設(shè)備管理_聯(lián)軸器壓裝設(shè)備的設(shè)計(jì)課程

摘 要本論文依據(jù)液壓原理和PLC控制技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套基于PLC的發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)能夠完成工件的快進(jìn)、工進(jìn)、快退、停止的動(dòng)作循環(huán)，從而減輕了人類的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。本論文主要完成了發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備的設(shè)計(jì)、各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)安裝裝配、壓裝設(shè)備的液壓系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。壓裝設(shè)備的液壓系統(tǒng)主要完成了液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、液壓元件的計(jì)算和選擇、液壓系統(tǒng)的性能的驗(yàn)算；PLC控制系統(tǒng)主要完成工作流程的分析、接線圖的繪制和程序編制。關(guān)鍵詞：聯(lián)軸器；液壓系統(tǒng)；壓裝設(shè)備；PLCAbstractIn this paper, based on the hydraulic principle and PLC control technology, design a set of design based on the generator coupling PLC pressing equipment. The system can complete the action cycle fast, stop, rewind, into the workpiece, thereby reducing the human labor intensity, and improve labor productivity.This paper mainly completed the generator coupling pressure equipment design, various parts of the structure installation, pressure equipment, hydraulic system and PLC control system design. Hydraulic system pressure equipment mainly completed the draft, schematic diagram of hydraulic system checking performance of hydraulic components, the calculation and selection of hydraulic system; PLC control system is mainly to complete the analysis, process drawing wiring diagram and program.Key words: Coupling;Hydraulic system;Pressure equipment; PLC目 錄摘 要IAbstractII1 緒論11.1課題設(shè)計(jì)的目的和意義11.2液壓系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用11.3 PLC的特性21.4 聯(lián)軸器及其作用與特性31.5 本文研究內(nèi)容31.6本章小結(jié)42 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算52.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)52.2 液壓系統(tǒng)的組成52.3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟62.4 明確對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求62.5 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)72.6 擬定液壓系統(tǒng)原理圖112.6.1 選擇基本回路112.6.2 液壓系統(tǒng)原理圖122.7 計(jì)算和選擇液壓元件132.7.1 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇132.7.2 控制閥的選擇152.7.3 確定油箱容量162.8 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能172.8.1 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算172.8.2 系統(tǒng)效率的計(jì)算182.8.3 系統(tǒng)發(fā)熱和溫升的計(jì)算192.9 本章小結(jié)203 基于Pro/E的零件設(shè)計(jì)213.1 工作臺(tái)的設(shè)計(jì)213.2 支撐板的設(shè)計(jì)233.3 頂架的設(shè)計(jì)243.4 拉桿的設(shè)計(jì)253.5 壓裝設(shè)備的裝配263.6 發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備的工作原理273.7 本章小結(jié)284 工程圖294.1 壓裝設(shè)備的工程圖294.2 工作臺(tái)的工程圖314.3 固定支板的工程圖314.4 拉板的工程圖324.5 本章小結(jié)335 PLC控制系統(tǒng)345.1 可編程序控制器的特點(diǎn)和應(yīng)用345.2 PLC壓裝設(shè)備的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)355.2.1 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)355.2.2 工藝流程的編寫375.2.3 輸入輸出電路I/O口的分配385.3 接線圖的繪制395.4 梯形圖的繪制405.5 指令表的轉(zhuǎn)化415.6 安裝調(diào)試425.7 本章小結(jié)43結(jié) 論44致 謝45參考文獻(xiàn)461 緒論1.1課題設(shè)計(jì)的目的和意義機(jī)械工業(yè)是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。國民經(jīng)濟(jì)各部門生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益的高低，在很大程度上取決于它所采用裝備的性能和質(zhì)量。所以機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平和規(guī)模是衡量一個(gè)國家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。但是，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國的機(jī)械工業(yè)仍存在著階段性的差距。因此，有計(jì)劃的引進(jìn)和開發(fā)先進(jìn)的機(jī)械裝備，不斷提高企業(yè)的產(chǎn)品自主開發(fā)能力和制造技術(shù)水品，進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械工業(yè)的振興，是我國機(jī)械工業(yè)走入世界之林的必經(jīng)之路。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用各種各樣的機(jī)械設(shè)備，尤其是我國加入WTO后，各類機(jī)械設(shè)備得到了更廣泛的應(yīng)用。為了滿足人民日常生活迫切需要，必須大批量生產(chǎn)各類輕工產(chǎn)品，需要各種高生產(chǎn)率、高自動(dòng)化的輕工機(jī)械。所以機(jī)械設(shè)備由于現(xiàn)代工業(yè)行業(yè)多、加工材料的多樣化、加工性質(zhì)的多樣化使得品種多樣化的特點(diǎn)。這就使得各類機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作越來越復(fù)雜，能代替人類完成許多危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。 目前，在國內(nèi)很多工廠的生產(chǎn)線上機(jī)床裝卸工件仍由人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。為了提高生產(chǎn)加工的工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化大生產(chǎn),針對(duì)具體生產(chǎn)工藝,利用液壓與PLC技術(shù)，設(shè)計(jì)用一臺(tái)壓緊聯(lián)軸器代替人工工作，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。1.2液壓系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說，是一門比較新的傳動(dòng)技術(shù)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊,傳動(dòng)平穩(wěn),輸出功率大,易于實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速及自動(dòng)控制等特點(diǎn),因此發(fā)展很快。液壓由于其傳動(dòng)力量大，易于傳遞及配置，在機(jī)械行業(yè)應(yīng)用廣泛。液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件液壓缸和液壓馬達(dá)的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，而獲得需要的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用液壓傳動(dòng)技術(shù)的目的各有不同。例如，工程機(jī)械、壓力機(jī)械和航空工業(yè)中采用液壓傳動(dòng)的主要原因側(cè)重于結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、輸出力大；機(jī)床上采用液壓側(cè)重于能在工作過程中方便地實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，易于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等。計(jì)算機(jī)控制是必然趨勢(shì)，電液比例和伺服閥只能接受連續(xù)變化的電壓或點(diǎn)電流信號(hào)，而計(jì)算機(jī)要求數(shù)字開關(guān)量，使用電液比例閥和伺服閥與計(jì)算機(jī)借口必須經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換，極不方便。而數(shù)字液壓泵、數(shù)字控制閥、數(shù)字液壓缸等，即用數(shù)字量進(jìn)行控制并具有數(shù)字量輸出響應(yīng)特性的液壓元件。由于它們具有結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，價(jià)格低廉，抗污染性強(qiáng)，功耗小，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，特別是可以直接與計(jì)算機(jī)借口，不需D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器，是今后液壓技術(shù)發(fā)展的重要趨向之一。計(jì)算機(jī)與液壓技術(shù)的結(jié)構(gòu)包括：計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、液壓產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制具有模擬量系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)越性，其方式有邏輯控制、開環(huán)比例控制、計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制、最優(yōu)控制和自適應(yīng)控制以及靈活的多余度控制等。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)是利用計(jì)算機(jī)的圖形功能，由設(shè)計(jì)者通過對(duì)話控制設(shè)計(jì)過程以得到最優(yōu)設(shè)計(jì)結(jié)果，并能通過動(dòng)態(tài)仿真對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)。計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)則可運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)液壓元件及液壓系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行測(cè)試，對(duì)液壓設(shè)備故障進(jìn)行診斷和對(duì)液壓元件和系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型辨識(shí)等。此外，高壓大流量小型化與液壓集成技術(shù)、液壓節(jié)能與能量回收技術(shù)也成為近年研究的重要課題?？傊?，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，液壓技術(shù)也隨之發(fā)展，拓展范圍，以適應(yīng)各行新技術(shù)的發(fā)展需求。1.3 PLC的特性目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保、文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，在領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了很大的發(fā)展。主要進(jìn)行對(duì)開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制、運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信及聯(lián)網(wǎng)的控制。用可編程序控制器作為控制器組成的控制系統(tǒng)是plc的用途當(dāng)今自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)線設(shè)備最理想的控制系統(tǒng)，也是目前在自動(dòng)控制領(lǐng)域中使用最廣泛的控制裝置之一，它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)而發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制器，具有邏輯判斷、計(jì)數(shù)、定時(shí)、記憶、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信、PID回路調(diào)節(jié)、人工智能等功能。PLC以其優(yōu)異的性能，低廉的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)在自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)線中已成為首選地裝置1.4 聯(lián)軸器及其作用與特性聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接。聯(lián)軸器種類繁多，按照被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位置和位置的變動(dòng)情況，可以分為：固定式聯(lián)軸器。主要用于兩軸要求嚴(yán)格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì)位移的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡單，容易制造，且兩軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。可移式聯(lián)軸器。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對(duì)位移的地方，根據(jù)補(bǔ)償位移的方法又可分為剛性可移式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。 動(dòng)力機(jī)到工作時(shí)之間，通過一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種或不同型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng)端聯(lián)接起來，形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中，動(dòng)力機(jī)不外乎電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)。由于動(dòng)力機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)不同，其機(jī)械特性差別很大，有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，有的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有一定的影響，不同類型的動(dòng)力機(jī)，由于其機(jī)械特性不同，應(yīng)選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù)KW，選擇適合于該系統(tǒng)的最佳聯(lián)軸器。動(dòng)力機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素；動(dòng)力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸器的規(guī)格大小的主要依據(jù)之一，與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比。1.5 本文研究內(nèi)容根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、可變程序控制器（PLC）等知識(shí)，以課題要求為根本目標(biāo)，設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)械手模型基于PLC的控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)。本文研究工作主要包括： 液壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算; PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?？傮w設(shè)計(jì)。其論文各章節(jié)內(nèi)容如下：1 緒論 主要介紹機(jī)械手的定義和分類以及發(fā)展情況，提出了論文的研究目標(biāo)和研究內(nèi)容。2 PLC簡介 敘述PLC的發(fā)展情況、可變程序控制器的產(chǎn)生、PLC的定義以及PLC的主要特點(diǎn)。3液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算主要是完成液壓系統(tǒng)原理圖的擬定，液壓元件的選擇并對(duì)部分零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。4 總體設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)工作臺(tái)、支撐板、拉桿等計(jì)算與校核，并完成總結(jié)構(gòu)圖。5 可編程序控制器控制系統(tǒng)主要說明PLC液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最終完成準(zhǔn)確的控制系統(tǒng)并繪制出接線圖以及梯形圖。1.6本章小結(jié) 本章主要闡述了基于PLC的小型同步發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備的設(shè)計(jì)的目的、意義、背景及發(fā)展趨勢(shì)，提出了本文研究的目標(biāo)。2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算本章是在前述章節(jié)的基礎(chǔ)上，討論液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)的程序、內(nèi)容和方法。在此討論的是靜態(tài)的、經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)可以提供一個(gè)能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能（即滿足力和速度要求）的傳動(dòng)系統(tǒng)，而系統(tǒng)僅僅能實(shí)現(xiàn)所預(yù)期的功能是不夠的。系統(tǒng)的動(dòng)作質(zhì)量及動(dòng)作發(fā)生的時(shí)間歷程也是很重要的，而且對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備往往顯示出更為突出的地位，目前，在一般工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，進(jìn)行液壓系的動(dòng)態(tài)分析，通常只用于飛機(jī)、軍事、航天和一些機(jī)床設(shè)備中的那些成本昂貴的液壓系統(tǒng)。隨著液壓技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，一些更完備的設(shè)計(jì)理論和方法正在不斷地完善和充實(shí)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和手段，如液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，輔助設(shè)計(jì)將的得到大力推廣和應(yīng)用。2.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說，是一門比較新的學(xué)科，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、輸出功率大、易于實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速及自動(dòng)控制等特點(diǎn)，因此發(fā)展很快，而目前液壓技術(shù)正在向高壓、高速、大流量、大功率、低噪聲、長壽命、高度集成化和模塊化、提高可靠性技術(shù)及污染技術(shù)控制的方向發(fā)展。所謂液壓傳動(dòng)就是以液體作為工作介質(zhì)并以壓力能的方式來進(jìn)行能量的傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式，它既可以傳傳遞力，又可以傳遞運(yùn)動(dòng)，因此又稱其為容積式液壓傳動(dòng)。2.2 液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)由以下五個(gè)部分組成：（1）動(dòng)力元件液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的裝置，給整個(gè)系統(tǒng)提供壓力油。（2）執(zhí)行元件液壓缸或液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，可克服負(fù)載做功。（3）控制元件各種閥類可控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力、流量及液流方向，以改變執(zhí)行元件輸出的力、速度及運(yùn)動(dòng)方向。（4）輔助元件油管、管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和壓力表等起連接、儲(chǔ)油、過濾、儲(chǔ)存壓力能和測(cè)量油液壓力等作用的輔助元件。（5）工作介質(zhì)傳遞壓力的工作介質(zhì)通常為液壓油，同時(shí)還可以起潤滑、冷卻和防銹的作用。2.3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整個(gè)及其設(shè)計(jì)的一部分，它與主機(jī)的設(shè)計(jì)是密切相關(guān)的。將通過全面方案論證，確定一部機(jī)器或機(jī)器的某一部分的傳動(dòng)方式采用液壓傳動(dòng)后，則考慮液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和一般流程如下：明確對(duì)液壓系統(tǒng)的要求：（1）分析主機(jī)工況，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)；（2）進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，初擬液壓系統(tǒng)原理圖；（3）計(jì)算和選擇液壓元件；（4）驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的性能；（5）制正式系統(tǒng)工作圖，編制技術(shù)文件；（6）在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，上述內(nèi)容和步驟并不是固定不變的往往會(huì)隨系統(tǒng)的簡繁、借鑒的多寡、設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不同，在做法上會(huì)有穿插、交叉、反復(fù)或省略。2.4 明確對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須能全面的滿足主機(jī)的個(gè)項(xiàng)功能和技術(shù)性能。因此在拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書后首先要了解主機(jī)設(shè)計(jì)人員對(duì)液壓部分提出的要求。通過調(diào)研，一般應(yīng)明確一下要求點(diǎn)：主機(jī)的用途、類型、工藝過程及總體布局，要求用液壓傳動(dòng)完成的動(dòng)作和空間位置的限制；工作環(huán)境：如溫度、濕度、污染、腐蝕及易燃等情況；其他要求：如可靠性，經(jīng)濟(jì)性等。設(shè)計(jì)一臺(tái)發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備。要求設(shè)備能夠以20000N的水平推力壓裝聯(lián)軸器，該系統(tǒng)的工作循環(huán)為 “快進(jìn)工進(jìn)快退停止”。快速前進(jìn)行程為；工作進(jìn)給行程為，工進(jìn)速度為100-500mm/min，快進(jìn)、快退速度為6-7m/min，運(yùn)動(dòng)部件重量約為500N。根據(jù)切削用量計(jì)算出來的水平推力，工作進(jìn)給速度無極調(diào)節(jié)。運(yùn)動(dòng)部件所受重力，往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的加速時(shí)間為0.2s；直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)由液壓缸實(shí)現(xiàn)。2.5 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)1) 啟動(dòng)階段 (2-1) 2) 加速階段 (2-2) 3) 恒速階段 (2-3) 4) 制動(dòng)階段 (2-4) 式中，重力，若工作部件水平放置則； 進(jìn)摩擦力，為運(yùn)動(dòng)部件及外負(fù)載對(duì)支承面的正壓力，為靜摩擦系數(shù)，一般； 動(dòng)摩擦力， ，為動(dòng)摩擦系數(shù)，一般； 慣性阻力，g為重力加速度，為啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，為速度變化量； 切削阻力。1負(fù)載分析a.工作負(fù)載 b.慣性阻力 c.摩擦負(fù)載忽略不計(jì)。 根據(jù)以上計(jì)算，得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載如表2-1所示。表2-1 液壓缸在各工作階段的負(fù)載/N工況負(fù)載組成系統(tǒng)負(fù)載時(shí)間啟動(dòng)0加速28.31快進(jìn)、快退01s 3.5s工進(jìn)2222230s制動(dòng)-28.31注：取液壓缸機(jī)械效率 ，；2.運(yùn)動(dòng)分析根據(jù)，取，繪制速度循環(huán)圖如圖2-1所示。 (a) 負(fù)載循環(huán)圖 （b）速度循環(huán)圖圖2-1 負(fù)載和速度循環(huán)圖3.確定液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)參照參考文獻(xiàn)1P217表8.1和表8.2取液壓缸工作壓力為。為節(jié)省能源宜選用較小流量的油源，利用單桿活塞缸差動(dòng)連接滿足快進(jìn)速度要求，且往復(fù)速度相等，這樣就給液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d規(guī)定了的關(guān)系。由上表數(shù)值繪制負(fù)載循環(huán)和速度循環(huán)圖2-1所示。在水平推力壓緊時(shí)，液壓缸回油腔應(yīng)有一定的背壓，查液壓工程手冊(cè)取背壓為。由此求得液壓缸無桿腔面積為 由GB/T2348-1993查得標(biāo)準(zhǔn)值，。由此計(jì)算出液壓缸的實(shí)際有效面積為： 由工進(jìn)給速度檢驗(yàn)液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸，查產(chǎn)品樣本，Q型調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量為,則 本例，能滿足工作進(jìn)給速度要求?？焖龠M(jìn)給時(shí)的液壓缸工作差動(dòng)連接。由于管路中由壓力損失，取此項(xiàng)損失為，同時(shí)假定快退時(shí)回油壓力損失為0.5MPa。工況圖反映了一個(gè)工作循環(huán)中，執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力，流量和功率隨時(shí)間的變化情況。最后還需將各個(gè)執(zhí)行元件的q-t圖，P-t圖綜合疊加，歸并成整個(gè)液壓系統(tǒng)的工況圖。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出液壓缸在一個(gè)工作循環(huán)各個(gè)階段的壓力，流量和功率，如表2-2所示，并根據(jù)此繪制出其工況圖如圖2-2所示。 表2-2 液壓缸在不同階段所需的壓力、流量、和功率工作階段系統(tǒng)負(fù)載回油腔壓力工作腔壓力輸入流量輸入功率快速前進(jìn)0工作進(jìn)給222220.3快隨退回00.5注：取液壓缸機(jī)械效率。 ( a ) ( b ) ( c )圖2-2 液壓缸工況圖2.6 擬定液壓系統(tǒng)原理圖方案設(shè)計(jì)及初擬系統(tǒng)原理圖時(shí)整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要一步。它從作用原理和結(jié)構(gòu)組成上具體體現(xiàn)了主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)提出的各項(xiàng)要求其主要工作包括兩項(xiàng)內(nèi)容：一是根據(jù)主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的各項(xiàng)要求，選擇液壓回路，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)；二是把選出的液壓回路有機(jī)的組成液壓系統(tǒng)。2.6.1 選擇基本回路選擇液壓回路時(shí)既要考慮調(diào)速、壓力控制、換向、順序或同步動(dòng)作、互鎖等，還要考慮節(jié)省能源，提高效率，減少發(fā)熱，安全可靠，減少?zèng)_擊等問題。選擇回路奧抓住各類主機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)和主要問題，從對(duì)主機(jī)的主要性能起決定性影響的回路開始。例如，對(duì)機(jī)床的液壓系統(tǒng)應(yīng)從選擇調(diào)速回路開始；液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)應(yīng)從選擇壓力調(diào)節(jié)和控制回路開始等。然后再考慮其他回路，或許有些回路的形式已由主要回路所決定。選擇回路時(shí)，往往有很多方案，需要進(jìn)行反復(fù)比較，同時(shí)還應(yīng)采取類比法，多參考同類型液壓系統(tǒng)的成熟結(jié)構(gòu)方案。（1）調(diào)速方式的選擇由于機(jī)床液壓系統(tǒng)調(diào)速是關(guān)鍵問題，因此首選調(diào)速回路。有工況圖可知:所設(shè)計(jì)的機(jī)床液壓系統(tǒng)功率較小，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且變化小，故可采用回油路節(jié)流閥調(diào)速回路。為防止孔鉆通過時(shí)負(fù)載消失造成的前沖現(xiàn)象，回油路上要設(shè)置背壓閥。（2）快速回路和速度換接方式的選擇本系統(tǒng)已選定差動(dòng)連接回路作為快速回路。由于快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大，故選用兩位兩通電磁換向閥來實(shí)現(xiàn)速度的平穩(wěn)換接，而工進(jìn)轉(zhuǎn)快退則利用行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，其調(diào)整壓力要大于液壓缸的最大工作壓力。除了考慮上述主要回路之外，還需考慮換向問題。考慮到快退運(yùn)動(dòng)時(shí)，無桿腔回油量較大，宜選用電液換向閥，但隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，也可以用大流量電磁換向閥來代替電液換向閥，故選電磁換向閥?？紤]到該壓裝設(shè)備在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低，而在快退時(shí)負(fù)載較小，速度較高，而由計(jì)算確定中壓裝系統(tǒng)壓力為3MPa，因此選用定量葉片泵。綜上所述，滿足本系統(tǒng)要求的回油路節(jié)流閥調(diào)速回路和差動(dòng)回路的組合可以后不同形式。2.6.2 液壓系統(tǒng)原理圖將選定的各液壓回路組合、歸并在一起，再加上一些輔助元件或回路初步形成了液壓系統(tǒng)原理圖。在合成液壓系統(tǒng)原理圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）盡可能合并作用相同或相近的多余元件。（2）消除回路合并可能帶來的相互干擾。（3）盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件，減少制造周期和成本。（4）為了便于調(diào)整和檢修，在需要檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的地方設(shè)置工藝接頭，以便安裝檢測(cè)儀器。通過對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析，可以繪制出液壓原理圖如圖2-3液壓系統(tǒng)原理圖。 圖2-3 整理后的液壓系統(tǒng)原理圖工作原理如表2-3所示表2-3 工作原理狀態(tài)1YA2YA3YA4YA快進(jìn)+-工進(jìn)+-+快退-+-停止-2.7 計(jì)算和選擇液壓元件液壓元件的選擇通常是由以下諸因素共同決定的：（1）參考同類設(shè)備。（2）系統(tǒng)所需要的最高壓力和最大流量。（3）對(duì)穩(wěn)態(tài)功率以及整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的考慮。（4）可供選用的液壓元件及其成本。2.7.1 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇首先確定液壓泵的最大工作壓力： （2-5）式中，執(zhí)行元件的最高壓力，由其工況圖中得到； 油液流經(jīng)執(zhí)行元件進(jìn)油路上個(gè)液壓元件及管路的總壓力損失。在整個(gè)液壓系統(tǒng)尚未組成前，的取值可估算，也可以按經(jīng)驗(yàn)資料估計(jì)。例如，對(duì)簡單的系統(tǒng)取對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)取。當(dāng)執(zhí)行元件的最大工作壓力出現(xiàn)在其停止運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則取。其次根據(jù)系統(tǒng)工況圖中的最大流量qmax確定液壓系統(tǒng)的最大供油流量 （2-6）對(duì)于工作過程始終處于節(jié)流調(diào)速狀態(tài)的系統(tǒng)，在確定液壓系統(tǒng)的最大供油時(shí)，尚未考慮溢流閥的最小穩(wěn)定流量，在一般為溢流閥額定流量的15%以上。對(duì)于采用差動(dòng)液壓缸的系統(tǒng)，液壓缸的供油為 （2-7）對(duì)于采用蓄能器共同供油的系統(tǒng)，在液壓泵的最大供油量可由系統(tǒng)一個(gè)工作循環(huán)中的平均流量確定，即 （2-8）式中，k考慮系統(tǒng)泄漏的修正系數(shù)，一般取1.11.3； 差動(dòng)液壓缸無桿腔、有桿腔的有效面積； 差動(dòng)連接時(shí)活塞或液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度； 系統(tǒng)在一個(gè)工作循環(huán)中等i個(gè)階段內(nèi)所需的供油量； T個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工況可確定液壓泵的類型，然后按上面計(jì)算出的pp和qp，參照產(chǎn)品樣本即可選擇液壓泵的規(guī)格型號(hào)?？紤]到動(dòng)態(tài)壓力超調(diào)，并確保泵有足夠的使用壽命，應(yīng)使液壓泵具有一定的壓力儲(chǔ)備，從產(chǎn)品樣本中選擇泵的額定壓力應(yīng)比pp高出25%60%，其額定流量則只需與qp相當(dāng)。驅(qū)動(dòng)液壓泵所需的電動(dòng)機(jī)功率可直接從泵的產(chǎn)品樣本上查出，然后結(jié)合泵的轉(zhuǎn)速選擇電動(dòng)機(jī)。液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率也可以根據(jù)具體工況計(jì)算出來。若在整個(gè)工作循環(huán)中，液壓泵的工作壓力和流量比較恒定，則液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率為 （2-9） 式中，液壓泵的最大工作壓力； 液壓泵的輸出流量； 液壓泵的總效率，可由泵的產(chǎn)品樣本中查出。首先確定液壓泵的最大工作壓力。小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)都向系統(tǒng)供油。油工況圖知，在整個(gè)工作循環(huán)中液壓缸的最大工作壓力為3.19MPa，選取進(jìn)油路上的總壓力損失為0.8MPa，流量泵的最大工作壓力為： 泵的流量確定，由工況圖可知，液壓缸所需最大流量為，若取系統(tǒng)泄露系數(shù)K=1.05，則泵的總流量為： 最后根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)查閱產(chǎn)品樣本，確定選擇YB1-32型葉片泵，其公稱排量為,泵的額定壓力為，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，容積效率，總效率。液壓泵的輸出流量為： 取葉片泵的效率，這時(shí)驅(qū)動(dòng)液壓泵所需電動(dòng)機(jī)功率為： 根據(jù)此數(shù)值查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇Y132S-6型（JB/T9619-1999）電動(dòng)機(jī)，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速。2.7.2 控制閥的選擇各種控制閥的規(guī)格型號(hào)按該閥所在油路的最大工作壓力和經(jīng)此油路的最大流量選定。即各種閥的額定壓力和額定流量應(yīng)與上述壓力和流量相接近。必要時(shí)可允許閥最大通過流量超過其額定流量的20%，如果超過太大，則壓降及發(fā)熱劇增。此外需確定液壓閥的安裝方式。根據(jù)連接方式的不同，液壓閥可分為管式閥、板式閥和疊加閥等。根據(jù)控制閥所在油路上的最大工作壓力和通過該閥的最大流量來選擇規(guī)格型號(hào)，見表2-4。表2-4 液壓元件表序號(hào)元件名稱通過閥的最大流量規(guī)格型號(hào)額定流量額定壓力（MPa）額定壓降（MPa）1定量葉片泵YB1-3230.086.32三位四通電磁換向閥77.334F3M16B806.30.33單向閥30.72I-63B636.30.24溢流閥26.8YF3-10L636.35過濾器30.72XU-50X100506.30.57二位二通電磁換向閥46.622D-63B636.30.2 8二位三通電磁換向閥 29.8223D0B3CT25B63 6.30.3注：此為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)液壓泵輸出的實(shí)際流量 式中，通過管道的流量。取。2.7.3 確定油箱容量由經(jīng)驗(yàn)公式得 GB2876-81規(guī)定取標(biāo)準(zhǔn)值V=200L2.8 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能2.8.1 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算當(dāng)系統(tǒng)的元件、輔助規(guī)格和管道尺寸確定后，即可繪出油路的安裝草圖，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)油路上總壓力損失p進(jìn)行驗(yàn)算，即 （2-10） 式中，系統(tǒng)管道沿程壓力和局部壓力損失。 閥和輔助元件的局部壓力損失，可根據(jù)各自的型號(hào)規(guī)格從產(chǎn)品樣本中查出。系統(tǒng)在不同工作階段的壓力損失要求分開計(jì)算。在中往往是主要部分，若經(jīng)過閥類元件的實(shí)際流量與其額定流量相差較大，實(shí)際壓力損失與額定壓力損失有如下關(guān)系 （2-11）如果計(jì)算出的系統(tǒng)進(jìn)油路總壓力損失比前面選泵時(shí)估計(jì)的數(shù)值大的多，則應(yīng)重新調(diào)整液壓元件、輔助規(guī)格和管道尺寸。計(jì)算出的系統(tǒng)壓力損失可作為確定系統(tǒng)調(diào)整壓力的依據(jù)之一，并可考查系統(tǒng)的回路效率，在對(duì)不同的方案進(jìn)行比較作為參考由于系統(tǒng)的具體管路布置尚未確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無法計(jì)算，但閥類元件的局部壓力損失是可以由公式估算出來的，它在總壓力損失中占據(jù)了很大的份額。壓力損失的驗(yàn)算應(yīng)按一個(gè)工作循環(huán)中不同階段分別進(jìn)行。1.快進(jìn)快進(jìn)時(shí)，進(jìn)油路上的油液通過三位四通換向閥的流量是77.3L/min。進(jìn)油路上的總壓降為： 回油路上快進(jìn)有桿腔與無桿腔壓力之差為: 2.工進(jìn)工進(jìn)時(shí)，進(jìn)油路上通過三位四通電磁換向閥的流量為3.9L/min，在調(diào)速閥處的壓力損失為0.5MPa，回油路上通過電磁換向閥的流量是，因此整個(gè)回油路的總壓降為： 液壓缸工進(jìn)回油腔的壓力為： 此式與原估計(jì)值相差很小，可以忽略，所以不需要重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)液壓缸進(jìn)油腔壓力。3.快退快退時(shí)，進(jìn)油路上通過三位四通換向閥的流量為30.72L/min，通過單向閥的流量是30.72L/min，回油路上通過換向閥的流量為 2.8.2 系統(tǒng)效率的計(jì)算液壓系統(tǒng)工作時(shí)，液壓泵和執(zhí)行元件都有泄漏和機(jī)械摩擦損失，必然消耗一定的功率，即反應(yīng)了一定的效率。液壓系統(tǒng)的效率是系統(tǒng)的輸出效率與其輸入效率之比，即 它也可以寫成： (2-12) 式中，液壓泵的總效率，油產(chǎn)品樣本查出； 執(zhí)行元件的總效率，由產(chǎn)品樣本查出，對(duì)于液壓缸一般取0.95； 回路效率，它反映了泵出口到執(zhí)行元件進(jìn)口這段油路的功率利用程度； (2-13) 式中， 同時(shí)工作的執(zhí)行元件工作壓力與輸入流量乘積之和； 同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓泵的輸出功率之和。由式（2-8）、（2-9）得 由此可見，系統(tǒng)效率很低，但在小功率系統(tǒng)是允許的。2.8.3 系統(tǒng)發(fā)熱和溫升的計(jì)算液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機(jī)械所消耗的功率轉(zhuǎn)化為熱量，試系統(tǒng)的油溫升高。連續(xù)工作一定時(shí)間后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量便和散發(fā)的熱量相等達(dá)到平衡狀態(tài)，油溫不再升高。對(duì)于不的主機(jī)，因環(huán)境條件與工況不同，最高允許油溫也不相同。因此，必須運(yùn)用熱量平衡原理對(duì)系統(tǒng)的溫升值進(jìn)行估算，使其不得超過允許值。假設(shè)熱量全部由油箱散發(fā)出去，不考慮系統(tǒng)其他部分的散熱，則對(duì)油箱溫升的估算公式可以根據(jù)不同的條件分別從有關(guān)手冊(cè)中查找出來。油平面高度是油箱高度的80%，且油箱通風(fēng)良好時(shí)，油液溫升的計(jì)算可用下式來估算式中，若執(zhí)行元件的有效功率為，液壓泵的上輸入功率為，則系統(tǒng)的總發(fā)熱H可按試下式估算 （2-14）如果系統(tǒng)的總效率已由式（2-20）求出，則系統(tǒng)的總發(fā)熱量也可按下式計(jì)算 （2-15） （2-16）式中，V油箱的有效容積。計(jì)算結(jié)果如果超出最高允許油溫，需增加油箱表面積，采取冷卻措施或改進(jìn)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可按工進(jìn)時(shí)的工況來計(jì)算工進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率為： 液壓泵的總功率為： 按式可計(jì)算出液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： 按式，求出油液溫升為： 由參考文獻(xiàn)1中P223頁表8-3可知，沒有超過所允許的溫升值。2.9 本章小結(jié)本章完成了液壓系統(tǒng)原理圖的擬定，液壓元件的選擇以及對(duì)液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算。3 基于Pro/E的零件設(shè)計(jì)3.1 工作臺(tái)的設(shè)計(jì)工作臺(tái)是為工廠的組裝，生產(chǎn)維修操作等工作而專門設(shè)計(jì)。作為各種作業(yè)的操作平臺(tái)，工作太適合鉗工、磨具裝配、包裝、檢測(cè) 維修 生產(chǎn)辦公等各種生產(chǎn)生活用途。工作臺(tái)的桌面經(jīng)過特殊處理，具有防腐、抗沖擊力強(qiáng)等特性，多種桌面的選擇，可配合不同桌面上可以增加不同的組件，乳白也方孔掛板，電源插座，照明燈具，吊具等。配合零件盒及各種不同的掛鉤，工作臺(tái)還可以存放各種常用的零件，工具等，更加合理的使用空間，充分滿足了實(shí)際生產(chǎn)操作的需求。工作臺(tái)的特點(diǎn)：(1) 現(xiàn)場(chǎng)組裝的工作臺(tái)的桌體組裝簡便，可使工作桌承受額定重量；(2) 多種工作臺(tái)桌面選擇，可配合不同的要求；(3) 重型工作臺(tái)桌腳上預(yù)留電源孔，方便客戶裝電源插座；(4) 假裝工具柜后，更能合理的使用空間，存放工具及零配件；(5) 選用適合的桌面可以直接在工作臺(tái)上加裝臺(tái)鉗，適合鉗工工作；(6) 工作臺(tái)可加裝掛件，電器板，燈頂板，隔板等桌上部件，具有多種選擇，能夠滿足各種工作需求。工作臺(tái)的支撐腿我們選用了角鐵,角鐵其截面是兩邊互相垂直成直角形的長條鋼材。角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼之分，兩垂直邊長度相同為等邊角鋼，一長一短的為不等邊角鋼。其規(guī)格以邊寬邊寬邊厚的毫米數(shù)表示。角鋼的主要用途是：主要用于制做框架結(jié)構(gòu)，它造價(jià)便宜且支撐性能好，所以在此我們選用角鐵作為工作臺(tái)的支撐腿。我們選用角鐵型號(hào)為GB/T 706-1988，根據(jù)工人的身高，床身高設(shè)計(jì)為380mm，材料為Q235。工作臺(tái)的臺(tái)面我們選擇灰口鑄鐵，灰口鑄鐵是含碳量較高（2.7%4.0%），碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡稱灰鐵。熔點(diǎn)低（11451250），凝固時(shí)收縮量小，抗壓強(qiáng)度和硬度接近碳素鋼，減震性好。由于片狀石墨存在，故耐磨性好。鑄造性能和切削加工較好。用于制造機(jī)床床身、汽缸、箱體等結(jié)構(gòu)件。所以我們選擇灰口鑄鐵作為工作臺(tái)臺(tái)面。進(jìn)入設(shè)計(jì)界面具體過程如下1、打開Pro/E，設(shè)置工作目錄。文件/設(shè)置工作目錄，在彈出的對(duì)話框中右鍵單擊，選擇“新建文件夾”，取名為“3位學(xué)號(hào)+姓名”，單擊“確定”。2、在選擇“新建”，在名稱中輸入“biyesheji”；3、在名稱中輸入“biyesheji”；4、取消前的勾。缺省模板可以理解為默認(rèn)的尺寸單位空間，Pro/E默認(rèn)的單位是英寸磅秒（inlbs），而中國用的是公制單位毫米牛秒（mmns）；選擇“確定”按鈕。5、在彈出的“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框中，選擇mmns_part_solid。表示以mmns為單位的實(shí)體零件文件。選擇“確定”，新建文件完成。發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備利用Pro/E設(shè)計(jì)步驟1、選擇“top”視圖；2、選擇基礎(chǔ)特征工具欄中的“拉伸”命令，進(jìn)入繪圖界面；3、選擇“矩形”工具，按鼠標(biāo)中建退出矩形繪制。4、修改尺寸。此時(shí)所有尺寸為灰色，表示是“弱尺寸”。雙擊尺寸，修改為設(shè)計(jì)值。修改后，尺寸顏色變?yōu)榱辽?，表示是?qiáng)尺寸。5、繪制對(duì)稱軸。選擇“直線”命令右側(cè)的下拉箭頭，在彈出的工具中選擇“中心線”命令，在X軸上任意一點(diǎn)單擊，再在X軸另一位置單擊，繪制出一條無限延長的對(duì)稱軸；6、繪制單邊全圓角矩形。選擇“矩形”工具，在Y軸正軸上單擊，向右下方拖動(dòng)鼠標(biāo)，直到出現(xiàn)對(duì)稱約束，再次單擊鼠標(biāo)，繪制出一個(gè)關(guān)于X軸對(duì)稱的矩形；單擊鼠標(biāo)中鍵，退出矩形繪制；選擇“圓形”工具，在矩形的右邊線中點(diǎn)（Pro/E會(huì)自動(dòng)捕捉）單擊，確定圓心，在矩形的右上角點(diǎn)單擊，確定矩形的半徑；單擊鼠標(biāo)中鍵，退出圓繪制；選擇“強(qiáng)勁裁剪”，在小矩形內(nèi)部按下鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)，畫出裁剪線，使線與矩形右邊線、圓的左半邊相交，松開鼠標(biāo)左鍵，刪除多余草繪部分。按鼠標(biāo)中鍵，退出裁剪。7、修改尺寸。雙擊尺寸，修改為設(shè)計(jì)值；選擇“尺寸標(biāo)注”，選擇小矩形下邊線，向下移動(dòng)鼠標(biāo)，單擊鼠標(biāo)中鍵，放置好尺寸，單擊中鍵退出尺寸標(biāo)注；雙擊生成的尺寸，修改為設(shè)計(jì)值。8、選擇拉伸操控板右側(cè)的，完成拉伸特征操作。發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備工作臺(tái)利用Pro/E設(shè)計(jì)如圖3-1所示。圖3-1 工作臺(tái)3.2 支撐板的設(shè)計(jì)支承板的主要作用是對(duì)拉桿起支撐作用，以保證拉桿的位置。支承板采用的材料為Q235，大小為700470267。發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備固定支板利用Pro/E設(shè)計(jì)如圖3-2所示圖3-2 支撐板 3.3 頂架的設(shè)計(jì)頂架的主要作用是帶動(dòng)拉桿運(yùn)動(dòng)，其對(duì)拉桿的位置度有很大的影響。頂架采用的材料是45鋼，設(shè)計(jì)步驟同上，最終零件圖如圖3-3所示。 （a） （b） (a)-前頂架 (b)-后頂架圖3-3 頂架3.4 拉桿的設(shè)計(jì)拉桿是由拉板帶動(dòng)其做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將力傳遞給前頂架，拉桿的材料為45鋼，大小為20 1710。零件圖如圖3-4所示。圖3-4 拉桿3.5 壓裝設(shè)備的裝配利用Pro/E具體設(shè)計(jì)過程如示模型的裝配操作是通過元件放置操控板來實(shí)現(xiàn)的。單擊菜單【文件】【新建】命令，在打開的新建對(duì)話框中選擇“組件”，如圖3-5所示。單擊【確定】按鈕，進(jìn)入“組件”模塊工作環(huán)境。圖3-5 界面一在組件模塊工作環(huán)境中，單擊按鈕或單擊菜單【插入】【元件】【裝配】命令，在彈出的打開對(duì)話框中選擇要裝配的零件后，單擊【打開】按鈕，系統(tǒng)顯示如圖3-6所示的元件放置操控板。圖3-6中的圖(a)為【放置】按鈕對(duì)應(yīng)的面板，圖(b)為【移動(dòng)】按鈕對(duì)應(yīng)的面板。下面對(duì)面板中各項(xiàng)功能及意義說明如下：(a)(b)圖3-6 界面2通過設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，可得最終壓裝設(shè)備總裝圖如圖3-7所示圖3-7 總裝圖3.6 發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備的工作原理其工作原理：按下啟動(dòng)按鈕SB1，液壓泵電機(jī)開始啟動(dòng)，電磁閥1YA通電動(dòng)作，液壓泵開始進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)1YA、3YA得電2YA失電的時(shí)候進(jìn)行快進(jìn)，快進(jìn)到時(shí)間繼電器時(shí)間到了之后改為工進(jìn)，壓裝設(shè)備完成后系統(tǒng)壓力達(dá)到了壓力繼電器設(shè)定值時(shí)，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)后1YA、3YA斷電，2YA得電壓裝頭快速返回，當(dāng)碰到行程開關(guān)SQ2時(shí)壓裝缸停止工作完成卸荷為一次工作循環(huán)。整個(gè)工作結(jié)束后按下開關(guān)按鈕結(jié)束動(dòng)作，停止工作。3.7 本章小結(jié)本章進(jìn)行了發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備各個(gè)零件的設(shè)計(jì)，并完成了總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與組裝。4 工程圖4.1 壓裝設(shè)備的工程圖在Pro/E界面中打開總裝圖如圖3-7所示，點(diǎn)擊【文件】【新建】【繪圖】【選擇取消使用缺省模板】【選擇A0圖紙尺寸】進(jìn)入界面如圖4-1所示。圖4-1 界面1插入一般視圖，彈出繪圖視圖工具欄，如圖4-2所示，圖4-2 界面2設(shè)置其相關(guān)參數(shù)，適合圖紙大小，得到初步二維裝配圖，如圖4-3所示圖4-3 界面3再將該文件保存副本：格式選擇DWG（*dwg）。將保存文件在CAD中調(diào)出，作尺寸標(biāo)注，線型等修改，即可得到裝配圖。4.2 工作臺(tái)的工程圖設(shè)計(jì)步驟同上，得最終工程圖如圖4-4所示圖4-4 工作臺(tái)的工程圖4.3 固定支板的工程圖設(shè)計(jì)步驟同上，得最終工程圖如圖4-5所示圖4-5 固定支板的工程圖4.4 拉板的工程圖設(shè)計(jì)步驟同上，得最終工程圖如圖4-6所示(a)(b)圖4-6 拉板的工程圖4.5 本章小結(jié)本章通過Pro/E的三維轉(zhuǎn)二維功能，將發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器壓裝設(shè)備的實(shí)體造型轉(zhuǎn)為二維的工程圖。5 PLC控制系統(tǒng)5.1 可編程序控制器的特點(diǎn)和應(yīng)用可編程序控制器專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，以用戶需要為主，又采用了先進(jìn)的微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，所以具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：（1）可靠性高PLC由于選用了大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件和軟件制造過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，所以具有很高的可靠性。PLC控制系統(tǒng)平均無故障工作時(shí)間可達(dá)2萬小時(shí)以上，美國GE公司帶冗余系統(tǒng)的PLC無故障工作時(shí)間高達(dá)45萬小時(shí)，高可靠性是PLC稱為通用自動(dòng)控制設(shè)備首選條件之一。（2）編程簡單、使用方便PLC編程采用類似繼電器控制系統(tǒng)電氣原理梯形圖，用串聯(lián)、并聯(lián)、定時(shí)、計(jì)數(shù)等人們所熟悉的概念，是計(jì)算機(jī)語言大眾化，只要是比較熟練的電工和熟悉工藝知識(shí)的人員在幾天內(nèi)就能學(xué)會(huì)，這是PLC得到推廣的重要原因之一。（3）通用性好、具有在線修改能力PLC的硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活地組態(tài)以適應(yīng)不同的控制對(duì)象、控制規(guī)模和控制功能的要求，給組成各種系統(tǒng)帶來極大的方便，同一臺(tái)PLC裝置用于不同的受控對(duì)象時(shí)，只是輸入輸出組件、功能模塊和應(yīng)用軟件不同。同時(shí)，PLC控制系統(tǒng)中的控制電路時(shí)由軟件編程完成的，只要對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行修改就可以滿足不同的控制要求，因此PLC具有在線修改能力，功能易于擴(kuò)展，給生產(chǎn)帶來了“柔性”，具有廣泛的工業(yè)通用性。（4）縮短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)試制周期，維護(hù)容易目前PLC產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，正朝著通用化方向發(fā)展，設(shè)計(jì)人員只需要根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，選用相應(yīng)的模塊進(jìn)行組件設(shè)計(jì)。同時(shí)，用軟件編程代替了繼電控制的硬連線，大大地減輕了繁重的安裝和接線工作，這不僅提高了可靠性，還極大地縮短了施工周期，PLC還具有故障檢測(cè)及顯示功能，使故障處理時(shí)間可縮短為10分鐘，對(duì)維護(hù)人員技術(shù)水平要求也不太高。（5）體積小由于采用了微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，使PLC達(dá)到了小型和超小型化，很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。由于上述特點(diǎn)，PLC作為通用自動(dòng)控制設(shè)備，可用于單一機(jī)電設(shè)備的控制，也用于工藝過程控制，而且控制精度相當(dāng)高，操作簡單，又具有很大的靈活性和可擴(kuò)展性，使得PLC廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、交通、電子、電力、紡織，印刷及食品等幾乎所有工業(yè)行業(yè)。5.2 PLC壓裝設(shè)備的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.2.1 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)在對(duì)PLC的基本工作原理和它的編程技術(shù)有了一定的了解之后，就可以用PLC構(gòu)成一個(gè)實(shí)際的控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是PLC的應(yīng)用設(shè)計(jì)。它主要包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件程序設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試等內(nèi)容。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括確定和明確系統(tǒng)的控制任務(wù)、PLC機(jī)型的選擇和輸入輸出設(shè)備的選擇等。1.確定系統(tǒng)控制任務(wù)首先，依據(jù)該系統(tǒng)需完成的控制任務(wù)，對(duì)被控對(duì)象的工藝過稱、工作特點(diǎn)、控制系統(tǒng)的控制過程、控制規(guī)律、功能和特性進(jìn)行詳細(xì)分析，明確輸入輸出物理量是開關(guān)量還是模擬量，明確劃分控制的各個(gè)階段的特點(diǎn)，階段之間的轉(zhuǎn)換條件，畫出完整的工作流程圖和各執(zhí)行元件的動(dòng)作