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1、 专业工程实践类别 机 械 制 造 题目 接力器控制系统设计 系 名 称 机 械 工 程 系 专业及班级 机制S2009-7 学 生 姓 名 郭萍 学 号 13 指 导 教 师 文跃兵 完成日期 2011 年 月 日湖南工业职业技术学院专业工程实践任务书 系 名 称 机 械 工 程 系 专业及班级 机制S2009-7 学 生 姓 名 郭萍 学 号 13 专业工程实践题目： 接力器控制系统设计 指 导 教 师（签字）： 教研室主任（签字）： 系 主 任（签字）： 2011年 10 月 8 日专业工程实践课题及任务课 题简 介水压机的各种动作都是由一组专门的液压机构来控制的，分配器是这个液压机构的
2、主体，并且一台水压机的控制系统由若干个分配器组成。本课题设计一个分配器的驱动机构（接力器）的控制系统，开启分配器的力很大，是通过液压伺服系统驱动的。设计一液压驱动系统及控制系统，通过闭环反馈控制，启闭分配器，实现水压机的控制。课题任务要求本课题主要包括以下任务：1、 方案确定；2、 液压控制系统设计；3、 电气控制系统设计；4、上交资料：设计说明书，电气原理图，液压系统图。进 程安 排第一周 查阅资料、编写零件加工工艺。第二周 确定结构设计方案。第三周 编写设计计算说明书，绘制总装图和零件工作图。第四周 整理，校核，验算，上交资料。参 考资 料1、机械设计手册 2、125MN挤压机操纵控制系统
3、设计与研究 汪顺民 中南大学3、老虎工作室 姜勇 编著 AutoCAD2006 基础培训教程 人民邮电出版社 2006.14、机床电器与PLC 李伟 西安电子科技大学出版社5、机械制图 刘海渔 杨晓红 湖南大学出版社6、液压与气动技术 孙涛 中南大学出版社湖南工业职业技术学院专业工程实践开题报告书 机械工程 系 机械制造与自动化 专业 学生姓名郭萍班级机制S2009-7学号13课题名称接力器控制系统设计课 题准 备情 况（含对课题的理解、资料查阅、现场实习和考察等先期工作）思 路和方 法拟重点解决的问 题计 划进 度指导教师意见 签名：年 月 日湖南工业职业技术学院专业工程实践考核表 机械工程
4、 系 机械制造与自动化 专业 学生姓名郭萍班级机制S2009-7学号13课题名称接力器控制系统设计课题完成情况及自我评 价（学生填写）指导教师评价评语评分 （共40分）签名： 年 月 日评审小组评价评语评分 （共60分）组长签名： 年 月 日专业工程实践评审组审核 经综合考核该学生专业工程实践得分 分，评定为 （审核指导教师评价和评审小组评价并合分，评定等级） 组长签名：年 月 日目 录摘要.第一章 绪论.1.1课题背景.1.2挤压机的技术现状.1.3发展趋势1.4控制系统特色.小结.第二章 接力器液压驱动系统设计.2.1挤压机的工作原理22液压驱动系统简介.2.2.1溢流阀、节流阀、换向阀、
5、控制阀各种阀的选择2.2.2液压驱动系统的工作原理.2.2.3液压泵的选择、工作环境2.2.4液压驱动系统的安全性小结.第三章 接力器控制系统设计（主要设计分配器凸轮转角控制）3.1控制系统简介.3.1.1 控制系统的要求3.1.23.1.3控制系统的安全性3.1.4控制系统运行环境.小结.结束语，鸣谢.参考文献附录. 摘要125MN挤压机的分配器由“水控水”到“电控水”到现在的“油控水”这一路历史性的改革意味着我国挤压机不断的更新，与国际接轨，控制系统的更新是必不可少的一部分。因此，针对操作控制方式进行了多次调查，发现系统已呈现了明显的老式化、落后，挤压机的可靠性得不到保证。对操纵控制方式进
6、行了深入研究，决定对其进行改造，将原来的电动单元组合模拟仪表控制系统改造为现场总线控制系统。通过PLC控制油压系统驱动执行油缸，以实现分配器阀的正确动作;由检测系统检测凸轮驱动机构的实际位置，反馈给控制系统，以实现闭环控制;检测系统还检测系统的其它物理量，用以监视挤压机的工作情况。系统改造遵循以下原则:1、完全满足系统的原有功能2、系统的控制精度、响应速度等特性都大幅度提高3、系统可靠性提高4、实现自动操作关键词：挤压机 操纵控制系统 油控水 PLC 现场总线 主要内容备注第一章 绪 论1.1 课题背景“125MN挤压机的接力器控制系统设计”的背景是西南铝业集团有限公司“125MN挤压机现代化
7、配套改造”的项目。本设计主要针对125MN挤压机接力器控制系统改造，是其改造之一。经多次市场调查，125MN挤压机是我国目前最大的挤压机之一，是西南铝业集团有限公司锻造分厂的主要生产设备，在我国国防建设与经济建设中起着至关重要的位置。该挤压机出世于20世纪60年代，由沈阳重型机床厂设计和制造，突破了历史性的发展，成为了我国第一台生产的大型设备。125MN挤压机为卧式四缸四柱式带孔系统结构，泵-蓄式传动方式。挤压力分为55M /70M/125M三级，穿孔力为31.5MN。该机主要以正向挤压为主，同时也考虑了反向挤压的可能性，主要用于生产大型铝材、铝棒材、铝管材。科技的步伐突飞猛进，电子技术、液压
8、控制技术成熟对实现自动化，智能化已形成了基本条件，改变落后、精度不高、效率低的弊端义不容辞。主要内容备注1.2挤压机的技术现状据不完全统计，目前全世界已投产的挤压力大于50MN的铝型材挤压机约65台左右。我们一般称挤压力大于50MN的为大型挤压机，挤压力大于80MN的为特大型挤压机，其中泵蓄势器传动方式较多。我国拥有大型、特大型挤压机数量大约是20台。在挤压机本体方面，近年来国外发展了钢板组合框架和预应力“T”型头板柱结构机架及预应力混凝土机架，大量采用扁挤压筒、固定挤压垫片、活动模架和内置式独立穿孔系统。在传动形式方面发展了自给油机传动系统，甚至在100MN150MN挤压机上也采用了油泵直接
9、传动装置。现代挤压机及其辅助系统的工作都采用了PLC（程序逻辑控制）系统和CADEX等控制系统，即实现了自动控制和等温等速挤压、工模具自动快速装卸，乃至全机自动化控制。近年来，我国进行了改造或者新建的一批大型挤压机，其中2005年，辽宁忠旺集团投资，西安重型机械研究所设计、上海重型机器厂有限公司制造的125MN油压双动铝挤压机。它是目前世界上采用油压驱动的最大双动卧式铝挤压机，标志着我国重型机械设计制造进入了世界领先的水平。 在这些挤压机改造或者新建过程中，通过采用世界最先进的制造技术、挤压工艺技术、液压技术和电控技术，将其配套改造、开发成具有国际先进水平的现代化挤压生产线，并且在改造、新建期
10、间研制开发了一系列新设备、新机构、新工具、新工艺，并解决了许多关键技术。主要内容备注1.3发展趋势随着科技的高速发展，电子技术、计算机的应用和普及，促进了挤压设备控制系统的高度自动化，提高了挤压机速度闭环控制的精度，进一步满足了挤压工艺的要求。挤压机在以下几个主要方面的发展将引起人们的关注:(1)挤压设备 挤压机将向大型化、紧凑型、组装式、成套化、自动化、高效节能环保型方向发展。(2)挤压生产全过程计算机管理随着电子技术的发展，电子计算机进入挤压生产管理、挤压过程控制已经成为现实。(3)新材料、新品种挤压制品的开发在大型型材、壁板的生产方面，产品规格品种明显增加，难度加大，其特征是宽高比大、壁
11、厚薄。(4)挤压工艺挤压工艺技术也将会有大的改进和发展。高效反挤压、扁挤压、宽展挤压、组合模挤压、穿孔挤压、静液挤压、连续挤压、快速挤压等新工艺新技术将得到更广泛的应用和推广。主要内容备注1.4挤压机控制系统特色 控制系统进行了改进，采用了“油控水”，“油控水”是一种较好的分配器驱动方式，操作台上操作手柄、选择开关发出控制信号，由PLC实现油压系统的控制，从而驱动执行油缸，实现分配器阀的正确动作，并由检测系统检测凸轮驱动机构的实际位置，反馈给控制系统，实现闭环的控制，检测系统还检测系统的其它物理量，用以监视挤压机的工作情况。电控系统的改造，即将原来的电动单元组合式模拟仪表控制系统改造为现场总线控制系统。在完全满足系统原有的要求下，系统的控制精度、响应速度等特性都大幅度的挺高，系统的可靠性得到了提高，实现了自动化操作。小结 了解接力器控制系统的发展历史过程、背景，针对其系统设计出新
