導(dǎo)語(yǔ)：水壓機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

2.1.1設(shè)計(jì)要求

某大型水壓機(jī)的各種動(dòng)作是通過(guò)以分配器為主體的液壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。開啟分配器的力很大，是通過(guò)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的。設(shè)計(jì)一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，通過(guò)閉環(huán)反饋控制，啟閉分配器，實(shí)現(xiàn)水壓機(jī)的控制。

主要設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)要求：

A．分配器規(guī)格：600*300*420（mm）

B．閥開啟力：15KN

C．開啟曲線：12.5度推程10.9mm

D．閥數(shù)量：4個(gè)（通徑）

E．驅(qū)動(dòng)方式：液壓驅(qū)動(dòng)

F．PLC控制

2.1.2任務(wù)分析

該題目要求我們?cè)O(shè)計(jì)某大型水壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，通過(guò)閉環(huán)反饋控制，啟閉分配器，實(shí)現(xiàn)水壓機(jī)的控制。由于水壓機(jī)的分配器的實(shí)質(zhì)是根據(jù)不同的工作過(guò)程來(lái)開閉相應(yīng)的閥來(lái)完成動(dòng)作。而閥的開啟是依靠一個(gè)翻板機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)將其頂開，是由閥芯的運(yùn)動(dòng)完成的。因此，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)一個(gè)分配器，以及電液伺服控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)分配器的動(dòng)作的自動(dòng)控制。在設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中，要用到檢測(cè)裝置得到的數(shù)據(jù)來(lái)控制分配器的動(dòng)作，因此，設(shè)計(jì)的液壓控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。綜上所述，該設(shè)計(jì)題目的完成需要解決以下幾個(gè)主要的問(wèn)題：

A.由于閥的開啟所需的開啟力比較大，因此閥的開啟用什么來(lái)驅(qū)動(dòng)？

B.分配器的具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)？

C.如何驅(qū)動(dòng)分配器的動(dòng)作，使之對(duì)應(yīng)相應(yīng)的控制信號(hào)？

D.系統(tǒng)要能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，要有較高的控制精度和靈敏度，如何實(shí)現(xiàn)？

2.2總體方案的確定

2.2.1分配器的設(shè)計(jì)方案

方案一：閥的開啟采用機(jī)械系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如采用凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)。基本的原理如圖2.1：在這個(gè)方案中，液壓缸帶動(dòng)齒條做往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，齒條和齒輪嚙合傳動(dòng)將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成圓周運(yùn)動(dòng)。齒輪固定安裝在軸上，另外，4個(gè)凸輪也固定在該軸上。凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)就將分配器上的閥頂開，驅(qū)動(dòng)閥的動(dòng)作，這樣就可以運(yùn)用液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)水壓機(jī)的操縱控制。在該軸的右端裝備有一個(gè)單圈絕對(duì)型編碼器（CVE10），用此檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)軸旋轉(zhuǎn)過(guò)的角度，藉此來(lái)控制閥的開啟程度。由于題目要求的凸輪的開啟曲線為12.5度推程10.9mm，需要凸輪旋轉(zhuǎn)的角度不大，因此所選的檢測(cè)器必須將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，快速地傳送出來(lái)。在該方案中，操作形式為電控形式，分配器的控制方式為“油控水”。

1.分配器2.FHS58單圈絕對(duì)型編碼器3.凸輪

4.齒輪5.齒條傳動(dòng)液壓缸6.電磁換向閥

圖2.1用凸輪驅(qū)動(dòng)閥的分配器的原理簡(jiǎn)圖

方案二：閥的開啟采用液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)?；镜脑砣鐖D2.2：在該方案中，閥的開啟由液壓缸直接頂開。如圖2.2所示，每個(gè)閥的頂桿下方均有一個(gè)液壓缸，通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)控制閥的動(dòng)作。

方案三：閥的開啟采用機(jī)械系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。跟方案一不同的是該方案的分配閥采用的控制機(jī)構(gòu)為搖桿式機(jī)構(gòu)。這種方案的基本原理如圖2.3所示：在這種方案中，頂桿與轉(zhuǎn)軸強(qiáng)制聯(lián)接。這樣同樣也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分配閥的啟閉控制。

設(shè)計(jì)內(nèi)容分析

確定采用方案一，即采用機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)分配閥的啟閉和正常的動(dòng)作。由于水壓機(jī)的每一個(gè)動(dòng)作都是通過(guò)不同的分配閥的啟閉來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此在設(shè)計(jì)的第一個(gè)任務(wù)是設(shè)計(jì)分配器的機(jī)械結(jié)構(gòu)。由于水壓機(jī)在正常的工作中需要完成的動(dòng)作比較多，因此一臺(tái)大型的水壓機(jī)必須要有若干個(gè)分配器來(lái)實(shí)現(xiàn)水壓機(jī)的動(dòng)作，由于題目的要求是設(shè)計(jì)某一個(gè)分配器，根據(jù)題目的要求，本次設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)的分配器上有四個(gè)分配閥，而且并沒有確定要設(shè)計(jì)的是什么分配器，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，只要實(shí)現(xiàn)分配閥按照一定的規(guī)律打開、關(guān)閉就可以。假設(shè)每次打開兩個(gè)分配閥，這樣，凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)就比較的簡(jiǎn)單。另外沒有要求分配閥打開時(shí)間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，所以凸輪的廓線就可以根據(jù)實(shí)際情況具體的設(shè)計(jì)，比較自主。

根據(jù)方案一，凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)采用齒條傳動(dòng)液壓缸來(lái)驅(qū)動(dòng)，因此本次設(shè)計(jì)的第二個(gè)主要任務(wù)是設(shè)計(jì)液壓驅(qū)動(dòng)、控制系統(tǒng)。要采用液壓系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓缸動(dòng)作來(lái)帶動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。并且要設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)分配器的動(dòng)作的自動(dòng)控制。在設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中，要用到檢測(cè)裝置得到的數(shù)據(jù)來(lái)控制分配器的動(dòng)作，因此，設(shè)計(jì)的液壓控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)為一個(gè)數(shù)字電液伺服系統(tǒng)，由操作臺(tái)上操作手柄、按扭發(fā)出控制信號(hào)，由PLC實(shí)現(xiàn)油壓系統(tǒng)的控制，從而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行油缸，通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分配器的正確動(dòng)作。

設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：

1.確定總體方案。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求及參考相關(guān)的資料，確定出整個(gè)設(shè)計(jì)的總體方案，并且要比較選優(yōu)，選擇最合適的方案。

2.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪軸、支架以及齒條傳動(dòng)液壓缸。還包括鍵的選擇、校核；滾動(dòng)軸承的選擇、校核和擋圈的選擇等內(nèi)容。

3.液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)主要是確定液壓系統(tǒng)的基本原理圖以及選擇各個(gè)液壓元件的選擇和計(jì)算。控制系統(tǒng)主要是PLC的選型和確定整個(gè)系統(tǒng)的控制、操作系統(tǒng)框圖。