液压回转工作台资料.pdf

1 1 绪论 1.1 液压技术国内外概况 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、 磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统 和元件的质量、水平有一定的提高尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人 的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求 1.1.1 国外液压技术的发展 在工业先进国家，对液压气动产品污染控制及密封技术都特别重视，因为它直接影响 到产品性能、质量和水平，是产品有否市场的大问题当前归纳的基本情况是： 1）产品污染控制贯彻在产品零部件制造的各道工序、产品装配、产品试验和包装中， 有严格的定量指标来表证产品清洁度状况，有严格的防锈和其他措施来保证产品储存，运 输中的清洁度； 2）制订出相应的标准和规范，供有关人员遵照执行，并且纪律严明； 3）对液压气动产品的用户，在使用中有明确的清洁度要求，并有保证清洁度的相关 辅件供用户选用； 4）把产品的污染控制纳入日常的工作范畴，出现问题随时解决； 5）特别注重针对产品结构的密封技术研究，以保证产品有可靠的密封性； 6）为适应主机产品高压、高速、高温或低温发展对配套密封件的需求，国外正向扩大 橡塑组合、橡塑复合密封应用领域；研究非接触式可控膜式密封；探索应用新的柔性石墨 密封材料等。

1.1.2 国内液压技术的发展 我国液压产品有一定生产能力和技术水平的生产科研体系尤其是近十年来基础产品 工业得到国家支持， 装备水平有所提高， 目前已能生产品种规格齐全的产品，已能为汽车、 工程机械、农业机械、机床、塑机、冶金矿山、发电设备、石油化工、铁路、船舶、港口、 轻工、电子、医药以及国防工业提供品种基本齐全的产品通过科研攻关和产学研结合， 在液压伺服比例系统和元件等成果已用于生产在产品CAD 和 CAT 等方面已取得可喜的 进展，并得到广泛应用并且在国内建立了不少独资、合资企业，在提高我国行业技术水 平的同时，为主机提供了急需的高性能和高水平产品，填补了国内空白 虽然取得上述成果，但和目前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差距包括产 品趋同化、构成不合理，性能低、可靠性差，创新和自我开发能力弱，自行设计水平低 2 1.2 液压传动的原理分析 液压传动与控制的机械设备活装置中，其液压系统大部分使用具有连续流动性的液压 油等工作介质，通过液压泵将驱动泵的原动机的机械能转换成液体的压力能，经过压力、 流量、方向等各种控制阀，送至执行器中，转换成为机械能去驱动负载 1.3 液压传动的优缺点分析 液压技术与其他传动控制方式相比较，其特点如下： 1.3.1 优点 ①位功率的重量轻资料表明，液压泵和液压马达单位功率的重量只有发电机和电 动机的 1/10,液压泵和液压马达可小至0.0025N/W，而同等功率的发电机和电动机则约为 0.03N/W。

至于尺寸，前者约为后者的12%13%就输出力而言，用泵很容易得到极高压 力的液压油液， 将此有传送至液压缸后即可产生很大的作用力所以液压技术具有重量轻、 体积小和出力大的突出特点，有利于机械设备及其控制系统的微型化、小型化，并进行大 功率作业 ②布局灵活方便液压元件的布置不受严格的空间位置限制，容易按照机器的需要 通过管道实现系统中各部分的连接，布局安装具有很大的柔性，能构成用其他方向难以组 成的复杂系统 ③调速范围大通过控制阀，液压传动可以在运行过程中实现液压执行器大范围的 无极调速，调速范围可达2000. ④工作平稳、快速性好油液具有弹性，可吸收冲击，故液压传动传递运动均匀平 稳；易于实现快速启动、制动和频繁换向往复回转运动的换向频率可达500次/，往复直 线运动的换向频率高大1000 次/分 ⑤易于操纵控制并实现过载保护液压系统操纵控制方便，易于实现自动控制、远 距离遥控和过载保护；运转时可自行润滑，有利于散热和延长使用寿命 ⑥易于自动和机电液一体化液压技术容易与电气、电子控制技术相整合，组成机 电液一体化的复合系统，实现自动工作循环 ⑦易于实现直线运动用液压传动实现直线运动比机械传动简便。

⑧液压系统设计、制造和使用维护方便液压元件属于机械工业基础件，已实现了 标准化、系列化和通用化，因此，便于液压系统的设计、制造和使用维护，有利于缩短机 器设备的设计制造周期并降低制造成本 3 1.3.2 缺点 ①不能保证定比传动由于液体的压缩性和泄漏等因素的影响，液压技术不能严格 保证定比传动 ②传动效率偏低传递过程中需经两次转换，常有较多的能量损失，因此传动效率 偏低 ③工作稳定性易受温度影响液压系统的性能对温度较为敏感，不宜在过高或过低 温度下工作，采用石油基液压油作传动介质时还需注意防火问题 ④造价较高液压元件制造精度要求较高以防止和减少泄漏，所以造价较高 ⑤故障诊断困难液压元件与系统容易因液压油液污染等原因造成系统故障，且发 生故障不易诊断 1.4 液压传动与其他传动方式的综合比较 液压传动与其他传动方式的综合比较见表 表 1 性 能液 压 传 动气 压 传 动机 械 传 动电 气 传 动 输 出 力大稍 大较 大不 太 大 速 度较 高高低高 质 量 功 率 比小中 等较 小中 等 响 应 性高低中 等高 负 载 引 起 特 性 变 化 稍 有很 大几 乎 无几 乎 无 定 位 性稍 好不 良良 好良 好 无 级 调 速良 好较 好较 困 难良 好 远 程 操 作良 好良 好困 难特 别 好 信 号 变 换困 难较 困 难困 难容 易 调 整容 易稍 困 难稍 困 难容 易 结 构稍 复 杂简 单一 般稍 微 复 杂 管 线 配 置复 杂稍 复 杂较 简 单不 特 别 环 境 适 应 性较 好 ， 但 易 燃 好一 般不 太 好 危 险 性注 意 防 火几 乎 无无 特 别 问 题注 意 漏 电 动 力 源 失 效 时 可 通 过 蓄 能 器 完 成 若 干 动 作 有 余 量不 能 工 作不 能 工 作 工 作 寿 命一 般长一 般较 短 维 护 要 求高一 般简 单较 高 价 格稍 高低一 般稍 高 4 2 总体设计 2.1 回转工作台原理图 将 书 上 回转工作台原理图 画 在 这 里 2.5 液压系统的工作原理 液压回转工作台的转位动作是自动进行的，下面具体分析它的控制工作原理。

1）自锁销脱开及回转台抬起按回转按钮 4 SB ，电磁铁 5 YA 通电（动力头在原位 时，限位开关 1 ST 被压动，回转台才能转位） 将电磁阀 1 YV 的阀杆推向右端，将液压泵的 压力油送到夹紧液压缸1G ，使其活塞上移抬起回转台同时经阀 1 YV的压力油也送到自锁 液压缸 2G ，活塞下移使自锁销脱开 2）回转台回转及缓冲回转台抬起后， 压力开关 5 ST ，其动合触点闭合使 7 YA 通电， 电磁阀 3 YV 的阀杆被推向右端， 压力油送到回转液压缸3G的左腔，而右腔排出的油经阀 2 YV 和 3 YV 流回油箱因此活塞右移，经活塞中部的齿条带动齿轮，使回转台回转当转到接 近定位点时，转台定位块1 将滑块 2 压下，从而压动了 6 ST 其动段触点切断 5 K 的通路；其 动合触点闭合，由于 5 ST 动合触点已闭合，所以继电器 4 K 得电动作并自锁，其一动合触点 使 9 YA 通电，使液压缸 3G的回油只能经节流阀L 流回油箱所以回转台变为低速回转 3）回转台反靠回转台的继续回转，使定位块1 离开滑块 2，因此限位开关 9 ST 恢复原位，其动断触点恢复闭合，使 5 K 得电动作。

动断触点打开使 7 YA 断电；同时由 5 K 动 合触点使 8 YA通电， 通电使 3 YV 的阀杆左移压力油经 1 YV 和节流阀L 送至回转液压缸3G 的右腔，使回转台低速（因 9 YA 已通电）反靠这时定位块的右端面将通过滑块靠紧在挡 铁的左端面上，达到准确定位 4）回转台夹紧反向靠紧后，通过杠杆作用，压动限位开关 7 ST ，使 6 K 通电动 作其动合触点闭合，其结果使 6 YA 通电， 使 1 YV 阀杆向左移，使之夹紧液压缸1G将回转 5 台向下压紧在底座上同时锁紧液压缸2G因已接至回油路，所以自锁销4 被弹簧顶起， 使定位块 1 锁紧当转台夹紧后，夹紧力达到一定数值，夹紧液压缸的进油压力使压力继 电器 p K 动作，其动合触点使继电器 7 K 通电动作 7 K 动断触点使 8 YA、 9 YA断电，阀 3 YV回 到中间位置，这时 3G的左右油腔都接至回油路， 使回转液压缸卸压 7 K 的动合触点使 10 YA 通电（ 5 K 已经得电动作），使阀杆 4 YV 右移，通过液压缸4G使离合器 7 脱开 5) 离合器脱开后的状态液压缸 4G 的活塞杆压动限位开关 8 ST ，其动断触点断 开使 9 YA 断电，其动合触点闭合使 8 YA 得电，使 3 YV 阀杆左移，将使回转液压缸活塞退回原 位。

活塞退回原位后，由于杠杆作用压动限位开关 8 ST ，其动断触点断开即动作的电器 均被断电这样 10 YA 断电使离合器重新接合，以备下次循环这样液压系统和控制线路都 恢复到原始状态 2.2 液压系统图的说明 2.4.4 液压系统的动作顺序 系统的动作顺序表见下表 回转台回转时各电磁铁及限位开关的工作状态 表 2 通 电 的 电 磁 铁被 压 动 的 限 位 开 关 5 YA 6 YA 7 YA 8 YA 9 YA 10 YA 5 ST 6 ST 7 ST 8 ST 9 ST 10 ST 回 转 台 原 位 回 转 台 抬 起 回 转 台 回 转 + 回 转 台 反 靠 回 转 台 夹 紧 离 合 器 脱 开 回 转 液 压 缸 返 回 工作台的自动工作循环：工作台抬起→工作台回转→工作台反靠→工作台夹紧→工作 台返回 2.2 回转工作台的功能和技术要求 工 步 元 件 6 组合机床回转工作台的功能是，有节奏的把工件回转，连续加工工件，并能实现精确 定位该台由台面夹紧机构和其传动装置组成，工件被夹紧在台面上的夹紧装置进行加工， 当加工完当前部分，随即回转到下个夹紧装置继续加工 回转台的回转和定位由液压系统完成，运用夹紧缸顶起回转台，回转缸进行回转，随 后夹紧缸放下回转台，定位缸定位，开始加工工件。

2.2 液压系统图控制线路设计： 回转工作台回转控制线路图图 1. 回转工作台多用于多工位组合机床上，它可以有多个加工工位，被加工工件在回转台 上回转一周完成在该机床上的全部加工工序液压回转工作台是靠控制液压系统的油路来 实现工作台转为动作的液压系统的动作循环是靠电气控制进行的 7 7 系统电气控制 7.1 PLC 的特点 现今的行业中，应用最为广泛的是单片机、工控机和PLC，本设计采用 PLC进行电气 控制 可编程控制器（ PLC） ： 所谓PLC系统就是采用目前市场上各大工业控制厂家生产的可编程控制器，根据要求 选用不同的模块，在此基础上设计程序以达到所设计的功能这种形式目前在工业现场应 用最为广泛 LC的可靠性：进口 PLC采用的 CPU都是生产厂家专门设计的工业级专用处理器，其余 各元件也是直接向生产厂家购买的，经过严格挑选的工业级元件，另外它的电源模块也是 集各大公司工业控制的经验而特别设计的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力有很大提高， 即使在电源很差和变频调速的干扰下仍能正常工作 PLC的可扩展性：要增加一个功能只要增加相应的模块和修正对应的程序，而PLC的编 程相对比较简单，这样对于开发周期会缩短。

PLC的可维护性： PLC本身有很强的自诊断功能，一旦系统出现故障，根据自诊断很容 易诊断出故障元件，即使非专业人员也能维修，如果故障由于程序设计不合理引起，由于 它提供完善的调试工具，要找出故障也较为简单 操作：PLC的操作采用触摸式操作终端，人机界面，全屏显示，上面设计了很详尽的操 作指南，即使第一次使用，也能根据提示顺利操。