液壓擴(kuò)管機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉子貴

（江門(mén)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東江門(mén) 529090）

1 概述

液壓擴(kuò)管機(jī)在擴(kuò)管時(shí)首先將銅管擴(kuò)口端用銼刀銼修平整，然后把銅管放置于相應(yīng)管徑的夾具孔中，擰緊夾具上的緊固螺母，將銅管牢牢夾死。擴(kuò)管器又稱(chēng)為漲管器，主要用來(lái)制作銅管的喇叭口和圓柱形口，擴(kuò)管器的夾具分成對(duì)稱(chēng)的兩半，夾具的一端使用銷(xiāo)子連接，另一端用緊固螺母和螺栓緊固。兩半對(duì)合后形成的孔按不同的管徑制成螺紋狀，目的是便于更緊的夾住銅管。

2 液壓擴(kuò)管機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成

2.1 主機(jī)

（1）機(jī)身

如圖1所示，機(jī)身由三大梁即上橫梁、活動(dòng)橫梁和工作臺(tái)立柱等組成。上橫梁、工作臺(tái)、四根立柱、四只調(diào)整螺母和八只緊固螺母組成了一個(gè)封閉的框架結(jié)構(gòu)，活動(dòng)橫梁通過(guò)其上的八只導(dǎo)向套由油缸帶動(dòng)在立柱上滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作。

圖1 機(jī)身裝配圖

（2）主缸

主缸是設(shè)備的動(dòng)作執(zhí)行元件，其內(nèi)部所有的密封圈具有很好的耐磨性，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，主缸通過(guò)法蘭和螺釘與上橫梁聯(lián)接，主缸裝配圖如圖2所示。

圖2 主缸裝配圖

（3）限位裝置

限位裝置起著限制滑塊位置和動(dòng)作改變的發(fā)訊裝置，有六只行程開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)架組成，自上而下六只行程開(kāi)關(guān)依次為SQ1～SQ6。

2.2 動(dòng)力站

動(dòng)力站主要由油箱、油泵、電機(jī)和閥集成組成。

圖3 液壓原理圖

圖4 液壓擴(kuò)管機(jī)主電路原理圖

（1）油箱

油箱是由箱體及其元件組成，設(shè)備的油泵放置于油箱的上面，也可以采用倒灌式的形式，這樣可大大地改善油泵的吸油性能，油箱上還有空氣濾清器、油標(biāo)和吸油濾油器等元件。

（2）電機(jī)-油泵

電機(jī)-油泵是設(shè)備的動(dòng)力源，有三臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)三臺(tái)油泵。一組：Y160M-4電機(jī)11 kW帶動(dòng)PV2R3-94高壓葉片泵；二組：Y132M-4電機(jī)7.5 kW帶動(dòng)PV2R2-65高壓葉片泵；三組：Y160L-4電機(jī)15 kW帶動(dòng)QT41-31.5高壓齒輪泵。

（3）閥集成

閥集成分四塊一體，三塊小的用于三個(gè)油泵出油時(shí)的調(diào)壓和保護(hù)油泵，一塊大的用于主系統(tǒng)的快進(jìn)和快退及工進(jìn)等動(dòng)作要求。

3 液壓擴(kuò)管機(jī)的液壓系統(tǒng)組成

液壓擴(kuò)管機(jī)主要由機(jī)座、電機(jī)錐形凸模、夾頭和液壓系統(tǒng)等組成，其液壓系統(tǒng)原理圖如圖3所示。起動(dòng)三臺(tái)電機(jī)，三個(gè)電磁溢流閥同時(shí)得電，液壓油經(jīng)過(guò)三個(gè)單向閥到過(guò)達(dá)電液換向閥，當(dāng)YV1得電，油缸向下依次碰六個(gè)行程開(kāi)關(guān)的動(dòng)作為：快下、工進(jìn)、快進(jìn)、工進(jìn)、工退和快退，六個(gè)動(dòng)作為一個(gè)工作循環(huán)。在液壓原理圖中，平衡閥起維持油缸在下降時(shí)的速度平穩(wěn)，溢流閥21起保護(hù)系統(tǒng)的作用[1]。

4 液壓擴(kuò)管機(jī)電氣結(jié)構(gòu)組成

（1）主電路原理圖[4]

主電路原理圖如圖5所示。

圖5 液壓擴(kuò)管機(jī)控制電路原理圖

（2）控制電路電氣原理圖[3]

控制電路電氣原理圖如圖6所示。

5 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖6 液壓擴(kuò)管機(jī)控制電路原理圖

PLC程序設(shè)計(jì)需實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行等功能。

5.1 半自動(dòng)工作方式

（1）合上自動(dòng)開(kāi)關(guān)，電源接通，按鈕柜上電源顯示燈亮；

（2）按起動(dòng)鈕SB1、SB2、SB3交流接觸器KM1、KM2、KM5接通電機(jī)啟動(dòng)；

（3）同時(shí)按雙鈕SB5、SB6電磁鐵YV1，YV3，YV4得電，中板快速下行，碰到SQ2后，YV3失電，滑塊慢速下行至SQ3，YV3得電，轉(zhuǎn)為快速下降，以上動(dòng)作必須按下SB5和SB6，雙手一離開(kāi)，動(dòng)作便停止，碰到SQ4后，中板能自動(dòng)下降，到SQ5后YV3、YV4失電，YV5得電后滑塊慢速加壓，當(dāng)達(dá)到SQ6，YV2、YV3、YV4得電，中板自動(dòng)回程到SQ7，單循環(huán)動(dòng)作結(jié)束。PLC控制系統(tǒng)輸入輸出信號(hào)分配如表1所示[2]。

表1 I/O分配表

5.2 手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式

處于手動(dòng)位置時(shí)，用手按著手動(dòng)上升或下降按鈕即可運(yùn)行，但當(dāng)手離開(kāi)時(shí)滑塊即停止。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的液壓擴(kuò)管機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便等特點(diǎn)，能夠帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］姜佩東.液壓與氣動(dòng)技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2010.

［2］林春方.可編程控制器及其應(yīng)用［M］.上海：上海交通大學(xué)出版社，2003.

［3］王士蘭.PLC技術(shù)及運(yùn)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

［4］鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制［M］.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001.