机电液课程设计说明书终极版讲解.docx

机电液课程设计 题 目:设计一台加工气缸底面钻床的机电液控制系统班 级 学号:机械133班所 在 学 院:机械工程学院姓 名:毛俊豪 李佳翱 黄益聪 陈仲恒 文银 寇广鹏指导教师:董华军 结 束 日 期: 2016年7月19日前言液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程，不同方向的动作。完成设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到越来越广泛的应用，而且越来越先进的设备，其应用液压的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个液压系统是非常有意义的。液压传动是用液体来传递能量，具有以下几个优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化，系列化。而且随着可编程控制器（PLC）技术的发展，把PLC控制技术应用于起重机液压装置的控制中，取代原有的液压装置控制线路。简化了电器控制电路，提高了可靠性，取得了很好的使用效果。并且易于修改控制程序，提高了控制系统的可扩展性。1.设计内容与设计要求：1.控制要求：液压系统要求完成的工作循环是：工件定位——工件加紧——进给缸快进——进给缸工进——进给缸快退到原位——工件松开——拔出定位销。2．设计参数工件的定位、加紧都采用液压控制，运动部件重质量为9800N。快退与快进速度都为6m/min，快进行程为100mm ，工进速度为60～1000 mm/min ，工进行程为50 mm ,最大切削力为30468 N ，采用平面导轨，往复运动加减速时间为0.2 s ，加紧力为152340 N ，采用两个加紧缸，加紧缸行程为20 mm ，加紧时间为1 s 。3．设计任务（1）对系统进行工况分析（含负载分析、速度循环分析、负载循环分析）；（2）按要求计算和设计液压系统，并绘制液压系统图；（3）绘制进给液压缸装配图和油箱装配图（含电动机与液压泵的连接等）;（4） 编写设计说明书一份（含液压系统设计、控制线路设计、直流电机调速实验报告等）;2.设计方法与步骤首先对机电液系统功能进行分解，综合应用机械技术，电子技术和液压与气压传动技术的各自优势，力求系统结构构成简单模块化。设计策略如下：（1）减少机械传动部件，使机械结构简化，体积减小，提高系统动态性能与运动精度；（2）注意选用标准、通用的功能模块，避免功能模块在低水平上重新设计，提高系统在模块级上的可靠性，加快设计开发进度；（3）充分应用硬件功能软件化原则，使硬件组成最简单，使系统只能化；（4）以液压系统及plc控制系统为核心的设计方案；钻床机械系统的设计与计算机械系统是机电液系统的最基本要素，主要包括执行机构、传动机构和支撑部件。机械的主要功能是完成机械运动，一部机器必须完成相互协调的若干机械运动。1.钻床整体分布图本钻床是用来加工气缸，在气缸底部钻孔，所以设计成卧式机床，钻台移动进给，夹具采用双缸夹紧，四爪卡盘，这样可以实现夹紧和定位，钻床关键部位分布图见图1-1 。图1-1 钻床整体分布图2.机械部分相关参数计算各部件质量、位移、速度和力的大小。钻床的工进、快进、夹紧都属于机械移动系统，故可按运动学方程计算各参数。移动部件总质量快进加速度大小运动部件总重 快进、快退速度快进行程工进速度工进行程工进时阻力（切削力）夹紧力夹紧行程夹紧速度3.同工况下液压缸载荷和速度的分布液压缸推动钻台移动，实现快进、快退和工作进给，液压缸受到的载荷随工况变化而变化，而且启动时受到的摩擦力为静摩擦，运行后为动摩擦，计算过程见表1-2，随工况变化，液压缸受到的作用力和速度均在变化，详细见图1-3和图1-4 。表1-2 工作缸在各工作阶段的负载工况负载组成负载值F/N启动4686加速3886快进2186工进33846快退2186图1-3 速度图图1-4受力图钻床液压系统的设计与计算液压系统的设计与主机的设计是密切相关的，首先应满足主机的功能要求：主机拖动、动作要求、循环要求等；其次还应符合结构组成简单、工作安全可靠、使用维护方便、体积小重量轻等要求。因此，液压系统的设计应遵循从总体到细部的原则，首先从分析机械系统开始，充分理解、分析设计要求，然后做出液压系统总体方案设计，设计出液压系统原理图，并对液压系统中所涉及到的液压元件进行选择。1.工作液压缸的计算和选择工作负载液压缸所需推动负载总质量m： （2-1）计算惯性力：液压缸推动钻台运动时有速度变换，则会带来惯性力，根据牛顿第二定律可知其惯性力可由公式计算。快进时速度最大变化量:速度变化时间： 则惯性力为：（