钻镗两用机床动力滑台的机电液控制系统

《机电液设计和综合实验》钻镗两用机床动力滑台的机电液控制系统设计说明书题目机电液设计和综合实验(设计部分）学院机械工程学院年级XX专业XX班级X学号XX学生姓名XX指导教师XX提交日期XX1机电液控制系统的总体设计......................................................11.1设计任务..............................................................................11.2控制要求.............................................................................11.3设计参数.............................................................................12工况分析.....................................................................................22.1确定执行元件......................................................................22.2分析系统工况......................................................................22.3负载循环图和速度图的绘制..............................................32.4确定各执行元件主要参数..................................................52.5计算最大流量需求.............................................................72.6设计液压系统方案和拟定液压系统原理图.......................92.7油源的选择和能耗控制...................................................112.8压力控制回路的选择.......................................................132.9液压元件的选择...............................................................142.10确定液压泵和电机规格.................................................152.11阀类元件和辅助元件的选择.........................................162.12油管的选择.....................................................................192.13油箱的设计.....................................................................202.14液压系统性能的验算......................................................222.14.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值..........222.15油液温升验算..................................................................242.16液压缸的设计..................................................................252.16.1液压缸的主要尺寸设计.........................................252.16.2活塞杆的设计计算.................................................262.16.3液压缸工作行程的确定.........................................262.16.4导向套的设计与计算.............................................272.16.5端盖和缸底的设计与计算.....................................282.16.6缸体长度的确定.....................................................292.16.7其他装置的设计.....................................................303集成块设计................................................................................303.1液压装置结构形式的选择................................................303.2液压元件的连接方式概述................................................313.3集成块组液压装置的设计................................................323.3.1集成块.......................................................................323.3.2底板..........................................................................323.3.3顶盖..........................................................................323.3.4过渡板.......................................................................323.4绘制集成单元回路............................................................334PLC控制.....................................................................................344.1液压系统的PLC设计概述................................................344.2软件设计的步骤思考........................................................344.3软件结构设计....................................................................364.3.1PLC外部接线图的设计.............................................364.3.2继电器梯形图的设计............................................375设计总结....................................................................................396参考文献....................................................................................4011机电液控制系统的总体设计1.1设计任务1)明确任务的设计方案；2)确定液压执行元件的形式；3)对系统进行工况分析e（含负载分析、速度循环分析、负载循环分析等）；4)按要求计算和设计液压系统，并且绘制液压系统图；5)根据液压系统来选择合适的液压元件；6)液压系统的性能验算；7)PLC控制系统的设计；8)绘制机械系统和控制系统设计图纸绘制；9)编写任务说明书（含液压系统设计、控制线路设计等）。1.2控制要求系统完成的工作循环是：快进一工进二工进死档块停留快退原位停止1.3设计参数快进快退速度约为7.3m/min，工进速度应能在6.6~660mm/min范围内无极调速，最大行程为400mm（其中一工进为100mm，二共进为80mm），最大切削力为18kN，运动部件的总重量为25kN，采用平面导轨，往复运动加、减时间均为0.05s。22工况分析2.1确定执行元件钻镗两用组合机床的工作特性是要求液压系统完成的主要是直线运动，因此该系统的执行元件应为液压缸。2.2分析系统工况设计该系统时，考虑到该钻镗两用机床的动力滑台主要是受到工作负载、惯性负载和机械阻力负载。由于动力滑台运用的是平面导轨机构，其静摩擦因数fs=0.2，动摩擦因数fd=0.1。（1）工作负载Ft对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即Ft=错误!未找到引用源。为工作负载，所以根据设计参数中给出，Fw=18000N。（2）惯性负载最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，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。机床总质量m=1000kg,取错误!未找到引用源。t=0.05s，工作台最大移动速度即快退速度为7.3m/min错误!未找到引用源。因此惯性负载为Fm=m∆V/∆t=(25000×7.3)/(9.8×60×0.05)=6207N（3）阻力负载阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩3擦阻力两部分。静摩擦阻力：Ffj=fj×N=Ffs=0.2×25000=5000N静摩擦阻力：Ffd=fd×N=Ffs=0.1×25000=2500N根据上述负载力的计算结果，如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率nw=0.9根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表1所示表1液压缸总运动阶段负载表（单位：N）工况负载组成负载值液压缸推力启动F=Fjs50005556加速F=fdF+mF87079674快进F=fdF25002778一工进F=fdF+tF2050022778二工进F=fdF+tF2050022778反向启动F=fsF50005556反向加速F=fdF+mF87079674快退F=fdF2500277842.3负载循环图和速度图的绘制按表1中的数值绘制组合机床动力滑台液压系统负载图如图1所示图1组合机床动力滑台液压系统负载循环图图2表明，当组合机床动力滑台处于工作进给状态时，负载力最大为22778N，其他工况下负载力相对较小。所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知快进和快退速度V1=V3=7.3m/min、快进行程L1=400-180=220mm、一工进行程L2=100mm、二工进行程L3=80、快退行程L4=400mm，工进速度V2=6.6~660mm/min。根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统的速度循环图如图2所示。5图2组合机床液压系统速度循环图2.4确定各执行元件主要参数（1）初选液压缸工作压力由图可知，所设计的组合机床的最大负载实在其工进是产生的，其值为22778N，其它工况时的负载都相对较低，参考《机电液综合课程设计指导与实践》表4-5和表4-6所知，按照负载大小或按照液压系统应用场合来选