电液比例成型机毕业设计

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1、电液比例成型机毕业设计1.前言目前，国内所使用的中、小型压力机以四柱式压力机为主，由于液压传动本身的优点，特别是便于传递较大的力和力矩这一特点，所以在许多压力机中采用液压系统对机器进行控制，如液压机、锻压机、成型机等。1.1电液比例成型机的简介传统的压机系统采用是普通的液压阀，以致液压系统非常庞大，而且维护困难，采用行程块定位，重复定位精度不高。近年来，随着微电子技术的飞速发展，微型计算机在锻压生产中得到了广泛的使用。微机的应用大大提高了锻件的产品的质量，提高了节省了原材料，降低成本，明显地提高了工作效率，并改善了工人的劳动条件，具有明显地提高生产效率，显著地有经济效益和社会

2、文化效益。目前，液压机的计算机控制有两大类，一类是由微型计算机构成，的控制系统。另一类是由可编程控制器（简称PLC）构成的控制系统。由于机电一体化技术的迅速发展和计算机技术的日益普及，电液控制系统已在工程上普遍得到应用，而且新开发的设备绝大部分由计算机进行控制，这样既经济又可以采用各种控制策略控制，使系统的性能更完善。电液控制器件也逐步成为机电一体化的产品如伺服缸、比例缸、数控缸等，这些元件将电液控制阀、液压缸、检测元件等组成一体，便于使用。有的电液控制阀也将控制放大器和电-机械转换器、液压阀等组成一体。这样，电液控制系统的使用将更为方便和可靠，应用将更普及。采用计算机电液控

3、制的压机，实现在工艺过程自动化及提高各运动部分的控制精度，在生产过程中显示出以下优点：（1）节省原料，飞边减少。（2）冷却时间缩短，调整时间较短。（3）降低了废品率，生产效率得到提高。（4）更均一的产品，以前不可生产的制品。1.2本选题研究的意义77根据流控专业培养目标及专业教学计划大要求，按高校教改的需要，应加强实践教学环节努力提高学生的动手能力。机械专业为拓宽专业方向也应开设微机电液控制方面的实验教学。以满足专业课教学需要，努力提高实验课教学水平。由于计算机技术和自控理论的应用，本实验台不但可测试典型的电液位置控制系统的静动态性能参数，而且可以实现典型的压力成型机的工况。

4、实验台可实现自动工作循环，并具有一定的生产，加工能力。投入较少资金设计，制造高水平，高精度实验，生产设备。购置一台最基本的液压伺服系统测试实验台需15万左右，而自行设计制造的是液压伺服控制系统的实验台，仅需10万左右。从经济性、实用性和理论研究上都有研制开发的必要性和可行性。1.3设计的主要方法和内容设计的主要内容如下：1.电液比例伺服成型机的工作原理及其结构。2.电液比例伺服成型机的工艺流程、液压系统、机械结构。3.计算机控制系统，PID调节软件的设计。设计的主要方法是采用面向对象的程序语言实现成型机的自动成型过程，使用反馈控制系统，并且选择合理的控制算法，从而达到成型机平

5、稳工作的目的。2.总体设计2.1综述液压机是用来对金属、木材、塑料等材料进行加压力加工的机械，也是最早应用液压传动的机械之一。液压传动目前已成为压力加工机械的主要传动形式。液压机液压传动系统是以压力控制为主的系统，由于液压传动用于机器的主传动，系统压力高、流量大、功率大，因此特别要注意提高系统的效率，而且要防止泄压时产生冲击。液压机根据其工作循环要求有快进、减速接近工件及加压、保压延时、泄压、快速回程及保持活塞停留在行程的任意位置等基本动作。772.2明确设计要求制定基本方案2.2.1设计要求1．通过软件可设计成型曲线。2．自动完成成型过程。3．控制算法合理。4．成型机工作平

6、稳。2.2.2设计参数1．系统额定压力16MPa。2．系统额定流量40L/min。3．油缸最大输出推力12吨。2.2.3制定控制系统的基本方案压力机的典型工况有，位置控制、速度控制、压力控制等，根据压力机的典型工况和工艺过程，现把系统分成两个控制过程，一个是位置控制系统，另一个是压力机工况，同时采用位置传感器和压力传感器进行反馈。另外，分别对这两个系统设计不同的PID控制算法。利用反馈环节来提高系统的加工精度，抗干扰、噪声的能力，使压力机过程工作平稳。3.详细设计3.1机械结构的设计3.1.1结构的选择从压力机系统的高强度、刚度的要求出发，选择典型的四柱式为基本结构。这种液压

7、机在它的四个立柱之间安置着液压缸，液压缸驱动上滑块运动。实现“启动à快速下行à慢速加压à保压延时à快速返回à原位停止”的动作循环；具体机械结构如图纸2所示。773.1.2强度、刚度的计算1．强度计算油缸的的最大输出压力为12吨，所以总的拉力：FZ=12×1000×9.8=117600N所以，每个杆上所受的力为：F=FZ/4=117600/4=29400Nd——杆的直径，F——杆的受的拉力，——许用应力。材料为45钢，=360Mpa，取安全系数n=4，则=/4=90Mpa取d=40mm>20.34mm，所