调平支撑装置液压控制系统设计

调平支撑装置液压控制系统设计
论文结构
•绪论
•平衡支撑装置整体方案的拟定•平衡支撑装置液压缸的设计•液压系统的设计
•液压站的设计
•PLC控制程序的设计
•调平支撑装置用液压缸作为支腿，通过控制液压缸的位移（高度），实现支撑装置的调平控制，需要完成液压原理图画四号图幅，PLC原理画四号图幅，液压站零号图，阀块零号图，油箱零号图的绘制，完成设计论文的编写。

负载为6T。

•调平系统按支撑结构方式一般分有三点支撑调平、四点支撑调平和六点支撑调平等。

根据驱动方式选取的不同,调平系统可以分为液压调平系统和机电式调平系统,其中液压调平由于负载能力较强、加速度性好等特点,多用于载荷较重场合,而机电式调平的稳定性好,结构简单、但承载能力有限等特点,多用于相对较轻载荷调平。

•调平系统通常是采用工控机、微控制器、PLC或者单片机作为系统控制核心。

随着电子技术和自动控制技术的迅速发展,目前应用微机控制已经非常普遍,一般多采用单片机或可编程控制器(PLC)作为控制中心,以液压元件或机电元件作为执行机构。

•现阶段，国内外的调平技术都已逐步成熟，但随着设备机动性的要求的不断提高，对调平系统调平时间和调平精度的要求也想要提高，与之相适应的自动精致调平技术也不断发展。

今后的自动调平系统将向以下几个方向发展:
1.精确性，
2.稳定性，
3.快速性，
4.可操作性。

• 1.调平原理：工作台采用四点支撑，每个油缸的缸径一致，当工件放在工作台上，若想达到平衡，必须每个油缸的输出的力一致，因此四个油缸的无杆腔位置配有压力继电器，通过调节压力继电器动作所需压力，从而达到输出力相等的目的。

• 2.液压回路设计：考虑到换向阀损坏，或者油管爆裂导致的工作台坠落，所以每个油缸上配有液压锁，防止油缸跌落。

• 3.控制方面：考虑到电气故障配有急停开关，在正常工作调平时，通过一键按钮自动完成调平工作。

控制系统采用三菱FX1N系列PLC，成本底，相对继电器控制系统结构紧凑，系统出现故障时容易排查。

整机方案的拟定：
本文设计的平衡支撑装置用于工作无震动设备的支撑，可以便捷安装，提高工作效率。

工作时，操作者只需通过控制柜上的按钮一键调平设备的平衡，和设备的整个高度，操作方便。

平衡支撑装置由机械、液压和电控三部分组成，采用四点支撑，四点支撑能够可靠的保证整设个设备的平衡和稳定。

整个装置通过液压缸的伸缩达到支撑平衡的目的。

液压原理图的拟定：
•按下启动按钮, 使机器处于工作状态；按下油缸前进按钮, 三位四通电磁阀004 上的电磁铁通电, 左边电磁铁得电时，使换向阀004 切换至左位，推杆将阀芯推向左端，P与A通，B与T通；液压泵的压力油先经过阀004 进入支撑油缸的无杆腔, （有杆腔经阀005和006和换向阀004向油箱排油），其活塞移动。

当油缸接触地面时, 系统压力迅速上升；油压升高达到007压力继电器的设定值时,004电磁阀的左线圈失电，电磁阀004处于常闭状态。

待四个油缸全部达到设定压力状态时，整个系统停止，达到平衡状态。

•油缸后退操作过程：当整个工作完成后需要撤掉整个平衡装置，只需要按下电柜上的油缸后退按钮（按住不放），等待四个油缸全部回到初始位置时，松开按钮。

这时整个系统恢复的初始状态。

液压缸的设计：
1.负载分析9.缸体外径尺寸的计算
2.油缸效率分析10.活塞杆强度和液压缸稳计算
3.系统背压的选择11.缸筒壁厚的验算
4.液压缸缸径的确认12.活塞设计
5.导向长度的确认13.密封件的选用
6.活塞宽度的确定14.活塞杆的设计
7.缸体长度的确认15.缓冲装置和排气阀
8.缸筒壁厚的计算
•液压系统设计：液压站的设计：
1.确定液压泵的流量、 1.油箱的结构设计
压力和选择泵的规格 2.油箱附件的安装
2.选择液压元件
3.油箱的清洁控制
3.确定管道尺寸
4.油箱的防锈
4.确定液压油箱容积
5.焊接工艺
5.确定液压油液
6.液压泵组的结构设计
6.液压系统的验算
•叠加阀式液压站结构简单。

叠加阀式结构是阀与阀直接连接，不需要管件、集成块等油路。

液压系统所需要的全部控制元件按原理一次叠加成一个回路模块，通过基座于油箱盖上。

•这种结构形式整齐美观、体积小、重量轻，压力损失小。

如下图：•
•PLC控制程序设计：
根据整个系统的系统原理图和功能要求，系统一共有9个输出点和9个输入点。

所以本系统选取的是三菱公司生产的小型整体式可编程控制器FX1N-24MR-001系列，输入端子选择14点, 输出端子选择10点，输出、输出点可以满足控制要求，因此本文选择三菱小型PLC FX1N-24MR-001。

（FX1N-24MR-001三菱PLC FX1N系列是一种卡片大小的
PLC，适合在小型环境中进行控制。

它具有卓越的性能、串行通讯功能以及紧凑的尺寸，这使得它们能用在以前常规PLC无法安装的地方）PLCI/0的分配：分配输入/输出点信号、输出点与输出控制是一一对应的。

分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。

FX1N型PLC的输入/输出通道号采用自由配置、固定通道方式。

输入输出继电器可自由选择，与输入点对应的即为输入继电器，与输出点对应的即为输出继电器。

支撑平衡控制系统输入输出接口如下表所示。

I/0点分配
PLC电气原理图
本文对平衡支撑装置的液压系统进行了参数计算和结构设计。

在液压油路和各液压元件的选择及分析，液压缸的设计计算，液压站的设计计算。

现将有关总结如下：
1．液压缸的设计计算。

在整个设计中，对液压缸的设计计算所占的篇幅是最大的，其中对液压缸缸径的选择计算和液压缸关键部件的校核是设计的重点。

2．液压系统的设计，包括主要元件的选择，液压系统的验算等。

3. 液压泵站的设计，包括液压油箱的设计和液压元件的安装布置等。

4. 系统控制程序的编写，利用三菱FX系列PLC对整个装置进行控制程序
的编写
谢谢！。