压块机的液压系统以及控制系统设计

摘要

本文介绍了压块机的液压系统以及控制系统设计。压块机的液压系统主要包括油箱、高压泵、电动机、以及各种压力阀等组成。本次设计首先设计出液压系统原理图，并且详细介绍了油路的走向及如何实现压块机的快进、工进、快退等动作。然后对其中的电动机、高压泵、液压缸以及各种压力阀进行了详细的计算，根据计算结果，选择合适的元件。

本设计还设计了PLC控制系统，对PLC进行了深入的研究，根据设计好的液压传动原理图，画出控制流程图；并根据设计确定的I/O点数，选用合适的可编程控制器，并且给出了I/O分配表和I/O接线图，以及编写了PLC控制系统的程序。

关键词：压块机、液压系统、控制系统、PLC

目录

摘要 (1)

1.绪论 (3)

1.1 课题研究的背景 (3)

1.2 研究课题所做的工作 (4)

2.液压系统设计 (4)

2.1液压技术的简介 (5)

2.2压块机工况分析 (6)

2.3液压系统图及其工作原理 (7)

2.3.1液压系统图： (7)

2.4液压元件的选择与计算 (9)

2.4.1．分析负载 (9)

2.4.2．液压缸设计计算 (10)

2.4.3 液压泵设计计算 (11)

2.4.4 阀类元件与辅助元件的选择 (12)

2.4.4.1 溢流阀 (12)

2.4.4.2 电磁换向阀 (13)

2.4.4.3顺序阀 (13)

2.4.5 双联叶片泵 (13)

2.4.6 油箱 (14)

3.PLC的选用和设计 (14)

3.1.采用PLC控制的优点 (14)

3.2. 输入输出I/O点数的估算 (14)

3.2.1 控制功能的选择 (14)

3.3 PLC的控制设计 (15)

3.3.1 PLC控制工作原理 (16)

3.3.2 I/O口的分配 (16)

3.3.3 外部电路接线图 (16)

3.3.4 PLC梯形图的概述 (18)

3.3.5 PLC控制梯形图 (18)

3.3.6 根据梯形图写出以下程序 (21)

参考文献 (23)

1.绪论

1.1课题研究的背景

随着现在社会的发展，机械、液压、电气等科学技术的进步，挤压机的应用越来越广泛，渐渐成为机械行业不可或缺的加工机械。目前挤压技术已经应用于硬质合金、食品工业及机械加工业等诸多领域。利用硬质合金挤压成型技术可生产截面积较小且长度较长的产品，如棒材、管材、带材等。由于采用挤压技术可以获得沿长度方向密度均匀的产品，且生产效率高，因此在硬质合金生产中挤压机技术已经得到普及应用。同时随着挤压机的发展，种类逐渐细化，其产品应用领域不断扩展，使挤压机在国民经济中地位在不断加强。

而伴随着资源、能源的缺乏和对环境保护要求的提高，越来越多的节能、减排产品投放到了市场，而金属锯屑挤压机便是其中的一种，它可以将金属锯屑压成块再回炉，不仅减少了对环境的污染，而且给运输带来了方便。

在中国,金属锯屑挤压机市场有很大的发展空间，有很高的投资价值，为保护环境，节约能源起到了举足轻重的作用。因此，可以看出金属锯屑挤压机具有很大的发展潜力与极好的市场。

金属锯屑挤压机的具体发展方向为：

1）智能化送料装置

送料量的多少及是否均匀，直接关系到屑块的形状、尺寸及松紧度。现在金属屑压块机大多无独立送料装置或装置达不到要求，导致屑块形状、尺寸及松紧度差异较大，为了达到均匀稳定送料，可采用振动机重量检测进行控制。

2）工艺性好

与主机配合完美的金属锯屑挤压机控制系统将会有所发展，它具有友好的人机界面，不占太多的工作空间，便于操作，便于维护，可大大减少操作工人的工作强度。

3）良好的工作性能

具有较低的噪声、较小的能耗，在高速换向时，利用程序控制、软件来实现对换向冲击的缓冲。

4）能够实现从进料到出块全自动的金属锯屑压块生产流水线。

5）发展智能化金属锯屑挤压机控制系统。

6）应配置屑块智能称重仪，使屑块具有重量即时显示、超重报警、累计重量、累计数量、班次产量等功能。

7）发展机电液一体化金属锯屑挤压机。

屑块质量好、生产效率高是金属锯屑压块机的发展方向，现有使用金属锯屑压块机均成为单一的机械设备。可以综合使用机械、液压、电气控制等技术，发展结构紧凑，元件高度集成，使得液压站的体积大大减小，减少连接管路、液压元辅件，从而使可靠性相应的提高。

8）增加出料装置

配备出料装置可以避免二次操作，从而节省了时间与劳动强度。

9）高效率、低故障率，便于维修

这就要求系统结构尽可能的简单，从而降低故障率，并且便于维修。同时要求液压系统反应速度快，行程短。设计须考虑到多尘和高温等环境因素，以减少故障发生。

10）全方位的监控运行控制系统。

本次研究的金属屑挤压机的应用更为广泛。只要有锯切设备，锯屑的产生就不可避免。如何处理、回收锯屑，尤其是铜、铝材等贵金属切屑，就成为一个必须考虑的问题。如果每天产生大量的锯屑，依靠人工将锯屑装入翻斗车，需要较多人力，既影响环境，又不便于运输、回收。因此，金属压块机的功用就显得尤为重要，它不仅节约了资源，而且提高了工作效率。

1.2研究课题所做的工作

1）问题的提出

金属锯屑挤压机是各个机械加工行业不可或缺的辅助设备。随着机械加工行业不断地发展，金属的需求量逐年的增加，随之产生了大量的金属锯屑，而对锯屑的回收就显得更加必要。这就需要有一种专门的工具进行回收，而金属锯屑压块机的出现，使之得到了解决, 它不仅能节省成本，而且也能节约资源。本次课程设计所要解决的问题就是设计出这种锯屑挤压机的液压控制系统。

2）解决问题所做的工作

A.详细分析金属锯屑液压压块机的工作过程；并根据工作过程，设计能满足

工作要求的液压控制系统。

B.以设计的液压系统为基础，画出控制流程图；并根据设计确定I/O点数，

选用合适的可编程控制器，写出I/O分配表，画出I/O接线图；编写PLC控制系统的程序。

2.液压系统设计