發動機齒輪組件壓裝專機電氣控制與氣動系統設計研究

0 引言

對于甩油齒輪組件而言，它屬于發動機不可缺少的機構，它的運行狀況與發動機壽命息息相關。為了確保這一機構不斷地正常運行，組件安裝需要滿足這幾項要求：實際壓裝中，不可以對鋁質箱蓋孔造成損傷；對于軸向總間隙，需要保證介于0.03毫米至0.06毫米之間。以往的發動機齒輪組件壓裝專機電氣控制與氣動系統設計方式，難以滿足當前時代技術進展的需求，故而需要對其進行重新設計，保證系統功能。

1 設計概況

某企業為KG系列發動機生產商。處于初期階段，采用通用壓床，壓裝中有著這幾項問題：因為沒有定位設備，時不時對鋁質箱蓋孔造成損傷；難以確保軸向總間隙；壓裝遲緩，難以符合生產需要。為了處理壓裝問題，同時滿足生產要求，該企業設計生產了甩油齒輪組件壓模，且把其裝于壓床之上，進而構成壓裝專機。對于壓模以及壓床，為了讓二者根據壓裝工藝正常運行，需設置電控以及氣動系統。

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2 設計方法

2.1 可編程邏輯控制器(PLC)設計

對于PLC來講，它是一種能夠編程的存儲器，用來保存程序，實施運算、順序控制等面向使用者的指令，且借助數字控制每一類的制造過程，在設計的過程中，需要對結構、功能進行設計。具體方法如下：

2.1.1 結構設計

為了保證PLC功能良好，應當在設計過程中注重以下方面：第一，降低編程的復雜性。借助一些編程語言，比如經常使用的梯形圖，而用不著使用計算機知識，所以系統研發所需時間較為短暫，易于進行調試。除此之外，還能夠更改程序，對方案進行優化，用不著對硬件進行拆除處理。第二，針對小型PLC來看，其中包含大量的能夠讓使用者進行編程的元件，具備非常強的功能，能夠達到有效的控制。一樣功能的PLC系統開展比較分析，它存在較為可觀的性價比。控制器能夠基于通信聯網，進而達到分開控制，統一管理。第三，配套完善，便于使用，適應能力突出。PLC產品逐漸標準化及規模化，有著大量豐富的硬件裝置類型，為用戶提供了多樣性的選擇，使用者可以有效地開展系統配置，構建多種功能及規模的系統。就PLC安裝接線來看，是非常簡便的，通常情況下，會借助接線端子，將其同外部接線進行連接，它有著非常強的帶負載能力，能夠對常規電磁閥等開展驅動。當配件配置結束，能夠對用戶程序開展科學修改，使其更好地滿足有關的工藝條件要求。

首先：控制功能圖設置。結合具體的壓裝流程，設置控制功能圖。

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第一，校企雙方在項目研發中培養“雙師型”教師。職業院校可以通過縱向項目的實施，將教師研究成果反饋給合作企業，用于指導企業生產，實現技術向經濟效益的轉化。[4]第二，校企聯合開發課程。職業院校通過與企業合作，邀請企業參與到教材和課程的改革中，針對企業崗位實踐，共同開發相關課程和教材。在課程開發過程中，教師專業素養能夠得到累積，教學能力也能夠不斷提高。從學校的角度來說，要鼓勵教師積極參與到企業技術研發中，參與到企業員工培訓中去，通過合作開發與培訓，使教師掌握崗位實踐能力。[5]

2.1.2 功能設計

2.2 梯形圖(LAD)設計

2.5.2 程序設計

2.3 壓裝工藝設計

結合工藝特征，設計電氣控制系統。將PLC當作控制主機，選擇光電傳感器，把其視為位置檢測元件。不同元件的I/O地址分配，均存在一定的不同，需要對其進行合理分配，才能夠使元件充分發揮其功能，最終保證整體設備的運行效果良好、高效。

2.4 氣動系統設計

結合部件動作要求，設計了氣動傳動系統，詳情見圖2。在這一系統之中，通過空壓總站引進氣源，在進到系統之后分成三路，兩路通過換向閥以及調速閥，依次進到主軸以及壓模氣缸，促進壓床以及壓模運行，剩下的一路，進到夾緊氣缸里面，驅動機構運行。

2.5 電氣控制系統設計

2.5.1 I/O地址分配

對于齒輪組件，它的組裝步驟為：先把軸用擋圈壓到擋圈槽里面，然后，針對于齒輪以及墊圈，依次將二者裝到齒輪軸內，在壓床的作用之下，把組件壓進鋁制箱蓋。新的裝備見圖1，它的工藝流程為：粗定位；精定位；將箱蓋夾固好；把組件裝到壓膜里；壓裝與軸向定位；將箱蓋打開，系統返回至最初位置。實際的壓裝過程是：第一，箱蓋定位夾緊。把其裝于粗定位面里，接著啟動開關：在主軸2的帶動之下，壓模移到位置A不運動；活塞4緩慢朝下運動，帶動壓桿5下移，在這個時候，短時間內調整箱蓋7，以便能夠對準壓桿5，插到箱蓋孔里面，移到位置B不運動，獲取準確的徑向定位；把箱蓋夾好；活塞朝上緩慢移動，壓桿返至位置A；主軸短時間內返到原來位置O，延時0.5分鐘。第二，組件壓裝與復位。把齒輪軸插到定位孔內，同時維持定位狀態；主軸2短時間內移到位置C不運動；活塞4緩慢朝下移動，齒輪軸壓到箱蓋孔內，壓桿移至位置D不運動，軸向定位完成；活塞緩慢朝上移動，壓桿返至位置C；主軸短時間內返回到最初位置；放開機構，將工件取出；系統延時0.5分鐘歸位。

梯形圖一般借助LAD來表示，它是一種經常被利用的編程語言，就PLC來看，LAD屬于其首要編程語言。它傳承了繼電器控制電路形式，對于繼電器以及接觸器，基于二者的邏輯控制，對符號進行簡化，進而演變成梯形圖，存在著諸多特點，形象而且實用，易于被相關人員所接受，屬于非常重要的控制器編程語言，被利用的幾率較大。基于PLC程序圖，對于母線來說，好比電源線，線圈好比負載，觸點好比于按鈕。在LAD之中包含著較多的階級，根據從上至下的順序進行排列，無論是哪一個階級，均從左母線起，通過輸入觸點以及線圈，在右母線處結束。

PLC屬于工業控制計算機，在對其結構進行設計時，需要考慮電源、中央處理單元，以及接口電路三項設計內容：第一，電源。在系統之中，電源有著相當關鍵的作用。若不具備穩定的電源系統，是無法順利運行的，所以，生產商相當關注電源設計與生產。通常情況下，交流電壓波動低于10%，用不著實施其他的措施，而把PLC與電網相連。第二，中央處理單元。通常情況下，用CPU來表示。它屬于重要的控制中樞。根據系統程序功能，接收以及保存使用者數據；對電源、I/O等狀態進行檢查，且可以準確找出語法錯誤。在PLC運行時，CPU能夠通過掃描方式，掌握設備狀態以及數據，且依次保存于映象區，在此之后，逐條讀取使用者程序，結束命令解釋后，根據規定保存結果。在全部用戶程序實施結束后，把數據傳輸至有關輸出設備，這樣重復運行，直至停止工作。為促使PLC更加穩定，還借助雙CPU組成冗余系統。如此，在某一中央處理器發生故障的情況下，系統還可以順利運行。第三，接口電路。對于輸入接口電路來講，它的作用是基于控制器以及接口界面，二者的輸入通道。而就輸出電路而言，其中包含著較多的構成成分，比如選通電路以及寄存器，作用PLC經過接口電路，朝著執行部件，輸出有關的控制信號。

通過對用戶的需求分析，得出所要達到的功能和目標，即可進入初步設計階段。該階段涉及組織分類和導航結構，需要確定出系統的總體平臺架構、應用架構、數據架構、用戶架構和硬件架構等內容，以得到用戶的認同感，提高操作效率。此階段中選擇IFIX自動化監控組態軟件，對形成的監控軟件系統界面風格、主體色調、頁面數量、用戶級別、網絡帶寬及響應時間、反饋感官等特性進行定義。

其次：控制程序設置。結合控制功能圖，來對LAD程序進行設置。第一，上電與復位控制。如圖3，接入電源，釋放脈沖信號，使得MO.0繼電器得以激活，它的觸點閉合，狀態線圈都復位。第二，定位運動控制。在運行啟動按鈕的情況下，線圈MO.1置位，并且促使線圈Q0.0獲電，換向閥3左位，主軸短時間內朝下移動到位置A；在觸點IO.4導通的情況下，線圈MO.2置位，驅動線圈Q0.1獲電，換向閥6左位，壓桿穩穩地朝下運動，與此同時，插到箱蓋孔里。壓桿到位置B不運動，獲取定位。第三，箱蓋夾緊運動控制。在觸點IO.5導通的情況下，線圈MO.3置位，促使線圈QO.4復位，換向閥8右位，獲取機構夾緊，并且指示燈變亮。第四，壓桿上行運動控制。在觸點IO.2導通的情況下，線圈MO.4置位，促使線圈QO.2獲電，換向閥6右位，壓桿緩慢退出箱蓋孔，向上運動到位置A；在觸點IO.4導通的情況下，線圈MO.5置位，促使線圈QO.3獲電，換向閥3右位，主軸短時間內運動到位置O。系統延時0.5分鐘。第五，定位運動控制。系統延時完成，線圈MO.7置位，促使線圈QO.0獲電，換向閥3左位，主軸短時間內運動到位置C；在觸點IO.6導通的情況下，線圈M1.0置位，促使線圈QO.1獲電，換向閥6左位，壓桿緩慢運動到位置D，這就是所謂的軸向定位，把組件穩穩地壓到箱蓋孔里面。第六，壓桿上行運動控制。在觸點IO.7導通的情況下，線圈M1.1置位，促使線圈QO.2獲電，換向閥6右位，壓桿緩慢退出箱蓋孔，向上運動到位置C；在觸點IO.6導通的情況下，線圈M1.2置位，驅動線圈QO.3獲電，換向閥3右位，主軸短時間內運動到位置O。第七，松開箱蓋運動控制。在觸點IO.3導通的情況下，線圈M1.3置位，促使線圈QO.4置位，換向閥8左位，機構松開，并且指示燈熄滅，系統延時0.5分鐘。第八，系統復位控制。延時完成，系統返至最初狀態M0.0。

3 設計討論

在本研究中，主要針對發動機齒輪組件壓裝專機電氣控制與氣動系統進行了設計。通過對可編程邏輯控制器(PLC)的設計，有效增強了系統的存儲功能，保存程序得到了優化，運算的效率提升、順序控制效果同樣得到了改善。通過對光電傳感器設計，有效提高了光信號轉變成電信號的效率，改善了系統的通信情況。通過對梯形圖(LAD)的設計，優化了編程語言，提升了系統的反應速度，改善了系統性能。通過對氣動系統以及電氣系統的設計，促使系統的功能得到了改善，為聯合控制的實現提供了保證。可見，本設計取得了良好的效果。

因此，提高城市移民的民生的立法層級，從憲法和法律層面一方面應當分步驟對遷徙者的權利進行保障，從憲法層面確定公民遷徙權利的地位，構建以遷徙者社會權利保障為側重的我國公民遷徙權利的憲法規范。在法律層面針對各地開始的戶籍改革行動，出臺統一的《中華人民共和國戶籍法》，對取得居住證的城市移民給予當地居民同等的公共福利待遇。特別是在積分落戶方面，創造條件和途徑，引導公民有序落戶，融入城市。

結論：上文設計的電控以及氣動系統，屬于一種聯合控制系統，在組件裝配中存在著一定的氣動傳動環節，其中包括定位以及保壓等，有效避免了箱蓋孔受到損傷，準確確保了軸向總間隙；借助順序功能圖，來設置狀態轉移圖，使程序變得清晰，確保了工藝要求；基于PLC的控制，對于壓床以及壓模，二者運行可靠、效率理想，通過安裝調試，系統徹底符合控制要求。

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