陈雪峰 指导教师：徐巧 日期：2015.5.21

《液压与气压传动》课程设计任务书 一、设计目的 《液压与气压传动》课程设计是机械工程专业教学中重要的实践性教学环节，也是整个专业教学计划中的重要组成部分，是培养学生运用所学有关理论知识来解决一般工程实际问题能力的初步训练。 课程设计过程不仅要全面运用《液压与气压传动》课程有关知识，还要根据具体情况综合运用有关基础课、技术基础课和专业课的知识，深化和扩大知识领域，培养独立工作能力。 通过课程设计，使学生在系统设计方案的拟定、设计计算、工程语言的使用过程中熟悉和有效地使用各类有关技术手册、技术规范和技术资料，并得到设计构思、方案拟定、系统构成、元件选择、结构工艺、综合运算、编写技术文件等方面的综合训练，使之树立正确的设计思想，掌握基本设计方法。 二、设计内容 1．《液压与气压传动》系统图，包括以下内容： 1）《液压与气压传动》系统工作原理图； 2）系统工作特性曲线； 3）系统动作循环表； 4）元、器件规格明细表。 2．设计计算说明书 设计计算说明书用以论证设计方案的正确性，是整个设计的依据。要求设计计算正确，论据充分，条理清晰。运算过程应用三列式缮写，单位量纲统一，采用ISO制，并附上相应图表。具体包括以下内容： 1）绘制工作循环周期图； 2）负载分析，作执行元件负载、速度图； 3）确定执行元件主参数：确定系统最大工作压力，液压缸主要结构尺寸，计算各液压缸工作阶段流量，压力和功率，作工况图； 4）方案分析、拟定液压系统； 5）选择液压元件； 6）验算液压系统性能； 7）绘制液压系统工作原理图，阐述系统工作原理。 三、设计要求与方法步骤 1．认真阅读设计任务书，明确设计目的、内容、要求与方法步骤； 2．根据设计任务书要求，制定个人工作计划； 3．准备必要绘图工具、图纸，借阅有关技术资料、手册； 4．认真对待每一设计步骤，保证质量，在教师指导下独立完成设计任务。 （课程设计说明书封面格式与设计题目附后） 二、液压传动课程设计(大型作业)的内容和设计步骤 1．工况分析 在分析机器的工作情况(工况)的基础上，确定液动机(液压缸和液压马达)的负载、速度、调速范围、功率大小、动作循环、自动化程度等并绘制出工况图。 2．初定液动机的基本参数

四工位组合机床plc课程设计

一、设计目的 本课程设计是电气工程专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。 二、设计任务及要求 设计任务 四工位组合机床由四个工作滑台各载一个加工动力头，组成四个加工工位完成对零件进行铣端面、钻孔、扩孔和攻丝等工序的加工，采用回转工作台传送零件，有夹具、上、下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统。系统中除加工动力头的主轴由电动机驱动以外，其余各运动部分均由液压驱动。机床的四个动力头同时对一个零件进行加工，一次加工完成一个零件。 本机床共有连续全自动工作循环、单机半自动循环和手动调整三种工作方式。连续全自动和单机半自动循环的控制要求为：按下启动按钮，上料机械手向前，将待加工零件送到夹具上，同时进料装置进料，然后上料机械手退回原位，送料装置放料，回转工作台自动微抬并转位，接着四个工作滑台向前，四个动力头同时加工，加工完成后，各工作滑台退回原位，下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走已加工完的零件，完成一个工作循环，并开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。如果选择预停，则每个工作循环完成后，机床自动停止在初始位置，等到再次发出启动命令后，才开始下一个循环，这就是半自动循环工作方式。 1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。 2. 绘制主轴电动机的电气原理图、控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。 3.选择电器元件，列出电器元件明细表。 4.编写设计说明书。 设计要求 1、所选控制方案合理，所设计的控制系统能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》、GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》。 3.所编写的设计说明书应重点突出，层次清楚，条理分明，篇幅不少于7000字。

卧式钻床动力滑台液压传动系统设计

XXXX校名 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院： 专业： 题目：卧式钻床动力滑台液压传动系统设计 指导教师：职称: 职称: 20**年12月5日

目录 1.负载分析 (2) 2.绘制液压工况（负载速度）图 (3) 3.初步确定液压缸的参数 (3) 3.1.初选液压缸的工作压力： (3) 3.2.计算液压缸尺寸： (4) 3.3.计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率： (4) 3.4.绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系 (5) 4.1.选择液压回路 (5) 4.2.液压系统的组合 (5) 5.液压元件的计算和选择 (7) 5.1.确定液压泵的容量及驱动电机的功率： (7) 5.2.液压泵的流量 (7) 5.3.选择电动机 (7) 5.4.元件选择 (8) 5.5.确定管道尺寸 (8) 5.6.确定油箱容积： (8) 6.管路系统压力损失验算 (9) 6.1.判断油流状态 (9) 6.2.沿程压力损失 (9) 6.3.局部压力损失 (10) 7.液压系统的发热与温升验算 (11) 7.1.液压泵的输入功率 (11) 7.2.有效功率 (11) 7.3.系统发热功率 (11) 7.4.散热面积 (11) 7.5.油液温升 (11) 8.参考文献： (12)

1. 负载分析 1.切削力： Ft=16000N 2.导轨摩擦阻力 静摩擦力： fs F =W f S =0.2 ?20000 = 4000N 动摩擦力：fd F = W f d =0.1?20000 = 2000N 3.惯性阻力 （1）动力滑台快进惯性阻力m F ,动力滑台启动加速、反向启动加速和快退减速制动的加速度相等，s m v /15.0=?，s t 20.0=? N t v g w F m 153020.015 .08.920000=?=??= （2）动力滑台快进惯性阻力' m F ,动力滑台由于转换到制动是减速，取s m v /1074-?=?， s t 20.0=? N t v g w F m 14.720 .01078.9200004' =??=??=- 液压缸各动作阶段负载列表如下： 工况 计算公式 液压缸负载F （N ） 液压缸推力 （m F F η =） 启动 F= W f S 5000 5556 加速 F =W f d + m F 6326 7029 快进 F=W f d 2500 2778 工进 F=t F +W f d 18000 20000 制动 F =W f d — ' m F 2483 2759 快退 F=W f d 2500 2778 制动 F =W f d — m F —1326 —1473

卧式双面铣削组合机床的液压系统设计

卧式双面铣削组合机床的 液压系统设计 Prepared on 22 November 2020

液压与气压传动技术课程设计说明书专业： 学号： 姓名： 指导教师： 2012年6月1日

1设计题目卧式双面铣削组合机床的液压系统设计 (2) 2设计要求 (2) 3液压传动系统的设计与计算 (3) 分析液压系统工况 (3) 确定主要参数 (6) 1.初定液压缸的工作压力 (6) 2.液压缸主要参数的确定 (6) 3.绘制液压系统工况图................................................6 绘制液压传动系统原理图 (8) 1.调速回路的选择 (8) 2.油源及其压力控制回路的选择 (9) 3.快速运动与换向回路 (9) 4.速度换接回路 (9) 5.压力控制回路 (9) 6.行程终点的控制方式 (9) 7.组成液压系统绘原理图 (9) 计算与选择液压元件 (11) 1.液压泵 (11) 2.阀类元件及辅助元件的选择 (11) 3.油管的选择 (11) 4.确定油箱容积 (11) 液压系统性能验算 (12)

1压力损失的验算 (13) 工作进给时进油路压力损失 (13) 工作进给时回油路的压力损失 (13) 变量泵出口处的压力Pp (13) 系统压力损失验算 (13) 2 系统温升的验算 (14) 4液压缸的设计 (15) 液压缸工作压力的确定 (15) 液压缸的内径D和活塞杆d前面已经计算 (15) 液压缸的壁厚和外径的计算 (15) 缸盖厚度的确定 (15) 5设计小结 (16) 6参考文献 (16)

组合机床动力滑台液压系统设计

哈尔滨工业大学 液压传动大作业 设计说明书 设计题目卧式组合机床液压动力滑台 机电工程学院班 设计者 2010 年4 月10 日 流体控制及自动化系 哈尔滨工业大学

液压传动大作业任务书 学生姓名班号 设计题目钻镗两用卧式组合机床液压动力滑台 1.液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数： 卧式组合机床液压动力滑台。切削阻力F=15kN，滑台自重G=22kN，平面导轨，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1，快进/退速度5m/min，工进速度100mm/min，最大行程350mm，其中工进行程200mm，启动换向时间0.1s，液压缸机械效率0.9。 2.执行元件类型：液压缸 3.液压系统名称： 钻镗两用卧式组合机床液压动力滑台。 设计内容 1. 拟订液压系统原理图； 2. 选择系统所选用的液压元件及辅件； 3. 设计液压缸； 4. 验算液压系统性能； 5. 编写上述1、2、3和4的计算说明书。 指导教师签字 教研室主任签字 年月日签发（董谚良老师，手机，，办公电话，86402748）

目录 1 序言···································································- 1 - 2 设计的技术要求和设计参数 ·········································- 1 - 3 工况分析 ·····························································- 2 - 3.1 确定执行元件 ······················································- 2 - 3.2 分析系统工况 ······················································- 2 - 3.3 负载循环图和速度循环图的绘制 ··································- 4 - 3.4 确定系统主要参数 ·················································- 5 - 3. 4.1 初选液压缸工作压力······················································- 5 - 3.4.2 确定液压缸主要尺寸······················································- 5 - 3.4.3 计算最大流量需求·························································- 7 - 3.5 拟定液压系统原理图···············································- 8 - 3.5.1 速度控制回路的选择······················································- 8 - 3.5.2 换向和速度换接回路的选择·············································- 9 - 3.5.3 油源的选择和能耗控制················································· - 10 - 3.5.4 压力控制回路的选择···················································· - 11 - 3.6 液压元件的选择·················································· - 12 - 3.6.1 确定液压泵和电机规格················································· - 13 - 3.6.2 阀类元件和辅助元件的选择··········································· - 14 - 3.6.3 油管的选择································································ - 16 - 3.6.4 油箱的设计································································ - 18 - 3.7 液压系统性能的验算············································· - 19 - 3.7.1 回路压力损失验算······················································· - 19 - 3.7.2 油液温升验算····························································· - 20 -

液压系统在组合机床上的应用.

液压系统在组合机床上的应用 摘要 液压以其独特的优点在机械设计中占有重要地位。它以通用部件为基础，根据工件加工需要，配以少量的专用部件组成一种机床，它具有低成、高效率的优点。以现在的发展趋势来看，液压车床的多工位加工如果加入柔性系统则发展成今天的加工中心。在今天的发展趋势中，一台液压车床如果不能完成全部的工艺过程，这时往往把几台机床布置成流水线，大大缩短了加工时间。而液压系统在组合机床上的应用更使其呈现出了新的春天。液压传动的优点很多：在同等的体积下液压装置能比电气产生更大的动力：液压装置工作比较平稳；液压装置能在大范围内实现无级调速，它还可以在运转中进行调速；液压传动易于对液体压力、流量或流动方向进行调节或控制；液压装置易于实现过载保护；液压元件实现了标准化、系列化和通用化；用液压传动实现直线运动比用机械传动简单。 关键词：液压；液压缸，液压油箱

英文题目 ABSTRACT The abstract hydraulic pressure occupies important position with it's unique merit in machinery design. It takes the component being applied or used universally as basis , basis workpiece treating needs, match it with a little special-purpose component composition one kind of machine tool , its have low Cheng , high efficiency merit. Regarding developing trend now, hydraulic pressure develops the treating centre becoming today if adding flexibility system the lathe multistation treating. In developing trend today, one hydraulic pressure lathe accomplishes all procedure if unable, at this time sometimes have arranged several machine tools to become a production line , curtailing greatly to process time. But, the systematic hydraulic pressure application on combination machine tool has made the person display new spring more. The hydraulic drive merit many: Driving force that the hydraulic pressure device can under equal volume are bigger than electric creation: Hydraulic pressure device job comparison is stable; The hydraulic pressure device can realize stepless speed regulating within big range , it can carry out speed regulation in the travel; Hydraulic drive is prone pressure , rate of flow or mobile direction to carry out adjustment on liquid or control; The hydraulic pressure device is apt to be realized overload protection; The hydraulic pressure component has realized normalizing , be seriated and be applied or used universally-rization; Using hydraulic drive to realize linear motion is simpler than using mechanical drive. KEY WORDS:Hydraulic pressure; Hydraulic pressure jar , hydraulic pressure fuel tank;

关于PLC在组合机床控制中的应用与展望

关于PLC在组合机床控制中的应用与展望 发表时间：2009-04-08T14:05:00.937Z 来源：《科海故事博览•科教创新》2009年第3期供稿作者：杨海波[导读] PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。摘要：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 关键词：PLC 组合机床控制器一、PLC的应用领域 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 1、开关量的逻辑控制。这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 2、模拟量控制。在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 3、运动控制。PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 4、过程控制。过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 5、数据处理。现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 6、通信及联网。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC 厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 二、组合机床自动线中的三种滑台 1、PLC控制的数控滑台结构 一般组合机床自动线中的数控滑台采用步进电机驱动的开环伺服机构。采用PLC控制的数控滑台由可编程控制器、环行脉冲分配器、步进电机驱动器、步进电机和伺服传动机构等部分组成，伺服传动机构中的齿轮Z1、Z2应该采取消隙措施，避免产生反向死区或使加工精度下降；而丝杠传动副则应该根据该单元的加工精度要求，确定是否选用滚珠丝杠副。采用滚珠丝杠副，具有传动效率高、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长的优点，但成本较高且不能自锁。 2、控制系统的软件结构 软件结构根据控制要求而设计，主要划分为五大模块：即步进电机控制模块、定位控制模块、数据拨盘输入及数据传输模块、数码输出显示模块、元件故障的自动检测与报警模块。由于整个软件结构较为庞大，脉冲控制器产生0.1秒的控制脉冲，使移位寄存器移位，提供六拍时序脉冲，通过三相六拍环形分配器使三个输出继电器Y430、Y431、Y432按照单双六拍的通电方式控制步进电机。为实现定位控制，采用不同的计数器分别控制粗定位行程和精定位行程，计数器的设定值依据行程而定。例如，设刀具或工作台欲从A点移至C点，已知AC＝200mm，把AC划分为AB与BC两段，AB＝196mm，BC＝4mm，AB段为粗定位行程，采用0.1mm/步的脉冲当量快速移动，利用了6位计数器（C660/C661），而BC段为精定位行程，采用0.01mm/步的脉冲当量精确定位，利用了3位计数器C460，在粗定位结束进入精定位的同时，PLC自动接通电磁离合器输出点Y433以实现变速机构的更换。 3、 PLC控制系统的接地方法（1）由于PLC机柜和操作台、配电柜等用电设备的金属外壳及控制设备正常不带电的金属部分，由于各种原因（如腐蚀、绝缘破损等）而有可能带危险电压，所以应该进行保护接地，低于36V供电的设备，无特殊要求可不做接地保护。（2）PLC控制系统中的基准电位是各回路工作的参考电位，基准电位的连接线称为系统地，通常是控制回路直流电源的零伏导线，系统接地的方式有浮地方式、直接接地方式和电容接地方式。（3）为防止静电感应和磁场感应而设置的屏蔽接地端子应做屏蔽接地。其中信号回路接地和屏蔽接地又通称为工作接地。 一般以上接地方法的控制原则是：保护地和工作地不能混用，这是由于在每一段电源保护地线的两点间会有数毫伏，甚至几伏的电位差，这对低电平信号电路来说是一个非常严重的干扰。 三、PLC未来展望21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。参考文献：

组合机床动力滑台液压系统设计

1、液压传动的工作原理与组成 0 1、1工作原理 0 1、2液压系统的基本组成 0 2、设计要求 0 2、2机床的其她工作参数如下: (1) 3、液压系统工况分析 (1) 3、1运动分析 (1) 3、2负载分析 (2) 3、2、1工作阻力 (2) 3、2、2摩擦阻力 (2) 3、2、3惯性力 (2) 4、液压系统方案设计 (3) 4、1选择调速回路 (3) 4、2选择油源形式 (3) 4、3选择快速运动与换向回路 (3) 4、4选择速度换接回路 (4) 4、5选择调压与卸荷回路 (4) 6、组成液压系统 (4) 5、确定液压系统主要参数 (5) 5、1初选液压缸工作压力 (5) 5、2计算液压缸主要尺寸 (5) 5、3液压泵的参数计算 (7) 5、3、1 计算液压泵的流量 (7) 5、3、2 确定液压泵的规格与电动机功率 (8) 6、液压元件的选择 (8) 6、1液压阀及过滤器的选择 (8) 6、2油管的选择 (9) 6、2、1 确定油管 (9) 6、3油箱的选择 (11) 7、验算液压系统性能 (11) 7、1验算系统压力损失 (11) 7、1、1判断流动状态 (11) 7、1、2计算系统压力损失 (11) 7、1、3快进 (12) 7、1、4工进 (13) 7、1、5快退 (13) 7、2验算系统发热与温升 (14)

《液压与气压传动》 课程设计说明书 院、系: 机械工程学院 业: 机械工程 学生姓名 : 班级: 指导教师姓名: 职称: 教授 最终评定成绩: 2017 年12月11日至2017 年12月15日

1、液压传动的工作原理与组成 液压传动就是用液体作为工作介质来传递能量与进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能,通过液体压力能的变化来传递能量,经过各种控制阀与管路的传递,借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能,从而驱动工作机构,实现直线往复运动与回转运动。驱动机床工作台的液压系统就是由邮箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。 1、1工作原理 （1）电动机驱动液压泵经滤油器从邮箱中吸油,油液被加压后,从泵的输出口输入管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸,推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换向阀与回油管排回邮箱。 （2）工作台的移动速度就是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时,进入液压缸的油量增多,工作台的移动速度增大;当节流阀关小时,进入液压缸的油 量减少,工作台的移动速度减少。由此可见,速度就是油量决定的。 1、2液压系统的基本组成 （1）能源装置——液压泵。它将动力部分所输出的机械能转换成液压能,给系统提供压力油液。 （2）执行装置——液压机。通过它将液压能转换成机械能,推动负载做功。（3）控制装置——液压阀。通过它们的控制调节,使液流的压力、流速与方向得以改变,从而改变执行元件的力、速度与方向。 （4）辅助装置——邮箱、管路、储能器、滤油器、管接头、压力表开关等。 通过这些元件把系统联接起来,以实现各种工作循环。 （5）工作介质——液压油。绝大多数液压油采用矿物油,系统用它来传递能量与信息。 2、设计要求 设计一台组合机床动力滑台液压系统。 2、1机床要求的工作循环就是:要求实现工件快进、工进、快退等过程,最后自动停止;动力滑台采用平导轨,往复运动的加速、减速时间t 为0、2s。