《专业课程设计》 机电一体化专业课程设计

成 绩

设计题目：

多功能液压试验台方案设计

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目录

1设计系统内容及创新点............................................................................................. 3 2液压系统设计............................................................................................................. 4

2.1 液压系统......................................................................................................... 4 2.2 试验台布置方案............................................................................................. 5

2.2.1 试验台布置要求.................................................................................. 5 2.2.2 试验台solid works模拟图 ................................................................. 5 2.2.3 油箱设计及布局.................................................................................. 7 2.2.4 液压元器件的选型.............................................................................. 7

3 机械系统设计.......................................................................................................... 12

3.1油缸................................................................................................................ 12 3.2叠簧................................................................................................................ 12 3.3 螺杆的校核................................................................................................... 13 4 监控系统设计.......................................................................................................... 14

4.1系统组成........................................................................................................ 14 4.2 PLC硬件设计 ............................................................................................ 15 4.3 PLC程序设计 ............................................................................................... 16

4.3.1PLC程序流程图 ................................................................................. 16 4.3.2PLC输入输出信号 ............................................................................. 18 4.3.3PLC梯形程序 ..................................................................................... 18

总结.............................................................................................. 错误！未定义书签。

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1设计系统内容及创新点

该液压试验台模拟一般液压机的结构和功能进行设计和制造，采用定量泵+蓄能器为系统供油，实现前进加压、保压、工作缸卸荷、工作缸回程动作循环。试验台具有可扩充性，本次设计为以后的液压实验研究提供基础的液压试验台。主要为：

? 液压系统的设计

? 各种阀类、阀块、邮箱、液压油缸等硬件的设计采购及布置 ? PLC控制系统的基本控制软硬件的设计

? 在以后的扩展中会添加电液比例插装阀，流量传感器和速度传感器，通过上

位机win_cc程序对电液比例插装阀的开口做控制，此课程设计不包括这点，在以后的扩张使用中再涉及

试验台由西门子S7-200 PLC系统与多个传感器控制其运行，监测，本设计重点为试验台监测部分：

? PLC+继电器控制电磁阀的换向动作来代替原有的行程开关，反应更灵敏 ? 分别具有自动手动模式，为试验台的实行多样性提供方便。 ? 带有压力报警与滤油器报警系统

此外，由于压力过大，采用采用定量泵+蓄能器为系统供油，三相异步电机驱动油泵工作，来代替一边的采用大刚度弹簧的方案（大刚度弹簧叫难采购）。

本设计内容为本学期所做的创新科技项目的基础上，对监控系统的提升与完善，我参与的部分是：

? 监控系统下位机的软硬件的设计 ? 油箱的设计并完成工程图及其零件图 ? 螺杆设计及校核

? 部分液压件的选型与购买 ? solid works三维图的制作

本课程设部分计涉及创新科技项目内容，请予以保密。

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2液压系统设计

2.1 液压系统

? 采用定量泵+蓄能器为系统供油，三相异步电机驱动油泵工作。 ? 活塞缸作为执行机构，油液进入无杆腔时，模拟前进加压过程；油液进

入有杆腔时，模拟后退过程。

? 利用卸荷溢流阀设定泵的卸荷压力，用来三位四通电磁阀控制工作缸换

向，直动式溢流阀设定负载压力，比例节流插装阀控制工作缸的卸荷。 1）液压原理：

1-油箱，2-泵吸油滤油器，3-油泵电机，4-齿轮泵，5-泵出油滤油器，6-卸荷溢流阀，7-蓄能器，8-压力表，9-三位四通电磁换向阀，10-液压缸，11-压缩弹簧，12-比例节流插装阀，13-直动式溢流阀，

图2。1多功能液压试验台液压原理

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液压阀采用集成阀块安装，集成阀块的液压原理图如图2.2所示：

图2。2 集成阀块液压原理图

2.2 试验台布置方案 2.2.1 试验台布置要求

? 结构布置紧凑，尽量缩短管路长度 ? 液压阀采用集成阀块安装 ? 试验台改造扩展方便

? 能够对泄漏或溢出油液进行收集

2.2.2 试验台solid works模拟图

试验台总体布置方案如图2.3、图2.4所示

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