液压系统PLC控制

工业大学

毕业设计（论文）

题目：挤压机液压系统及PLC控制

姓 名 朱永生 学 院 机械电子学院

专 业 机械工程及自动化 班 级 机自S071班 学 号 0750310107 指导教师 肖放 王恩鸿 职 称 教授

2009年6月18日

摘 要

本文主要介绍了挤压机的现状，挤压机液压系统的工作原理、特点，从设计角度出发分析液压系统各个元件的特点、工作条件，根据计算通过对电控阀、流量控制阀、压力控制阀等元件的选择设计连接液压回路，形成液压的传动系统；根据液压系统的传动特点设计电气接线图，分析在电气控制与液压系统的自动、手动控制方式、开闭环特点，利用原理分析、计算找出可能出现的控制问题，编写PLC梯形图程序，最终由PLC程序控制液压系统形成一个统一的控制系统整体，达到利用自动化手控制液压系统完成特定的工作行程的目的。

关键词： 液压系统 PLC控制 挤压机

Abstract

This paper introduces the present situation of extruder, the working principle

and the characteristics of hydraulic system, , from the design point of view of analysis the various components of hydraulic system characteristics, working conditions, according to the calculation of electric control valves, flow control valves, pressure control valves, such as the choice of components designed to connect the hydraulic circuit to forming the hydraulic drive system; the transmission hydraulic system in accordance with the characteristics of the design of electrical wiring diagram, analysis in the electrical control and hydraulic system of automatic, manual control mode, the closed-loop characteristics.Use of the principle to analysis and computation the control to identify possible problems and the preparation of PLC ladder program, ultimately form the PLC control hydraulic system to control the formation, achieved the popuse of automated hand-controlled hydraulic system to complete the work of a particular trip.

Keywords：PLC 、Order control、 Hydraalic system

目 录

摘要 ABSTRACT

第一章 绪论………………………………………………………………………1

1.1液压传动与控制概述………………………………………………………………………1 1.2 液压机的发展及工艺特点 ………………………………………………………………1 1.3 PLC的国外………………………………………………………………………………2 1.4 PLC的特点…………………………………………………………………………………3

第二章 明确设计要求进行工况分析……………………………………………4

2.1运动分析……………………………………………………………………………………4 2.2 动力分析……………………………………………………………………………………5

第三章 确定液压系统主要参数 …………………………………………………10

3.1液压缸的设计计算…………………………………………………………………………10 3.2液压马达的设计计算………………………………………………………………………11

第四章 液压元件的选择 …………………………………………………………12

4.1液压泵的确定与所需功率的计算…………………………………………………………12 4.2阀类元件的选择 …………………………………………………………………………13 4.3 蓄能器的选择 ……………………………………………………………………………14 4.4管道的选择 ………………………………………………………………………………14 4.5油箱的设计 ………………………………………………………………………………16 4.5滤油器的选择 ……………………………………………………………………………16

第五章 液压系统性能的验算 ……………………………………………………………17

5.1管路系统压力损失的验算 ………………………………………………………………17

第六章 PLC控制 ……………………………………………………………………………19

6.1 控制要求 ………………………………………………………………………………19 6.2梯形图程序设计…………………………………………………………………………19 6.3 电气系统图、程序及PLC外部接线图………………………………………………… 20 6.4.程序分析及设计…………………………………………………………………………23 6.6 系统特点…………………………………………………………………………………25

第七章 结论 ……………………………………………………………………26 参考文献 ………………………………………………………………… ……27 致 ………………………………………………………………………………28 附录 中英文翻译…………………………………………………………………29

第一章 绪论

1.1 液压传动与控制概述

液压传动与控制是以液体（油、高水基液压油、合成液体）作为介质来实现各种机械量的输出（力、位移或速度等）的。它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比，具有传递功率大，结构小、响应快等特点，因而被广泛的应用于各种机械设备及精密的自动控制系统。液压传动技术是一门新的学科技术，它的发展历史虽然较短，但是发展的速度却非常之快。自从1795年制成了第一台压力机起，液压技术进入了工程领域；1906年开始应用于国防战备武器。

第二次世界大战期间，由于军事工业迫切需要反应快、精度高的自动控制系统，因而出现了液压伺服控制系统。从60年代起，由于原子能、空间技术、大型船舰及电子技术的发展，不断地对液压技术提出新的要求，从民用到国防，由一般的传动到精确度很高的控制系统，这种技术得到更加广泛的发展和应用。

在国防工业中：海、陆、空各种战备武器均采用液压传动与控制。如飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹及火箭等。

在民用工业中：有机床工业、冶金工业、工程机械、农业方面，汽车工业、轻纺工业、船舶工业。

另外，近几年又出现了太阳跟踪系统、海浪模拟装置、飞机驾驶模拟、船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟、高层建筑防震系统及紧急刹车装置等，均采用了液压技术。

总之，一切工程领域，凡是有机械设备的场合，均可采用液压技术。它的发展如此之快，应用如此之广，其原因就是液压技术有着优异的特点，归纳起来液压动力传动方式具有显著的优点：其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率大；液压传动装置体积小、结构紧凑、布局

灵活，易实现无级调速，调速围宽，便于与电气控制相配合实现自动化；易实现过载保护与保压，安全可靠；元件易于实现系列化、标准化、通用化；液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化便于实现数字化。

1.2 液压机的发展及工艺特点

液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一，自19世纪问世以来发展很快，液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。

作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国外液压机都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。

近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从70年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。我国从1970年开始对这种阀进行研究和生产，并已将其广泛的应用于冶金、锻压等设备上，显示了很大的优越性。

液压机工艺用途广泛，适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺，压力机是一

种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材料，如塑料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺，也可适用于校正和压装等工艺。 由于需要进行多种工艺，液压机具有如下的特点： （1） 工作台较大，滑块行程较长，以满足多种工艺的要求； （2） 有顶出装置，以便于顶出工件；

（3） 液压机具有点动、手动和半自动等工作方式，操作方便；

（4） 液压机具有保压、延时和自动回程的功能，并能进行定压成型和定程成型的操作，特别

适合于金属粉末和非金属粉末的压制；

（5） 液压机的工作压力、压制速度和行程围可随意调节，灵活性大。

1.3 PLC的国外状况

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable ,是世界上公认的第一台PLC.

限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人

计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上屋电气生产的CF系列、机床电器厂生产的DKK及D系列、组合机床研究所生产的S系列、电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，华光公司、乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔

的应用天地。

1.4 PLC的特点

（1） 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

(2) PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

(3) PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

(4) PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

(5)以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械部，是实现机电一体化的理想控制设设备

第二章 明确设计要求进行工况分析

在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。

1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。

3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。

在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的容作具体介绍。

2.1运动分析

主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。

2.1.1位移循环图L—t

图2-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。

图2-1位移循环图

2.1.2速度循环图v—t(或v—L)

工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v-t图，第一种

如图2-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，

图2-2 速度循环图

最后匀减速运动到终点；第二种，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。V-t图的三条速度曲线，不仅清楚地表明了三种类型液压缸的运动规律，也间接地表明了三种工况的动力特性。

2.2 动力分析

动力分析，是研究机器在工作过程中，其执行机构的受力情况，对液压系统而言，就是研究液压缸或液压马达的负载情况。

2.2.1液压缸的负载及负载循环图

(1)液压缸的负载力计算：

工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的负载由六部分组成：

FFCFfFGFmFb (2-1)

式中：Fc为切削阻力；Ff为摩擦阻力；Fi为惯性阻力；FG为重力；Fm为密封阻力；Fb为排油阻力。

图2-3导轨形式

切削阻力Fc：

为液压缸运动方向的工作阻力，对于机床来说就是沿工作部件运动方向的切削力，此作用力的方向如果与执行元件运动方向相反为正值，两者同向为负值。该作用力可能是恒定的，也可能是变化的，其值要根据具体情况计算或由实验测定。该主液压缸的活塞直径为180，根据

机械设计手册查询主切削力为Fc407.15N ②摩擦阻力Ff：

为液压缸带动的运动部件所受的摩擦阻力，它与导轨的形状、放置情况和运动状态有关，其计算方法可查有关的设计手册。

图2-1为最常见的两种导轨形式，其摩擦阻力的值为： 此处采用平导轨：

FffFnfg0.0051358.776 (2-2) 67.95NV形导轨：FffFn[sin(/2)] (2-3)

式中：f为摩擦因数，参阅表2-1选取；∑Fn为作用在导轨上总的正压力或沿V形导轨横截面中心线方向的总作用力；α为V形角，一般为90°。 ③惯性阻力Fi：

惯性阻力Fi为运动部件在启动和制动过程中的惯性力，可按下式计算：

FimaGvgt0.011358.776 (2-4) 0.527.175N表2-1 摩擦因数f 导轨类型 导轨材料 运动状态 启动时 摩擦因数(f) 0.15～0.20 滑动导轨 铸铁对铸铁 低速(v＜0.16m/s) 0.1～0.12高速(v＞0.16m/s) 0.05～0.08 滚动导轨

铸铁对滚柱(珠) 淬 0.005～0.02

火钢导轨对滚柱(珠) 静压导轨

铸铁 0.003～0.006 0.005 式中：m为运动部件的质量(kg)； a为运动部件的加速度(m/s2)；

G为运动部件的重量(N)； g为重力加速度，g=9.81 (m/s2)； Δv为速度变化值(m/s)； Δt为启动或制动时间(s)， 一般机床Δt＝0.1～0.5s，运动部件重量大的取大值。

④重力FG：

垂直放置和倾斜放置的移动部件，其本身的重量也成为一种负载，当上移时，负载为正值，下移时为负值。

由于此主缸采用水平放置， 所以FG =0. ⑤密封阻力Fm：

密封阻力指装有密封装置的零件在相对移动时的摩擦力，其值与密封装置的类型、液压缸的制造质量和油液的工作压力有关。在初 算时，可按缸的机械效率(ηm=0.9)考虑；验算时，按密封装置摩擦力的计算公式计算。

Fm(1n)F0.1407.15 （2-5） 40.75N⑥排油阻力Fb：

排油阻力为液压缸回油路上的阻力，该值与调速方案、系统所要求的稳定性、执行元件等因素有关，在系统方案未确定时无法计算，可放在液压缸的设计计算中考虑。 (2)液压缸运动循环各阶段的总负载力：

液压缸运动循环各阶段的总负载力计算，一般包括启动加速、快进、工进、快退、减速制动等几个阶段，每个阶段的总负载力是有区别的。 对此液压系统，上述计算过程可简化。例如采用单定量泵供油，只需计算工进阶段的总负载力，若简单系统采用限压式变量泵或双联泵供油，则只需计算快速阶段和工进阶段的总负载力。

工进阶段：

FFfFCFGFmFb407.1567.9527.175040.75 (2-7) 543.025N(3)液压缸的负载循环图：

对较为复杂的液压系统，为了更清楚的了解该系统各液压缸(或液压马达)的速度和负载的变化规律，应根据各阶段的总负载力和它所经历的工作时间t或位移L按相同的坐标绘制液压缸的负载时间(F—t)或负载位移(F—L)图，然后将各液压缸在同一时间t(或位移)的负载力叠加。

图2-4负载循环图

图2-4为一部机器的F—t图，其中：0～t1为启动过程；t1～t2为加速过程；t2～t3为恒速过程； t3～t4为制动过程。它清楚地表明了液压缸在动作循环负载的规律。图中最大负载是初选液压缸工作压力和确定液压缸结构尺寸的依据。

2.2.2 液压马达的负载

工作机构作旋转运动时，液压马达必须克服的外负载为：

MMeMfMi

(2-9)

(1) 工作负载力矩Me：

工作负载力矩可能是定值，也可能随时间变化，在此为额定力矩

Me1272.4Nm。

(2) 摩擦力矩Mf：

为旋转部件轴颈处的摩擦力矩，其计算公式为：

MfGfR(Nm)309.80.0050.0355 (2-10) 0.05225N式中：G为旋转部件的重量(N)；f为摩擦因数，启动时为静摩擦因数，启动后为动摩擦因数；R为轴颈半径(m)。

(3)惯性力矩Mi。为旋转部件加速或减速时产生的惯性力矩，其计算公式为： 由机械设计手册查表得该型号马达

Mi1770Nm

综上力矩之和 ：MMeMfMi1272.40.0522517703042.45N 根据上式，便可绘制液压马达的负载循环图。

第三章 确定液压系统主要参数

3.1液压缸的设计计算

3.1．1.初定液压缸工作压力 液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定，此外，还需要考虑以下因素：

(1)各类设备的不同特点和使用场合。

(2)考虑经济和重量因素，压力选得低，则元件尺寸大，重量重；压力选得高一些，则元件尺寸小，重量轻，但对元件的制造精度，密封性能要求高。 所以，液压缸的工作压力的选择有两种方式： 一是根据机械类型选；二是根据切削负载选。 如表3-1、表3-2所示。

表3-1 按负载选执行文件的工作压力 50010000 ～1000020000 ～2000030000 ～3000050000 ～负载/N ＜5000 ＞50000 工作压力/Mpa ≤0.8～1 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 ＞5

表3-2 按机械类型选执行文件的工作压力

机 床 机械类型 磨床 工作压力/MPa

农业机械 工程机械 组合机床 龙门刨床 拉床 a≤2 3～5 ≤8 8～10 10～16 20～32

3.1.2.液压缸主要尺寸的计算

缸的有效面积和活塞杆直径，可根据缸受力的平衡关系具体计算，详见第五章第一节。

3.1.3液压缸的流量计算

下式中：A为液压缸的有效面积A1或A2(m2)；vmax为液压缸的最大速度，vmin为液压缸的最小速度，该主液压缸的速度为：2.5~ 12(mm/s)。所以液压缸的流量为： 液压缸的最大流量：

dqmaxAvmax()223.14810010612103 (3-1) 0.35208103(m3/s)液压缸的最小流量：

qminAvmin3.1481001062.5103 (3-2) 0.063585(m3/s)液压缸的最小流量qmin，应等于或大于流量阀或变量泵的最小稳定流量。若不满足此要求时，则需重新选定液压缸的工作压力，使工作压力低一些，缸的有效工作面积大一些，所需最小流量qmin也大一些，以满足上述要求。

流量阀和变量泵的最小稳定流量，可从产品样本中查到。

3.2液压马达的设计计算 3.2.1 计算液压马达排量

液压马达排量根据下式决定：

vm2/pmmin(m3/r) (3-3)

式中：T为液压马达的负载力矩(N·m)；Δpm为液压马达进出口压力差为14MP；ηmin为液压马达的机械效率，一般齿轮和柱塞马达取0.9～0.95，叶片马达取0.8～0.9。

所以 vm3650.81(m3/r) 2.计算液压马达所需流量液压马达的最大流量：

qmaxvmnmax3650.810.95 3468.26(m3/s)式中：vm为液压马达排量(m3/r)；nmax为液压马达的最高转速(r/s)。

第四章 液压元件的选择

4.1、液压泵的确定与所需功率的计算 4.1.1 液压泵的确定

(1)确定液压泵的最大工作压力。液压泵所需工作压力的确定，主要根据液压缸在工作循环各阶段所需最大压力P121Mp，再加上油泵的出油口到缸进油口处总的压力损失ΣΔp， 根据表4-1中的压力损失计算：

即 3个溢流阀Pa810532520Pa， 2个单向阀Pb0.51052210Pa， 7个换向阀Pc3105722050Pa，

1节流阀Pd310512520Pa，

所以确定泵的最大工作压力为：

pBP1p 2110625202102205315 (4-1)

21.00525MPaΣΔp包括油液流经流量阀和其他元件的局部压力损失、管路沿程损失等，在系统管路未设计之前，可根据同类系统经验估计，一般管路简单的节流阀调速系统

ΣΔp为(2～5)×105Pa，

用调速阀及管路复杂的系统ΣΔp为(5～15)×105Pa，ΣΔp也可只考虑流经各控制阀的压力损失，而将管路系统的沿程损失忽略不计，各阀的额定压力损失可从液压元件手册或产品样本中查找，也可参照表3-1选取。

表4-1 常用中、低压各类阀的压力损失(Δpn)

阀名 Δpn(×105Pa) 阀名 Δpn(×105Pa) 阀名 Δpn(×105Pa) 阀名 转阀 Δpn(×105Pa) 1.5～2 单向阀 0.3～0.5 换向阀 1.5～3

背压阀 3～8 节流阀 2～3 行程阀 1.5～2 顺序阀 1.5～3 调速阀 3～5 (2)确定液压泵的流量qB：泵的流量qB根据执行元件动作循环所需最大流量qmax和系统的泄漏确定。

多液压缸同时动作时，液压泵的流量要大于同时动作的几个液压缸(或马达)所的最大流量，并应考虑系统的泄漏和液压泵磨损后容积效率的下降，下式中：K为系统泄漏系数，一般取1.1～1.3，大流量取小值，小流量取大值；(Σq)max为同时动作的液压缸(或马达)的最大总流量0.35208103(m3/s)。

qBK(q)max 1.20.352081030.422496103(m3/s)

(4-2)

(3)选择液压泵的规格：根据上面所计算的最大压力pB和流量qB，查液压元件产品样本，

选择与pB和qB相当的液压泵的规格型号。

上面所计算的最大压力pB是系统静态压力，系统工作过程中存在着过渡过程的动态压力，而动态压力往往比静态压力高得多，所以泵的额定压力pB应比系统最高压力大25%～60%，使液压泵有一定的压力储备。若系统属于高压围，压力储备取小值；若系统属于中低压围，压力储备取大值。

(4)确定驱动液压泵的功率。

①当液压泵的压力和流量比较衡定时，所需功率为：

PpBqB/103B (4-5)

式中：pB为液压泵的最大工作压力(N/m2)；qB为液压泵的流量(m3/s)；ηB为液压泵的总效率，各种形式液压泵的总效率可参考表4-2估取，液压泵规格大，取大值，反之取小值，定量泵取大值，变量泵取小值。

表4-2 液压泵的总效率

液压泵类型 总效率 齿轮泵 0.6～0.7 螺杆泵 0.65～0.80 叶片泵 0.60～0.75 柱塞泵 0.80～0.85 所以液压泵所需功率：

PpBqB/103B21.0052500.4224961031030.85 77.69742158(KW)按上述功率和泵的转速，可以从产品样本中选取标准电动机，再进行验算，使电动机发出最大功率时，其超载量在允许围。

4.2、阀类元件的选择

4.2.1选择依据

选择依据为：额定压力，最大流量，动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等。

4.2.2选择阀类元件应注意的问题

(1)应尽量选用标准定型产品，除非不得已时才自行设计专用件。

(2)阀类元件的规格主要根据流经该阀油液的最大压力和最大流量选取。选择溢流阀时，应按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，应考虑其最小稳定流量满足机器低速性能的要求。

(3)一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些，必要时，允许通过阀的最大流量超过其额定流量的20%。

4.3 蓄能器的选择

4.3.1蓄能器用于补充液压泵供油不足时，其有效容积为：

VAiLiKqBt(m3) (4-7) 式中：A为液压缸有效面积(m2 )；L为液压缸行程(m)；K为液压缸损失系数，

估算时可取Ｋ＝1.2；qB为液压泵供油流量(m3/s)；t为动作时间(s)，根据工作状况测得该液压缸的行程为L=6000mm。

液压缸的有效面积为活塞杆与活塞之间的面积差：

A(Rr)218010523.14（） 224.4156103m2所以蓄能器补充液压泵供油不足时，有效容积为：

VAiLiKqBtAiLiKqBt4.415610361.20.4229610360（31.7923225.2776）106.51472103(m3)4.3.2蓄能器作应急能源时，其有效容积为：

VAiLiK31.79232103(m3) (4-8) 当蓄能器用于吸收脉动缓和液压冲击时，应将其作为系统中的一个环节与其关联部分一起综合考虑其有效容积。

3

4.4、管道的选择 4.4.1油管类型的选择

液压系统中使用的油管分硬管和软管，选择的油管应有足够的通流截面和承压能力，同时，应尽量缩短管路，避免急转弯和截面突变。

(1)钢管：中高压系统选用无缝钢管，低压系统选用焊接钢管，钢管价格低，性能好，使用广泛。

(2)铜管：紫铜管工作压力在6.5-10MPa以下，易变曲，便于装配；黄铜管承受压力较高，达25MPa，不如紫铜管易弯曲。铜管价格高，抗震能力弱，易使油液氧化，应尽量少用，只用于液压装置配接不方便的部位。

(3)软管：用于两个相对运动件之间的连接。高压橡胶软管中夹有钢丝编织物；低压橡胶软管中夹有棉线或麻线编织物；尼龙管是乳白色半透明管，承压能力为2.5～8MPa，多用于低压管道。因软管弹性变形大，容易引起运动部件爬行，所以软管不宜装在液压缸和调速阀之间。

4.4.2油管尺寸的确定

(1)油管径d按下式计算：

d4qq1.13103 (4-9) vv式中：q为通过油管的最大流量(m3/s)；v为管道允许的流速(m/s)。一般吸油管取0.5～5(m/s)；压力油管取2.5～5(m/s)；回油管取1.5～2(m/s)。 所以吸油管经为尺寸为：

d4qq1.13103vv0.352081031.13

1.517.3mm(2)油管壁厚δ按下式计算：

pd/2 (4-10) 式中：p为管最大工作压力；〔σ〕为油管材料的许用压力，〔σ〕=σb/n；σb为材料的抗拉强度；n为安全系数，钢管p＜7MPa时，取n=8；p＜17.5MPa时，取n=6；p＞17.5MPa时，取n=4。由于系统最大工作压力为p=21Mp>17.5Mp，所以n=4。采用20#钢，抗拉强度查询机械设计手册得b510N/mm2。

所以许用应力和油管壁厚为：

bn510127.5N/mm2 421106Pa17.31033pd/21.424710m1.4247mm6 2127.510根据计算出的油管径和壁厚，查手册选取标准规格油管。

4.5油箱的设计

油箱的作用是储油，散发油的热量，沉淀油中杂质，逸出油中的气体。其形式有开式和闭

式两种：开式油箱油液液面与大气相通；闭式油箱油液液面与大气隔绝。开式油箱应用较多。

4.5.1油箱设计要点

(1)油箱应有足够的容积以满足散热，同时其容积应保证系统中油液全部流回油箱时不渗出，油液液面不应超过油箱高度的80%。 (2)吸箱管和回油管的间距应尽量大。

(3)油箱底部应有适当斜度，泄油口置于最低处，以便排油。 (4)注油器上应装滤网。

(5)油箱的箱壁应涂耐油防锈涂料。

4.5.2油箱容量计算

油箱的有效容量V可近似用液压泵单位时间排出油液的体积确定。

VKq (4-11) 式中：K为系数，低压系统取2～4，中、高压系统取5～7；Σq为同一油箱供油的各液压泵流量总和。根据管路流量估算选取容量为6300L的油箱。

4.6滤油器的选择

选择滤油器的依据有以下几点：

(1)承载能力：按系统管路工作压力确定。

(2)过滤精度：按被保护元件的精度要求确定，选择时可参阅表9-6。 (3)通流能力：按通过最大流量确定。

(4)阻力压降：应满足过滤材料强度与系数要求。

表4-3 滤油器过滤精度的选择

系统 过滤精度(μm) 元件 过滤精度(μm)

低压系统 100～150 滑阀 节流孔 流量控制阀 1/3最小间隙 1/7孔径(孔径小于1.8mm) 2.5～30 70×105Pa系统 50 100×105Pa系25 统 140×105Pa系10～15 统 电液伺服系统 5 高精度伺服系统 2.5 安全阀溢流阀 15～25 第五章 液压系统性能的验算

为了判断液压系统的设计质量，需要对系统的压力损失、发热温升、效率和系统的动态特性等进行验算。由于液压系统的验算较复杂，只能采用一些简化公式近似地验算某些性能指标，如果设计中有经过生产实践考验的同类型系统供参考或有较可靠的实验结果可以采用时，可以不进行验算。

5.1管路系统压力损失的验算

当液压元件规格型号和管道尺寸确定之后，就可以较准确的计算系统的压力损失，压力损失包括：油液流经管道的沿程压力损失

ΔpL、局部压力损失Δpc和流经阀类元件的压力损失

ΔpV，即：

ppLpcpV (5-1)

5.1.1沿程压力损失

计算沿程压力损失时，如果管中为层流流动，可按下经验公式计算：

4Pa） pL4.3qL106/d（ (5-2)

式中：q为通过管道的流量(m3/s)；L为管道长度(m)；d为管道径(mm)；υ为油液的运动粘

度(m2)。液压油推荐使用N68号，其粘度在正常工作条件40时为61.2 ~ 76.8，已知管道径d=17.3mm，流量 q0.3520810-3m3/s，管路总长度约为L=308m。 所以沿程压力损失为：

pL4.3qL106/d4 4.3700.35208103308106/17.34

1.07Mp

5.1.2局部压力损失可按下式估算：

pV(0.05~0.15)pL (5-3)

取pV0.1pL0.17Mp

5.1.3阀类元件的ΔpV值可按下式近似计算：

pVpn(qV/qVn)(Pa) (5-4)

式中：qVn为阀的额定流量(m3/s)；qV为通过阀的实际流量(m3/s)；Δpn为阀的额定压力损失(Pa)。

pVpn(qV/qVn)(Pa)

计算系统压力损失的目的，是为了正确确定系统的调整压力和分析系统设计的好坏。

5.1.4系统的调整压力：

p0p1p 21Mp16Mp (5-5)

37Mp式中：p0为液压泵的工作压力或支路的调整压力；p1为执行件的工作压力。

由于系统的最大工作压力为21Mp，支路的调整压力为16Mp，同时只需考虑最大工作压力及调整压力，所以系统的调整压力P037Mp。

如果计算出来的Δp比在初选系统工作压力时粗略选定的压力损失大得多，应该重新调整有

关元件、辅件的规格，重新确定管道尺寸。

第六章 PLC控制

6.1 控制要求

铝型材挤压机是一种把铝或铝合金棒料挤压成各种规格型材的机器 挤压机工作时，铝棒坯料由加热炉加热到所需挤压温度，然后送至供锭器中，供锭器自动把坯料和挤压垫送至模筒口，由工作缸活塞推^模筒直至模口，并在快速推科过程中，供锭器自动复位，同时，挤压筒及模具进行预热，最后，由工作缸进行挤压加工。在挤压过程中，棒料靠装在挤压筒的电热元件保持一定的温度 挤压结束后，由剪切装置将制品与压余分离，剩料和压垫掉人残料溜槽，压机各部件全部复原，一次挤压加工结束。挤压机加工时的工艺流程如下，整个挤压过程分模

具闭合、送锭到位、挤压快进、送锭复位、挤压工进、顶出残料、挤压轴退、模具开启、剪切残料、剪切复位、换模进、换模退等工序。这些动作是由液

压系统中的电动机带动大小油泵产生油压来执行的，而控制这些动作的装置是各种电器，有按钮开关sB、行程开荧sA，转换开关及电磁铁YA。

筒闭合、锁紧推料装置推料运锭装置运锭供锭装置受锭挤压杆前进主剪剪切挤压杆、筒快回充液阀打开泄压、脱料挤压力到给定点吗？挤压位置到给定点吗？充液阀关闭充填挤压排气结束进入挤压自动排气

图6-1 工艺流程图

6.2梯形图程序设计

梯形图程序根据挤压机工艺流程图和PLC的I／O地址分配情况进行设计，所得梯形图如图6-1所示。此挤压机选用西门子S7-200系统 梯形图设计说明：

6.2.1挤压机加工过程为顺序控制，其工作循环从模具闭合开始一步一步依次进行，每一工序

都执行部分命令，使相应的电磁铁运作，并由行程或工艺过程时问来判断该工序是否完成，同时，只有上一步工序完成后才能进入下一步工序。

6.2.2 各工序对应的辅助继电器控制支路一般包括下列触点：手动起动按钮、手动停止按钮、该工序原位行程开关、该工序终端行程开关、上一工序辅助继电器常闭触点、相应工序的互锁触点。

6.3 电气系统图、程序及PLC外部接线图 6.3.1 控制线路分析

图6-2 电气控制原理图

图6-2为电气控制线路原理图，图中KM为接触器，控制线路中相对应的常开常闭触点，电动触头SB1为停机，常开触头SB2为开机，FR1、FR2、FR3为热继电器，当系统过热时三个常闭触点会断开，按下点动SB2，继电器KA1得电，KA1常开触点闭合、常闭触点断开线路自锁，此时SD1指示灯亮起，表示该线路就绪。按下SB4点动，接触器KM2得电，同时KM2常

开触点闭合，线路自锁，此时与KM2线路并联的KM1及时间继电器KT1同时得电，在主电路中电机M1启动；根据预先设定的时间值KT1常开触点延时闭合，常闭触点延时断开，（此过程中有KM1与KM3的互锁，防止二者同时带电）；之后KM1继电器断电同时KM3继电器得电，完成M1电机的星角启动，如图6-3 主电路图。

KT线路中的KM3常开触点闭合后，KT时间继电器线圈得电，KT常开触点延时闭合，KM5接触器线圈得电，KM5常开触点闭合形成KM5接触器线路的自锁，同时接通KM4接触器其常开触点闭合，同理与KM6形成互锁线路，此线路与M1电机启动方式相同，为星角启动，目的是为了防止启动电流过大烧毁线路。

6.3.2主电路及接线图分析

图6-3为主电路图，有三相交流电线路，个分别由两个星角启动的分线路组成，这种方式的特点是在启动时能够防止启动电流过大烧毁电路，在其中有两个热继电器，在线路过热时断开，能过有效地保护线路，同时电流表也可以实时监控线路中的电流异常情况。

图6-3 主电路图

挤压机的控制是顺序控制，它的工作循环从闭模开始一步一步有条不紊地进行，每个工序步执行一些指令使电磁铁动作，用行程开关或工艺过程时间来判断每一步是否已完成。控制中只有前一步骤完成后，才能进入下一步工序，即下一步接通的条件取决于上一步的逻辑结果以及附加在这一步上的条件。而PLC部有多组辅助继电器，这些继电器可记系统工作状态；可编程控制器部定时器可以完成定时控制 下图是根据挤压机工艺流程对控制系统的要求，相应的并对照VO端子分配表。

在线路中利用接触器控制相应触点的闭合，接触器的特点是能够在大功率、大电流的电路中使用，由于这个特点再加上电路中的其他保护元件，能够使主电路正常工作。

图6-4 系统接线总图

功能实现方式：

利用行程开关、辅助继电器顺序完成各道工序。在“原点” 工步时，行程开关

闭合，按启动按钮SB1时，相应辅助继电器打开，使输出继电器得电，电磁铁YA2、YA3、YA15通电，进人“模具闭合”工步。当行程开关SA5闭合时，相应的继电器得电，电磁铁YA2、YA15断电，YA3、YA9通电，“模具闭合”工步结束，进入“送锭到位 工步 这样依次完成其它工步。

表6-1

SA1 SA2 SA3 SB5 SB6 SB13 SB14 SB15 SB16 SB17 SB18 SB19 SB20 SB21 SB22 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 手动自动转换开关 吨位选择 排气动作 动作停止 半自动启动 挤压筒闭合 挤压筒开放 挤压杆前进 挤压杆后退 料架上 料架下 剪切向下 剪切退上 模架向 模架向外 闭合到位 连动 挤压筒开停 挤压到位 允许剪切 SQ6 SQ7 SQ8 SQ9 SQ10 SQ11 SQ12 SQ13 SQ14 SQ15 SQ16 SQ17 SQ18 KT11 KT12 KT13 压力继电器1 压力继电器2 点动 挤进转挤压 快进限位/料架返回 挤退停止 剪切到位 剪切返回到位 模架限 模架外限 料架上限 料架下限 定位返回到位 挤压速度1 挤压速度2 挤压速度3 定位时间 打开时间 挤退时间 边缸压力 高压保护 泵4选择

6.4.程序分析及设计

梯形图程序根据挤压机工艺流程图和PLC的I／O地址分配情况进行设计，所得梯形图如图6-3所示。 梯形图设计说明：

6.2.1挤压机加工过程为顺序控制，其工作循环从模具闭合开始一步一步依次进行，每一工序都执行部分命令，使相应的电磁铁运作，并由行程或工艺过程时问来判断该工序是否完成，同时，只有上一步工序完成后才能进入下一步工序。

6.2.2 各工序对应的辅助继电器控制支路一般包括下列触点：手动起动按钮、手动停止按钮、该工序原位行程开关、该工序终端行程开关、上一工序辅助继电器常闭触点、相应工序的互锁触点。

（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）手动（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）点动（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）自动（ ）（ ）（ ）

图6-5 PLC程序图

6.4.1通常挤压机都具有手动、自动、半自动、调速及报警等功能，其作用为：

1)手动．自动、半自动功能手动功能用于单段运行，供维修用；半自动功能用于单周期生产或试车；自动功能用于连续生产。

2)严格的动作及保护功能 挤压机动作顺序要求严格，因而电气互锁保护设计要求严密。 3)故障指示及报警功能 当挤压机工作期间有故障时要发出报警信号，并通过操

作面板阀位动作等指示灯查找故障点。

4)主柱塞位移及速度显示 主要用于方便调整挤压速度，使产品产量高，质量好。 5)手动、自动调速功能调整比例泵改变进油量，进而调整挤压速度。

6)暂停、紧急停车功能暂停功能用于处理自动循环运行中的微小问题，紧急停车 功能用于处理发生重大异常情况。

6.4.2 可编程控制器主要程序分析

编程方式有2种，即梯形图法、语句法，园梯形图法与实际电路接近，直观易懂，故本编程采用梯形图法本挤压机程序设计主要分为机器零位及起始条件设计，自动、半自动循环程序设计，手动单步运行程序设计，自动调速程序设计。

1)机器零位及起始条件设计此设计就是考虑通电后到挤压机自动循环开动前，机器各部位应处在何种位置，各种泵运行是否正常，操作台指令开关状态是否处在正确位置，设置手动、自动软件互锁及暂停指令等。

在挤压机自动循环开动前要求所有动作都在零位16当中任一点接通，即1号、2号送锭机都在低部位置，剪刀在上升极限位置，主柱塞在回程极限位置，挤压筒松开，模架处在1～4任一位置，只有这样才能保证运行后不发生损坏设备的现象。

2)自动、半自动循环程序设计因本循环控制是按顺序依次发生的，因此采用步进的控制方式，即选择代表前一个运动的常开触点，串联在后一个运动的启动线路中，作为后一个运动发生的必要条件。同时选择代表后一个运动的常闭触点串入前一个运动的关断线路里。这样只有前一个运动发生了，才允许后一个运动出现，并且一旦后一个运动发生了，就立即迫使前一个运动停止，因此可以实现各运动严格地依预定的顺序逐步地发生和转换，其过程如图3所示。 当手动／自动开关转到自动状态时，无论再选择全自动还是半自动，按下自动起动按钮后M20

都将处在ON状态，即开始挤压筒锁紧前进动作，当运动到使限位开关CK6A接通的位置即1032为1状态，此时M21接通开始执行下一步动作即挤压筒前进减速，同时由M21的常闭触点关断M20，余下的循环动作逐步按此方式执行。

3)手动单步运行程序设计 此部分程序主要分几块进行设计。即挤压筒部分、主柱塞部分、送锭机部分、模架部分。这其中又分快进、慢进、保压、挤压、快升、慢升，快回、慢回等动作， 其中，M24与M16为自动循环程序支路．路，两支路形成“或”逻辑与后面动作保护触点形成“与”逻辑，在保护信号满足要求情况下，手动支路通过操作员操作按钮开关接通M64。自动支路在程序执行当中自动将M64接通，两者都最终使相应的Y电磁铁得电，从而实现主柱塞快进动作。

4)自动调速程序设计用于自动调速用的有3位拨码开关，每位占用4个输入点，

其中两位控制高位电压一位控制低位电压。它们分别与自动调速选择开关信号即调速I，调速I相“与”后，进入模拟量输出模块，最终输出模拟电压信号，控制两比例泵，从而达到控制速度的目的。

6.5 系统特点

挤压机控制过程采用PIE控制，有下列特点：

(1)可编程控制器中采取了一系列的隔离和抗干扰措施，故系统有较高的可靠性。

(2)系统通过程序指令控制电路，执行速度快，克服了电磁继电器动作时间长触点抖动的缺点。

(3)用PLJC中的定时器进行定时控制，提高了控制精度。

第七章 结论

本文通过对挤压机液压系统的工作条件、性能阀类元件的选型、计算，先从理论上找出液压系统的各个特点，分析各种特点的实现方式，找出相应的解决问题的方法，提出相应的理论论证，再从实际着手，根据所提出的理论依据对液压系统进行实际的特点、性能分析，将理论的分析结果体现在具体的液压各部分结构的选型上，通过对理论和实际结合的论证，总结出适合挤压机工作的液压系统综合结构，在控制系统上，针对控制器的特点分析各种方式控制的优缺点，结合挤压特点，找出适合挤压机控制特点的程序控制方式，通过程序的理论计算、试运行，调试等方法，在挤压机上真正实现对挤压机液压系统的有效的最优控制方式。

参考文献

[1]利平 液压控制系统及设计/液压系统设计丛书 【M】 化学工业 2006-6-1 [2]周恩涛 可编程控制器原理及其在液压系统中的应用【M】 机械工业 2003-2-1 [3]利平 液压传动系统及设计 【M】 化学工业 2005-8-1 [4]培元，朱福元 液压系统设计简明手册【M】 机械工业 2003-7 [5]宋俊, 殷庆文, 树敏, 王莉编 液压系统优化 【M】 机械工业 1996.12

[6] 万忠. 可编程控制器入门与应用实例（西门子S7-200系列）【M】 中国电力.2004. [7] 廖常初. 可编程序控制器应用技术（第三版）. 【M】大学，1998. [8] 路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化. 【M】:清华大学， 2004. [9] 汪晓平. 可编程控制器系统开发实例导航. 【M】 人民邮电，2004. [10] 国丽.朱维勇,栾铭.EDA与数字系统设计. 【M】:机械工业,2004:24-31. [11] 明．工厂电气控制设备.【M】：机械工业，1998. [12] Goodwin A B .Fluid Power System,1976

[13] HYDRAULIC AND PNEUMATIC POWER FOR PRODUCTION,HARRY L,STEWART

[14] European Committee of Pump Manufacturers. Pumps & Their Applications-the international technical review. Trade and Technical Pr. 1975

[15] Greeneville、Tennessee. Paker Industrial Hydraulic Pumps- products catalog. Parker-Hannifin Corporation.1997

致

经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感我的导师王恩鸿老师。王老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是王老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩王老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

其次要感我的同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用方面，正因为如此我才能顺利的完成设计，我要感我的母校——工业大学，是母校给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次！大家！！！。

附录 中英文翻译

Hydraulic Station and the development of

hydraulic components Profiles

Hydraulic Station and the development of hydraulic components Profiles

Hydraulic Pump Station also known as the stations are independent h- ydraulic device. It requested by the oil gradually. And controlling the hydraulic oil flow direction, pressure and flow rate, applied to the mainframe and hy- draulic devices separability of hydraulic machinery. Users will be provided after the purchase hydraulic station and host of implementing agencies (motor oil or fuel tanks) connected with tubing, Hydraulic machinery can be realized from these movements and the work cycle.

Hydraulic pump station is installed, Manifold or valve combination, t- anks, a combination of electrical boxes.

Functional components :

Pump device -- is equipped with motors and pumps, hydraulic station is the source of power. to mechanical energy into hydraulic oil pressure can be.

Manifold -- from hydraulic valve body and channel assembled. Right direction for implementation of hydraulic oil, pressure and flow control.

Valve portfolio -- plate valve is installed in up board after board conn- ects with the same functional IC.

Tank -- plate welding semi-closed containers, also loaded with oil filtering network, air filters,

used oil, oil filters and cooling.

Electrical boxes -- at the two patterns. A set of external fuse terminal plate; distribution of a full range of electrical control.

Hydraulic Station principle : motor driven pump rotation, which pump oil absorption from the oil tank. to mechanical energy into hydraulic pressure to the station, hydraulic oil through Manifold (or valve combinations) realized the direction, pressure, After adjusting flow pipe and external to the cylinder hydraulic machinery or motor oil, so as to control the direction of the motive fluid transformation force the size and speed the pace of promoting the various acting hydraulic machinery.

A development course

China Hydraulic (including hydraulic, the same below), pneumatic and seals industrial development process can be broadly divided into three phases, namely : 20 early 1950s to the early 1960s, the initial stage; 60's and 70 for specialized production system ;80~90's growth stage for the rapid development stage. Which, hydraulic industry in the early 1950s from the machine tool industry production of fake Su-grinder, broaching machine, copying lathe, and other hydraulic drive started, Hydraulic Components from the plant hydraulic machine shop,

self-occupied. After entering the 1960s, the application of hydraulic technology from the machine gradually extended to the agricultural machinery and mechanical engineering fields, attached to the original velocity of hydraulic shop some stand out as pieces of hydraulic professional production. To the late 1960s, early 1970s, with the development of mechanized production, especially in the second automobile factory in providing efficient, automated equipment, along

with the Hydraulic Components manufacturing has experienced rapid development of the situation, a group of SMEs have become professional hydraulic parts factory. 1968 China's annual output of hydraulic components have nearly 200,000 in 1973, machine tools, agricultural

machinery, mechanical engineering industries, the production of hydraulic parts factory has been the professional development of more than 100 and an annual output more than one million. an independent hydraulic manufacturing industry has begun to take shape. Then, hydraulic pieces of fake products from the Soviet Union for the introduction of the product development and technical design combining the products to the pressure, Hypertension, and the development of the electro-hydraulic servo valves and systems, hydraulic application areas further expanded. Aerodynamic than the start of the industrial hydraulic years later, in 1967 began to establish professional pneumatic components factory, Pneumatic Components only as commodity production and sales. Sealed with rubber and plastics, mechanical seals and sealing flexible graphite sealing industry, the early 1950s from the production ordinary O-rings. rubber and plastics extrusion, such as oil seal sealing and seal asbestos products start to the early 1960s, begun production of mechanical seals and flexible graphite sealing products. 1970s, the burning of the former Ministry, a Ministry, the Ministry of Agricultural Mechanization System, a group of professional production plants have been established, and the official establishment of industries to seal industrial development has laid the foundation for growth.

Since the 1980s, in the country's reform and opening up policy guidelines, with the development of the machinery industry, based mainframe pieces behind the conflicts have become increasingly prominent and attracted the attention of the relevant departments. To this end, the Ministry of the original one in 1982, formed the basis of common pieces of Industry, will

be scattered in the original machine tools, agricultural machinery, mechanical engineering industries centralized hydraulic, pneumatic and seals specialized factories, placing them under common management infrastructure pieces Bureau, so that the industry in the planning, investment, technology and scientific research and development in areas such as infrastructure pieces Bureau of guidance and support. Since then entered a phase of rapid development, has introduced more than 60 items of advanced technology from abroad, including more than 40 items of hydraulic, pneumatic 7. After digestion and absorption and transformation, now have mass production, and industry-leading products. In recent years, the industry increased the technological transformation efforts, in 1991, Local enterprises and the self-financing total input of about 20 billion yuan, of which more than 1.6 billion yuan Hydraulic. Through technological transformation and technology research, and a number of major enterprises to further improve the level of technology, technique and equipment to be greatly improved. In order to form a higher starting point, specialization, and run production has laid a good foundation. In recent years, many countries in the development of common ownership guidelines, under different ownership SMEs rapid rise showing great vitality. With the further opening up, three-funded enterprises rapid development of industry standards for improving and expanding exports play an important role. Today, China has and the United States, Japan, Germany and other countries famous manufacturers joint ventures or wholly-owned by foreign manufacturers to establish a piston pump / motor, planetary reduction gears, steering gear, hydraulic control valve, hydraulic system, hydrostatic transmission, hydraulic Casting. pneumatic control valve, cylinder, gas processing triple pieces, mechanical seals, rubber and seal products more than 50 production enterprises, attracting foreign investment over 200 million U.S. dollars.

Second, the current situation (1) Basic Profiles

After 40 years of efforts, China hydraulic, pneumatic and sealing industry has formed a relatively complete categories. a certain level of technical capacity and the industrial system. According to the 1995 Third National Industrial Census statistics, hydraulic, Pneumatic seals and industrial 370,000 annual sales income of 100 million yuan in state-owned, village-run, private and cooperative enterprises, individual, \"three capital\" enterprises with a total of more than 1,300, of which about 700 hydraulic, Pneumatic seals and the approximately 300 thousand. By 1996 with the international trade statistics, the total output value of China's industry hydraulic 2.348 billion yuan, accounting for the world's 6; Pneumatic industry output 419 million yuan, accounting for world No. 10.

(2) the current supply and demand profiles

Through the introduction of technology, independent development and technological innovation, and high-pressure piston pump, gear pumps, vane pump, General Motors hydraulic valves, tanks, Non-lubricated aerodynamic pieces and various seals of the first large technology products has increased noticeably. stability of the mass production may, for various mainframe products provide a level of assurance. In addition, hydraulic and pneumatic components of the CAD system, pollution control, proportional servo technology has scored some achievements, and is already in production. Currently, hydraulic, pneumatic and seals products total about 3,000 species, more than 23,000 specifications. Among them, there are 1,200 hydraulic varieties, more than 10,000 specifications (including hydraulic products 60 varieties 500 specifications);

Pneumatic are 1,350 varieties, more than 8,000 specifications; Rubber seal 350 species more than

5,000 specifications have been basically cater to the different types of mainframe products to the general needs, complete sets of equipment for major varieties of matching rate was over 60%, and started a small amount of exports.

1998 pieces of homemade hydraulic output 4.8 million. sales of about 28 billion (of which about 70% mechanical systems); aerodynamic pieces yield 3.6 million. sales of about 5.5 billion (of which about 60% of mechanical systems); Seals output of about 800 million. sales of about 10 billion (of which about 50% mechanical systems). According to the China Hydraulic Pneumatic Seals Industry Association 1998 annual report, hydraulic product sales rate of 97. 5% (101% for hydraulic), pneumatic 95.9%, 98.7% sealed. This fully reflects the basic marketing convergence. My hydraulic, pneumatic and sealing industry has attained a great deal of progress, but with mainframe development needs, and the world's advanced level, there are still many gaps, mainly reflected in the product variety, performance and reliability, and so on. Hydraulic products as an example, products abroad only one-third, life for half abroad. In order to meet key mainframe, and mainframe imports of major technology and equipment needs, every year a large number of hydraulic, pneumatic and sealing products imports. According to customs statistics and the analysis of data, in 1998 hydraulic, pneumatic and seals in the import about 200 million U.S. dollars, Hydraulic which about 1.4 billion dollars, aerodynamic nearly 030 million U.S. dollars, sealed about 030 million U.S. dollars. compared with a slight decline in 1997. By sums, currently imported products on the domestic market share of about 30%. 1998 pieces of the domestic market demand for hydraulic total of about six million, the total sales of nearly 40 billion; aerodynamic pieces of the total demand of about 5 million, with sales more than 700 million yuan; Seals total demand of about 1.1 billion. total sales of about 1.3 billion.

Third, the development trend of the future 1, affect the development of the main factors

(1) product development ability, and the level of technological development and speed can not completely meet the advanced mainframe products, major equipment and technology imported equipment and maintenance support;

(2) the number of enterprises manufacturing technology, the level of equipment and management standards are comparatively backward, coupled with a strong sense of quality, resulting in low levels of product performance, quality, Reliability poor services in a timely manner, lack of user satisfaction and trust of the brand-name products;

(3) industry specialization of production low, scattered strength, low repeat serious, between regions and enterprises of convergence products, blindly compete with each other, driving down prices, the decline of enterprise returns, lack of funds, liquidity difficulties, product development and technological transformation is inadequate and seriously restricted the industry to improve the overall level of competition and the increase of strength;

(4) The internationalization of the domestic market and the increasing degree of foreign companies have entered the Chinese market and participate in competition with the domestic private and cooperative enterprises, individuals, foreign-funded enterprises, such as the rise of state-owned enterprises due to the growing impact. 2, the development trend

As the socialist market economy continues to deepen, hydraulic, pneumatic and sealing products in the market supply and demand and there is a greater change, long ago to a

\"shortage\" of the seller's market has basically become a \"structural surplus\" of the characteristics

of the buyer's market place . Overall capacity, is already in oversupply situation, in particular the general low level of hydraulic, pneumatic and seals, the general oversupply; and the host of urgent high-tech high-parameter, high value-added high-end products, and they do not satisfy the market needs, only dependent on imports. China joins the WTO, its impact may be even greater. Therefore, the \"15\" during the growth of the output value of industry, must not depend on volume growth and the industry should address the structural problems of their own, increase the intensity of the adjustment of the industrial structure and product mix, is, we should rely on the improvement of quality, and promote technical upgrading of products to meet market demand and stimulating, seek greater development.

液压站及液压元件发展概况

液压站又称液压泵站，是独立的液压装置。

它按逐级要求供油。并控制液压油流的方向、压力和流量，适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械上。

用户购后只要将液压站与主机上的执行机构（油缸或油马达）用油管相连，液压机械即可实现各种规定的动作和工作循环。

液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成。各部件功能为： 泵装置－－上装有电机和油泵，是液压站的动力源，将机械能转化为液压油的压力能。 集成块－－由液压阀及通道体组装而成。对液压油实行方向、压力和流量调节。 阀组合－－板式阀装在立板上，板后管连接，与集成块功能相同。

油箱－－板焊的半封闭容器，上还装有滤油网、空气滤清器等，用来储油、油的冷却及过

滤。

电气盒－－分两种型式。一种设置外接引线的端子板；一种配置了全套控制电器。 液压站的工作原理：电机带动油泵转动，泵从油箱中吸油供油，将机械能转化为液压站的压力能，液压油通过集成块（或阀组合）实现了方向、压力、流量调节后经外接管路并至液压机械的油缸或油马达中，从而控制液动机方向的变换、力量的大小及速度的快慢，推动各种液压机械做功。

一、发展历程

我国液压（含液力，下同）、气动和密封件工业发展历程，大致可分为三个阶段，即：20世纪50年代初到60年代初为起步阶段；60~70年代为专业化生产体系成长阶段；80~90年代为快速发展阶段。其中，液压工业于50年代初从机床行业生产仿的磨床、拉床、仿形车床等液压传动起步，液压元件由机床厂的液压车间生产，自产自用。进入60年代后，液压技术的应用从机床逐渐推广到农业机械和工程机械等领域，原来附属于主机厂的液压车间有的独立出来，成为液压件专业生产厂。到了60年代末、70年代初，随着生产机械化的发展，特别是在为第二汽车制造厂等提供高效、自动化设备的带动下，液压元件制造业出现了迅速发展的局面，一批中小企业也成为液压件专业制造厂。1968年中国液压元件年产量已接近20万件；1973年在机床、农机、工程机械等行业，生产液压件的专业厂已发展到100余家，年产量超过100万件，一个独立的液压件制造业已初步形成。这时，液压件产品已从仿产品发展为引进技术与自行设计相结合的产品，压力向中、高压发展，并开发了电液伺服阀及系统，液压应用领域进一步扩大。气动工业的起步比液压稍晚几年，到1967年开始建立气动元件专业厂，气动元件才作为商品生产和销售。含橡塑密封、机械密封和柔性石墨密封的密封件工业，50年代初从生产普通O型圈、油封等挤压橡塑密封和石棉密封制品起步，到60年代初，开始研制生产机械密封和柔性石墨密封等制品。70年代，在原燃化部、一机部、农机部所属系统，一批专业生产厂相继成立，并正式形成行业，为密封件工业的发展成长奠定了基础。 进入80年代，在国家改革开放的方针指引下，随着机械工业的发展，基础件滞后于主机的矛盾日益突出，并引起各有关部门的重视。为此，原一机部于1982年组建了通用基础件工业局，将原有分散在机床、农业机械、工程机械等行业归口的液压、气动和密封件专业厂，统

一划归通用基础件局管理，从而使该行业在规划、投资、引进技术和科研开发等方面得到基础件局的指导和支持。从此进入了快速发展期，先后引进了60余项国外先进技术，其中液压40余项、气动7项，经消化吸收和技术改造，现均已批量生产，并成为行业的主导产品。近年来，行业加大了技术改造力度，1991~1998年国家、地方和企业自筹资金总投入共约20多亿元，其中液压16亿多元。经过技术改造和技术攻关，一批主要企业技术水平进一步提高，工艺装备得到很大改善，为形成高起点、专业化、批量生产打下了良好基础。近几年，在国家多种所有制共同发展的方针指引下，不同所有制的中小企业迅猛崛起，呈现出勃勃生机。随着国家进一步开放，三资企业迅速发展，对提高行业水平和扩大出口起着重要作用。目前我国已和美国、日本、德国等国著名厂商合资或由外国厂商独资建立了柱塞泵/马达、行星减速机、转向器、液压控制阀、液压系统、静液压传动装置、液压件铸造、气动控制阀、气缸、气源处理三联件、机械密封、橡塑密封等类产品生产企业50多家，引进外资2亿多美元。 二、目前状况 (1)基本概况

经过40多年的努力，我国液压、气动和密封件行业已形成了一个门类比较齐全，有一定生产能力和技术水平的工业体系。据1995年全国第三次工业普查统计，我国液压、气动和密封件工业乡及乡以上年销售收入在100万元以上的国营、村办、私营、合作经营、个体、“三资”等企业共有1300余家，其中液压约700家，气动和密封件各约300余家。按1996年国际同行业统计，我国液压行业总产值23.48亿元，占世界第6位；气动行业总产值4.19亿元，占世界第10位。 (2)当前供需概况

通过技术引进，自主开发和技术改造，高压柱塞泵、齿轮泵、叶片泵、通用液压阀门、油缸、无油润滑气动件和各类密封件第一大批产品的技术水平有了明显的提高，并可稳定的批量生产，为各类主机提高产品水平提供了保证。另外，在液压气动元件和系统的CAD、污染控制、比例伺服技术等方面也取得一定成果，并已用于生产。目前，液压、气动和密封件产品总计约有3000个品种、23000多个规格。其中，液压有1200个品种、10000多个规格（含液力产品60个品种、500个规格）；气动有1350个品种、8000多个规格；橡塑密封有350个品种、5000多个规格，已基本能适应各类主机产品的一般需要，为重大成套装备的品种配套

率也可达60%以上，并开始有少量出口。

1998年国产液压件产量480万件，销售额约28亿元（其中机械系统约占70%）；气动件产量360万件，销售额约5.5亿元（其中机械系统约占60%）；密封件产量约8亿件，销售额约10亿元（其中机械系统约占50%）。据中国液压气动密封件工业协会1998年年报统计，液压产品产销率为97 .5%（液力为101%），气动为95.9%，密封为98.7%。这充分反映了产销基本衔接。

我国液压、气动和密封工业虽取得了很大的进步，但与主机发展需求，以及和世界先进水平相比，还存在不少差距，主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。以液压产品为例，产品品种只有国外的1/3，寿命为国外的1/2。为了满足重点主机、进口主机以及重大技术装备的需要，每年都有大量的液压、气动和密封产品进口。据海关统计及有关资料分析，1998年液压、气动和密封件产品的进口额约2亿美元，其中液压约1.4亿美元，气动近0.3亿美元，密封约0.3亿美元，比1997年稍有下降。按金额计，目前进口产品的国市场占有率约为30%。1998年国市场液压件需求总量约600万件，销售总额近40亿元；气动件需求总量约500万件，销售总额7亿多元；密封件需求总量约11亿件，销售总额约13亿元。 三、今后发展走势 1、影响发展的主要因素

(1)企业产品开发能力不强，技术开发的水平和速度不能完全满足先进主机产品、重大技术装备和进口设备的配套和维修需要；

(2)不少企业的制造工艺、装备水平和管理水平都较落后，加上质量意识不强，导致产品性能水平低、质量不稳定、可靠性差，服务不及时，缺乏使用户满意和信赖的名牌产品； (3)行业生产专业化程度低，力量分散，低水平重复严重，地区和企业之间产品趋同，盲目竞争，相互压价，使企业效益下降，资金缺乏、周转困难，产品开发和技术改造投入不足，严重地制约了行业整体水平的提高以及竞争实力的增强；

(4)国市场国际化程度日益提高，国外公司纷纷进入中国市场参与竞争，加上国私营、合作经营、个体、三资等企业的崛起，给国有企业造成愈来愈大的冲击。 2、发展走势

随着社会主义市场经济的不断深化，液压、气动和密封产品的市场供求关系发生较大变化，

长期来以“短缺”为特征的卖方市场已基本成为以“结构性过剩”为特征的买方市场所取代。从总体能力看，已处于供大于求的态势，特别是一般低档次液压、气动和密封件，普遍供过于求；而主机急需的技术含量高的高参数、高附加值的高档产品，又不能满足市场需要，只能依赖于进口。在我国加入WTO后，其冲击有可能更大。因此，“十五”期间行业产值的增长，决不能依赖于量的增长，而应针对行业自身的结构性矛盾，加大力度，调整产业结构和产品结构，也就是应依靠质的提高，促进产品技术升级，以适应和拉动市场需求，求得更大的发展。