畢業(yè)設計(論文)千斤頂液壓缸加工專用機床電氣控制系統(tǒng)設計

：千斤頂液壓缸加工專用機床電氣控制系統(tǒng)設計一、摘要 3二、關鍵詞 5三、引言 6四、設備的介紹 9五、設備的控制要求 9六、車床原理圖 11七、各種電路的設計 121.主電路的設計 122.控制電源的設計 133.控制電路的設計 13八、電氣元件的選擇 19（1）電源開關的選擇 19（2）熱繼電器的選擇 19（3）接觸器的選擇 20（4）繼電器的選擇 23（5）容電器的選擇 27九、電氣元件明細表 30十、機床液壓控制分析 31十一、設計總結 52十二、致謝 53十三、參考文獻 54隨著《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》將數(shù)控機床列為16個重大專項之一，進一步確立了機床工業(yè)在國民經濟中的重要地位。而機床行業(yè)針對國家重點發(fā)展的領域，加強產品自主創(chuàng)新和專機開發(fā)研制，在精密制造、極限制造等方面實現(xiàn)了有效突破，提升了大、重型數(shù)控機床，五軸聯(lián)動機床等重點產品的技術檔次和水平。目前，國產高檔數(shù)控機床開始進入國家重點發(fā)展領域和國防軍工建設領域，國民經濟發(fā)展中急需的高檔數(shù)控機床過度依賴進口的局面，正在逐步得到改善。2009年，國產金屬加工機床產值市場占有率繼續(xù)提高，達到了70.1%；國產數(shù)控機床產值市場占有率達到62%。專家指出，目前世界機床的技術水平，是以生產促進數(shù)控機床單機為主流，今后 20年內的發(fā)展，也仍將如此。在進一步提高精度、效率、自動化、智能化、網絡化的基礎上，逐步向加工單元和尖端柔性制造系統(tǒng)過渡。而中國機床工業(yè)在經歷了學習、模仿主創(chuàng)新的發(fā)展過程后，目前在精度、效率、自動化、智能化、環(huán)保等方面與國外先進水平之間還存在相當大的差距。當今世界科技發(fā)展日新月異，加工技術已進入亞微米和納米級超精加工時代，網絡化制造技術方興未艾，綠色制造受到高度重視，以數(shù)控機床為技術平臺的數(shù)字化制造提升到了智能制造的新階段，技術集成和技術復合已成為數(shù)控機床技術最活躍的發(fā)展趨勢之一。盡管中國機床工業(yè)多年來發(fā)展勢頭強勁，但在技術上、戰(zhàn)略上一直沿著老路走，沒有從根本上尋求改變發(fā)展思路。世界機床工業(yè)具有高度國際化的特征，表現(xiàn)在市場國際化、技術國際化、投資國際化等方面。基于此，選擇適合當代機床工業(yè)發(fā)展潮流的模式與路徑是未來國內機床工業(yè)做強所必須致力的且種選擇不應該只停留在形式上時，跨國并購也是實施行業(yè)產業(yè)結構調整的一種重要方式。總之，以更加開闊的國際視野，靈活多樣的操作形式，利用一切可以利用的國內外產業(yè)資源，求得合作共贏的局面，以實現(xiàn)機床行業(yè)創(chuàng)新升級目標的方式都應積極推進與實施。目前家高度重視機床工業(yè)的發(fā)展檔數(shù)控機床與基礎制造裝備家科技重大專項已于2009年投入實施。這對于推動行業(yè)內企業(yè)的技術創(chuàng)新無疑起到了十分積極的作用。但在具體的實施過程中，也有進一步完善的必要性，以使相對有限的資源能發(fā)揮出更大的作用。其一是在選擇項目參與對象的過程中僅是關注到企業(yè)的產值能積，不以企業(yè)的性質為取舍依據(jù)，而是應綜合考慮企業(yè)產品的市場地位、影響力和先進性，技術的獨特性和獨創(chuàng)性，未來市場發(fā)展空間等多種因素，以實現(xiàn)所投入資源作用發(fā)揮的最大化。大并不一定強，甚至是反之。這一點在目前國內的機床行業(yè)中體現(xiàn)得十分明顯其二是鑒于機床產品的復雜性畢其功于一役”的愿望是不現(xiàn)實的。那么，集中資源有選擇性的對行業(yè)內的一些關鍵技術難題給予有效突破，或許能起到半功倍效果，并以此帶動其他技術難題的。其三是形成和建立一種長效機制，實行動態(tài)管理，考核實施效果，以專項資金激活企業(yè)對技術研發(fā)的熱情，以有限的資金撬動更多的產業(yè)資源投入到技術創(chuàng)新的活動中去，而不是使之成為僧肉其四是建立一種保障機制。以公共資源所取得的技術成果，應實現(xiàn)全行業(yè)內共享，而不是因特殊地位而加以壟斷獨享。我們相信，中國機床產業(yè)通過進一步深化改革，積極調整產業(yè)和產品結構變經濟增長方式強自主創(chuàng)新能力，加快中高檔數(shù)控機床及功能部件的研發(fā)和市場開拓，進一步提高產品質量和強化服務意識，提高全產業(yè)的綜合競爭力，產業(yè)一定能夠實現(xiàn)又好又快地可持續(xù)發(fā)展，完成由大變強的目標。液壓傳動、液壓泵、液壓缸、壓力、流向、流量、速度、方向控制閥、系統(tǒng)回路、有效工作壓力、有效工作流量。組合機床是由通用部件和部分專用部件組成的高效率專用機床。它能完成鉆、擴、鉸、銑和工件的轉位、定位、夾緊、輸送等工序，可以用來組成加工自動線。為了縮短加工的輔助時間，滿足各工序的進給速度要求，組合機床液壓系統(tǒng)必須具有良好的換接性能與調速特性。因此它是一種以速度變換為主的液壓系統(tǒng)，它的控制系統(tǒng)大多采用機、液、電氣相結合的控制方式。液壓傳動相對于機械傳動來說，是一門新技術。自1795年制成第一臺水壓機起，液壓技術就進入了工程領域，1906年開始應用于國防戰(zhàn)備武器。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)迫切需要發(fā)應快和精度高的自動控制系統(tǒng)，因而出現(xiàn)了液壓伺服系統(tǒng)。20世紀60年代以后，由于原子能、空間技術、大型船艦及計算機技術的發(fā)展，不斷地對液壓技術提出新的要求，液壓技術相應也得到了很大發(fā)展，滲透到國民經濟的各個領域中。在工程機械、冶金、軍工、農機、汽車、輕紡、船舶、石油、航空、和機床工業(yè)中，液壓技術得到普遍應用。近年來液壓技術已廣泛應用于智能機器人、海洋開發(fā)、宇宙航行、地震預測及各種電液伺服系統(tǒng)，使液壓技術的應用提高到一個嶄新的高度。目前，液壓技術正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲和高度集成化等方向發(fā)展；同時，減小元件的重量和體積，提高元件壽命，研制新的傳動介質以及液壓傳動系統(tǒng)的計算機輔助設計、計算機仿真和優(yōu)化設計、微機控制等工作，也日益取得顯著成果。解放前，我國經濟落后，液壓工業(yè)完全是空白。解放后，我國經濟獲得迅速發(fā)展，液壓工業(yè)也和其它工業(yè)一樣，發(fā)展很快。20世紀50年代就開始生產各種通用液壓元件。當前，我國已生產出許多新型和自行設計的系列產品，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電液脈沖馬達以及其它新型液壓元件等。但由于過去基礎薄弱，所生產的液壓元件，在品種與質量等方面和國外先進水平相比，還存在一定差距，我國液壓技術也將獲得進一步發(fā)展，它在各個工業(yè)技術的發(fā)展，可以預見，液壓技術也將獲得進一步發(fā)展，它在各個工業(yè)部門中的用應，也將會越來越廣泛。現(xiàn)代機械一般多是機械、電氣、液壓三者緊密聯(lián)系，結合的一個綜合體。液壓傳動與機械傳動、電氣傳動并列為三大傳統(tǒng)形式，液壓傳動系統(tǒng)的設計在現(xiàn)代機械的設計工作中占有重要的地位。液壓傳動控制是工業(yè)中經常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以有壓流體為能源介質，來實現(xiàn)各種機械和自動控制的學科。液壓傳動利用這種元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機組合成為完成一定控制功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉換和控制。從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個原理來達到力的傳遞。液壓傳動中所需要的元件主要有動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。液壓動力元件是為液壓系統(tǒng)產生動力的部件，主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見的一種液壓泵，它通過兩個嚙合的齒輪的轉動使得液體進行運動。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時候主要需要注意的問題包括消耗的能量、效率、降低噪音。液壓執(zhí)行元件是用來執(zhí)行將液壓泵提供的液壓能轉變成機械能的裝置，主要包括液壓缸和液壓馬達。液壓馬達是與液壓泵做相反的工作的裝置，也就是把液壓的能量轉換稱為機械能，從而對外做功。液壓控制元件用來控制液體流動的方向、壓力的高低以及對流量的大小進行預期的控制，以滿足特定的工作要求。正是因為液壓控制元器件的靈活性，使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活動。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按照操作方式可以分成人力操縱閥、機械操縱法、電動操縱閥等。除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和密封裝置。通過以上的各個器件，我們就能夠建設出一個液壓回路。所謂液壓回路就是通過各種液壓器件構成的相應的控制回路據(jù)不同的控制目標們能夠設計不同的回路，比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。在工業(yè)生產中廣泛應用的組合機床，其傳動及控制系統(tǒng)大部份采用的是液壓裝置。因此對組合機床液壓控制系統(tǒng)的設計也將圍繞著對液壓動力元件壓執(zhí)行元件壓控制元件、液壓輔助元件以及液壓回路的選擇而進行專用機床概況介紹本機為專用千斤頂液壓缸兩端面的加工，采用裝在動力滑臺上的左、右兩個動力頭同時進行切削。動力頭的快進、工進及快退由液壓缸驅動。液壓系統(tǒng)采用兩位四通電磁閥控制，并用調整死擋鐵方法實現(xiàn)位置控制，液壓泵電動機型號為Y801—4（0.55KW、1.6A）零件定位。人工將零件裝入夾具后，定位液壓缸動作工件定位。零件夾緊。零件定位后，延時15S，夾緊液壓缸動作使零件固定在夾具內。同時定位液壓缸退出以保證滑臺入位。臺入位?；_帶動動力頭一起快速進入加工位置。加工零件。左右動力頭進行兩端面切削加工，動力頭到達加工終點，即停止工進，延時30S后動力頭停轉，快速退回原位?；_復位，左右動力頭退回原位后，滑臺復位。夾具松壓。當滑臺復位后夾具松開，取出零件。以上液壓缸各動作由電磁閥控制，電磁閥動作要求下表：全自動雙面車原理圖由接觸器,,分別控制液壓泵電動機、冷氣泵電動機、主電動機的運轉2、由熔斷器 ,,,實現(xiàn)短路保護,由熱繼電器 FR1,FR2,FR3實現(xiàn)過載保護；3、由隔離開關作為電源控制；4、為保證準確停位,并考慮前進與后退運動均由同一型號的電動機拖動,故停車時可采用一直流電源實現(xiàn)能耗制動,直流電源可采用低壓交流電源經單相橋式整流得到，能耗制動由接觸器控制【2】控制電源采用110v交流電壓、照明燈采用24v電壓、指示燈采用6v電壓，查《簡明電工手冊選用型號為110的變壓器3（1）電機控制電路的設計1）油泵和冷卻泵的運轉情況分別由,控制，并且使用最基本的“啟—保—?！钡目刂齐娐?；油泵電機的開關分別為SB8和SB10卻泵的開關分別為SB7和SB9。2）為保證兩臺電動機同時啟動，同時停車，兩臺同型號的動力頭電動機的運轉由一個接觸器控制，其中能耗制動過程由控制動時間由時間繼電器來確定；過載保護由FR3常閉觸頭串在動力頭及能耗控制回路中實現(xiàn)；SB5為啟動按鈕，SB6為停止按鈕（2）電磁閥控制電路的設計：1）根據(jù)切削工藝要求，動力頭的前進運動和后退運動能夠進行半自動循環(huán)控制，其控制過程如下：①定位：當系統(tǒng)內油壓達到工作要求時（3閉合下SB1，電流繼電器和電磁鐵得電，的常開觸點閉合，零件被準確定位。②夾緊：由于電磁鐵的得電，當壓力繼電器1的常開觸點閉合得電位工序結束示燈亮。由于開始得電，其常開觸點閉合，系統(tǒng)進入夾緊工序，零件被夾緊。2③入位：由于電磁鐵得電當壓力繼電器2的常開觸點閉合，表明零件已被夾緊，夾緊指示燈亮。此時開始得電,和保持得電狀態(tài)，滑臺入位，帶動夾具一起進入加工位置.2④工進：滑臺入位后壓下限位開關S/S，其常開觸點S/S閉合，使得電，系統(tǒng)進入工進環(huán)節(jié)。⑤退位：拖板左右兩邊的動力頭對零件進行兩端面銑削加工（工進當動力頭達到加工終點時，壓下限位開關SQ2Q4，其常開觸點SQ2Q4閉合，使YV5得電，系統(tǒng)進入退位環(huán)節(jié)。⑥復位動力頭退回原位時下限位開關SQ3Q6，其常閉觸點SQ3Q6斷開復位工序結束時夾緊工序也結束，指示燈HL2滅，夾具打開，取出零件。經過上述六個步驟，機床的一次進給循環(huán)即2）因設備調整需要，系統(tǒng)定位，夾緊，入位，工進及退位位操作環(huán)節(jié)既可實現(xiàn)半自動循環(huán)可實現(xiàn)單獨的控制，用SA2,SB2,SB3,SB4分別對其完成進行手動控制。3）由FU6對控制電路進行短路保護。4)控制線路邏輯表達式推理：Y=（開啟條件*限制條件+保持）*關閉條件由邏輯狀態(tài)表及分析結果可得：（3）局部照明與信號指示電路的設計在機床上設置電源接通指示燈(綠色)，在電源開關接通后，立即發(fā)光顯示，表示機床電氣線路已出入供電狀態(tài)；設置指示燈（紅色亮時表示電動機,已運行中指示燈由接觸器的常開觸點控制通電顯示，如電氣原理圖所示。設置照明燈供安全照明使用。(4)按設計要求檢查各動作程序，各種保護，聯(lián)鎖等，便于繪制電氣控制原理圖（一）電源開關的選擇空氣開關主要起短路保護和過載保護兩個作用，并不用它直接啟停電動機，可按電動機額定電流來選。顯然，應根據(jù)四臺電動機來選。中小型機床常用組合開關，選用0-25/3型，額定電流為25三極組合開關。（2）熱繼電器的選擇熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件產生熱量，使檢測元件受熱彎曲而推動機構動作的一種繼電器。由于熱繼電器中發(fā)熱元件的發(fā)熱慣性，在電路中不能做瞬時過載保護和短路保護。它主要用于電動機的過載保護、斷相保護和三相電流不平衡運行的保護及其它電氣設備狀態(tài)的控制般情況下，可選用兩相結構熱繼電器，但當三相電壓的均衡性較差，工作環(huán)境惡劣或無人看管的電動機，宜選用三相結構的熱繼電器。對于三角形接線的電動機，應該選用帶斷相保護裝置的熱繼電器。熱繼電器額定電流選擇。熱繼電器的額定電流應大于電動機額定電流。然后根據(jù)該額定電流來選擇熱繼電器的型號。熱元件額定電流的選擇和整定。熱元件的額定電流應略大于電動機的額定電流電動機啟動電流為其額定電流的6倍及啟動時間不超過5S時，熱元件的整定電流調節(jié)到等于電動機的額定電流；當電動機的啟動時間較長動沖擊性負載或不允許停車時，熱元件整定電流調節(jié)到電動機額定電流的1.1～1.15倍。4如果啟動，制動，反轉頻繁將額定電流上升一級由公式 得 I N主軸≥11.3A I N冷1.3A ， I N油≥11.3A故選FR1選2個J0—10—7 參數(shù)為電流范圍7.8—29（3）接觸器的選擇<1>交流接觸器的選用方法接觸器的選用應按滿足被控制設備的要求進行，除額定工作電壓應與被控設備的額定電壓相同外，被控設備的負載功率、使用類別、操作頻率、工作壽命、安裝方式及尺寸以及經濟性等是選擇的依據(jù)。<2>選擇接觸器時應從其工作條件出發(fā)，主要考慮下列因素：1、控制交流負載應選用交流接觸器； 2、接觸器的使用類別應與負載性質相一致。 3、主觸頭的額定工作電流應大于或等于負載電路的電流；還要注意的是接觸器主觸頭的額定工作電流是在規(guī)定的條件下（額定工作電壓、使用類別、操作頻率等）能夠正常工作的電流值，當實際使用條件不同時個電流值也將隨之改變。4、主觸頭的額定工作電流應大于或等于負載電路的電壓。5、吸引線圈的額定電壓應與控制回路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓85％及以上時應能可靠地吸合交流接觸器的選用，應根據(jù)負荷的類型和工作參數(shù)合理選用。具體分為以下步驟：<3>選擇接觸器的類型交流接觸器按負荷種類一般分為一類類類和四類，分別記為和。一類交流接觸器對應的控制對象是無感或微感負荷，如白熾燈、電阻爐等；二類交流接觸器用于繞線式異步電動機的起動和停止；三類交流接觸器的典型用途是鼠籠型異步電動機的運轉和運行中分斷；四類交流接觸器用于籠型異步電動機的起動、反接制動、反轉和點動。<4>選擇接觸器的額定參數(shù)根據(jù)被控對象和工作參數(shù)如電壓、電流、功率、頻率及工作制等確定接觸器的額定參數(shù)。1）接觸器的線圈電壓，一般應低一些為好，這樣對接觸器的絕緣要求可以降低用時也較安全為了方便和減少設備，常按實際電網電壓選取。2）電動機的操作頻率不高，如壓縮機、水泵、風機、空調、沖床等，接觸器額定電流大于負荷額定電流即可。接觸器類型可選用l0、20等。3）對重任務型電機，如機床主電機、升降設備、絞盤、破碎機等平均操作頻率超過100次／n，運行于起動、點動反向制動接制動等狀態(tài)選用l0l2型的接觸器。為了保證電壽命，可使接觸器降容使用。選用時，接觸器額定電流大于電機額定電流。4）對特重任務電機，如印刷機、鏜床等，操作頻率很高，可達600～12000次／h，經常運行于起動、反接制動、反向等狀態(tài)觸器大致可按電壽命及起動電流選用觸器型號選l0l2等。5）接觸器額定電流是指接觸器在長期工作下的最大允許電流，持續(xù)時間≤8h，且安裝于敞開的控制板上，如果冷卻條件較差用接觸器時觸器的額定電流按負荷額定電流的110120取。對于長時間工作的電機，由于其氧化膜沒有機會得到清除接觸電阻增大致觸點發(fā)熱超過允許溫升際選用時將接觸器的額定電流減小30用故選選2個20—25 參數(shù)為額定工作電壓380V額定制動功率為11不間斷制下的額定工作電流32A、、選3個17—9 參數(shù)為額定工作電壓380V主觸頭額定電流9A輔助觸頭額定電流4A 吸引線圈電壓為110V控制功率在4（4）繼電器的選擇<1>繼電器的定義繼電器是一種當輸入量（電、磁、聲、光、熱）達到一定值時，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動控制器件。從動作的原理上有電子式、機械式等。電子式的是采用電容充放電再配合電子元件的原理來實現(xiàn)延時動作械式的樣式較多，有利用氣囊、彈簧的氣囊式；鐘表擒縱裝置的；也有使用小型罩極同步電機帶動凸輪的。<2>時間繼電器的繼電特性當線圈通電時，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時下移，使瞬時動作觸點接通或斷開。但是活塞桿和杠桿不能同時跟著銜鐵一起下落，因為活塞桿的上端連著氣室中的橡皮膜，當活塞桿在釋放彈簧的作用下開始向下運動時，橡皮膜隨之向下凹,上面空氣室的空氣變得稀薄而使活塞桿受到阻尼作用而緩慢下降。經過一定時間，活塞桿下降到一定位置，便通過杠桿推動延時觸點動作，使動斷觸點斷開，動合觸點閉合。從線圈通電到延時觸點完成動作，這段時間就是繼電器的延時時間。延時時間的長短可以用螺釘調節(jié)空氣室進氣孔的大小來改變。時間繼電器可分為通電延時型和斷電延時型兩種類型。空氣阻尼型時間繼電器的延時范圍大(有0.4～60s和0.4～180s兩種)，它結構簡單,但準確度較低。1)機械式。機械式主要是通過氣囊阻尼空氣來控制動做。2）電子式。電子式就是通過脈沖來控制觸頭工作。它又分通電延時動作和斷電延時動作。通電延時動作是指時間繼電器線圈開始通電就計時，到所設定的時間就觸頭動作。反之就是斷電延時動作原理。延時觸頭又分延時斷開和延時閉合。延時斷開分常閉延時斷開和常開延時斷開。延時閉合也分常閉和常開。圖形符號中的圖弧開口方向就是延時后的動作方向。<3>電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。<4>繼電器主要產品技術參數(shù)1、額定工作電壓是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號不同以是交流電壓可以是直流電壓。2、直流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。3、吸合電流是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。4、釋放電流是指繼電器產生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態(tài)。這時的電流遠遠小于吸合電流。5、觸點切換電壓和電流是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點.<5>繼電器的選用1.先了解必要的條件①控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；②被控制電路中的電壓和電流；③被控電路需要幾組、什么形式的觸點。選用繼電器時，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇芙o繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。2.查閱有關資料確定使用條件后，可查找相關資料，找出需要的繼電器的型號和規(guī)格號。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。3.注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對于小型電器，如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器產品.綜上選用可選用J1系列中間繼電器5個參數(shù)：吸引線圈額定電壓交流110V 觸點額定電流5觸點數(shù)量 常開6個 常閉2個 操作頻率2000（次/h）機械壽命1000萬次 電壽命100萬次，時間繼電器KT選用JS7 2型，線圈電壓為380（5）熔斷器的選擇1）工作原理：熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時間后，以其自身產生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開的原理制成的一種電流保護器。熔斷器廣泛應用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設備中，作為短路和過電流保護 熔體額定電流不等于熔斷器額定電流，熔體額定電流按被保護設備的負荷電流選擇，熔斷器額定電流應大于熔體額定電流 由于各種電氣設備都具有一定的過載能力，允許在一定條件下較長時間運行；而當負載超過允許值時，就要求保護熔體在一定時間內熔斷。還有一些設備起動電流很大，但起動時間很短，所以要求這些設備的保護特性要適應設備運行的需要，要求熔斷器在電機起動時不熔斷，在短路電流作用下和超過允許過負荷電流時，能可靠熔斷，起到保護作用。熔體額定電流選擇偏大，負載在短路或長期過負荷時不能及時熔斷；選擇過小，可能在正常負載電流作用下就會熔斷，影響正常運行，為保證設備正常運行，必須根據(jù)負載性質合理地選擇熔體額定電流2）熔體額定電流＝(1.5～2)×電動機額定電流。3）熔斷器分類旋式熔斷器RL：在熔斷管裝有石英砂，熔體埋于其中，熔體熔斷時，電弧噴向石英砂及其縫隙，可迅速降溫而熄滅。為了便于監(jiān)視，熔斷器一端裝有色點，不同的顏色表示不同的熔體電流，熔體熔斷時，色點跳出，示意熔體已熔斷。螺旋式熔斷器額定電流為5～200主要用于短路電流大的分支電路或有易燃氣體的場所。填料管式熔斷器RT：有填料管式熔斷器是一種有限流作用的熔斷器。由填有石英砂的瓷熔管、觸點和鍍銀銅柵狀熔體組成。填料管式熔斷器均裝在特別的底座上，如帶隔離刀閘的底座或以熔斷器為隔離刀的底座上，通過手動機構操作。填料管式熔斷器額定電流為50～1000主要用于短路電流大的電路或有易燃氣體的場所。填料管式熔斷器無填料管式熔斷器的熔絲管是由纖維物制成。使用的熔體為變截面的鋅合金片。熔體熔斷時，纖維熔管的部分纖維物因受熱而分解，產生高壓氣體，使電弧很快熄滅。無填料管式熔斷器具有結構簡單、保護性能好、使用方便等特點，一般均與刀開關組成熔斷器刀開關組合使用。填料封閉管式快速熔斷器RS：有填料封閉管式快速熔斷器是一種快速動作型的熔斷器，由熔斷管、觸點底座、動作指示器和熔體組成。熔體為銀質窄截面或網狀形式，熔體為一次性使用，不能自行更換。由于其具有快速動作性，一般作為半導體整流元件保護用。型式有：Z—自復式 S—快速式 L—螺旋式 T—有填料封閉管式M—無填料管式熔斷C—瓷插式12FU保護油泵電動機，選RL1154A型熔斷器，F(xiàn)U保護12冷卻泵電動機，選RL1152A型熔斷器，F(xiàn)U、FU保護3 4動力頭電動機，選RL1-6020A型熔斷器，F(xiàn)U、FU為5 67照明、信號燈電路的保護，選152A型熔斷器，F(xiàn)U7為系統(tǒng)控制電路的保護，選152A型熔斷器.（6）控制變壓器的選擇變壓器最大負載時是接觸器、、和中間繼電器、、、、、中的至少三個同時工作，根據(jù)公式得：S6≥∑Sxc.2×(12×3+33+14×2)16.4(故所需變壓器容量應大于116.4(；再考慮信號燈及照明燈的容量選用150型變壓器壓等級80V／127－36－6.3可滿足11024V及6V各電源所需。慣性負載vmF mmt阻力負載

5120 66.667N60 0.15機床工作部件對動力滑臺導軌的法向力為：nF 1209.8 1176Nn靜摩擦阻力：F fFtf sF fF

0.21176 235.2N動摩擦阻力：F fFfd dF fF

0.11176 117.6N由此得出液壓缸在各工作階段的負載，如表1所列：L表1液壓缸在各工作階段的負載FL工況負載組成負載值F（N）啟動FLFfns235.2加速FLFfndmv/t184.267快進FLFfnd117.6工進FFfdFq23485.121快退FLFfnd117.6按表1數(shù)值繪制的動力滑臺負載圖1(a)所示: 圖1(a) 組合機床液壓缸負載圖1.2運動分析根據(jù)工作循環(huán)（總行程l3 l1 l2 150mm，工進速度v ns ns1 v ns ns

53mmin，繪制動力滑臺速度圖,如圖1(b)所示：圖1.1概述圖根據(jù)表2表3可知當組合機床在最大負載約為24000Np1時，取液壓系統(tǒng)工作壓力 4MPa。p1表2按負載選擇系統(tǒng)工作壓力負載N<55～1010～2020～3030～50>50系統(tǒng)壓力<0.8～1.6～2.5～33～44～5>5～7Pa12表3按主機類型選擇系統(tǒng)工作壓力設備類型機床農用機械或中型工程機械液壓機、重型機械重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力pMPa)0.8～2.03～52～88～1010 ～1620 ～32鑒于要求動力滑臺快進、快退速度相等，液壓缸可選用雙作用單活塞桿式，并在快進時作差動連接。在此情況下，通常液壓缸無桿腔的工作面積

A為有桿腔工作面積

A的兩121 2倍，即速比 A/A 2。121 22在鉆孔加工時，液壓缸回油路上必須具有背壓p，以防止2孔鉆通時滑臺突然前沖。在液壓缸結構參數(shù)尚未確定之前，一般按經驗數(shù)據(jù)估計一個數(shù)值。系統(tǒng)背壓的一般經驗數(shù)據(jù)為：回油路有調速閥或背壓閥的系統(tǒng)取0.5MPa～1.5MPa，2現(xiàn)取液壓缸回油背壓推薦值取p＝0.6MPa。2快進時，液壓缸作差動連接，管路中有壓力損失，有桿腔的壓力應略大于無桿腔，但其差值較小，可先按0.3MPa考2慮?？焱藭r回油腔中也應具有背壓，這時p也可按 0.6MPa2估算。用工進時的負載值計算液壓缸面取液壓缸的機械效率m0.96：mF 23485.121 3 2A L

3.30610 m2 61 2m(p p) 0.96 (4 2 0.6)101 2mm3 2A A 2A 6.6121m3 21 2 2 14Ad 0.707D 0.065m將直徑按GB2348－1993(2001)圓整得：D 0.10m ；

d 0.08m由此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為：2 3 21A D/4 7.8510 m1A2 2 3 2A2(D d)/4 2.82610 m2根據(jù)上述液壓缸兩腔的實際有效面積值，可估算出液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率，如表4所示，并據(jù)此繪出工況圖4(a)所示：表4液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工況負載F/NL回油腔壓力p/MPa2進油腔壓力/MPa輸入理論流量q10m/s)輸入功率P/kW計算式快進（差動）啟動235.200.049－―p[(F/)A p]/(A A) ；2 1 2q (A A)v ；P p1q加速184.267p1 pp0.3MPa0.14－－恒速117.60.02440.41860.0102工進p [(F / )23485.1p2A2]/A1 ；210.63.6870.006540.024q A1v2 ；P p1q快退啟動235.200.087－－p [(F / )加速184.2670.62.48－－pA]/A；q A2v3；恒速117.60.4340.24960.108P p1q3.1確定液壓系統(tǒng)方案：由于該機床是固定機械，且不存在外負載對系統(tǒng)做功的工況，并由圖4(a)知，液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺運動速度低，工作負載變化小，該液壓系統(tǒng)以采用節(jié)流調速方式和開式系統(tǒng)為宜。從工況圖中可以清楚地看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內，液壓缸要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量油液。最大流量約為最小流量的64倍，而快進和快退所需的時間t和工進所需的時間t分別為：1 2t1l1t1l1l36010060150vv51000510001 3l 60 50t22 56.6st2v2 0.053 10002 1亦即t 19。因此從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量的角度來看，2 1采用單個定量液壓泵作為油源顯然是不合適的，故采用由大、小兩個液壓泵供油的油源方案，如圖5所示：圖5動力源3.2確定基本回路：由于不存在負載對系統(tǒng)做功的工況，也不存在負載制動過程，故不需要設置平衡及制動回路。但必須有快速運動、換向、調速、速度換接、調壓及卸荷等基本回路。1）確定調速回路：系統(tǒng)采用進油節(jié)流調速回路（設置調速閥為解決孔鉆通時滑臺會突然前沖的問題，在回油路上設置了背壓閥。2)確定換向、快速運動及速度換接回路:由圖4(a)組合機床液壓系統(tǒng)工況圖可知，當滑臺從快進轉為工進時，輸入液壓缸的流量由25.64Lin降至0.392Lin,滑臺的速度變化較大，可選用行程閥來控制（緩沖制動）速度的換接，以減少液壓沖擊。當滑臺由工進轉為快退時，回油路中通過的流量很大進油路中通過14.98Lin,回油路中通過14.9878.5-28.26）Lin=41.597Lin。為了保證換向平穩(wěn)起見，宜采用換向時間可調的電液換向閥構成速度換接回路。如圖6所示圖6速度換接回路如圖7所示，在本系統(tǒng)中采用三位五通換向閥實現(xiàn)換向及快進、工進、快退速度換接。當換向閥處在左工位時，液壓缸實現(xiàn)差動快進。如圖7換向回路3)選擇調壓和卸荷回路：油源中設有溢流閥,由溢流閥調定系統(tǒng)工作壓力（由定量泵與溢流閥構成恒壓油源由于系統(tǒng)采用進油節(jié)流調速，故溢流閥常開，即使滑臺被卡住，系統(tǒng)壓力也不會超過溢流閥的調定值，所以又起安全作用。在雙泵供油油源中設有液控順序閥作卸荷閥，當滑臺工進或停止時，低壓大流量液壓泵可經此閥卸荷。由于高壓小流量泵的功率較小，在系統(tǒng)中不再為其單獨設置卸荷回路。3.3將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)：把上述液壓回路組合在一起，就可以得到如圖8所示的經過初步整合的液壓系統(tǒng)原理圖： 圖8液壓系統(tǒng)初步整合原理圖1―雙聯(lián)葉片泵A―小流量液壓泵B―大流量液壓泵；2―兩位四通電液換向閥；3―行程閥；4―調速閥；5―單向閥；6―液壓缸；7―卸荷閥；8―背壓閥；9―溢流閥；10―單向閥；11―過濾器；12―壓力表接點；a―單向閥；b―順序閥；c―單向閥；d―壓力繼電器。經過檢查，可以發(fā)現(xiàn)，該圖所示系統(tǒng)在工作中好存在一些問題。為了防止干擾、簡化系統(tǒng)并使其功能更加完善，所以對該系統(tǒng)進行如下整合：1)為了解決滑臺工進（閥 2在左位）時進、回油路相互接通，系統(tǒng)無法建立起工作壓力的問題，必須在換向回路中串接一個單向閥a，將進、回油路隔斷。2)為了解決滑臺快進時其回油路接通油箱，無法實現(xiàn)液壓缸差動連接的問題，必須在回路上串接一個液控順序閥b。這樣，當滑臺快進時，因負載較小而系統(tǒng)壓力較低，閥b關閉，從而阻止了油液返回油箱。3)為了解決機床停止后，因回路中的油液流回油箱，導致空氣進入系統(tǒng)，從而影響滑臺運動平穩(wěn)性的問題，在電液換向閥的回油口增設單向閥c。4)為了在滑臺工進后完成后，系統(tǒng)能自動發(fā)出快退信號，在調速閥輸出端增設一個壓力繼電器d。5)將順序閥b和背壓閥8的位置對調一下，可以將順序閥b與油源處的液控順序閥7合并。經過修改、整合后的液壓系統(tǒng)原理圖，如下圖所示：如圖9整合后的液壓系統(tǒng)原理圖1―雙聯(lián)葉片泵A―小流量液壓泵B―大流量液壓泵；2―兩位四通電液換向閥；3―行程閥；4―調速閥；5―單向閥；6―單向閥；7―順序閥；8―背壓閥；9―溢流閥；10―單向閥；11―過濾器；12―壓力表接點；13―單向閥；14―壓力繼電器。在整個工作循環(huán)中液壓缸的最大工作壓力為3.687MPa。假設進油路上的壓力損失為0.8MPa，為使壓力繼電器能可靠地工作其調整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力0.5MPa，則小流量液壓泵的最大工作壓力應為：pp13.687 0.8 0.5 4.987MPpp1大流量液壓泵在快進、快速運動時才向液壓缸輸油，由工況圖可知，快退時液壓缸的工作壓力比快進時大，假設油路上的壓力損失為0.5MP因此時進油不經調速閥壓力損失減少則大流量液壓泵的最高工作壓力為：pp20.434 0.5 0.934MPpp2由圖4(a)工況圖可知液壓泵應向液壓缸提供的最大流L量為25.14Lin，因該系統(tǒng)較簡單，取泄漏系數(shù)K 1.05，則L兩個液壓泵的實際流量應為：qp1.05 25.14 26.397L/minqp若溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3Lin工進時輸入液壓缸的流量為0.392Lin，則由小流量泵單獨供油時，其流量規(guī)格最少應為3.392Lin。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產品樣本，最后確定選取PV2R12-66型雙聯(lián)葉片液壓泵，其小泵和大泵的排量分別p為6mL和26mL液壓泵的轉速n 940r/min時該液壓泵pv的理論流量為30.08Lin，若取液壓泵的容積效率 0.9，v則液壓泵的實際輸出流量為：qp(6 26) 940 0.9000 5.1 22 27.1L/min 26.397L/minqp即所選液壓泵的實際流量滿足設計要求。且由于液壓缸在快退時輸入功率最大，這時液壓泵工作壓力為 0.934MPa、流量為 27.1Lin。取液壓泵的總效率p0.75，則液壓泵驅動電動機所需的功率為：ppqpp 0.934 27.pqPp60 0.75p

0.6kWn根據(jù)此數(shù)值查閱電動機產品樣本選取Y100L－6型電動機，nn其額定功率Pn

，額定轉速n

940r/min。根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實際流量，可選出這些液壓元件的型號及規(guī)格，如表10所列：表10液壓元件和液壓輔助元件的型號及規(guī)格序號元件名稱估計通過流量Lin)額定流量Lin)額定壓力Pa額定壓降Pa型號、規(guī)格1雙聯(lián)葉片泵－(5.1+22)17.5－PV2R12-66Vp=(6+26)mL2兩位四通電磁閥608016＜0.535DYF3Y-E10B3行程閥506316＜0.3AXQF-E10B(單向行程調速閥)q 100L/minmax4調速閥0.50.07～5016－5單向閥6063160.26單向閥256316＜0.2AF3-Ea10Bq 80L/minmax7液控順序閥256316＜0.3XF3-E10B8背壓閥0.56316－YF3-E10B9溢流閥56316－YF3-E10B1AF3-Ea10Bq 80L/minmax單向閥256316＜0.201＜濾油器306316XU-J63X8010.021KF3-E3B壓力表開關－－16－23測點1AF3-Ea10Bq 80L/minmax單向閥606316＜0.231PF-B8L壓力繼電器－－14－48通徑①此為電動機額定轉速nn940r/min時液壓泵輸出的實際流量各元件間連接管道的規(guī)格按液壓元件接口處的尺寸決定，液壓缸進、出油管則按輸入、排出的最大流量計算。由于液壓泵選定之后液壓缸在各個工作階段的進、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計算，如表11所列：表11液壓缸的進、出流量及運動速度快 進工進快退輸入q(Aq)A A)1p 1 2q1q1qp27.1(78.5 27.1)78.528.26)流量Lin)42.34排出流q (Aq)2 11 2q (Aq)/A2 21 1q (Aq)/A2 21 1(78.527.1)量(28.26 42.34)(28.260.392)Lin)運動速度v qA A)1 p 1 2v q/2 1 1v q3 1 2(27.110)78.5 28.26)(0.39210)(27.110)5.39m/min)由表 11可以看出，液壓缸在各個工作階段的實際運動速度符合設計要求。根據(jù)表 11中的數(shù)值，取推薦流速v 3m/s，計算得與液壓缸無桿腔及有桿腔相連的油管內徑分別為：qv)3(qv)3(42.34106 60)( 310)d22wqv)3(qv)3(27.1106 60)( 310)d22y液壓缸進兩根油管都選用內徑 15mm徑 18.2mm的15號冷拔無縫鋼管。取經驗數(shù)據(jù) 7，則油箱估算容積為：VV q 7 27.1 LV按GB2876―1981規(guī)定，取最靠近的標準值V 250L。液壓系統(tǒng)中密封件的作用是防止工作介質的內外泄漏，以及防止灰塵，金屬屑等異物侵入液壓系統(tǒng)。能實現(xiàn)上述作用的裝置稱為密封裝置，其中起密封作用的關鍵元件密封元件，簡稱密封件。系統(tǒng)的內外泄漏均會使液壓系統(tǒng)容積效率下降，或達不到要求的工作壓力，甚至使液壓系統(tǒng)不能正常工作。外泄漏還會造成工作介質的浪費，污染環(huán)境。異物的侵入會加劇液壓元件的磨損，或使液壓元件堵塞，卡死甚至損壞，造成系統(tǒng)失靈。一般的液壓系統(tǒng)對密封件的主要要求是：（1） 在一定的壓力，溫度范圍內具有良好的密封性能；（2） 有相對運動時，因密封件引起的摩擦應盡量小，摩擦系數(shù)應盡量穩(wěn)定；（3） 耐腐蝕、耐摩性能好，不易老化，工作壽命長，磨損后能在一定程度上自動補償；（4） 結構簡單，裝拆方便，成本低廉。由于系統(tǒng)的管路布置尚未確定，整個系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算，故只能先估算閥類元件的壓力損失，對壓力損失的驗算按一個工作