美制大型三辊卷板机液压及电气控制系统的改造研究

论文摘要

卷板机属于锻压机械八大类产品中的弯曲矫正机类，其广泛应用于锅炉、造船、石油、化工、压力容器、金属结构及其他机械制造行业。随着我国制造业的快速发展，对卷板机的需求量日趋增大，卷板的可靠性、安全性、自动化、精度等的要求也越来越高。未来工业的发展，对节能、节材、少无切削加工要求也会愈来愈强烈。据估计，利用卷板机作为工艺装备，可提高效率10~40倍，节材60%以上。本课题针对一台70年代中期从美国进口的二手大型三辊卷板机的液压系统进行研究，针对该卷板机的液压系统在使用的过程中液压元器件经常发生故障、其中一部分已经淘汰停产、回路中漏油和油液发热严重等问题，根据当前液压系统的发展方向对设备的液压系统进行改造，给出了改造后的液压系统并对其进行系统仿真分析。通过分析该卷板机的卷板原理、机械结构特点及液压系统的性能，给出了该机的PLC电气控制系统设计。为了便于操作，对原机的操作控制系统进行了重新的设计开发。本课题中此大型三辊卷板机经过以上几个方面的改进，消除了此液压系统的老化及不稳定现象，极大的降低了系统的能耗，减少了由于系统油液温度上升造成的工作迟滞。保证此设备在良好的状态下运行，系统的可靠性和元件的寿命都有了很大的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 液压卷板机的国内外研究现状
• 1.2.1 卷板机的主要形式及特点
• 1.2.2 卷板机的国内外研究现状
• 1.3 课题的来源及该机器所存在的问题
• 1.4 液压技术的应用与发展
• 1.5 工业电气自动化的发展
• 1.5.1 工业自动化的产品与系统组成
• 1.5.2 工业自动化的发展现状
• 1.5.3 工业自动化的发展前景
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第2章 机器的结构特点与液压系统概述
• 2.1 主要的技术参数
• 2.2 机器的结构构成及工作原理
• 2.2.1 机器的结构构成
• 2.2.2 机器的工作原理
• 2.3 机器的主要结构特点
• 2.4 原液压系统的结构组成及存在的问题
• 2.4.1 原液压系统的结构构成
• 2.4.2 原液压系统所存在的主要问题
• 2.5 本章小结
• 第3章 液压系统的改造设计
• 3.1 初选系统的工作压力
• 3.2 液压油泵的选择
• 3.2.1 液压油泵最高工作压力PP 的确定
• 3.2.2 确定液压油泵的流量
• 3.2.3 选择液压油泵的规格型号及工作原理分析
• 3.3 确定方案
• 3.3.1 油路循环形式的选择
• 3.3.2 液压站的技术方案
• 3.4 液压系统方案中其它元件的选择
• 3.4.1 250BCY14-1B 型柱塞泵电机的选择
• 3.4.2 其它液压元件的选择
• 3.5 系统油管内径及壁厚的确定
• 3.5.1 压力油管路内径计算
• 3.5.2 压力油管壁厚计算
• 3.5.3 回油管路内径的计算
• 3.5.4 吸油管内径的计算
• 3.6 油箱容量与结构的确定
• 3.6.1 选择油箱的类型
• 3.6.2 油箱容量的确定
• 3.7 液压油的选择
• 3.8 液压系统主要性能的验算
• 3.8.1. 进油管路压力损失的计算
• 3.8.2 回油管路压力损失的计算
• 3.9 系统发热和温升的计算
• 3.10 本章小结
• 第4章 液压系统的仿真分析
• 4.1 液压系统仿真的意义
• 4.2 AMESIM 仿真软件简介
• 4.2.1 AMESIM 软件的特点
• 4.2.2 AMESIM 液压模型库的应用
• 4.3 液压控制系统模型的建立
• 4.4 液压控制系统模型的建立
• 4.4.1 确定系统的主要技术参数
• 4.4.2 液压控制系统仿真
• 4.5 本章小结
• 第5章 电气系统的改造设计
• 5.1 原液压系统电气控制回路缺陷概述
• 5.2 PLC 简介
• 5.2.1 PLC 的由来和定义
• 5.2.2 PLC 的发展
• 5.2.3 PLC 的基本结构
• 5.2.4 PLC 的工作原理
• 5.2.5 PLC 的特点
• 5.3 液压站电气控制系统方案
• 5.3.1 电气控制系统的组成
• 5.3.2 电气控制系统的控制内容
• 5.4 主油泵流量控制
• 5.5 电气控制系统的控制原理
• 5.6 本章小结
• 第6章 卷板机人机操作界面的设计
• 6.1 触摸屏简介
• 6.2 界面开发软件
• 6.3 人机操作界面功能设计
• 6.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文