機(jī)電控制基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)方案書

1、機(jī)電控制基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書適用專業(yè)：機(jī)械電子工程江蘇科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2008年8月第一章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟大致如下：1）明確設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行工況分析。2）初定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。3）擬定液壓系統(tǒng)原理圖。4）計(jì)算和選擇液壓元件。5）估算液壓系統(tǒng)性能。6）繪制工作圖和編寫技術(shù)文件。根據(jù)液壓系統(tǒng)的具體內(nèi)容，上述設(shè)計(jì)步驟可能會(huì)有所不同，下面對(duì)各步驟 的具體內(nèi)容進(jìn)行介紹。1.1.1明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)明確以下問題，并將其作為設(shè)計(jì)依據(jù)。1）主機(jī)的用途、工藝過程、總體布局以及對(duì)液壓傳動(dòng)裝置的位置和空間 尺寸的要求。2）主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的性能要

2、求，如自動(dòng)化程度、調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、 換向定位精度以及對(duì)系統(tǒng)的效率、溫升等的要求。3）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境，如溫度、濕度、振動(dòng)沖擊以及是否有腐蝕性和 易燃物質(zhì)存在等情況。在上述工作的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)主機(jī)進(jìn)行工況分析，工況分析包括運(yùn)動(dòng)分析和 動(dòng)力分析，對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)還需編制負(fù)載和動(dòng)作循環(huán)圖，由此了解液壓缸或液 壓馬達(dá)的負(fù)載和速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，以下對(duì)工況分析的內(nèi)容作具體介紹。圖1.1位移循環(huán)圖運(yùn)動(dòng)分析主機(jī)的執(zhí)行元件按工藝要求的運(yùn)動(dòng)情況，可以用位移循環(huán)圖(L t)，速度循環(huán)圖(v t)，或速度與位移循環(huán)圖表示，由此對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析。1) 位移循環(huán)圖Lt圖1.1為液壓機(jī)的液壓缸位移循環(huán)圖， 縱坐標(biāo)L

3、表示活塞位移，橫坐標(biāo)t 表示從活塞啟動(dòng)到返回原位的時(shí)間，曲線斜率表示活塞移動(dòng)速度。該圖清楚 地表明液壓機(jī)的工作循環(huán)分別由快速下行、減速下行、壓制、保壓、泄壓慢 回和快速回程六個(gè)階段組成。2) 速度循環(huán)圖v1(或vL)工程中液壓缸的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可歸納為三種類型。圖2為三種類型液壓缸的vt圖，第一種如圖然后勻速運(yùn)圖1.2速度循環(huán)圖動(dòng)，最后勻減速運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)；第二種，液壓缸在總行程的前一半作勻加速運(yùn) 動(dòng)，在另一半作勻減速運(yùn)動(dòng)，且加速度的數(shù)值相等；第三種，液壓缸在總行 程的一大半以上以較小的加速度作勻加速運(yùn)動(dòng)，然后勻減速至行程終點(diǎn)。vt圖的三條速度曲線，不僅清楚地表明了三種類型液壓缸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律， 也間接 地

4、表明了三種工況的動(dòng)力特性。動(dòng)力分析動(dòng)力分析，是研究機(jī)器在工作過程中，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力情況，對(duì)液壓系 統(tǒng)而言，就是研究液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載情況。1 )液壓缸的負(fù)載力計(jì)算。工作機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸必須克服 的負(fù)載由六部分組成：F =Fc + Ff +Fi +Fg+F(1)式中：Fc為切削阻力；Ff為摩擦阻力；Fi為慣性阻力；FG為重力；Fm 為密封阻力；Fb為排油阻力。圖1.3導(dǎo)軌形式 切削阻力Fc：為液壓缸運(yùn)動(dòng)方向的工作阻力，對(duì)于機(jī)床來說就是沿工 作部件運(yùn)動(dòng)方向的切削力，此作用力的方向如果與執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向相反為 正值，兩者同向?yàn)樨?fù)值。該作用力可能是恒定的，也可能是變化的，其值要 根據(jù)

5、具體情況計(jì)算或由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。 摩擦阻力Ff為液壓缸帶動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件所受的摩擦阻力，它與導(dǎo)軌的形狀、放置情況和 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，其計(jì)算方法可查有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)。圖 1.3為最常見的兩種導(dǎo) 軌形式，其摩擦阻力的值為：平導(dǎo)軌：|Ff = f送Fn|V形導(dǎo)軌:Fff'sin(a /2)13 / 23式中：f為摩擦因數(shù)，參閱表1選取；刀Fn為作用在導(dǎo)軌上總的正壓力 或沿V形導(dǎo)軌橫截面中心線方向的總作用力；a為V形角，一般為90。 慣性阻力Fi。Fi慣性阻力Fi為運(yùn)動(dòng)部件在啟動(dòng)和制動(dòng)過程中的慣性力，可按下式計(jì)算：導(dǎo)軌類型導(dǎo)軌材料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)摩擦因數(shù)滑動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵對(duì)鑄鐵啟動(dòng)時(shí)低 速 (V V0.16m/s)高速(

6、v> 0.16m/s)0.15 0.200.1 0.120.05 0.08滾動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵對(duì)滾柱（珠） 淬火鋼導(dǎo)軌對(duì)滾柱（珠）0.005 0.020.003 0.006G v t表1.1 摩擦因數(shù)f靜壓導(dǎo)軌鑄鐵0.005式中：m為運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量（kg） ； a為運(yùn)動(dòng)部件的加速度（m/s2） ； G為運(yùn) 動(dòng)部件的重量（N） ；g為重力加速度，g=9.81 （m/s2） ； v為速度變化值（m/s）; t為啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間（s），一般機(jī)床 t = 0.10.5s，運(yùn)動(dòng)部件重量大的取 大值。 重力FG垂直放置和傾斜放置的移動(dòng)部件，其本身的重量也成為一種負(fù)載，當(dāng)上移 時(shí)，負(fù)載為正值，下移時(shí)為負(fù)值。 密

7、圭寸阻力Fm密封阻力指裝有密封裝置的零件在相對(duì)移動(dòng)時(shí)的摩擦力，其值與密封裝置 的類型、液壓缸的制造質(zhì)量和油液的工作壓力有關(guān)。在初算時(shí)，可按缸的機(jī)械效率（n m=0.9）考慮；驗(yàn)算時(shí)，按密封裝置摩擦力的計(jì)算公式計(jì)算。 排油阻力Fb排油阻力為液壓缸回油路上的阻力，該值與調(diào)速方案、系統(tǒng)所要求的穩(wěn)定 性、執(zhí)行元件等因素有關(guān)，在系統(tǒng)方案未確定時(shí)無法計(jì)算，可放在液壓缸的 設(shè)計(jì)計(jì)算中考慮。2）液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的總負(fù)載力。液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的總負(fù)載力計(jì)算，一般包括啟動(dòng)加速、快進(jìn)、工進(jìn)、 快退、減速制動(dòng)等幾個(gè)階段，每個(gè)階段的總負(fù)載力是有區(qū)別的。 啟動(dòng)加速階段：這時(shí)液壓缸或活塞處于由靜止到啟動(dòng)并加速到一定

8、速度，其總負(fù)載力包括導(dǎo)軌的摩擦力、密封裝置的摩擦力（按缸的機(jī)械效率nm=0.9計(jì)算）、重力和慣性力等項(xiàng)，即：F =Ff +Fi 土Fg +Fm +F（5）快速階段：|f = Ff 土 Fg +Fm +fJ工進(jìn)階段：F =Ff +Fc 土 Fg +Fm + Fb減速：F =Ff ±Fg Fj +Fm+Fb(8)對(duì)簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)，上述計(jì)算過程可簡(jiǎn)化。例如采用單定量泵供油，只需計(jì) 算工進(jìn)階段的總負(fù)載力，若簡(jiǎn)單系統(tǒng)采用限壓式變量泵或雙聯(lián)泵供油，則只 需計(jì)算快速階段和工進(jìn)階段的總負(fù)載力。3）液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖。對(duì)較為復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，為了更清楚的了解該系統(tǒng)內(nèi)各液壓缸 （或液壓馬 達(dá))的速度和負(fù)載的

9、變化規(guī)律，應(yīng)根據(jù)各階段的總負(fù)載力和它所經(jīng)歷的工作時(shí) 間t或位移L按相同的坐標(biāo)繪制液壓缸的負(fù)載時(shí)間(F t)或負(fù)載位移(F L) 圖，然后將各液壓缸在同一時(shí)間t (或位移)的負(fù)載力疊加。圖1.4為一部機(jī)器的Ft圖，其中：0t1為啟動(dòng)過程；t1t2為加速 過程；t2t3為恒速過程；t3t4為制動(dòng)過程。它清楚地表明了液壓缸在 動(dòng)作循環(huán)內(nèi)負(fù)載的規(guī)律。圖中最大負(fù)載是初選液壓缸工作壓力和確定液壓缸 結(jié)構(gòu)尺寸的依據(jù)。1.1.2液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算1) 初定液壓缸工作壓力液壓缸工作壓力主要根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段中的最大總負(fù)載力來確定，此外，還需要考慮以下因素：(1) 各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和使用場(chǎng)合。(2) 考慮經(jīng)濟(jì)和重

10、量因素，壓力選得低，則元件尺寸大，重量重；壓力選 得高一些，則元件尺寸小，重量輕，但對(duì)元件的制造精度，密封性能要求高 所以，液壓缸的工作壓力的選擇有兩種方式：一是根據(jù)機(jī)械類型選；二是根 據(jù)切削負(fù)載選。如表1.2、表1.3所示。表1.2 按負(fù)載選執(zhí)行文件的工作壓力負(fù)載/NV 50005001000010000 2000020000 3000030000 50000> 50000工作壓力/MPa< 0.8 11.5 22.5 33445> 5表1.3按機(jī)械類型選執(zhí)行文件的工作壓力機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械工程機(jī)械機(jī)械類型磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力MPaa< 235< 8810

11、10 1620 322) 液壓缸主要尺寸的計(jì)算缸的有效面積和活塞桿直徑，可根據(jù)缸受力的平衡關(guān)系具體計(jì)算，詳見 液壓與氣壓傳動(dòng)教材。3) 液壓缸的流量計(jì)算液壓缸的最大流量：qmax = AHUmax(m / S)(10)式中：A為液壓缸的有效面積兇或兇(ml) ； |： max為液壓缸的最大速度(m/s)。液壓缸的最小流量:3qmin 二 A min (m / S)(11)式中：I： min |為液壓缸的最小速度液壓缸的最小流量西,應(yīng)等于或大于流量閥或變量泵的最小穩(wěn)定流量 若不滿足此要求時(shí)，則需重新選定液壓缸的工作壓力，使工作壓力低一些， 缸的有效工作面積大一些，所需最小流量 匾J也大一些，以滿

12、足上述要求。流量閥和變量泵的最小穩(wěn)定流量，可從產(chǎn)品樣本中查到。1.1.3液壓元件的選擇1) 液壓泵的確定與所需功率的計(jì)算 液壓泵的確定(1) 確定液壓泵的最大工作壓力。液壓泵所需工作壓力的確定，主要根據(jù)液壓缸在工作循環(huán)各階段所需最大 壓力P，再加上油泵的出油口到缸進(jìn)油口處總的壓力損失工 p，即卩Pp = P1 +E 邙|(12)2 Ap包括油液流經(jīng)流量閥和其他元件的局部壓力損失、管路沿程損失等,在系統(tǒng)管路未設(shè)計(jì)之前，可根據(jù)同類系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，一般管路簡(jiǎn)單的節(jié)流閥 調(diào)速系統(tǒng) 2 A p為(25) X105Pa,用調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng) 2 A p為(5 15) X105Pa, 2 A p也可只考慮

13、流經(jīng)各控制閥的壓力損失，而將管路系統(tǒng)的沿 程損失忽略不計(jì)，各閥的額定壓力損失可從液壓元件手冊(cè)或產(chǎn)品樣本中查找， 也可參照表1.4選取。表1.4 常用中、低壓各類閥的壓力損失(A pn)閥名 pn( x105Pa)閥名 pn( x105Pa)閥名 pn( x105Pa)閥名 pn( x105Pa)單向閥0.30.5背壓閥38行程閥1.5-2轉(zhuǎn)閥1.5 2換向閥1.5 3節(jié)流閥23順序閥1.5-3調(diào)速閥35(2) 確定液壓泵的流量qj。泵的流量qj根據(jù)執(zhí)行元件動(dòng)作循環(huán)所需最大 流量|qmax |和系統(tǒng)的泄漏確定。 多液壓缸同時(shí)動(dòng)作時(shí)，液壓泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)液壓缸(或馬達(dá))所需的最大流量，

14、并應(yīng)考慮系統(tǒng)的泄漏和液壓泵磨損后容積效率的 下降，即3qp ZKI： qmax(m /s)|(13)式中：K為系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.11.3，大流量取小值，小流量取 大值；|瓦qmax|為同時(shí)動(dòng)作的液壓缸(或馬達(dá))的最大總流量(m3/s) o 采用差動(dòng)液壓缸回路時(shí)，液壓泵所需流量為：qp 王 K(A A2)max(m /s)|(14)式中：囚，A為分別為液壓缸無桿腔與有桿腔的有效面積(m) ； |： max|為 活塞的最大移動(dòng)速度(m/s) o 當(dāng)系統(tǒng)使用蓄能器時(shí)，液壓泵流量按系統(tǒng)在一個(gè)循環(huán)周期中的平均流 量選取，即zqp =送 Vi XK/T(15)i#式中：Vi為液壓缸在工作周期中的總耗

15、油量(m3); |tJ為機(jī)器的工作周期 (s) ; Z為液壓缸的個(gè)數(shù)。(3) 選擇液壓泵的規(guī)格：根據(jù)上面所計(jì)算的最大壓力9和流量 應(yīng)，查液壓元件產(chǎn)品樣本，選擇與|_pj和|q相當(dāng)?shù)囊簤罕玫囊?guī)格型號(hào)。上面所計(jì)算的最大壓力應(yīng)是系統(tǒng)靜態(tài)壓力，系統(tǒng)工作過程中存在著過渡 過程的動(dòng)態(tài)壓力，而動(dòng)態(tài)壓力往往比靜態(tài)壓力高得多， 所以泵的額定壓力|pp| 應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大25%-60%使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備。若系統(tǒng)屬于高 壓范圍，壓力儲(chǔ)備取小值；若系統(tǒng)屬于中低壓范圍，壓力儲(chǔ)備取大值。(4) 確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率。 當(dāng)液壓泵的壓力和流量比較衡定時(shí)，所需功率為：p = pp 漢qp 漢n/iooo(kW)|(16

16、)式中：也J為液壓泵的最大工作壓力(N/m2);囤為液壓泵的流量(m3/s);為液壓泵的總效率，各種形式液壓泵的總效率可參考表1.5估取，液壓泵規(guī)格大，取大值，反之取小值，定量泵取大值，變量泵取小值。表1.5液壓泵的總效率液壓泵類型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.6 0.70.65 0.800.60 0.750.80 0.85 在工作循環(huán)中，泵的壓力和流量有顯著變化時(shí)， 可分別計(jì)算出工作循 環(huán)中各個(gè)階段所需的驅(qū)動(dòng)功率，然后求其平均值，即P= JtF2 UP；十FPn2/(ti 壯 + 十tn)|(17)式中：忖，日，池為一個(gè)工作循環(huán)中各階段所需的時(shí)間(s) ;回，回，, 赳為一個(gè)工作循環(huán)中各

17、階段所需的功率(kW)。按上述功率和泵的轉(zhuǎn)速，可以從產(chǎn)品樣本中選取標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，再進(jìn)行驗(yàn)算， 使電動(dòng)機(jī)發(fā)出最大功率時(shí)，其超載量在允許范圍內(nèi)。閥類元件的選擇(1) 選擇依據(jù)選擇依據(jù)為：額定壓力，最大流量，動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等。(2) 選擇閥類元件應(yīng)注意的問題1) 應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，除非不得已時(shí)才自行設(shè)計(jì)專用件。2) 閥類元件的規(guī)格主要根據(jù)流經(jīng)該閥油液的最大壓力和最大流量選取。 選擇溢流閥時(shí)，應(yīng)按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，應(yīng)考 慮其最小穩(wěn)定流量滿足機(jī)器低速性能的要求。3) 一般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實(shí)際通過的流量大一些，必

18、要時(shí)，允許通過閥的最大流量超過其額定流量的20%蓄能器的選擇(1)蓄能器用于補(bǔ)充液壓泵供油不足時(shí)，其有效容積為：V =送 AhK qpt(m )|(18)式中：A為液壓缸有效面積(|m)；山為液壓缸行程(m) ; |k為液壓缸損失系數(shù)，估算時(shí)可取 0二1.2 ;囤為液壓泵供油流量(|m3/s|) ； t為動(dòng)作時(shí)間(s) o(2)蓄能器作應(yīng)急能源時(shí)，其有效容積為:3(19)V =L AliK(m )當(dāng)蓄能器用于吸收脈動(dòng)緩和液壓沖擊時(shí)，應(yīng)將其作為系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)與 其關(guān)聯(lián)部分一起綜合考慮其有效容積。 根據(jù)求出的有效容積并考慮其他要求， 即可選擇蓄能器的形式。管道的選擇(1) 油管類型的選擇液壓系統(tǒng)

19、中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應(yīng)有足夠的通流截面 和承壓能力，同時(shí)，應(yīng)盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變。1) 鋼管：中高壓系統(tǒng)選用無縫鋼管，低壓系統(tǒng)選用焊接鋼管，鋼管價(jià)格低， 性能好，使用廣泛。2) 銅管：紫銅管工作壓力在6.510MPe以下，易變曲，便于裝配；黃銅 管承受壓力較高，達(dá)25MPa不如紫銅管易彎曲。銅管價(jià)格高，抗震能力弱， 易使油液氧化，應(yīng)盡量少用，只用于液壓裝置配接不方便的部位。3) 軟管：用于兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的連接。高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織 物；低壓橡膠軟管中夾有棉線或麻線編織物；尼龍管是乳白色半透明管，承壓能力為2.58MPa多用于低壓管道。因軟管彈性變形大，容

20、易引起運(yùn)動(dòng)部 件爬行，所以軟管不宜裝在液壓缸和調(diào)速閥之間。(2) 油管尺寸的確定1)油管內(nèi)徑d按下式計(jì)算：(20)= 1.13 103 . q(mm)式中：q為通過油管的最大流量(m3/s);匸為管道內(nèi)允許的流速(m/s)。一般吸油管取0.55(m/s);壓力油管取2.55(m/s);回油管取1.52(m/s)2) 油管壁厚S按下式計(jì)算：2 p d/2八(21)式中：p為管內(nèi)最大工作壓力；為油管材料的許用壓力，=c b/n ； (T b為材料的抗拉強(qiáng)度；n為安全系數(shù)，鋼管pv 7MPaP寸，取n=8; pv 17.5MPa時(shí)，取n=6; p> 17.5MPa時(shí)，取n=4。根據(jù)計(jì)算出的油管

21、內(nèi)徑和壁厚， 查手冊(cè)選取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格油管。油箱的設(shè)計(jì)油箱的作用是儲(chǔ)油，散發(fā)油的熱量，沉淀油中雜質(zhì)，逸出油中的氣體。其 形式有開式和閉式兩種：開式油箱油液液面與大氣相通；閉式油箱油液液面 與大氣隔絕。開式油箱應(yīng)用較多。(1) 油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)1) 油箱應(yīng)有足夠的容積以滿足散熱，同時(shí)其容積應(yīng)保證系統(tǒng)中油液全部流回油箱時(shí)不滲出，油液液面不應(yīng)超過油箱高度的80%2) 吸箱管和回油管的間距應(yīng)盡量大。3) 油箱底部應(yīng)有適當(dāng)斜度，泄油口置于最低處，以便排油。4) 注油器上應(yīng)裝濾網(wǎng)。5) 油箱的箱壁應(yīng)涂耐油防銹涂料。(2) 油箱容量計(jì)算油箱的有效容量 V可近似用液壓泵單位時(shí)間內(nèi)排出油 液的體積確定。V=K2 q(22

22、)式中：K為系數(shù)，低壓系統(tǒng)取24,中、高壓系統(tǒng)取57;工q為同一油 箱供油的各液壓泵流量總和。濾油器的選擇選擇濾油器的依據(jù)有以下幾點(diǎn)：(1) 承載能力：按系統(tǒng)管路工作壓力確定。(2) 過濾精度：按被保護(hù)元件的精度要求確定，選擇時(shí)可參閱表1.6。(3) 通流能力：按通過最大流量確定。(4) 阻力壓降：應(yīng)滿足過濾材料強(qiáng)度與系數(shù)要求。表1.6 濾油器過濾精度的選擇系統(tǒng)過濾精度(卩m)元件過濾精度(卩m)低壓系統(tǒng)100150滑閥1/3最小間隙70 x 105Pa 系統(tǒng)50節(jié)流孑L1/7孔徑(孔徑小于1.8mm)100X 105Pa 系統(tǒng)25流量控制閥2.5 30140X 105Pa 系統(tǒng)10 15安全

23、閥溢流閥1525電液伺服系統(tǒng)5高精度伺服系統(tǒng)2.51.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2.1題目(1) 設(shè)計(jì)一臺(tái)鉆鏜兩用組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓控制系統(tǒng)。要求其完成的工作循環(huán)是：快進(jìn)工進(jìn)二工進(jìn)死擋鐵停留快退原位停止?？爝M(jìn)快退速度為7.3m/min，工進(jìn)速度應(yīng)能在6.6660mm/mir范圍內(nèi)無 級(jí)調(diào)速，最大行程為 400mm(其中一工進(jìn)為100mm 二工進(jìn)為80mm,最大切 削力為18KN運(yùn)動(dòng)部件的總重量為25KN采用平面導(dǎo)軌，往復(fù)運(yùn)動(dòng)加、減速 時(shí)間均為0.05s。(2) 某廠要設(shè)計(jì)制造一臺(tái)雙頭車床，加工壓縮機(jī)拖車上一根長(zhǎng)軸兩端的軸頸。由于零件較長(zhǎng)，擬采用零件固定，刀具旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給的加工方式。其加 工動(dòng)作循環(huán)是快進(jìn)

24、一工進(jìn)一快退一停止。同時(shí)要求各個(gè)車削頭能單獨(dú)調(diào)整。 其最大切削力在導(dǎo)軌中心線方向估計(jì)為12000N所要移動(dòng)的總重量估計(jì)為15000N,工作進(jìn)給要求能在0.0201.2m/min范圍內(nèi)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，快速進(jìn)、 退速度一致，為4 m /min，試設(shè)計(jì)該液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。該機(jī)床的外形示意圖1-左主軸頭；2-夾具；3-右主軸頭；4-床身；5-工件(3) 設(shè)計(jì)某專用銑床的機(jī)電液控制系統(tǒng)，要求其完成的工作循環(huán)是：工 件夾緊一一動(dòng)力頭快進(jìn)一一動(dòng)力頭工進(jìn)一一延時(shí)停留1s動(dòng)力頭快退到原位一一工件松開。運(yùn)動(dòng)部件的總重量為 25000N,快進(jìn)與快退速度相等，均為 5m/min,工進(jìn)速度為1001200mm/mir,最大行

25、程為400mm其中工進(jìn)行程為 180mm最大切削力為18000N采用平面導(dǎo)軌，往復(fù)運(yùn)動(dòng)加、減速時(shí)間均為 0.05s 。（4）某立式組合機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)采用液壓傳動(dòng)， 已知切削負(fù)載為 28000N， 滑臺(tái)工進(jìn)速度為50mm/mir，快進(jìn)、快退速度為6m/min，滑臺(tái)（包括動(dòng)力頭） 的質(zhì)量為1500kg，滑臺(tái)對(duì)導(dǎo)軌的法向作用力為 1500N往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加、減速 時(shí)間為0.05s，滑臺(tái)采用平面導(dǎo)軌，fs=0.2,fd=0.1,快速行程為100mm工作 行程為 50mm1.2.2 設(shè)計(jì)要求液壓系統(tǒng)工況分析（含負(fù)載分析、速度循環(huán)分析、負(fù)載循環(huán)圖等） 擬定液壓系統(tǒng)原理圖（附運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作循環(huán)圖、電磁鐵動(dòng)作順序表

26、等） 液壓系統(tǒng)的計(jì)算1.2.3 分組每個(gè)班級(jí)，根據(jù)學(xué)號(hào)分組設(shè)計(jì)1 ） 1 7 號(hào)第 1 題2） 814號(hào)第2題3）1521 號(hào) 第 3 題4） 22第 4 題第二章 機(jī)床電氣控制2.1三菱F1系列PLC的編程元件編程元件的編號(hào)規(guī)則以英文字母開頭 字母表示編程元件的的功能 后跟三位八進(jìn)制數(shù)字編程元件輸入繼電器（ X）輸出繼電器（ Y） 定時(shí)器（ T） 計(jì)數(shù)器（ C） 輔助繼電器（ M） 特殊輔助繼電器（ M） 狀態(tài)器（ S）輸入繼電器（ X）數(shù)量 輸入繼電器共有 24 個(gè)編號(hào)X400X407X410X413X500 X507X510 X513特點(diǎn) 在梯形圖中只能有輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不能出現(xiàn)輸入

27、繼電器的線圈。 輸出繼電器（ Y）數(shù)量 輸出繼電器共有 16 個(gè)編號(hào)Y430 Y437Y530 Y537特點(diǎn)輸出繼電器的線圈不能由PLC的外部信號(hào)來驅(qū)動(dòng)，只能由程序的執(zhí)行結(jié) 果來驅(qū)動(dòng)。定時(shí)器（ T）數(shù)量定時(shí)器共有 32 個(gè)編號(hào)T050T057T450T457T550 T557T650 T657特點(diǎn)定時(shí)器相當(dāng)于繼電 - 接觸器控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器， 它能提供無數(shù)對(duì)常 開、常閉延時(shí)觸點(diǎn)供用戶編程使用。定時(shí)器的延時(shí)時(shí)間是由編程中的設(shè)定值 K 來決定的。 計(jì)數(shù)器（ C）數(shù)量 計(jì)數(shù)器共有 32 個(gè)編號(hào)C060 C067C460 C467C560 C567C660 C667特點(diǎn) 計(jì)數(shù)器主要于記錄脈沖個(gè)數(shù)

28、或根據(jù)脈沖個(gè)數(shù)設(shè)定某一時(shí)間。 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是 0 999 輔助繼電器（ M）種類 一是通用型，不具備掉電保護(hù)功能 另一種是掉電保護(hù)型，失電后不復(fù)位。數(shù)量 通用型輔助繼電器共有 128 個(gè) 掉電保護(hù)型輔助繼電器 64 點(diǎn) 編號(hào) 通用型 M100 M277掉電保護(hù)型 M300 M377特點(diǎn) 輔助繼電器的功能相當(dāng)于繼電 - 接觸器控制系統(tǒng)電路中的中間繼電器。 它不能由任何外部設(shè)備來驅(qū)動(dòng)，也不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。特殊輔助繼電器（M和狀態(tài)器（S） 特殊輔助繼電器數(shù)量 15 個(gè) 特殊輔助繼電器編號(hào)M70M74M76M77M470M473M570M573特殊輔助繼電器用途進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、初始化脈沖、電池電

29、壓下降指示等 狀態(tài)器的數(shù)量 40 個(gè) 狀態(tài)器的用途在編制步進(jìn)程序中使用的基本元件狀態(tài)器的編號(hào) S600 S647狀態(tài)器的特點(diǎn)屬于掉電保護(hù)繼電器2.2三菱F1系列PLC的基本指令與編程LD LDI、OUT旨令指令的作用LD（LoaD） : 取指令，是常開觸點(diǎn)與母線的連接指令。 LDI（LoaD Inverse） ：取反指令，是常閉觸點(diǎn)與母線的連接指令。 OUT驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令。指令的使用說明LD LDI可與后面講到的塊操作指令 ANB ORB相配合，用于分 支電路的起點(diǎn)OUT旨令用于丫、M T、C、S及F （功能指令線圈），不能用于X； 并聯(lián)輸出OUT旨令可連續(xù)使用任意次OUT指令用于T和C,

30、其后須跟常數(shù)K。K為延時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次 數(shù) 指令舉例10 / 25LD LDI、OUT旨令的例子X400(Y430)X401*(Y431) K 10 (T450)LD X400OUT Y430LDI X401OUT Y431OUT T450K 10LD T450OUT Y431T450fY431) (a)梯形圖(b)語句表AND ANI指令指令的作用AND與指令，用于單個(gè)常開觸點(diǎn)的串聯(lián)；ANI(ANd In verse):與反指令，用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。 指令的使用說明AND和ANI指令用于單個(gè)觸點(diǎn)與左邊觸點(diǎn)的串聯(lián)，可連續(xù)使用; 若是兩個(gè)并聯(lián)電路塊(兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)并聯(lián)連接的電路) 串聯(lián)，則

31、需用后面的ANB旨令指令舉例X400X401LDX400ANDX401OUTY430LDX402ANIY430OUTY431ANDX403OUTY432(b)語句表OR ORI指令指令的作用OR或指令，用于單個(gè)常開觸點(diǎn)的并聯(lián)；ORI(OR In verse):或反指令，用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)指令的使用說明OR ORI指令僅用于單個(gè)觸點(diǎn)與前面觸點(diǎn)的并聯(lián)；若是兩個(gè)串聯(lián)電路塊(兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路) 相并聯(lián)，則用后面將學(xué)的 ORB指令。指令舉例LD X400OR X402AND X401OUT Y430LD X403AND Y430OR Y431AND X404ORI M101OUT Y

32、431（b）語句表ORE指令指令的作用ORB(OR Block)：或塊指令，用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接 指令的使用說明串聯(lián)電路塊與前面的電路并聯(lián)連接時(shí)，分支的開始用LD指令，分支結(jié)束用ORB指令；串聯(lián)支路并聯(lián)的次數(shù)不受限制，但每并聯(lián)一次就要用一次 指令；ORB指令不帶目標(biāo)編程元件，是一個(gè)獨(dú)立指令。LDIORB指令舉例X400X401HI-_ll-qX402X403TilX404X405(Y430)X406(a)梯形圖LD X400AND X401LD X402AND X403ORBLDI X404OR X406ANI X405ORBOUT Y430(b)語句表ANB指令指令的作用ANB(And

33、Block):與塊指令，用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接 指令的使用說明并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)連接時(shí)，分支的開始用 LD、LDI 指令，分支結(jié)束用ANB指令；多個(gè)并聯(lián)電路塊連續(xù)串聯(lián)連接，按順序用ANB指令進(jìn)行連接，ANB使用次數(shù)不受限制；ANB指令不帶目標(biāo)編程元件，是一個(gè)獨(dú)立指令。 指令舉例X400X401X402II I II I IM丫430)X403X404 X405HF-UAb-X4061(a)梯形圖LD X400OR X403LD X401ORI X404ANBLD X402OR X405ANBORI X406OUT Y430(b)語句表S、R指令指令的作用S (Se)置位指令,使操作保持的指令。R(Reset):復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位的指令。指令的使用說明S指令用于將丫、S、M200M377等元素置1并具有保持功能；R指令用于取消丫、S、M200M377等元素的自保持功能并置0。X400(S M205) _(R M205(a)梯形圖指令舉例LD X400S M205$LDI X401R M205(b)語句表RST指令指令的作用RST (ReSeT):復(fù)位指令，用于計(jì)數(shù)器或移位寄存器的復(fù)位。指令的使用說明程序執(zhí)行時(shí)優(yōu)先執(zhí)行RST指令,在復(fù)位狀態(tài)時(shí)，計(jì)數(shù)器或移