板料液压剪切机系统设计大学论文.docx
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板料液压剪切机系统设计大学论文
专业综合实验报告
板料液压剪切机系统
院系名称：
机械工程学院
专业：
机械设计制造及其自动化
班级：
机械05-1班
姓名：
日期：
2008年12月28日
板料液压剪切机系统
1.主机功能结构及原理
本液压剪切机主要用于板料的剪切加工。
物料的压紧和剪切由液压缸驱动。
各工作机构行程上，布置有电器行程开关（B1~B4），通过其发信和相对应的电路实现自动控制。
剪切机进入工作状态前，物料放在送料皮带上，然后启动液压系统并升压到工作压力后，开动送料机向前输送物料，当物料送至规定的剪切长度时压下开关ST2发信，压块由液压缸带动下降，当压紧物料时行程开关B1接通，剪刀由另一液牙缸带动下降，剪刀切断物料后，行程开关B2接通，剪刀上升到原始位置，行程开关B4接通，压块上升到指定位置B3接通，整个系统停止并卸荷。
完成一次自动工作循环。
然后自动重复上述过程，实现剪切机的工作过程自动控制。
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2.液压系统图
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图1剪切机液压系统原理图
1—变量液压泵；2—先导式溢流阀；3—二位二通电磁换向阀；4、7—压力表及其开关；
5—单向阀；6—减压阀；8、9—二位四通电磁换向阀；10—单向顺序阀；
11—液控顺序阀；12—单向节流阀；13—压块液压缸；14—剪刀液压缸；15—蓄能器
3.液压油路原理过程
启动升压电磁铁3YA通电换向阀3（右移），其他都不动。
进油路：
变量泵1→单向阀5→蓄能器。
压块下降电磁铁1YA，3YA得电，换向阀8（右位）换向阀3（右位）。
进油路：
变量泵1→单向阀→减压阀6→换向阀8（右位）→液压缸13下腔。
回油路：
液压缸13下腔→单向顺序阀10→换向阀8右位→油箱。
剪刀下降电磁铁1YA，2YA，3YA都得电。
进油路：
变量泵1→单向阀→减压阀6→换向阀8（右位）→液压缸13下腔。
变量泵1→单向阀→换向阀9右位→液压缸14上腔。
回油路：
液压缸13下腔→单向顺序阀10→换向阀8右位→油箱。
液压缸14下腔→单向节流阀12→液控顺序阀11→换向阀9右位→油箱。
剪刀上升电磁铁1YA，3YA的电。
进油路：
变量泵1→单向阀→减压阀6→换向阀8（右位）→液压缸13下腔。
变量泵1→换向阀9左位→液控顺序阀11→单向节流阀→液压缸14下腔。
回油路：
液压缸14上腔→换向阀9左位→油箱。
压块上升电磁铁3YA得电。
进油路：
变量泵1→单向阀5→减压阀6→换向阀8左位→单向顺序法10→液压缸13下腔。
回油路：
液压缸13上腔→换向阀8左位→油箱。
液压缸14上腔→换向阀9左位→油箱。
系统卸荷电磁铁全部失电。
由于顺序单向阀10和液控单向阀11的作用，液压缸13和液压缸14都停在原位不动。
卸荷油路：
变量泵1→单向阀5→先导式溢流阀2→油箱。
动作名称
信号来源
液压元件工工作状况
换向阀8
换向阀9
换向阀3
启动升压
ST2
左位
左位
右位
压块下降
ST1
右位
左位
右位
剪刀下降
B1
右位
右位
右位
剪刀上升
B2
右位
左位
右位
压块上升
B4
左位
左位
右位
系统卸荷
B3
左位
左位
左位
表1液压系统图的动作循环表
4.参数列表
表2剪切机液压系统主要技术参数
项目
参数
单位
液压泵1
转速
1200
r/m
额定压力
40
MPa
排量
55.7
mL/r
减压阀6
调定压力
5
MPa
先导式溢流阀2
调定压力
20
MPa
液压缸13
缸筒内径
100
mm
活塞杆直径
50
行程
500
液压缸14
缸筒内径
150
mm
活塞杆直径
80
行程
500
液控单向阀11
调定压力
1
MPa
单向顺序阀10
调定压力
3
MPa
5.配电图
图2剪切机配电图
表3剪切机动作配电图列表
动作名称
信号来源
液压元件工工作状况
1Y
2Y
3Y
启动升压
ST2
失电
失电
得电
压块下降
ST1
得电
失电
得电
剪刀下降
B1
得电
得电
得电
剪刀上升
B2
得电
失电
得电
压块上升
B4
失电
失电
得电
系统卸荷
B3
失电
失电
失电
6.配电原理过程
剪切机进入工作状态前，物料放在送料皮带上，然后启动按钮ST2，电磁铁3KM得电，全部关联开关随之动作，继电器3Y得电，液压系统开始升压，升压到工作压力后，开动送料机向前输送物料，当物料送至规定的剪切长度时压下开关ST1发信，电磁铁1KM得电，相关联的开关随之动作，继电器1Y得电，压块由液压缸带动下降，当压紧物料时行程开关B1接通，电磁铁4KM得电，关联开关随之动作，电磁铁2KM接通，剪刀由另一液牙缸带动下降，剪刀切断物料后，行程开关B2接通，电磁铁6KM得电，相关联的开关随之动作，此时4KM失电，他控制的继电器2Y失电，剪刀缸开始上升，剪刀上升到原始位置，行程开关B4接通，电磁铁7KM得电，相关联的开关随之动作，此时，电磁铁1KM失电，开关K1动作，继电器1Y失电，压块开始上升，压块上升到指定位置时，行程开关B3接通，电磁铁3KM得电，相关联的开关K3随之动作，整个系统停止并卸荷。
完成一次自动工作循环。
然后自动重复上述过程，实现剪切机的工作过程自动控制。
。
7.仿真过程抓图
图3启动升压
图4压块下降
图5剪刀下降
图6剪刀回升
图7压块回升
图8系统卸荷
8.仿真说明
启动升压按下开关ST2，电磁铁3Y通电换向阀3（右移），其他都不动，系统升压。
压块下降当系统压力升到调定值，按下开关ST1，电磁铁1Y得电，换向阀8（右位），压块下降。
剪刀下降当压块碰到行程开关B1，电磁铁2Y得电，换向阀9（右位），剪刀下降。
剪刀上升当剪刀碰到行程开关B2，电磁铁2Y失电，换向阀9（左位），剪刀上升。
压块上升当剪刀碰到行程开关B4，电磁铁1Y失电，换向阀8（左位），压块上升。
系统卸荷当压块碰到行程开关B3，电磁铁全部失电，系统卸荷。
9.压块液压缸的速度特性及仿真分析
图9剪刀的速度曲线
由图可知，剪刀的速度主要由四个阶段组成。
第一阶段，系统升压合压块下降阶段。
由于没有液压油流入剪刀液压缸的无杆腔，故此阶段速度为0。
第二阶段，剪刀下降阶段。
变量泵和蓄能器同时供油，流量较大，但由于顺序单向阀的节流作用，故速度迅速上升较快但不大。
随着蓄能器不断供油，流量也随之减小，速度也随着减小，趋于平缓。
当剪刀碰到物料，速度降低，直至剪断。
第三阶段，换向阀换向需要时间，此阶段速度为0。
第四阶段，剪刀上升。
一开始，由于蓄能器释放能量，与变量泵同时供油，且没有顺序单向阀的节流作用，故此时的速度较大，随着蓄能器压力的减小，速度也随之减小。
10.实验结论
通过实验，验证了系统有如下特点：
1．本剪切机采用液压传动和电气自动控制，自动化程度高，工作稳定性好。
2．液压系统采用变量泵供油，回油节流调速，能量利用合理，发热少；立置液压缸设有平衡和锁紧措施，工作安全可靠。
3．系统使用了蓄能器装置，提高了系统的工作效率。
参考文献
1.《现代液压技术应用220例》张利平主编化学工业出版社北京
2.《液压传动》王宪军赵存友主编哈尔滨工程大学哈尔滨
黑龙江科技学院
综合实验说明书
名称：
板料液压剪切机系统设计
专业：
机械设计制造及其自动化
班级：
机械04-1
姓名：
马占川
学号：
01号
指导教师：
孙月华
起止时间：
2007.12.24-200712.28
机械工程学院
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