剪切机的液压系统设计(一二章完结)

第一章剪切机的液压系统设计 (2)

1.1 剪切机的概述 (2)

1.1.1 剪切机介绍 (2)

1.1.2 剪切机的结构和原理 (2)

1.2 剪切机的工作过程 (2)

第二章剪切机的PLC的程序设计 (3)

2.1 PLC的特点及应用 (3)

2.1.1 PLC的概述 (3)

2.1.2 PLC的特点 (3)

2.2 PLC的选择 (4)

2.3 PLC的系统设计 (5)

2.3.1 PLC的硬件设计 (5)

2.3.2 PLC的软件设计 (6)

2.3.3剪切机液压系统工作原理说明 (7)

第三章液压系统的相关注意事项 (10)

第四章液压缸和油箱的设计描述 (10)

4.1 液压缸的描述 (10)

4.2 油箱的描述 (11)

参考文献 (12)

第一章剪切机的液压系统设计

1.1 剪切机的概述

1.1.1 剪切机介绍

剪切机是机床的一种，它采用液压驱动，安全性能可靠，操作方便。剪切机工作刀口长度：400mm、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm；剪切力从63吨至400吨八个等级，适合不同规模不同要求用户。安装不须底脚螺丝，无电源的地方可用柴油机作动力。剪切机适用于金属回收加工厂、报废汽车拆解场、冶炼铸造行业，对各种形状的型钢及各种金属材料进行冷态剪断、压制翻边，以及粉末状制品、塑料、玻璃钢、绝缘材料、橡胶的压制成型。

1.1.2 剪切机的结构和原理

本文设计的剪切机是采用液压传动原理，传送带送料、压块定位夹紧、剪刀下落，通过主副油缸活塞协调往复运输完成压块夹紧和剪刀下落回程的新型设备。该机具有结构合理、噪音小、性能稳定、剪切准确、操作简便、速度可调、效率较高等特点，是一种适应于各种形状钢剪切的先进设备。剪切机由5个主要部分组成，即传送机构、油缸、液压站和电气控制系统。由液压站供给的压力油传动主副油缸活塞作协调往复运动，完成压块和剪刀的往返动作。

1.2 剪切机的工作过程

剪切机是由送料装置和剪切装置组成，主要工作过程是靠液压油带动液压马达转动再通过轴带动传送带传送来完成送料的。当料块到位后后，电磁换向阀2YA通电，液压油从无杆腔进入，压块开始下压，压住料块。当达到一定压力后，触发压力继电器，导致3YA通电，液压油进入另一个液压缸的无杆腔，剪刀开始下落，剪切料块。剪切料块后，4YA、5YA通电，同时3YA断电，此时从无杆腔回油到油箱，剪刀快速回程。当剪刀回程到一定位置后，2YA失电，液压油从无杆腔回油到油箱，压块回程，如此反复。

工作过程：

送料-压块下降-剪刀下落-剪刀回程-压块下降。

剪切机的液压系统运行过程中平稳安静，重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快，很容易实现机器的自动化等优点。

第二章剪切机的PLC的程序设计

2.1 PLC的特点及应用

2.1.1 PLC的概述

PLC = Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC的应用领域目前不断扩大，并延伸到过程控制、批处理、运动和传动控制、无线电遥控以至实现全厂的综合自动化。PLC的技术发展除了小型化、超高速，大容量存储器，多CPU，多任务并行运行外，PLC的开放性更大，通信联网能力更强，集成化软件更优。

可编程序控制器硬件由六部分构成:

中央处理器（ Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。CPU由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。

电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。

输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。

输出组件（Outputs）：输出组件接收CPU的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。

输入输出（简称I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”和“视觉”。输入信号包括按扭开关、限位开关、接近开关、光电传感器、热电偶、热电阻、位置检测开关和编码器等。输出信号包括继电器、指示灯、显示器、电机启动等直流和交流设备。

编程器（Programmer）：在正常情况下，编程器用于系统初始状态的配置，控制逻辑程序编制和加载，不能对系统操作。编程器也可用于控制程序的调试和控制系统故障时作为检查故障的有效工具。

2.1.2 PLC的特点

（1）.使用灵活、通用性强——PLC的硬件是标准化的，加之PLC的产品已系列化，

功能模块品种多，可以灵活组成各种不同大小和不同功能的控制系统。

（2）.可靠性高、抗干扰能力强——微机功能强大但抗干扰能力差，工业现场的电磁干扰，电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可能导致一般通用微机不能正常工作；传统的继电器—接触器控制系统抗干扰能力强，但由于存在大量的机械触点（易磨损、烧蚀）而寿命短，系统可靠性差。

（3）.接口简单、维护方便——PLC的接口按工业控制的要求设计，有较强的带负载能力（输入输出可直接与交流220V，直流24V等强电相连），接口电路一般亦为模块式，便于维修更换。

（4）.编程简单、容易掌握——PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑了现场工程技术人员的技能和习惯。大多数PLC的编程均提供了常用的梯形图方式和面向工业控制的简单指令方式。编程语言形象直观，指令少、语法简便，不需要专门的计算机知识和语言，具有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间内掌握。利用专用的编程器，可方便地查看、编辑、修改用户程序。

（5）PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品，其结构紧凑，坚固，体积小，重量轻，功耗低。并且由于PLC的强抗干扰能力，易于装入设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

2.2 PLC的选择

世界上PLC产品可按地域分成三大流派：一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著称。

美国是PLC生产大国, 著名的有A-B公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州仪器（TI）公司、西屋公司等。

德国的西门子（SIEMENS）公司、AEG公司、法国的TE公司是欧洲著名的PLC制造商。德国的西门子的电子产品以性能精良而久负盛名。

日本的小型PLC最具特色，在小型机领域中颇具盛名，某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制，日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机，所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等。

在本次设计的系统中，结合任务要求和工作原理，鉴于PLC的特点，我们选择了日本三菱公司的FX2N系列。

日本三菱PLC的主要特点：

1、集成型高性能。CPU、电源、输入输出三为一体。对6种基本单元，可以以最小8点为单元连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出256点。