機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)-100T液壓機(jī)泵站設(shè)計(jì)(含CAD圖紙全套)
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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述
100T液壓機(jī)泵站設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
姓名: 班級(jí):機(jī)制1102 指導(dǎo)教師:于玲
摘要
液壓機(jī)作為一種通用的無(wú)削成型加工設(shè)備,其工作原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成各種壓力加工的。其工作特點(diǎn)之一是動(dòng)力傳動(dòng)為“ 柔性”傳動(dòng), 不象機(jī)械加工設(shè)備一樣動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜, 這種驅(qū)動(dòng)原理避免了機(jī)器過(guò)載的情況。二是液壓機(jī)的拉伸過(guò)程中只有單一的直線驅(qū)動(dòng)力, 沒(méi)有“ 成角的”驅(qū)動(dòng)力, 這使加工系統(tǒng)有較長(zhǎng)的生命期和高的工件成品率。
按照動(dòng)作方式可將液壓機(jī)分為單動(dòng)、雙動(dòng)、三動(dòng)三種形式。在單動(dòng)方式中, 壓頭或滑板作為移動(dòng)部件單向移動(dòng)完成壓制過(guò)程。雙動(dòng)型壓力機(jī)有兩個(gè)移動(dòng)部件:滑板或沖頭和模板。其工作過(guò)程是, 沖頭或滑板自上而下拉伸沖料, 模板充作固定壓板。三動(dòng)型壓力機(jī)中, 深拉伸滑塊和壓邊滑塊自上而下移動(dòng), 由模板實(shí)現(xiàn)打料動(dòng)作。
按照機(jī)架結(jié)構(gòu)形式液壓機(jī)可分為梁柱式、組合框架型、整體框架式、單臂式等。按照功能用途液壓機(jī)可分為手動(dòng)液壓機(jī)、鍛造液壓機(jī)、沖壓液壓機(jī)、一般用途液壓機(jī)、校正、壓裝液壓機(jī)、層壓液壓機(jī)、擠壓液壓機(jī)、壓制液壓機(jī)、打包壓塊液壓機(jī)、專(zhuān)用液壓機(jī)十組類(lèi)型。
由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)比較成熟, 國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展, 為改進(jìn)液壓機(jī)的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能。相比來(lái)講, 國(guó)內(nèi)機(jī)型雖種類(lèi)齊全, 但技術(shù)含量相對(duì)較低, 缺乏技術(shù)含量高的高檔機(jī)型, 這與機(jī)電液一體化, 中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)不相適應(yīng)。
現(xiàn)在, 國(guó)外眾多液壓機(jī)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)這種高性能的工業(yè)控制機(jī)控制方式的液壓機(jī)產(chǎn)品。正是因?yàn)椴捎眠@種先進(jìn)的控制方式, 使整機(jī)的控制性能, 生產(chǎn)效率都有很大提高。而與國(guó)外發(fā)展情況相比, 國(guó)內(nèi)極少有采用工業(yè)控制機(jī)控制方式的產(chǎn)品, 成熟的產(chǎn)品是采用可編程控制器的控制方式。
中國(guó)液壓機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,在技術(shù)及生產(chǎn)上已經(jīng)基本成熟。 其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率是其他機(jī)床所不能比擬的, 但和國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家的專(zhuān)業(yè)液壓機(jī)制造公司如米勒萬(wàn)家頓、舒勒、川崎油工相比,尚有較大的差距。雖然我們的產(chǎn)量很大,但我們的價(jià)格卻只有它們的1/4到1/10 。要縮小這種差距,參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),把液壓機(jī)打入國(guó)際高端市場(chǎng),不能僅僅依靠?jī)r(jià)格的優(yōu)勢(shì),必須把產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量放在第一位,這才是中國(guó)液壓機(jī)行業(yè)的根本目標(biāo)。
作為液壓機(jī)兩大組成部分的主機(jī)和液壓系統(tǒng), 由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟, 國(guó)內(nèi)外機(jī)型無(wú)較大差距。主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過(guò)濾、冷卻及防止沖擊和振動(dòng)方面, 有較明顯改善。
在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面, 國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)都趨向于集成化、封閉式設(shè)計(jì)。插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。國(guó)外已開(kāi)始廣泛采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計(jì)。這種油路設(shè)計(jì)有效地防止泄油和污染。更重要的防止灰塵、污物、空氣、化學(xué)物質(zhì)侵人系統(tǒng), 延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命。由于加工工藝等方面的原因, 國(guó)內(nèi)采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計(jì)的系統(tǒng)還不多見(jiàn)。在安全性方面, 國(guó)外某些采用微處理器控制的高性能液壓機(jī)利用軟件進(jìn)行故障的檢測(cè)和維護(hù), 如確嘆產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)負(fù)載檢測(cè)、自動(dòng)模具保護(hù)以及錯(cuò)誤診斷等功能。
正文
當(dāng)前的國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)產(chǎn)品中,按照控制系統(tǒng),可分為三種類(lèi)型: 一是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機(jī);二是采用可編程邏輯控制的液壓機(jī);三是應(yīng)用高級(jí)微處理器的高性能液壓機(jī)。
三種類(lèi)型功能各有差異, 應(yīng)用范圍也不盡相同。但總的發(fā)展趨勢(shì)是高速化、智能化。繼電器控制方式是延續(xù)了幾十年的傳統(tǒng)控制方式, 其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 技術(shù)要求不高, 成本較低, 相應(yīng)控制功能簡(jiǎn)單, 適應(yīng)性不強(qiáng)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展, 可編程序控制器的功能更加豐富。早期的可編程序控制器在功能上只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制,后來(lái)一些廠家開(kāi)始采用微電子處理器作為可編程序控制器的中央處理單元, 從而擴(kuò)大了控制器的功能, 使其不僅可以進(jìn)行邏輯控制, 而且還可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制。因此, 可編程控制器控制方式是介于繼電器方式和工業(yè)控制機(jī)控制方式之間的一種控制方式。可編程控制器有較高的穩(wěn)定性和靈活性, 但在功能方面與工業(yè)控制機(jī)相比有一定差異。工業(yè)控制機(jī)控制方式是在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)成熟發(fā)展的基礎(chǔ)上采用的一種高技術(shù)含量的控制方式。這種控制方式以工業(yè)控制機(jī)或單片單板機(jī)作為主控單元, 通過(guò)外圍接口器件如刀, 板等或直接應(yīng)用數(shù)字閥實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的控制, 同時(shí)利用各種傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng), 達(dá)到精確控制的目的。
繼電器控制方式是延續(xù)了幾十年的傳統(tǒng)控制方式,其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,技術(shù)要求不高,成本較低,相應(yīng)控制功能簡(jiǎn)單,適應(yīng)性不強(qiáng)。其適用于單機(jī)工作、加工產(chǎn)品精度要求不高的大批量生產(chǎn)(如餐具、廚具產(chǎn)品等),也可組成簡(jiǎn)單的生產(chǎn)線,但由于電路的限制,穩(wěn)定性及柔性較差?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多液壓機(jī)廠家是以這種機(jī)型為主,使用對(duì)象多為小型加工廠,或加工精度不高的民用產(chǎn)品。國(guó)外眾多廠家只是保留了對(duì)這種機(jī)型的生產(chǎn)能力,而主要面向以下兩種技術(shù)含量的機(jī)型組織生產(chǎn)。
可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制發(fā)展的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的,并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心,把自動(dòng)化技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),通訊技術(shù)融為一體的新興工業(yè)自動(dòng)控制裝置,目前已被廣泛的應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械以及自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,可編程序控制器的功能更加豐富。早期的可編程序控制器在功能上只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制。后來(lái)一些廠家開(kāi)始采用微電子處理器作為可編程序控制器的中央處理單元(CPU),從而擴(kuò)大了控制器的功能,使其不僅可以進(jìn)行邏輯控制,而且還可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制。因此,可編程控制器控制方式是介于繼電器方式和工業(yè)控制機(jī)控制方式之間的一種控制方式??删幊炭刂破饔休^高的穩(wěn)定性和靈活性,但在功能方面與工業(yè)控制機(jī)控制方式,如天津鍛壓機(jī)械廠有近60%的產(chǎn)品裝有PLC。通過(guò)采用PLC控制,使系統(tǒng)的控制性能和可靠性大大提高。國(guó)外廠家如丹麥的STENHQJ公司采用了SIEMENS的可編程控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力和位移的控制。
工業(yè)控制機(jī)控制方式是在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)成熟發(fā)展的基礎(chǔ)上采用的一種高技術(shù)含量的控制方式。這種控制方式以工業(yè)控制機(jī)或單片/單板機(jī)作為主控單元,通過(guò)外圍接口器件或直接應(yīng)用數(shù)字閥實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的控制,同時(shí)利用各種傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng),達(dá)到精確控制的目的。這種控制方式主要有以下特點(diǎn):
①具有友好的人機(jī)交互性,操作簡(jiǎn)單。如:BROWN、BOGCS公司的產(chǎn)品,可通過(guò)數(shù)字面板顯示輸入壓力、快進(jìn)和回程速度、壓制速度及保壓/停機(jī)時(shí)間參數(shù),極大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。
②控制精度高。數(shù)字控制的行程長(zhǎng)度及工作行程與傳統(tǒng)機(jī)械式的行程開(kāi)關(guān)控制相比,精度有極大的提高。一般控制精度可達(dá)到0.05mm[2]
③易于實(shí)現(xiàn)高速化,提高生產(chǎn)效率子微處理控制方式,如美國(guó)的FERRA公司通過(guò)采用電子微處理控制方式,工作循環(huán)比以前快60%。
④可順利實(shí)現(xiàn)對(duì)工作參數(shù)(壓力、速度、行程等)的單獨(dú)調(diào)整。通過(guò)對(duì)控制參數(shù)的單獨(dú)控制,調(diào)整被加工材料的流動(dòng),能進(jìn)行復(fù)雜工件、不對(duì)稱(chēng)工件的加工。
⑤預(yù)存工作模式,可對(duì)不同工件的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)預(yù)先存儲(chǔ)和重復(fù)調(diào)用,縮短調(diào)整時(shí)間。這與柔性加工的加工要求相適應(yīng)。
⑥對(duì)高速下的換向沖擊可利用軟件來(lái)清除,以降低噪聲,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
⑦在安全方面,可利用軟件進(jìn)行故障預(yù)診斷,并且自動(dòng)修復(fù)故障和顯示錯(cuò)誤。如STENHQF的機(jī)型和BROWN BOGCS公司都有此項(xiàng)功能。
⑧易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的集成控制,組成柔性生產(chǎn)線及與上位機(jī)進(jìn)行通訊和實(shí)現(xiàn)調(diào)度控制。
三、發(fā)展趨勢(shì): 目前四柱液壓機(jī)到底發(fā)展方向主要有:
1) 機(jī)電液一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善。
2)高速化,高效化,低能耗。提高液壓機(jī)的工作效率,降低生產(chǎn)成本。
3) 自動(dòng)化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)的在加工,應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整,具有故障預(yù)處理的功能。
4) 液壓元件集成化,標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接,有效地防止泄漏和污染。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來(lái)方便。
四、存在問(wèn)題
1)液壓元件制造精度要求高 由于元件的技術(shù)要求高和裝配比較困難,使用維護(hù)比較嚴(yán)格。
2)實(shí)現(xiàn)定比傳動(dòng)困難 液壓傳動(dòng)是以液壓油為工作介質(zhì),在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間不可避免的要有泄漏,同時(shí)油液也不是絕對(duì)不可壓縮的。
3)油液受溫度的影響 由于油的粘度隨溫度的改變而改變,故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。
4)不適宜遠(yuǎn)距離輸送動(dòng)力 由于采用油管傳輸壓力油,壓力損失較大,故不宜遠(yuǎn)距離輸送動(dòng)力。
5)油液中混入空氣易影響工作性能 油液中混入空氣后,容易引起爬行、振動(dòng)和噪聲,使系統(tǒng)的工作性能受到影響。
6)油液容易污染 油液污染后,會(huì)影響系統(tǒng)工作的可靠性。
7)發(fā)生故障不易檢查和排除。
總結(jié)
近年來(lái),我國(guó)在機(jī)床行業(yè)取得了很大的發(fā)展,但是國(guó)產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備在它的品種、可靠性、和質(zhì)量方面相對(duì)于國(guó)外企業(yè)處于落后地位,有著較高的提升空間,開(kāi)拓高端產(chǎn)品具有重要的意義。
中國(guó)是當(dāng)今世界的制造大國(guó),應(yīng)該更加強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的質(zhì)量,其前提是加強(qiáng)產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新和自主開(kāi)發(fā),努力發(fā)展技術(shù),將中國(guó)制造轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊?guó)創(chuàng)造,機(jī)床行業(yè)的發(fā)展,可以幫助我們從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)型。
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