汽车发动机连杆胀断系统

面对入世后的挑战和市场的激烈竞争，为了缩短我国和国外在汽车发动机制造业上的差距，在短时间内实现发动机制造关键技术的跨越，迅速开展发动机连杆胀断加工新技术的研究与开发已是刻不容缓。

本项目的目的是自行研究开发连杆胀断新工艺及其关键技术装备。

为国内连杆生产企业提供具有当今国际先进水平的脸杆胀断加工成套技术，使该项连杆制造加工的追新技术在国内得以实施应用于推广，从根本上第章绪论改变我国目前仍沿用的加工工艺与方法。

本项目的研制成功对我国的汽车工业发动机行业提高产品质量与生产效率改变行业技术结构促进传统产结构升级提高生产技术水平降低生产成本增加经济效益增强国内外市场竞争能力具有重要意义。

同时，国外同类产品的进口填补国内空白节约大量的外汇和资金。

本文主要完成的工作设计连杆胀断液压系统。

液压系统部分设计主要包括液压泵电机的参数选择及控制电路，液压油温度的测量及显示电路以及必要的报警电路。

连杆胀断部分设计。

胀断部分通过控制液压阀来控制油路，使各机械部分产生运动，机械部分的运动起始信号由接近开关标志，并且能向发出信号。

本文第二章对控制的原理进行了叙述，以作为后文叙述的基础。

在本文的第三章对系统的工作原理进行了叙述，作为硬件设计的指导。

第四章是硬件的具体设计，包括各个硬件的参数选择，硬件电路设计的详细说明。

第二章可编程控制器概述第二章可编程控制器概述可编程控制器的发展可编程控制器是以自动控制技术微计算机技术和通信技术为基础发展起来的新代工业控制装置，目前它已经应用于各个领域。

早期的可编段控制器只能进行计数定时以及对开关量的逻辑控制。

因此，它被称为可编程逻辑控制器，简称。

后来，可编程控制器采用微处理器作为其控制核心，它的功能已经远远超过逻辑控制的范畴，于是人们又将其称为，简称。

但个人计算机也常简称，为了避免混淆，可编程控制器仍被称为。

年，国际电工委员会在可编程控制器国际标准草案第三稿中，对可编程控制器定义如下可编被控制器是种数字运算操作的电了系统，专为工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算顺序按制定时计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。

可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成个整体易于扩允其功能的原则设计。

是生产力发展的必然产物。

世纪年代初，英国的汽车制造业竞争激烈，产品更新换代的周期越来越短，其生产线必须随之频繁地变史。

传统的继电器控制对频繁变动的生产线很不适应。

自然，人们对控制装置提出了更高的要求，即经济可靠通用易变易修。

首先提出概念的是美国最人的汽车制造厂家通用汽车公司。

年，该公司提出用种新型控制装置替代继电器控制，这种控制装置要把计算机的通用灵活功能完备等优点与继电器控制的简单易懂操作方便价格便宜等特点结合起来，而且要使那些不很熟悉计算机的人也能方便地使用。

根据这种设想，年美国数字设备公司研制出了世界上第台第二章可编程控制器概述，并在美国公司的汽事自动装配生产线上试用获得成功。

由于优越的性能，其问世后发展极为迅速。

年，日本引进了这项技术并开始生产。

年，原西德和法国也研制出自己的。

年代中期，欧美及日本的些生产厂家，其产品中多以微处理器及大规模集成电路芯片为其核心部件，使的功能进步扩展，并且有了自诊断功能，可靠性得到大大提高。

随着微电子技术的迅猛发展，年代中期，的处理速度和可靠性大大提高，不仅增加了多种特殊功能，而且体积进步缩小，成本大幅度下降。

到年代中期之后，几乎完全计算机化，其速度更快功能更强，的各种智能化模块不断被开发出来，些厂家还推出了的计算机辅助编程软件，使得许多小型的性能也不可小视。

目前世界上些著名电器生产厂家几乎都在生产，产品功能日趋完善换代周期越来越短。

为了进步扩大在工业自动化领域的应用范围，适应大中小型企业的不同需要，产品大致向两个方向发展小型向体积缩小功能加强速度加快价格低廉的方向发展，使之能更加广泛地取代继电器控制更便于实现机电体化大中型向高可靠性位啮合，但尚未装入螺栓。

在定扭矩装配螺栓装置上，要自动完成上螺栓并将螺栓按连杆的技术要求拧紧至所要求的扭矩。

按胀断工艺的实际要求和定扭矩装配螺栓工序所要完成的工作，研究开发了定扭矩装配螺栓装置，该装置由连杆加紧机构上螺栓机构定扭矩扳手三大部分组成。

自动化传送装置的原理与结构设计为保证连杆胀断装配螺栓的质量和精度，并实现连杆胀断过程的自动化，本项目在各工序间的工件的传递上，采用了复杂的步进梁式机械手，该装置主要包括机架机械手横移于垂直运动机构夹钳机构。

步进梁机械手夹持定位精度与纵横项运动精度机械手夹持定位精度与运动精度是衡量机械手性能的重要指标。

对于连杆胀加工技术，步进梁机械手不仅要完成个工序间连杆的自动化传递工作，而且要有很高的夹持定位精度与纵横项运动精度，不论是在胀断前的上料工位还是胀断定扭矩装配螺栓工位，连杆的大小头孔内径与定位块的间隙只有，因此要求步进梁机械手夹持定位精度与纵横项运动精度要达到上下误差不超过微机控制系统的功能制定与设计发动机连杆胀断加工新工艺要求较高的自动化生产程度和水平。

采用第三章设计论证简单的工艺装备无法满足连杆胀断加工的高精度高质量高效率的生产要求。

本项目研究开发的连杆胀断自动化生产装备主要由胀断主机定扭矩装配螺栓装置及几步进梁式自动化传送装置三大部分组成。

除包括复杂的机械系统外，还含有多功能的复杂液压系统电器及计算机控制系统。

该自动化生装备的主要特点是结构复杂功能多执行机构多且动作较差。

为实现连杆加工的自动化生产过程，本项目采用了与人机界面控制系统，对胀断加工过程进行自动控制。

微机控制系统的设计由于该自动化生产设备中仅驱动油缸就有个之多，加之手动自动工作报警等指示灯的数量输出点合计为个。

为满足设计中所需的接近开关气动停滞守东自动测试等要求，的输入点数合计为个。

为此选了的可编程控制器，含套主机，两套扩展，外加个扩展单元。

其主机型号规格为，扩展型号规格为。

该主机和扩展系统的输入点为点，输出点为点。

为提高自动化控制水平，是连杆胀断加工过程中的工艺参数设定修改加工过程股长显示等数据图形目了然，微机控制系统中选择了日本三菱公司的人机界面，其具体型号规格为系列。

配备色高亮度屏幕，可直接显示出颜色鲜艳的照片。

可与三菱的系统连接。

电动机的启动直接启动所谓直接启动。

就是利用电磁开关设备，将电动机定子绕组直接接到额定电压，额定功率的电源上故有称全起动直接启动的优点是启动设备与操作都比较简单，其缺点是受到故有启动性能的限制，启动电流大，启动转距小，因此，直接启动只适用于小容量的异步电动机的空载或轻载启动。

启动电动机的启动电流很大，而供电电网承受的冲击电流能力是有限的，第三章设计论证因此，当电网容量不大或者电动机容量很大时，是不允许直接启动的。

因为会对其他用电器的正常工作受到很大的影响。

对于正常运行时的锭子绕组规定是联接的三相异步电动机，而在启动时可以采用接法使电动机每相所承受的电压降为额定电压的，故又降压启动，采用降压启动，电网供给的电流下降为启动时的。

对于采用这种方法启动的电动机，要求定子绕组首尾六个接线端子都引出来，其接线原理图，如图所示降压启动，启动转距减低的倍数与电流减低的倍数相同，这种方法般适用于空载或者是轻载启动，由于高压电动机引出六个出线端子有困难，故启动般仅用于以下的电压电动机，且又限于正常运行时定子绕组做接法。

常见的额定电压标为的电动机，其意思是当电源线电压为时用接，当线电压为时用接，显然当电源线电压为时，这类电动机就不能采用降压启动了，降压启动的优点是启动设备简单，成本低，运行比较可靠，维修方便，启动电流特性好。

缺点是启动转距小只为原来的。

图电动机启动原理图软启动器启动当电动机额定功率过大时，用启动也可使电网受到很大的电流冲击，所以采用软启动器控制电动机启动。

从至的所有软启动器都可采用内接和外接的两种方法与电动机相连接。

但内接的方第三章设计论证法可以连接到功率更大的电动机。

如图，图，图所示，端子应接电源端，而端子。

，应接电动机端，相序对软启动器没有影响。

第四章系统硬件设计第四章系统硬件设计系统硬件总述胀断实验装置由机械，液压，电控三部分组成胀断主机共有个液压缸，按连杆胀断工艺要求，先后顺序动作，完成胀断任务。

本设计中，用到的硬件装置主要有台交流电机，总容量为。

交流电机的主回路电压为，控制电压为或，需要电源电压，照明电压，信号等电压。

为了检测机械装置的起始位置，需要用到接近开关。

在本装置中，总共需要共个接近开关。

液压系统由电磁阀进行控制，在本系统中，总共要用到总共个电磁阀。

系统设计要求操作方式有了两种，手动操作与自动操作。

在手动操作方式中，可以用按钮对胀断主机的每步进行单独控制，以对系统进行调试和调整。

系统的动作主要包括杆端水平压紧松开盖端水平压紧松开杆端垂直锁紧松开盖端垂直锁紧松开胀断回程动滑块水平进退。

其中两种动作为点动，即按则动，松则停，其余均步到位。

在连续自动方式中，机械动作按控制顺序流程，周期循环。

但由于该装置未安装上下料机械手，故工件放好后，先由人工发出信号，然后自动动作。

可编程控制器的选型汽车连杆胀断系统是个典型的顺序控制生产线，其控制特性非常适合于控制，因此确定使用作为控制主机。

在输入输出点数符合现场需要的前提下，各大厂家的中小型甚至微型都可选用。

多数情况下，只需要做些简单的逻辑判断，操作时序控制以及模拟量处理电第四章系统硬件设计路，这样的要求对已经相当成熟的各大厂家都有产品能够胜任。

用户可以根据需要和具体情况随意选择。

真正需要注意的问题是的价格和客户支持，个高的