二自由度平台-液压与PLC控制.docxVIP

目录一. 设计课题21.1 设计目的21.2 设计要求21.3设计方案2二. 拟定液压系统2三．机械部分设计33.1 运动平台设计33.2 液压缸的设计计算43.3 液压元件选取63.4 液压系统的性能验算7四. 电气部分设计94.1 控制系统基本组成94.2 拟定工作流程94.3 转换公式的推导104.4 PLC梯形图14总结18参考文献19一. 设计课题二. 拟定液压系统图1运动平台液压控制回路1.供油方式 由于工作台运动要求加速度较大，所以最大速度较大，流量也大，所以用两个泵分别供两个回路，因为是低压大流量场合，且经过综合考虑，选择齿轮泵。2.压力控制回路 由负载和惯性力可知工作压力较小，所以采用普通直动试溢流阀控制回路压力，同时也起安全保护作用。3.调速回路 利用电液伺服阀实现调速。通过改变输入电流大小，可成比例调节电磁力矩，改变主阀开口大小实现调速。4.安全保护 在液压缸两端分别设置机动换向阀，起限位保护作用，当工作台运动到极限位置时，换向阀右位工作，停止对液压缸供油。三．机械部分设计3.1 运动平台设计 图1 运动平台示意图1.运动平台为十字型，材料为高强铸铁HT200，工作台密度6.6-7.4g/，由液压缸带动平台工作，活塞杆固定。2.运动平台大小设计根据题目要求知运动平台在两个自由度运动的行程为500mm，所以初选缸筒长度为520mm。由于双杆式活塞缸缸体与工作台相连时，工作台运动范围是液压缸有效行程的2倍，即1040mm，所以工作台设计如下：下拖板：长*宽*高=1100*500*40（单位：mm）=1100mm*500mm*40mm*7g/*g=1540N上拖板：长*宽*高=500*400*40（单位：mm）=500mm*400*40*7g/*g=560N3.导轨和滑块的选择表1 导轨滑块参数表型号：EGH15SA滑块质量：0.09kg导轨质量：1.25kg/m基本额定动载荷：5.35kn 基本额定静载荷：9.40kn动摩擦因数：u=0.05 静摩擦因数：u=0.083.2 液压缸的设计计算1.下拖板液压缸计算:(1)负载分析F=+ （3-1）=（3-2）=1540N+560N+2*350N+8*0.9N+12.5*0.5N+1000N=3813.5N动摩擦负载N=190.7N静摩擦负载因为两个自由度方向的最大加速度1g所以4004.2N表2液压缸各阶段负载（）工况计算公式总负载F/N缸推力F/N启动F=305.08335.3加速4004.24400.2制动-3622.8-3981.1（2）液压缸主要参数的确定1.根据分析工作台负载不大，所以初选液压缸工作压力为1.6Mp2.计算液压缸尺寸（3-3）（3-4）按标准取：D=63mm估算活塞杆直径：d=0.4D=25.2mm按标准取：d=25mm则液压缸的有效作用面积为：（3-5）（3）活塞杆稳定性校核因为活塞杆总行程为500mm，而活塞杆直径为25mm，l/d=500/25=2015，所以需要稳定性校核。活塞杆材料用普通碳钢，由材料力学有关公式得，因为液压缸两端固定，所以末端系数,所以有其临界载荷（3-6）当取安全系数时所以满足稳定性条件。（4）液压缸的选取根据以上计算可以选取由中动机械公司生产的双出杆活塞缸M0B63*300双轴可调行程非标定液压油缸。表3 液压缸参数表压力范围：7Mpa速度范围：0-20m/s缸径：63mm 杆径：25mm速比：10/100 行程：可定制缸的工作压力计算： （3-7）所以所选缸满足工作要求。2. 上拖板液压缸计算上下拖板选用同一型号的液压缸，计算其工作压力如下：==96N工作负载：A工作压力：3.3 液压元件选取1.确定液压泵的型号及电动机功率液压缸在整个工作过程中最大工作压力为1.52Mpa，由于系统比较简单，所以取其压力损失，所以液压泵的工作压力为（3-8）加速度为1g时工作台运动速度最大为（3-9）所以液压缸最大流量为（3-10）根据以上流量和压力数值查产品目录选用CB-BD.T500齿轮油泵，其额定压力为2.5Mpa，容积效率0.95，总效率，驱动该泵的电动机的功率为24kw，查电机产品目录，拟选用电动机型号为BPY-200L-4，功率为30kw，额定转速为1480r/min。2.选择阀类元件及辅助元件表4 液压元件型号及规格序号名称通过流量型号及规格1齿轮泵500CB-BD.T5002溢流阀500YF-F50B3机动换向阀40022CH-D20B4电液伺服阀500DSHG-06-2D5电动机BPY-200L-4（1）油管 由公式得，所以选用内径为15mm,外径为17mmmm的钢管。（2）油箱 V=（2-4）=1500L，油箱体积为1500L。（3