液压扩管机控制系统的设计.pdf

测埠 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 4 ． 0 6 ． 0 2 5 液压扩管机控制系统的设计 刘子贵 江门职业技术学院，广东江门 5 2 9 0 9 0 摘要液压扩管机主要用于扩管 ， 也可用于压装、校整等其他工艺 ， 具有结构新颖、设计创新、生产效率高、上料安全且时间 短、节省能源和生产成本低等优点，适用于各种金属管扩径成所需的新型管。阐述了液压扩管机的结构、工作原理和控制系统 的设 计 。 关键词 扩管机 ；液压系统 ；控制系统 中图分类号T P 2 7 文献标识码A 文章编号1 0 0 9 9 4 9 2 2 0 1 4 0 6 0 0 9 3 0 3 Hy d r a u l i c P i p e Ex p a n d i ng M a c h i n e Co n t r o l S y s t e m De s i g n LI U Zi g u i J i a n g m e n P o l y t e c h n i c ， J i a n g me n 5 2 9 0 9 0 ，C h i n a Ab s t r a c t Hy d r a u l i c p i p e e x p a n d e r i s f o r e x p a n d i n g p i p e， i t a l s o c a n b e u s e d f o r p r e s s i n g ， a l i g n me nt a n d o t h e r t e c h n o l o g y ， a n d h a s t he a d v a n t a g e s o f n o v e l s t r u c t u r e， i n n o v a t i v e d e s i g n， h i g h p r o d u c t i o n e f fi c i e n c y， f e e d s a f e t y a n d s h o r t t i me， e ne r gy s a v i n g， l o w p r o d uc t i o n c o s t a n d s o o n， i t i s a p p l i c a b l e t o all k i n d s o f me t al p i p e e x pa n d i n g i n t o t h e r e q u i r e d pi p e ． Th i s p a p e r e x p o u n d s t h e h y d r a u l i c p i p e e x p an d i n g ma c h i n e s t r u c t u r e， wo r k i n g p r i n c i p l e a n d c o n t r o l s y s t e m d e s i gn ． Ke y wo r d s p i p e e x p and i n g ma c h i n e；h y d r a u l i c s y s t e m；c o n t r o l s y s t e m． 1 概述 液压扩管机在扩管时首先将铜管扩 口端用锉 刀锉修平整，然后把铜管放置于相应管径的夹具 孑 L 中，拧紧夹具上 的紧固螺母 ，将铜管牢牢夹 死 。扩管器又称为涨管器 ，主要用来制作铜管 的 喇叭 口和 圆柱形 口，扩管器的夹具分成对称 的两 半 ，夹具的一端使用销子连接 ，另一端用紧固螺 母 和螺栓 紧固。两半对合后形成 的孑 L 按不 同的管 径制成螺纹状 ，目的是便于更紧的夹住铜管。 2 液压扩管机的机械结构组成 2 ． 1 主机 1 机身 如图1 所示 ，机身由三大梁即上横梁 、活动 横梁和工作台立柱等组成。上横梁、工作台、四 根立柱 、四只调整螺母 和八只紧固螺母组成了一 个封闭的框架结构 ，活动横梁通过其上 的八只导 向套由油缸带动在立柱上滑动，实现各种动作。 收稿 日期 2 0 1 31 2 2 6 上横梁 ／ ／ 调 整 螺 母 J I I J 活动横梁 ／ 导体 ／ ／ 一 一 工作台 ／ - 紧固螺母 ／ 四 图1 机身装配图 技术 2 主缸 主缸是设备的动作执行元件，其内部所有的 密封圈具有很好的耐磨性 ，使用寿命长等特点， 主缸通过法兰和螺钉与上横梁联接 ，主缸装配图 如图2 所示 。 图2主缸装配图 3 限位装置 限位装置起着限制滑块位置和动作改变的发 讯装置 ，有六只行程开关 和开关架组成 ， 自上而 下六只行程开关依次为 S Q1 ～S Q 6 。 2 ． 2动力站 动力站主要 由油箱 、油泵 、电机 和阀集成组 成 。 图4 液压扩管机主电路原理图 1 油箱 1 ． 油箱2 ． 水冷却器3 、6 、7 ． 过滤器4 ． 油标5 ． 注油器8 、1 0 ． 叶片泵 9 、1 1 、1 3 ． 电机1 2 ． 齿轮泵1 4 、1 7 、1 9 ． 电磁溢流阀1 5 、1 8 、2 O ． 单向阀 1 6 ． 压力表2 1 ． 溢流 阀2 3 ． 电磁换向阀2 4 ． 平衡阀2 5 ． 油箱 图 3液压原 理图 油箱是由箱体及其元件组 成，设备的油泵放置于油箱的上 面 ，也可 以采用倒灌式 的形式 ， 这样可大大地改善油泵的吸油性 能，油箱上还有空气滤清器 、油 标和吸油滤油器等元件。 2 电机一 油泵 电机 一 油 泵 是 设 备 的动 力 源 ，有三台电机带动三台油泵 。 一 组 Y1 6 0 M一 4 电机 1 1 k w带动 P V 2 R 3 9 4高压 叶 片泵 ；二 组 Y1 3 2 M一 4 电 机 7 ． 5 k W 带 动 P V 2 R 2 6 5高 压叶 片泵 ；三组 Y1 6 0 L 一 4 电 机1 5 k W 带 动 Q T 4 1 3 1 ． 5 高压齿轮泵。 3 阀集成 阀集成分四块一体，三块小 的用于三个油泵 出油时的调压和 刘子贵 液压扩管机控制 系统的设计 测控 保护油泵 ，一块大的用于主系 统的快进和快退及工进等动作 要求 。 3 液压扩管机的液压 系统组 成 液 压 扩管 机 主要 由机 座 、 电机锥形 凸模 、夹头 和液压 系 统等组成 ，其液压 系统原理 图 如 图 3 所 示 。起 动 三 台 电机 ， 三个 电磁溢流 阀同时得 电 ，液 压油经过三个单向阀到过达电液换向阀，当Y V 1 得 电 ，油缸 向下依次碰六个行程 开关的动作为 快下 、工进 、快进 、工进 、工退和快退 ，六个动 作为一个工作循环。在液压原理图中，平衡阀起 维持油缸在下降时的速度平稳 ，溢流阀2 l 起保护 系统 的作用 ] 。 4 液压扩管机电气结构组成 1 主 电路原理 图E 4 1 主电路原理图如 图5 所示。 图5 液压扩管机控制电路原理图 2 控制电路 电气原理图I 控制 电路 电气原理图如图6 所示 。 5 P L C控制系统设计 P L C 程序设计需实现半自动运行、手动运行 等功能。 5 ． 1 半 自动工作方式 1 合上 自动开关 ，电源接通 ，按钮柜上 电 源显示灯亮 ； 2 按 起 动钮 S B 1 、S B 2 、S B 3交 流 接触 器 K M1 、K M2 、K M5 接通电机启动 ； 3 同 时 按 双 钮 S B 5 、 S B 6电 磁 铁 Y V1 ， Y V 3 ，Y V 4 得 电 ，中板 快速 下行 ，碰 到 S Q 2 后 ， Y V 3 失 电 ，滑块慢速下行 至 S Q 3 ，Y V3 得 电 ，转 图6 液压扩管机控制电路原理图 P L C 输入 输出 电源 D Y 1 N 为快速下降，以上动作必须按下S B 5 和S B 6 ，双手 一 离开，动作便停止，碰到S Q 4 后，中板能自动 表 1 I ， 0分配表 下转第 1 4 3 页 罗才益 等 碗的热流道多腔注射 模设计 堕 1 ． 室温下流道的轴线2 ． 室温下热喷嘴的轴线3 ． 模具轴线 图5热膨胀补偿 L L ， [ 1 0 一 6 其 中 室温下流道轴线至模具轴线的 距离 ，mm； L ， 室温下热喷嘴轴线至模具轴线 的距 离 ，m m； 热膨胀系数 ，K ～，查表得 a1 ． 3 1 0 - 5 热流道板的温度 ，℃，取 2 1 0℃； 模具的温度 ，℃，取 3 O℃。 把模具轴线与各热喷嘴轴线的距离代人上述 公式 6 ，得到各热喷嘴流道轴线与模具轴线间 的距离。 3 模具 工作过 程 模具在开模时 ，从 分型面 I I 处分开 ，塑 件 在 收缩 力 作用 下 包 紧型 芯 3 ，随动 模 向下 运 动 。当下行一定距离后 ，固定在定模板 3 2 上 的拉 板 3 8 拉 动脱件板 3 4，使塑 件 8 从 型芯 3上脱 出 ， 实现制品的 自动脱模 。 合模 时 ，在导正槽 4 、导正块 7 、导套 1 1 1 3 3 、 导柱1 1 3 5 、导套I V 3 6 的共同作用下，保证了合模 的准确、产品壁厚的均匀， 从而使制品合格。 4 结束语 塑料碗的注射模设计 ，采用 了热流道一模 四 腔组合式型腔制模工艺 ，配合由二套 8 副导柱导 套组成的导 向机构 ，四套 由导正块导正槽组成的 快速定位机构 ，及推件板的快速导正用导柱共同 组成的导向控制系统，合理的热流道设计 、优化 的分型脱模机构，使注射塑件质量得到提高，同 时减少了模具频繁的维护修理。 采用热流道技术虽然增加 了模具制造 的难度 和复杂性，但在大批量生产条件下 ，它减少流道 废 料 ，缩 短成 型周期 ，提高 塑件 质量 ，降低 成 本 ，提高效益的优越性还是显而易见的。 参考文献 [ 1 ]何冰强． 塑料成型工艺与模具设计 [ M]． 上海上海 交通大学出版社，2 0 1 1 ． [ 2 ]何冰强， 廖春玲 ，肖国权． 餐具盒热流道注射模具设 计 [ J ]． 工程塑料应用，2 0 1 2 1 2 6 8 7 1 ． [ 3 ]高汉华，何冰强． 塑料成型工艺与模具设计第二版 [ M]． 大连大连理工大学出版社 ，2 0 0 9 ． [ 4 ]塑料模设计手册编写组． 塑料模设计手册 [ M]． 北 京 机械工业 出版社 ，2 0 0 2 ． [ 5 ]王建华，徐佩弦． 注塑模的热流道技术 [ M]． 北京 机械工业 出版社 ，2 0 0 6 ． [ 6 ]弗伦 克勒 ，扎 为斯托 夫斯基．注射模 具的热流道 [ M]． 北京化学工业出版社，2 0 o 4 ． 第一作者简介罗才益，男，1 9 7 0 年生，广东阳江人，大 学本科，助理工程师。研究领域模具设计与制造。 编辑 向飞 上接 第9 5页 下降，到S Q 5 后 Y V 3 、Y V 4 失电，Y V 5 得电后滑 块 慢速 加压 ，当达到 S Q 6 ，Y V 2 、Y V 3 、YV 4得 电，中板自动回程到S Q 7 ，单循环动作结束。P L C 控制系统输入输出信号分配如表 1 所示 l 。 5 ． 2 手动运转方式 处于手 动位置时 ，用手按着手动上升或下 降 按钮即可运行 ，但当手离开时滑块即停止 。 6结束语 本文设计的液压扩管机具有结构简单、工作 可靠 、效率高、操作简单、维修方便等特点，能 够带来 良好的经济效益 。 参考文献 [ 1 ]姜佩 东． 液压与气动技术 [ M]．北京高等教育出版 社 ．2 01 0 ． [ 2 ]林春方． 可编程控制器及其应用 [ M]． 上海上海交 通大学出版社，2 0 0 3 ． [ 3 ]王士兰． P L C技术及运用 [ M]．北京机械工业出版 社 ．2 0 0 0 ． [ 4 ]邓星钟． 机电传动控制 [ M]． 武汉华中科技大学出 版 社 ， 2 0 01 ． 作者简介 刘子贵 ，男 ，1 9 7 8 年生 ，硕士 ，讲师 。研究领 域机电一体化技术。 编辑 向飞