摘要
摘 要
本文主要介绍了液压系统的发展状况及趋势，组合机床液压系统的设计及其PLC控制系统设计。基本实验项目主要以锻炼拆装液压泵、液压阀、液压缸等液压元件的能力为主，并让学生熟悉液压元件结构、功能、应用；综合型、设计型实验项目主要让学生掌握基本液压回路的工作原理、回路特性及其应用，并通过回路工作原理计算机仿真，让学生充分掌握常见液压回路的工作原理。最后通过“卧式单面多轴钻孔液压传动系统”组合机床液压系统的设计及其PLC控制系统设计，介绍液压系统设计及其PLC控制系统设计的一般方法。
关键词：液压传动；液压元器件；液压控制回路；PLC控制
I
摘要
ABSTRACT
This paper mainly introduces the development of hydraulic systems and trends, portfolio design of machine tool hydraulic system and its PLC control system design. Pilot project of basic training in dismantling the main hydraulic pump, hydraulic valve, hydraulic cylinder, such as the ability of the main hydraulic components and hydraulic components so that students are familiar with the structure, functions, applications; integrated, design-based pilot project open to students to master the basic hydraulic circuit of the working principle, characteristics and application circuit, and through computer simulation circuit working principle to enable students to fully grasp the common hydraulic circuit works. Finally, through \horizontal drilling hydraulic drive system of one-sided\combination machine tool hydraulic system design and PLC control system design, introduced the design of the hydraulic system and PLC control system design methods in general.
Key words: hydraulic transmission; hydraulic components; hydraulic control circuit; PLC control.
II
四川理工学院毕业设计
第1章 绪论
1.1液压系统发展趋势介绍
液压技术渗透到很多领域，不断在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术。
近年来，我国液压气动密封行业坚持技术进步，加快新产品开发，取得良好成效，涌现出一批各具特色的高新技术产品。北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀、宁波华液公司的电液比例压力流量阀，均为机电一体化的高新技术产品，并已投入批量生产，取得了较好的经济效益。北京华德液压集团公司的恒功率变量柱塞泵，填补了国内大排量柱塞泵的空白，适用于冶金、锻压、矿山等大型成套设备的配套。天津特精液压股份有限公司的三种齿轮泵，具有结构新颖、体积小、耐高压、噪声低、性能指标先进等特点。榆次液压件有限公司的高性能组合齿轮泵，可广泛用于工程、冶金、矿山机械等领域。另外，还有广东广液公司的高压高性能叶片泵、宁波永华公司的超高压软管总成、无锡气动技术研究所有限公司为各种自控设备配套的WPI新型气缸系列都是很有特色的新产品。
由此可见液压传动产品等在国民经济和国防建设中的地位和作用十分重要。它的发展决定了机电产品性能的提高。它不仅能最大限度满足机电产品实现功能多样化的必要条件，也是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证，更是机电产品和重大工程项目和装备可靠性的保证。所以说液压传动产品的发展是实现生产过程自动化、尤其是工业自动化不可缺少的重要手段。
现在世界各国都重视发展基础产品。近年来，国外液压技术由于广泛应用了高新技术成果，使基础产品在水平、品种及扩展应用领域方面都有很大提高和发展， 我国液压产品有一定生产能力和技术水平的生产科研体系。尤其是近十年来基础产品工业得到国家支持，装备水平有所提高，目前已能生产品种规格齐全的产品，已能为汽车、工程机械、农业机械、机床、塑机、冶金矿山、发电设备、石油化工、铁路、船舶、港口、轻工、电子、医药以及国防工业提供品种基本齐全的产品。通过科研攻关和产学研结合，在液压伺服比例系统和元件等成果已用于生产。在产品CAD和CAT等方面已取得可喜的进展，并得到广泛应用。并且在国内建立了不少独资、合资企业，在提高我国行业技术水平的同时，为主机提供了急需的高性能和高水平产品，填补了国内空白。
1
第1章 绪论
虽然取得上述成果，但和目前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差距。包括产品趋同化、构成不合理，性能低、可靠性差，创新和自我开发能力弱，自行设计水平低。
具体表现在产品水平、产品体系与市场需求存在较大的结构性矛盾。中国的液压市场很大，用户对产品的要求各异，各种高品质、高性能的液压元件市场需求量很大。而大部分国内企业所能提供的产品，无论在档次上还是种类上，都还远远不能满足这些需求。因此，在众多低档产品压价竞争的同时，不得不让出一块巨大的市场给国外产品。这表明，在市场丰富多样的需求面前，国内液压行业现有产品体系的结构性过剩与结构性短缺两个矛盾同时并存；也表明我们在产品的多样性、层次分布性和市场适应性等方面亟待调整和改善。企业在产品更新、装备改造等方面的投入能力不足。目前，我国大部份气动企业缺乏对产品及装备进行较大更新改造的能力，在高技术产品及专用生产检测装备的系统开发和投入能力上尤为缺乏，因而也限制了企业在高技术产品发展上取得大的突破，对缩短与国际先进水平的差距带来影响。当然，投入资金只是个基础条件，还必须有技术、人才等多方面的保障才行。
面对这样的状况企业未来的发展趋势如下：1.根据国内市场需求，依靠科技进步，不断调整产品结构。例如随着国家西部大开发战略的实施，适合西部工程建设的产品将受到市场的追捧。现在，西气东输的序幕已经拉开，如此大规模的管道工程建设和众多的西部开发项目，为液动压技术提供了良好的机遇。2.适应国际传动技术产品工业向国际化发展趋向，对现有国内企业进行改组、合并，使企业开发能力，装备能力、管理水平和服务水平不断提高，以保持一定的竞争能力。3.不断提高企业产品的开发能力和创新能力，加强产学研结合，充分利用高等院校的科研开发人力资源，发展有自主产权的产品和技术。4. 完善质保体系，不断提高产品质量，尤其是产品可靠性，提高产品知名度，创立名牌。5. 针对产品品种发展和保证产品质量的需求，有计划地进行技术改造、设备更新。 而液压产品的发展方向主要是：1.节省能耗，提高效率2.用AC电机或变频电机驱动定量泵。3.发展机电一体化元件和系统。4.发展具有比例阀的耐污染和伺服阀高精度、高频响的直动型电液控制阀。5.发展内置电子系统的电液伺服比例元件、电磁阀、液压定位油缸等。6.重视环保。环保型产品将具竞争优势，随着人们环境意识的加强，开发保护型液压产品，将成为今后国内液压技术的主流。7.适应主机机电一体化的需要8.应用现代控制技术，提高电液压自动控制系统的性能9.大力发展水压系统和元件，扩大其应用领域。
由此可见现阶段急需发展的关键技术包括：1. 液压传动与控制系统的节能技术，如负荷传感技术、新型节能系统和元件。2.机电一体化技术及IT技术的应用 高精度、高
2
四川理工学院毕业设计
频响电液、电气伺服比例系统和元件，液粘调速器速度控制技术。数字液压、气动系统和元件，直动型电液控制元件。3. 液压系统及污染控制技术。4. 无泄漏液压系统和元件。5. 水压传动与控制技术。6. 高速重载齿轮传动设计与制造技术。7. 高速铁路轴承设计制造技术。8. 高速、高精度机床主轴轴承设计与制造技术。9. 各种传动系统降噪和增寿技术。10. 特种传动技术（谐波传动、机械无级变速等）。11. 先进设计技术，如计算机辅助设计与试验，仿真技术。12. 大型传动系统的故障诊断技术。13. 现代制造技术的应用研究，如表面处理技术，计算机辅助制造技术、润滑技术。
总之，液压技术作为便捷和廉价的自动化技术，有着良好的发展前景。液压产品不仅在机电、轻纺、家电等传统领域有着很大的市场，而且在新兴的产业如信息技术产业、生物制品业、微纳精细加工等领域都有广阔的发展空间。脚踏实地，放眼未来，经过行业的共同努力，我国的液压工业一定能走进一个新天地.
1.2实验室现有设备介绍
我院实验室现有可使用的液压实验的是97年从泰川机床厂购买的装拆式液压教学实验台一台。另外现又新进二台名为JDY机电液压综合试验台。泰川机床厂的装拆式液压教学实验台型号为QCS014。由于有段时间没有使用，装拆式液压教学实验台有些损坏，但基本上不会太大影响装拆式液压教学的使用。
QCS014型装拆式液压教学实验台根据液压回路的实验要求，本实验台采用液压元件装拆式电气“矩阵板”控制，具有灵活性、适应性。由于配备较齐全的附件，使得本实验台可以实现12种基本回路。参考上海工业大学编写的实验指导书，并且根据教育和科研需要实验其他各种液压回路。12种基本回路如下：
1.定量泵三种节流型式的调速回路 2.变量泵和流量阀的调速回路 3.差动回路
4.单向调速阀串连的速度换接回路 5.背压阀限制系统最低压力的回路 6.三级调压回路 7.二级减压回路
8.蓄能器保压、泵卸荷回路 9.单向顺序阀的平衡回路 10.单向调速阀并联同步回路 11.行程控制双缸顺序动作回路
3