课程设计说明书题目机床液压系统电气控制系统设计姓名班级学号指导老师日期 2013年1 月3日一、课程设计的任务要求。
1二、泵、电机、控制阀的初选。
3三、动力滑台液压系统工作原理。
6四、电磁铁调度表。
9五、采用PLC设计方案。
10六、采用普通电器元件设计方案。
15七、总结。
19参考文献一：课程设计的任务要求1.1·某液压动力滑台简介①液压动力滑台工作顺序为:①夹紧工件②进给缸快速前进③一次进给④二次进给⑤死挡铁停留⑥滑台快退⑦进给缸停止, 夹紧缸松开.(见下面图)②已知进给缸最大负载40000KN,工进速度为5mm/min最大速度6.4mm/min，对应负载为2000KN.1.2·要求液压动力滑台能自动工作,又能各个动作进行单独调整;各工作循环有照明显示;有必要的电器连锁与保护.1.3·设计任务①初选泵和电机，以及初选控制主缸(25)的控制阀。
②简述液压动力滑台液压系统工作原理,绘制电磁铁调度表。
③设计并绘制电器控制原理图(采用普通电气元件控制和采用PLC控制两种方案)，选择电气元件,编写PLC程序、调试，并制定元件目录表.④编制设计说明、使用说明书。
⑤列出设计参考书目录二、初选2.1执行元件的选择1）选取执行元件的工作压力P=5Mpa；2）执行元件的主要结构参数的确定由已知条件知，最大负载F=40000N,快进时差动连接；则D= d ,A1=2A2工进时，根据手册，查得对于回油路上有背压阀或者调速阀的，背压阀取0.5~1. 5Mpa,选取P2=0.5Mpa F=(A1P1-A2P2)ηm=[A1P1-(A2/2)P2]ηm通常取0.9~0.95；这里取ηm=0.95得:A1=(F/ηm)/(P1-P2/2)=0.00886m2又D==106.2mmd=D/=75.1mm根据手册GB/T2348-2001 ，将直径调整成就近标准值；取D=110mm d=80mm ；则液压缸两腔的实际有效作用面积为：A1=2/4=95.03×10-4m2A2=2-2/4=44.7710-4m22.2选择液压泵1）计算最大工作压力P1=(F/ηm +P2A2)/A1带入数据得P1=4.666Mpa 取P P=1.3P1=6.066 Mpa2)确定液压泵最大供油量q P≥k∑q maxk系统的泄漏修正系数，一般取1.1~1.3∑q max—同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值快进时q=2V/4=/4×0.082×6.4×103 L/min=32.17L/min快退时q=2-2/4=/4×(0.112-0.082)×6.4×103L/min=L/min工进时q=2V1/4=/4×0.112×0.05×103L/min=L/min取k=1.2 带入的 q p=1.2× 32.17L/min=38.6L/min功率P=P P×q P= 3.903kw根据以上的最大工作压力和液压泵最大供油量；又为了使液压泵工作安全可靠，液压泵应有一定的压力储备量，通常泵的额定压力可比工作压力高25%—60%。
泵的额定流量则宜与相当，不要超过太多，以免造成过大的功率损失。
查阅手册最后选取初选为：定量叶片泵 YB1：2.5-100ml/min；6.3MPa；960-1450r/minV m= q p/n=38600/1440=26.81ml/r2.3选择电机Y112-M4 型电动机；电动机功率为 4 KW；额定转速为 1440 r/min ；2.4 换向阀、调速阀、先导式溢流阀的选择1）换向阀：24DF3 24EF3 34DF3 34EF320MPa 通径4-16mm 6-80L/min2)调速阀：F(C)G-3型：≤31.5MPa；通径10mm；≤18L/min3）先导式溢流阀：高压：DB/DBWT 型：≤31.5MPa；通径10/25/32mm；3L/min三、工作原理3.1夹紧按下启动按钮，夹紧液压缸24活塞下行将工件夹紧，同时压力继电器14开始动作，使得电磁铁1YA得电。
3.2快进电磁铁1YA通电，使电液换向阀9的先到电磁换向阀左位接通。
在控制油的压力作用下，使液动换向阀9左位接入系统主油路。
此时，动力滑台处于空行阶段，液压缸负载较小，系统压力较小，液压泵1的输出流量较大；同时液控顺序阀4处于关闭状态，液压缸为差动连接方式，从而实现动力滑台的快进。
主油路油液流动路线为：1）进油：变量泵1 单向阀5 换向阀9（左位）行程阀23（右位）液压缸25左腔2）回油：液压缸25右腔换向阀9（左位）单向阀10 行程阀23（右位）液压缸25左腔3.3 一工进当动力滑台快到预定位置时，滑台上的行程挡块压下行程阀23使原来通过该阀进入液压缸左腔的通路被切断，电磁铁3YA断电，由于油液流经调速阀以及外载荷的作用，系统压力升高，液控顺序阀4被打开，变量泵1自动减小其输出流量，以便与调速阀12的开口相适应。
主油路油液流动情况为：1）进油：变量泵1 单向阀5 换向阀9（左位）调速阀 12 电磁阀13（右位）液压缸25左腔2）回油：液压缸25右腔换向阀9（左位）液控顺序阀4 背压阀3油箱3．4二工进在一次进给结束后，挡块压下行程开关ST2，使电磁铁3YA通电，二位二通电磁换向阀13左位工作，顺序阀4仍打开。
主油路油液流动情况为：1）进油：变量泵1 单向阀5 换向阀9（左位）调速阀12 调速阀19 液压缸25左腔2）回油：液压缸25右腔换向阀9（左位）液控顺序阀4 背压阀3 油箱3.5死挡铁停留当动力滑台以二工进的速度运行碰上死挡铁后，滑台停止运动。
负荷的增加使系统压力升高，压力继电器（YJ）21发信号给时间继电器，经过一定的时间延迟后，时间继电器发出信号是动力滑台返回。
3.6快退：在时间继电器发出信号后，死挡铁停留时间到后，时间继电器发出快退信号，使电磁铁1YA断电、电磁铁3YA断电、电磁铁2YA通电，液动换向阀9右位接通。
这时系统压力下降，泵1输出的流量又自动增大，可以得到比较大的快退速度。
主油路油液流动情况为：1）进油：变量泵1 单向阀5 换向阀9（右位）液压缸25右腔2）回油：液压缸25左腔单向阀20 换向阀9（右位）单向阀 8 油箱3.7 夹紧缸松开当动力滑台退回到原位时，活动挡块压下行程开关ST1，使电磁铁2YA断电，电液换向阀回到中位，液压缸两腔封闭，滑台停止运动。
4YA得电，夹紧液压缸活塞上行，工件松开时压力继电器14接点复位。
当碰到行程开关ST3时，5YA 得。
3.8 卸荷5YA得电后使，电液压泵通过二位二通电磁换向阀2开始卸荷。
四：电磁铁调度表表4-1 液压动力滑台液压系统电磁铁及压力继电器调度表五、采用PLC 设计方案5.1 I/O端子分配表表5-1 I/O端子分配表5.4功能图设计说明：整个电路由特殊辅助继电器M8002触发，分为自动和手动两部分控制程序，自动部分主要用于机床自动加工，手动部分主要用于对机床的各个动作进行单独调整以及故障排除.5.4.1自动部分：各步除了完成指定的工作以外，还分别加入了时间继电器T1-T5，若在规定时间没有完成工作，则继电器得电，故障指示灯Y17亮、蜂鸣器Y20报警，并使程序跳转到初始步S0，以下不重复说明。
1)S20（启动电机/夹紧缸夹紧）：X0、X10同时闭合，Y0（电动机）、电动机启动同时，Y15表示电动机开启的指示灯亮,,程序开始工作，夹紧指示灯Y10亮.若规定时间10S未完成工作则报警并自动跳转到初始步S0。
2）S21（快进、一工进）：压力继电器14（X4）得电，输出Y0(1YA)，进给缸完成快进、一工进，同时前进指示灯Y11亮。
当碰到行程开关2ST,即X2变为ON，S22变为活动步。
若规定时间10S未完成工作则报警并自动跳转到初始步S0。
3)S22（二工进）：输出 Y2（3YA）、Y0(1YA),前进指示灯Y11亮，当二工进工作完成时，压力继电器21（X5）闭合， S23变为活动步。
若规定时间10S未完成工作则报警并自动跳转到初始步S0。
4)S23（死挡块停留）：输出Y2（3YA）、Y0(1YA)，同时继电器T0开始计时，当达到计时时间，S24变为活动步。
5)S24（快退）：输出Y1（2YA）、Y12（快退指示灯），电磁铁2YA得电，液压缸25开始快退工作，同时快退指示灯亮。
当快退工作完成时，行程开关1ST闭合，即X1为ON，S25变为活动步。
若规定时间10S未完成工作则报警并自动跳转到初始步S0。
6)S25（夹紧缸松开）：输出Y3（4YA）、Y13松开指示灯亮，电磁铁4YA得电，液压缸24开始松开。
当工作完成时，行程开关3ST闭合，即X3为ON，S26变为活动步。
若规定时间10S未完成工作则报警并自动跳转到初始步S0。
7）S26（油泵的卸荷）：输出Y4（5YA）、Y14卸荷指示灯亮，电磁铁5YA得电，当T1计时时间到，S20变为活动步。
5.4.2手动部分：手动部分各步输出与自动部分相同，在步S20中加入了6个开关分别控制快进、工进、快退、夹紧缸松开、油泵卸荷、手动急停。
5.6 梯形图指令表程序六、采用普通电气元件控制设计方案6.1选择电气元件对于电气元件的选择，我们应注意以下几点：(1)根据对控制元件功能的要求，确定电气元件功能的要求，确定电气元件类型。
如继电器与接触器，当元件用于通，断功率较大的主电路时，应选择交流接触器；若元件用于切换功率较小的电路（如控制电路）时，则应选择中间继电器；若伴有延时要求时，则应选用时间继电器。
(2)根据电气控制的电压，电流及功率的大小来确定元件的规格，满足元器件的负载能力及使用寿命。
(3)掌握元器件预期的工作环境及供应情况，如防油，防尘，货源等。
(4)为了保证一定的可靠性，采用相应的降额系数，并进行一些必要的技术和校核。
根据以上步骤及参考资料的查找制定了本课程设计中继电器元件表（见表3-2）。
表6-1 电动机和电器元件明细表6.2 电气控制图6.3电气控制电路图设计说明1）照明电路：由变压器TL2输出交流电36V ，并由开关SA1控制照明灯HL 。
2）启动电机：开关SB1闭合，使继电器K 得电并保持得电状态，K 闭合使KM指示灯闭合，电机启动。
3）快进、一工进：开关SB2闭合，继电器1K得电并保持得电状态，从而使电磁铁1YA、，液压缸25进行快进工作、并且完成一工进。
当到指定位置时，碰到行程开关2ST时，使快进快进、一工进电路断开。
4）二工进：闭合开关SB3,电磁铁1YA保持得电，继电器2K得电并保持得电状态，从而使电磁铁3YA得电，液压缸25开始二工进。