全球半导体市场规模06年达到247.7亿美元。主要应用领域包括计算机、消费电子、通信等。在电子制造业转移和成本差异等因素的作用下,全球半导体产业向亚太地区转移趋势明显。我国内地半导体产业发展滞后于先进国家,内地企业多位于全球产业链的中下游环节。我国半导体产业成为全球产业链的组成部分,产量和产值提高迅速,但是产品技术含量和附加值偏低。
2007年半导体产业大幅波动,长远发展前景良好
半导体产业的硅周期难以消除。2007年上半年,在内存价格上升等因素作用下,全球半导体市场增速明显下滑。至2007年下半年,由于多余库存的降低、资本支出的控制,半导体市场开始回升。预计2008年,半导体产业增速恢复到一个较高的水平。长远来看,支撑半导体产业发展的下游应用领域仍然处在平稳发展阶段,半导体产业的技术更新也不曾停滞。产品更新与需求形成互动,推动半导体产业持续增长。
我国半导体市场规模增速远快于全球市场
我国半导体市场既受全球市场的影响,也具有自身的运行特点。
我国半导体应用产业中,PC等传统领域仍保持平稳增长,消费电子、数字电视、汽车电子、医疗电子等领域处于快速成长期,3G通信等领域处于成长前期。我国集成电路市场规模增速远快于全球市场,是全球市场增长的重要拉动元素。2006年,我国集成电路市场已经成为全球最大市场。
我国半导体产业规模迅速扩大,产业结构逐步优化
我国半导体产业规模同样快速提高。在封装测试业保持高速增长的同时,设计和制造业的比例逐步提高,产业结构得到优化。在相关管理部门、科研机构和企业的共同努力下,我国系统地开展了标准制定和专利申请工作,有效地保障本土企业从设计、制造等中上游产业链环节分享内地快速增长的电子设备市场。
分立器件、半导体材料行业是我国半导体产业的重要组成部分
集成电路是半导体产业的最大组成部分。分立器件、半导体材料和封装材料也是半导体产业的重要组成部分。我国内地分立器件和半导体材料市场和产业也处于快速增长之中。
上市公司
我国内地半导体产业上市公司面对诸多挑战。技术升级和产品更新是企业生存发展的前提。半导体材料生产企业有较强的定价能力,在保持产品换代的前提下,有较大的成长空间;封装测试公司整体状况较好;分立器件企业发展不均。
全球半导体产业简况
根据WSTS统计,2006年全球半导体市场销售额达2477亿美元,比2005年增长8.9%;产量为5192亿颗,比2005年增长14.0%;ASP为0.477美元,比2005年下降4.5%。
从全球范围来看,包括计算机(Computer)、通信(Communication)、消费电子(ConsumerElectronics)在内的3C产业是半导体产品的最大应用领域,其后是汽车电子和工业控制等领域。
美、日、欧、韩以及中国台湾是目前半导体产业领先的国家和地区。2006年世界前25位的半导体公司全部位于美国、日本、欧洲、韩国。2005年,美国和日本分别占有48%和23%的市场份额,合计达71%。韩国和台湾的半导体产业进步很快。韩国三星已经位列全球第二;台积电(TSMC)的收入在2007年上半年有了很大的提高,排名快速升至第6,成为2007年上半年进入前20名的唯一一家台湾公司,这从一个侧面反映了台湾代工业非常发达。
中国市场简况
中国已经成为全球第一大半导体市场,并且保持较高的增长速度。2006年,中国半导体市场规模突破5800亿,其中集成电路市场达4863亿美元,比2005年增长27.8%,远高于全球市场8.9%的增速。我国市场已经达到全球市场份额的四分之一强。
在市场增长的同时,我国半导体产业成长迅速。以集成电路产业为例,2006年国内生产集成电路355.6亿块,同比增长36.2%。实现收入1006.3亿元,同比增长43.3%。我国半导体产业规模占世界比重还比较低,但远高于全球总体水平的增长率让我们看到了希望。
中国集成电路的应用领域与国际市场有类似之处。2006年,3C(计算机、通信、消费电子)占了全部应用市场的88.5%,高于全球比例。而汽车电子1.3%的比例,比起2005年的1.1%有所提高,仍明显低于全球市场的8.0%。与此相对应的是,我国汽车市场销量呈增长态势,汽车电子国产化比例逐步提高。这说明,在汽车电子等领域,我国集成电路应用仍有较大成长空间。
我国在国际半导体产业中所处地位
我国半导体市场进口率高,超过80%的半导体器件是进口的。国内半导体产业收入远小于国内市场规模。
2006年国内IC市场规模达5800亿,而同期国内IC产业收入是1006.3亿。
我国有多个电子信息产品产量已经位居全球第一,包括台式机、笔记本电脑、手机、数码相机、电视机、DVD、MP3等。中国已超过美国成为世界上最大的集成电路产品应用国。但目前国内企业只能满足不到20%的集成电路产品需求,其他依赖进口。
中国大陆市场的半导体产品前十名的都是跨国公司。这十家公司平均21%的收入来自中国市场。这与中国市场占全球市场规模的比例基本吻合。2006年这十家公司在中国的收入总和占到中国大陆半导体市场规模的34.51%。上述两组数字从另一个侧面反映出跨国公司占有国内较高市场份额。国内半导体市场对进口产品依赖性高。
虽然我国半导体进口量非常大,但出口比例也非常高。2005年国内半导体产品有64%出口。这种现象被称为“大进大出”,主要是由我国产业链特点造成的。
总的来看,我国IC进口远远超过出口。据海关统计,2006年我国集成电路和微电子组件进口额为1035亿美元,出口额为200亿美元,逆差巨大。
由于我国具有劳动力竞争优势,国际半导体企业把技术含量相对较低、劳动密集型的产业链环节向我国转移。我国半导体产业逐渐成为国际产业链的一环。产业链调整和转移的结果是,我国半导体产业在低技术、劳动密集型和低附加值的环节得到了优先发展。2006年,我国IC设计、制造和封装测试业所占的比重分别是18.5%、30.7%和50.8%。一般认为比较合理的比例是3:4:3。封装测试在我国先行一步,发展最快,规模也最大,是全球半导体产业向中国转移比较充分的环节。而处于上游的IC设计成为最薄弱的环节。芯片制造业介于前两者之间,目前跨国公司已经开始把芯片制造逐步向我国转移,中芯国际等国内企业发展也比较快。
这样的产业结构特点说明,国内的半导体企业多数并未直接面对半导体产品的用户—电子设备制造商和工业、军事设备制造商,甚至多数也没有直接分享国内市场。更多的是充当国际半导体产业链的一个中间环节,间接服务于国际国内电子设备市场。这种结构,利润水平偏低,定价能力不强,客户结构对于企业业绩影响较大。究其原因,还是国内技术水平低,高端核心芯片、关键设备、材料、IP等基本依赖进口,相关标准和专利受制于人。国内企业发展也不够成熟,规模偏小,设计、制造、应用三个环节脱节。
与产业链地位相对应,我国大陆的企业多为Foundry(代工)企业,这与台湾的产业特点相类似。国际上大的半导体跨国公司多为IDM形式。
2007全球半导体市场波动,未来增长前景良好
半导体产业长期具有行业波动性
硅周期性依然将长期存在。这是由半导体产业所处的位置决定的。半导体产业本身具有较长的产业链环节。
同时,半导体产业本身是电子设备大产业链的一个中间环节。下游需求和价格变动等外在扰动因素、产业技术升级等内在扰动因素必然在整个产业链产生传导作用。传导过程存在延时,从而导致半导体公司的反应滞后。半导体产业只有提高自身的下游需求预见性,及早对价格、需求和库存等变动做出预测,从而尽量减小波动的幅度。但是,半导体产业的波动性将长期存在。
2006年全球手机销售量增加21%
2006年全球手机销售量为9.908亿部,同比增长21%,其中,2006年四季度售出2.84亿部,占全年28.5%。
Gartner预测2007年手机销量为12亿部,比2006年增加2亿部。手机市场增长平稳。手机作为个人移 动终端,除了通信和已经得到初步普及的音乐播放功能外,将集成越来越多的功能,包括GPS、手机电视等等。3G的逐渐部署也极大促进手机市场的增长。手机用芯片包括信号处理、内存和电源管理等。图9反映了手机用内存需求的增加情况。
2006至2011年全球数字电视机市场将增长一倍
iSuppli预测,从2006年至2011年全球数字电视机半导体市场将增长一倍,从71亿美元增至142亿美元。
数字电视机的芯片应用包括输入/输出电路、驱动电路、电源管理等方面。带动数字电视机增长的因素有多种,包括平板电视价格下降,新一代DVD播放机普及,高清电视推广等。此外,许多国家的政府都宣布了从模拟电视切换到数字电视广播系统的计划。例如,2009年2月17日,全美模拟电视将停播,全部切换为数字电视广播。
中国内地半导体产业的“生态”环境
中国大陆半导体产业作为国际产业链的一个环节,企业形态以代工型企业(foundry)为主,产业结构偏重封装测试环节,半导体制造快速发展,未来我国半导体产业与国际产业大环境的联系将愈发密切。
总的来看,国内企业规模和市场份额相对较小,产品单一,企业发展和技术水平还不够成熟稳定,行业处于成长期。下游通信、消费电子、汽车电子等产业同样是正在上升的市场,发展程度低于国际先进水平,发展速度快于国际平均水平。各种因素共同作用,使得我国半导体产业发展并非完全与国际同步,具备自身的产业“生态环境”,具有不同的发展特点。
2007年上半年,虽然全球市场增速只有2%,但我国内地依然保持了较高的增长速度。上半年中国集成电路总产量同比增长15.2%,达到192.74亿块。共实现销售收入总额607.22亿元,同比增长33.2%。收入增长与2006上半年的48%相比有所回落,部分是受国际市场的影响,但相当大的程度还是国内产业收入基数增大等因素及内在发展规律所致。
我国半导体市场和产业规模增长远快于全球整体增速
受益于国际电子制造业向我国内地转移,以及国内计算机、通信、电子消费等需求的拉动,我国内地半导体市场规模的增长远快于全球市场的增长速度,已经成为全球半导体市场增长的重要推动区域。
作为半导体产业的重要组成部分,国内集成电路产业规模也是全球增长最快的。上世纪90年代初,我国IC产业规模仅有10亿元,至2000年突破百亿元,用了近10年时间;而从2000年的百亿元增至2006年的千亿元,只用了6年时间。今年年底,中国集成电路产业收入总额有望超过全球8%,提前实现我国“十一五”规划提出的“到2010年国内集成电路产业规模占全球8%份额”的目标。
我国半导体应用产业处在高速发展阶段
PC、手机等传统领域发展依然平稳,同时多媒体播放GPS和手机电视为手机等移 动终端带来了新的增长点。
我国数字电视、3G、汽车电子、医疗电子等领域发展进程有别于国际水平,未来几年内将进入高速发展阶段,有力促进国内半导体需求。
抢占标准制高点,充分利用国内市场资源
其实,从目前的角度来看,我国市场规模的快速增长,国内企业在某种程度的程度还不是直接受益者。这是由国内半导体产业在国际产业链中所处的位置所决定的。这一情况在逐步改善,其中最重要的一点,就是我国在标准和专利方面取得突破。
国内的管理部门、专家团队、科研机构和企业已经具有了产业发展的规划能力和前瞻性。在国内相关发展规划的指导下,产业管理部门、科研机构和企业的共同努力,促使3G通信标准TD-SCDMA、数字音视频编解码标准AVS标准、数字电视地面传输国家标准DTMB等系列国内标准出台;手机电视标准虽然尚未明确,但CMMB等国内标准已经打下了良好的基础。这些国有标准虽然未必使国内公司独享这些领域的半导体设计和制造市场,但是标准的制定主要是依靠国内科研机构和企业。在标准制定的过程之中,这些科研机构和企业已经系统地实现了相关技术,研发出了验证产品,取得先入优势。标准制定的同时,国内科研机构已经开展专利池的建设。这样,国内半导体产业就具备了分享这些领域的国内市场的有利条件。我们有理由相信,国内数字电视、消费电子等产业进一步发展,已经对国内半导体产业等上游产业具有了昔日不可比拟的带动能力,本土半导体公司可以更加直接的“触摸”到国内半导体应用产业了。
产业链结构缓慢向上游迁移
自有标准体系的建立,使国内半导体产业的发展具备了一定的优势。身处有利的“生态环境”内,我国半导体产业发展前景良好。目前,我国半导体产业结构已经在逐渐发生变化。2002年,中国IC设计、制造和封装测试业所占的比重分别为8.1%、17.6%、和74.3%,2006年,这一数字变为18.5%、30.7%和50.8%。设计、制造、封装测试三业并举,我国半导体产业才能产生更好的协同作用,国际公认的合理比例是3:4:3。我国半导体产业比例的改变,说明我国集成电路产业在向中上游延伸,但距离理想的比例还有差距。设计和制造业需要更快的提高。
芯片设计水平和收入逐步提高
从集成电路产业链的角度来看,只有掌握了设计,使产业链结构趋于合理,才能掌握我国IC产业的主动权,才能进入IC产业的高附加值领域。近年来,我国集成电路的设计水平不断提高。20%的设计企业能够进行0.18微米、100万门的IC设计,最高设计水平已达90纳米、5000万门。
虽然我国半导体产业很多没有直接分享国内3G、消费电子等领域的高成长。但是,这些领域确实对我国IC设计业的发展提供了良好的发展契机。例如,鼎芯承担了中国3G“TD-SCDMA产业化”国家专项,并在2006年成为中国TD产业联盟第一家射频成员;展讯通信(上海)有限公司是一家致力于手机芯片研发的半导体企业,2006年的销售额达3.32亿元。内地排名第一的芯片设计企业是珠海炬力集成电路设计有限公司(晶门科技总部位于香港),MP3芯片产品做的比较成功,去年的销售额达到了13.46亿美元。中星微电子和展讯通信公司先后获得国家科技最高奖—国家科技进步一等奖。
芯片生产线快速增长
我国新建IC芯片生产线增长很快。从2006年至今增加了10条线,平均每年增加6条。已经达到最高90纳米、主流技术0.18微米的技术水平。12英寸和8英寸芯片生产线产能在国内晶圆总产能中所占的比重则已经超过60%。跨国企业加快了把芯片制造环节向国内转移的速度,Intel也将在大连投资25亿兴建一座芯片生产厂。
建成投产后形成月产12英寸、90纳米集成电路芯片52000片的生产能力,主要产品为CPU芯片组。目前我国大尺寸线比例仍然偏小,生产线的总数占全世界的比例也还小于10%。“十一五”期间我国IC生产线有望保持快速增加。
半导体模压机具有主动程序控制功用和先进牢靠的液压体系。模压机可以实现主动恒温,主动放气,主动脱模和主动控制时间。模压机选用机械连杆机构,以保证鞋硫化过程中不会发霉,开胶和脱胶。因为倒置的鞋面十分洁净,所以可以出产高质量的长筒,中帮和低帮军鞋。运用模压机时,当活塞位于底部时,液压体系通过补偿油泵注入液压油。气体在进口压力下通过进口进气阀进入膜腔,反向隔阂被推到膜腔的底部。隔阂腔内充满气体。当曲轴旋转时,活塞从底部移动到顶部。液压油体系的压力升高。当液压油压力达到紧缩气体压力时,隔阂将移动到腔体顶部以紧缩气体。该体系是“气体紧缩体系'。液压油体系包含曲轴,活塞和由电动机驱动的连杆。活塞往复运动以发生液压油压力并将底部隔阂推向气体侧,从而紧缩气体并排出气体。液压体系的另一个组件是补偿油泵,止回阀和压力调节阀,以保证在紧缩循环期间液压油体系始终处于充满液压油的状况。在紧缩过程中,止回阀将液压油与补偿油泵阻隔,以避免液压油倒流。同时,压力调节阀控制液压油压力,从而构成液压油体系的压力。该体系是'液压油体系'。模压机是两个体系的组合-液压油体系和气体紧缩体系。金属膜片将两部分完全阻隔。气体紧缩体系:气体紧缩体系包含三层金属膜片以及气体进口和出口阀。模压机是一种特殊的制鞋设备,结合了鞋底的硫化,压制和成型。
课题名称四柱压力机的设计(电子控制)
姓名陈晨
学号060503350715
专业机电一体化
班级06机电
指导老师曹晓冶
2009年 03 月
目录
1. 课题- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1
2. 课题简介 技术要求及设计参数
3. 油压机的介绍
4.设计前油压机是电机厂的专用设备。
5.油压机的总体结构及油压机压制工安全 *** 作规程。
6.总体设计对液压缸的要求
7.液压缸的密封
8.油缸的缓冲和排气
9.液压控制原理图及油器和阀类压力顺损失分析
10.电控设计
11.课程总结
12.设计总结
13.参考资料
14.毕业实习报告
一. 设计课题 四柱液压机
二. 课题简介 具体要求及主要参数
四柱压力机为中型油压机。一般用于成型压力机针对电机厂压轴的要求进行设计。利用液腔、电控装置采用四轴单缸散梁的 结构,力求工作平稳效率等、 *** 作方便。
具体要求、主要参数。
1. 四柱式下压结构、活动横梁上下运动,为方便于吊梁起见,有手动小车及卸载导轨。
2. 压机公称压。40吨
3. 活动横梁行程。600mm
4. 活动横梁下行速度。17mm/s
5. 电机效率。7.5kw左右
6. 活动横梁返回速度。50mm/s
7. 油缸公称压力 P=250kgf/cm
8. 选用10YcY14-1。柱塞变量泵
三. 油压机的介绍
油压机由主机及控制机构两大部分组成。油压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。动力机构在电气装置的控制下,通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换,调节和输送,完成各种工艺动作的循环。油压机是电机厂的专用设备,是将转子的轴压进转子中。
(1)油压机的分类
利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械,种类很多。当然,用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。水压机产生的总压力较大,常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具,而自由锻水压机不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是自由锻造水压机。油压机按结构形式现主要分为:四柱式油压机、单柱式(C型)油压机、卧式油压机、立式框架油压机等。
(2) 油压机的用途
主要分为金属成型液压机、折弯液压机、拉伸液压机、冲裁液压机、粉未(金属,非金属)成型液压机、压装液压机、挤压液压机等
(3) 油压机工作原理
液压传动是利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式. 液压装置是由液压泵,液压缸(液压马达等执行机构),液压控制阀和液压辅助元件
液压泵:将机械能转换成液压能的转化装置.
液压缸(液压马达等执行机构):将液压能转化为机械能.
控制阀:控制液压油的流量,流向,压力,液压执行机构的工作顺序等及保护液压回路作用.讲的通俗一点就是控制和调节液压介质的流向,压力和流量.从而控制执行机构的运动方向,输出的力或力矩.运动速度.动作顺序,以及限制和调节液压系统的工作压力,防止过载等作用(如单向阀,换向阀,溢流阀,减压阀,顺序阀,节流阀.调速阀等)
辅助元件:1、油箱:用来储油,散热.分离油中空气和杂质作用 2、油管及油管接头 3、滤油器 4、压力表 5、密封元件
四. 设计前油压机是电机厂的专用设备。
为了更好的地完成设计课题。我们多次前往南通电机厂实地参观参考仔细了解了工作全过程。
1. 活动横梁起动,并以17mm/s速度下行。
2. 当活动横梁压入转子时,吨位加大导致转子的轴压入转子。
3. 到位后,活动横梁速度为零。瞬间的停止谓之保持状态。
4. 活动横梁回程运动,以吨位50mm/s速度上行,完成一个工件的工作过程。另外,我们也对其他压力机有了较为详尽的了解参阅有关情报资料,为设计油压机打下基础。
五.油压机的总体结构及油压机压制工安全 *** 作规程。
油压机一般有主体(主机) *** 作系统及泵站等三大部分组成。
泵站为动力源,供给液压机各执行结构以及控制机构予以高压液体。 *** 作系统属于控制结构,它通过控制工作液体流向来使各执行机构按工艺要求完成应有的动作,本体为液压机执行机构。
总体布局:按照工艺要求,液压机三面须留有1米的观察空间,以观察工件的渗透情况。根据此要求,泵站布置在距主机1米处,油管从上面横跨于主机于液压站之间高度大于2米油管安装应设置支架。液压站上压力表应正对 *** 作者安装,便于观察。
外购件油压缸安装时也要避开此空间。
在主机的一面安装有工作台等高的相互垂直的输送滚道,用于减轻工人的劳动强度,提高劳动生产率。
液压站和邮箱为一体,方便于散热、液压站应安装在通风良好之处。
电气控制盒的安装应便于 *** 作工人的 *** 作。
油压机压制工安全 *** 作规程:
1. *** 作者应熟悉油压机的一般性能和结构,禁止超负荷使用。 2.使用前,应按规定润滑加油,检查高压泵、压力表、各种阀、密封圈等是否正常。 3.开机前,应检查模具是否配套,料重是否符合要求,称料工具是否准确。 4.压制时,摸具必须放在垫板中心位置,禁止偏心使用。每班开机前,试压后,应检查一次模具是否有裂损。 5.多人 *** 作时,要有专人开机,相互协调配合。 6.严禁将手,头置于模具与压头之间。 7.工作完毕,应将压制品、工具、模具整理好并放到指定地方。
六.总体设计对液压缸的要求
要求油缸竖直放置,并与上横梁固定。活塞杆上下运动。活塞杆行程达600mm。总体设计还要求缸筒与端盖固定。结构尽量减少。这样子以不产生油压机头重脚轻的弊病使其整体结构美观。
液压缸的作用在于把液体压力能转换为机械能。
液压缸通常分为柱塞式、活塞式盒差动柱塞式三种。按运动方式分为推力油缸,摆动油缸,利用油液压力推动缸中活塞正反方向运动的油缸,称“双作用油缸”其中常用有双活塞式、齿条活塞式及伸缩套简式。
根据设计要求,泵用双作用单活塞杆式油缸。这种油缸的特点在于活塞两端的有效面积不等,而构成的密封容积腔的大小不同。如果以相同流量的压力油分别进入左腔盒右腔。活塞移动的速度盒进油腔的有效面积成反比,也就是说油液进入有效面积大的一端速度来得小,而相反,油液进入有效面积小的一端速度却要快些。由此得出结论:活塞上产生的最大推力与进油腔的有效面积成反比。
七.液缸的密封
油缸中的压力油可能通过固定部件的联接处及相对运动部件的配合处渗漏,渗漏使液压缸的容积效率降低盒油液发热外泄露还会污染工作场所。泄露严重时会影响液压缸的 工作性能,甚至使液压缸不能正常工作。所以必须采用密封装置。而且,密封装置还有防止空气和污染物侵入的作用。
密封性能的好坏直接影响油缸的性能和效率。要求密封性能在一定工作压力下具有良好性能。具有能随压力升高自动提高,使泄露不致用压力升高而显著增加,还要求密封装置造成的摩擦阻力小,不使相对运动的零件卡死,或造成运动不均匀现象。此外,还要求密封件有良好的耐磨性,即保证足够使用寿命。密封件与液压缸有良好的相合性,结构简单。
对设计的液压缸中,活塞与活塞杆处,上端盖与缸筒导向套与缸筒接触处均导用O型密封圈。因为它与基面油液有良好的相合性,结构简单,密封性能好,摩擦力小,它的摩封性能随压力的增加而提高。缺点是当压力较高时,或者沟槽选择不当时,密封圈易被挤出而造成磨损。因此,在设计中,我在O型密封圈侧面放置挡圈。
O型密封圈安装时,要有一定的预压缩量。(本液压缸采用20*机油)
对于活塞与缸筒导向套盒活塞杆的密封采用Y型密封还是V型密封圈。从密封圈的摩擦阻力看,V型密封圈的摩擦阻力,比Y型大得多,从密封圈结构看,V型密封圈由支承环、密封环、压环三部分叠合而成。而Y型密封圈结构较简单,因此,本液压缸采用“Y”型密封圈。“Y”型也是随压力增大而域压愈紧。
密封圈用聚氨酯浇注模压而成,能耐油、耐磨、耐高压。
八.油缸的缓冲盒排气
当油缸带动质量较大的移动部件以较快速度运动时。因为惯性力较大。具有很大的动量,使行程终了时,活塞与缸盖发生撞击,造成液压冲击盒噪音,引起破坏性事故或严重影响精度,为此,大型高速高精度的油缸常带有缓冲装置。
氧化物。腐蚀液压装置的零件,为了及时排除积存在油缸内的空气,油液最好从油缸的最高点进入和引出。要去高的油缸,常在油缸两端分别装一只排气塞。
本油缸,行程较短,速度不太高,它是转子压轴专用,目的是将转子的轴压入转子,靠轴上和压轴肩限位,到位以后,压不动为止。基于以上原因,这台油压机的设计,缓冲装置和排气阀没有采用。
九.液压控制原理图及速回油路和阀类损失分析
1. 液压系统工作原理如图(见第 页).
原理简析:液压系统中有两个泵,泵是一个高压,大流量恒功率的变量泵。最高工作压力为315kgf/cm2。其压力通过远程调压阀国定。辅助泵2是一个低压小流量的定量泵,主要用以供给电磁阀,液动的控制压力油,其压力由溢流阀22调整。
<1>主缸运动
①下行压制
按下按钮电磁阀YA通电,电磁阀18处于右座,泵2供油径18至液动阀17,17在液控压力油的作用下处于送至单向阀14,然后送至主缸上腔,而主缸下腔的油径单向顺序阀<11.1>组合从17右位至单向阀15然后回到上腔因滑块自重快速下行而造成的上腔真空。
②保压
当主缸上腔的油压达到预定值,压力继电器16发出信号,使电磁铁YA1断电,阀18回复中位,于是阀17失去控制,油压力17也回复中位,此时,油缸上,下腔油路都被封闭。
③泄压回程
保压过程结束时间继电器发生信号使电磁铁YA2通电,<当定程压制时,由行程开关SQ2发信号>使电磁铁18处于左位控制回程由泵2油提供的压力油径18左位送至17,使17处于左位泵与供油径17的右位送至主缸下腔,而上腔的通过液控单向阀14流至17,然后回到油箱。
④停止
当按下电控系统的停止按钮(定位状态时,挡铁压下行程开关SQ1)电磁铁YA2断电主缸被阀17所紧(17已回复中位)停止运动,回程结束,此时,应将溢流阀的压力值调大,以防止活塞滑块因自重而下滑11.12组成单向顺序阀,此处作为平衡回路。
<2>顶处缸
① 顶出
按下启动按钮YA3通电吸和,电磁阀19处于左位,泵2供油径19的左位至20,使液动阀20处于左位,则泵5供油从20的左位送至顶出缸下腔,而其上腔的油径20的左位回到油箱。
② 退回
YA3断电YA4吸和,油路换向,顶出缸活塞下降。
2. 速回油路和阀类压力损失分析
根据液压原理图和速回油路管道及阀类元件的压力损失,液压系统的压力损失是:
(1) 管路系统的压力损失
因为实际液压系统中,其管道往往是一般一段的直管。通过一定方式连接。此外,为了控制、测量和其他需要,还要在管道上安装控制阀和其他元件。这样除了y
沿程损失外。液体流过各接头、阀门等局部时会产生撞击,漩涡流等现象,导致一定的能量损失。
(2) 进油路压力损失
(3) 阀类的局部压力损失
根据液压系统进行分析,经对此获知总压力损失与原假设总压力损失相差不大。因为液压缸的工作压力与假设最大工作压力相差不大,所以不必对泵设计进行修正。
十.电控设计
可编程序控制器的设计
1.PC的概述
PLC使在传统的继电器—接触器控制的基础上,总结先进的微机技术发展起来的新型工业控制装置。PLC把计算机的功能完善通用,灵活的特点与继电接能控制的简单,直观价格便宜等特点结合起来,形成以微机技术为核心的电子控制设备。
PLC接受由 *** 作面上的按钮开关,选择开关,数字开关等给出的主令输入信号及表示设备状态的限位开关光电开关等。传感器送来的输入信号。去控制如电磁阀,马达,电磁离合器等驱动性负载及指示灯,数字显示器性负荷。
PC使一种小类的可靠性极高的智能控制工具,是各种自动控制系统中的核心部件。小电磁阀,导向阀等小型负载可由可编程控制器直接驱动,而三相马达。大容量电磁阀等大负载则需要通过接能器或中间继电器的驱动。可编程控制器的内部结构。
PC采用以微型计算机为核心的电子线路。它可等效地看成普通继电器定时器计时器等组成的综合件。
PC中的输入继电器由接通输入端的外部开关来驱动。
PC中的输出继电器除提供外部输出接触点外,还有多种内部辅助点供编程使用。
PC的内部部件还有:
定时器(T) 计算器(C)
辅助继电器(M) 状态寄存器(S)功能块线圈(F)等,这些元件都有许多供编器,使用的 常开触头和常闭触头,可在编程控制器内部使用,
机型选择:
F系列可编程控制器是输入输出点数12~120点的 小型专用,可编程控制器,具有优异的技术性能,尤其突出了容易 *** 作和方便应用的 特点,
考虑本设计中将用到将近30个输出接点,我们选择F—30MR(共30个 点)输入输出元件号,
输入继电器
401—407,410—413,11点
500—503,510 5点
输出继电器 基本单位
430—437 8点
450—451 2点400
特殊辅助继电器(本设计所需的)
M71 初始化脉冲
M574禁止状态转移
2.本设计PC控制的具体运行情况
(一)工作方式
1.调整(点,动)2,手动
3,单循环4,自动
(二)输入输出点安排
1,旋钮开关(规范选择)
调整*500手动*501
单循环*502 自动*503
2.现场器件(按钮)
输入点:SQ3(顶缸上限接近开关)*401
SQ4(顶缸下限接近开关)*403
SB6(主缸下行起动开关)*404
SB7(主缸上行启动开关)*404
SP(压力继电器)*407
SQ1 (主缸上行接近开关)*410
SQ2(主缸上行接近开关)*411
SQ8(顶缸顶出起出开关)*412
SB9(顶缸退回开关)*413
SB3(PC停止开关)*402
SB4(PC传动开关)*510
输出点:
YA1(电磁铁KA1)Y430 接显示灯 Y434
YA2(电磁铁KA3) Y431 Y435
YA3(电磁铁KA4) Y432 Y436
YA4(电磁铁KA5) Y433 Y437
KT1 T450
KT2 T451
三.整体程序机构图
四. *** 作面板
五.各部分程序及说明
1.主控程序的设计(见PC图)
主控程序包括以下程序:
(1) 状态的初始化程序。
(2) 状态的转移起劲。
(3) 状态的转移禁止。
(1) 初始化说明
当开机第一个扫描周期,MT1即对S600复位,做好状态传递的准备。
单循环状态时,X502即对S600复位。
当PC处于调整(X500)手动状态(X501)将600复位。
当PC位调整及手动状态时或开机后一个工作周期,可利用功能指令将S601~S606全部复位。
(2) 转移启动说明
当按下启动按钮X405时,中间继电器M100接通、执行转移启动命令,PC运行一个周期,单周期传送停止。
(3) 状态转移禁止说明
当按下停止按钮X402,特殊辅助继电器M574指定用于禁止状态转移。所有状态转移均被禁止。同样在调整手动状态下禁止状态转移。只有当手动,调整复位后再按启动按钮使M101产生脉冲解除禁止。当PC运行单循环和自动时,按停机按钮,M574自锁,停止在当前过程,当按循环启动按钮时,从该过程开始动作。
2. 调整及手动程序设计(见PC图纸)
说明:(1)无论在调整还是手动状态,程序执行跳转指令CTP700~E3P700间的内容。(2)当手动时,输出Y430~Y433均执行自锁功能。
3. 单循环及自动循环程序设计
(1) 功能图
(2)
(3) 程序图(见PC图纸)
依照梯形图(见A2图纸PC控制梯形图)
设计整体程序如下:
1. LD M71
2. OR X502
3. SS600
4. LD X500
5. OR X501
6. RS600
7. LD X500
8. OR M71
9. OR M71
10. OUT F671
11. K 601
12. OUT F672
13. K 606
14. OUT F670
15. K 103
16. LD X510
17. OUT M100
18. LD X510
19. PLS M101
20. LD X402
21. OR X500
22. OR X501
23. OR M71
24. OR M574
25. ANT M101
26. OUT M574
27. LDI X500
28. ANI X501
29. CJP 700
30. LD X501
31. AND Y430
32. OR X404
33. ANI X411
34. ANI Y431
35. OUT Y430
36. LD X501
37. AND Y431
38. OR X405
39. ANI Y410
40. ANI Y430
41. OUT Y431
42. LD X501
43. AND Y432
44. OR X412
45. ANI X401
46. ANI Y433
47. AND X410
48. OUT Y432
49. LD X501
50. AND Y433
51. OR X413
52. ANI X403
53. ANI Y432
54. AND X410
55. OUT Y433
56. EJP 700
57. STC S600
58. AND X410
59. AND X403
60. AND M100
61. S S601
62. STL S601
63. OUT Y430
64. OUT Y434
65. LD X407
66. S S602
67. LD X411
68. S S603
69. STC S602
70. OUT T450
71. K 60
72. LD T450
73. S S603
74. STC S603
75. OUT Y431
76. OUT Y435
77. LD X410
78. S S604
79. STC S604
80. OUT Y432
81. OUT Y436
82. LD X410
83. S S608
84. STC S605
85. OUT T451
86. K 300
87. LD T45
88. S S606
89. STC S606
90. OUT Y433
91. OUT Y437
92. LD X403
93. AND X502
94. S S600
95. LD X403
96. AND X503
97. S S601
98. RET
99. END
十二.课程总结
通过这次毕业设计。我学到了平时在课堂学不到的知识。培养了我们灵活运用所学知识,时一次综合性的实践过程。不仅提高了 我们的动手实践能力。还使我进一步提高了分析和解决工程技术。问题的能力,进一步掌握了设计程序,规范和方法,树立正确的设计思想(安全第一,制造容易,使用方便,外形美观)。从而巩固、扩大、深化了所学的基本理论。基本知识和基本技能,提高了制图、计算、编写说明书的能力以及正确使用技术资料、标准手册等工具书籍的能力。
在整个设计过程中,我一直保持着严肃认真,一丝不苟和实事求是的工作之风。这次我设计的是油压机中油缸部分,由于对这方面知识掌握得还不十分充足,所以设计中若有错误和不妥之处,务必请指导老师批评指正,以使得我能够进一步完善油缸设计方案。
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