气压传动与控制三级项目

燕山大学气压传动与控制课程项目（五）学院：机械工程学院专业：机电控制工程班级：10级机控一班指导教师：吴晓明成员：孙策史俊强张瑞超徐少勇桑子涵完成日期：2013年10月17日摘要本文以气动钻床为例，介绍了实现其动作顺序的纯气动回路和继电器控制回路，并通过实验验证了回路的可实现性，通过设计计算，完成了要求参数的气动钻床的设计，并对气动回路和继电器控制回路进行了比较与实验结果的分析。介绍了在气压传动与控制课程项目实施过程中，项目组成员的感想与收获，并对今后课程项目的开展提出了一些建议。关键词：气动钻床；气动回路；继电器控制；气压传动AbstractInthispaper,pneumaticdrill,forexample,introducedthesequenceofactionstoachieveitspurepneumaticcircuitandrelaycontrolcircuit,andverifythecircuitcanberealizedthroughexperiments.Bydesigncalculations,completedtherequirementsofthedesignparametersofpneumaticdrill,andpneumaticcircuitandrelaycontrolcircuitarecomparedwiththeexperimentalresultsoftheanalysis.Weintroducedthepneumaticdriveandcontrolprogramsintheprojectimplementationprocess,theprojectteammembersthoughtsandharvest,andthefuturecoursecarryouttheprojectputforwardsomeproposalsKeywordsPneumaticdrillPneumaticcircuitRelaycontrolPneumaticdrive目录第1章绪论..............................................................................................11.1课题背景........................................................................................11.2课题要求.......................................................................................1第2章系统设计及参数计算........................................................................22.1.1工作程序图..................................................................................22.1.2画X-D线路图..............................................................................32.1.3绘出逻辑原理图...........................................................................42.2绘出气动控制回路..........................................................................52.3绘出继电器控制回路.......................................................................52.4选择执行元件.................................................................................62.5选择控制元件.................................................................................92.6选择辅助元件...............................................................................102.7确定管道直径及压力损失...............................................................102.8选择空气压缩机............................................................................11第3章实验方案、结果及分析...................................................................13结论........................................................................................................14心得体会.................................................................................................15参考文献.................................................................................................161第1章绪论1.1课题背景气压传动由于具有防火、防爆、防电磁干扰、无污染、结构简单、寿命长、抗冲击、可承受很高的加速度等一系列优点，故在机械、电子、轻工等行业都得到了广泛应用。气动钻床是一种采用气动钻削头完成主体运动（主轴旋转）、再由气动滑台提供进给运动的钻床。气动钻床适用于高速，自动化加工的新型钻床，改变了普通钻床手工操作的旧习惯。可一个工人同时操作2-3台钻床，节能节电，具有高精度、高效率等特点，为客户创造巨大的经济效益。1.2课题要求2气动钻床气压传动系统是用气压传动实现进给运动和送料、夹紧等辅助运动。这个系统有三个气缸，分别为：送料缸A、夹紧缸B和钻削缸C。其动作顺序如图所示，分别用纯气控和继电控制实现该过程的自动和手动控制。第2章系统设计及参数计算2.1.1工作程序图根据该气动钻床传动系统要求的动作顺序写出工作程序图为：该动作程序可简化写成：32.1.2画X-D线路图信号线表示在一个工作周期中，某一原始信号从开始至消失之间的时间长短。信号线的具体画法是：在信号各种，用细实线从同一组中的动作状态线起点稍前处开始，一直画到上一组产生该信号的动作状态线终点稍后处为止。最后在其前端加一小圈以示起点。气控钻床的信号线如图所示。4由X-D图可以看出信号b1和c0是两个障碍信号，信号b1妨碍了信号c1信号c0妨碍了信号b0，由于他们的存在使程序不能正常的运行，在这里用信号a1作为参考信号和信号b1相与，消除掉障碍信号b1；用引入的中间记忆元件kb0c1与信号c0相与，消除掉障碍信号c02.1.3绘出逻辑原理图52.2绘出气动控制回路2.3绘出继电器控制回路6主回路控制电路n1与n2分别实现手动与自动循环。自动控制原理：首先旋动旋钮n2，由于处于初始b0位置J1线圈得电，此时CTA1得电，A缸伸出，当活塞运动到a1时CTB1得电，同时CTA1断电。这时A缸停止运动，B缸伸出。当活塞运动到b1时CTA0和CTC1得电，此时B缸停止，A缸退回，C缸伸出。当A缸退回a0，C缸到达c1时,CTC0得电C缸退回，当C当退回到c0时CTB0得电，B缸退回，当B缸到b0时，B缸停止同时CTA1得电.实现自动循环。当按下n1时前面动作和自动循环一样，就是当B缸退回到b0时，动作结束不再继续进行这就是手动循环。2.4选择执行元件1.根据参数要求：A缸行程600mm，推紧力170N；B缸行程70mm，夹紧力300N；C缸行程150mm推力260N；每个缸往复动作次数为9次/分。选择三个活塞式双作用单活塞杆气缸作执行元件。72.计算气缸内径DA=4RπPηm×10−3(m)式中R——工作负荷)(N;p——工作压力)(MPa;m——机械效率。选定气缸工作压力为0.4MPa、机械效率为0.7，则气缸的内径分别为：送料缸A：RA=170NDA=4×1703.14×0.4×0.7×10−3=0.028m夹紧缸B：RB=300NDB=4×3003.14×0.4×0.7×10−3=0.037m钻削缸C：RB=260NDB=4×2603.14×0.4×0.7×10−3=0.034m3.选标准气缸根据缸径和行程查设计手册选：送料缸A：60032LCZM缸径m032.0、活塞杆径m012.0、行程m60.0；8夹紧缸B：QGA11—40×70MF1缸径0.04m、活塞杆径0.016m、行程0.07m；钻削缸C：QGA11—40×150MF1缸径0.04m、活塞杆径0.016m、行程0.15m；4.计算各气缸往复动作一次的耗气量：)(4)2(322mSdDV式中D——气缸内径)(m;d——活塞杆径)(m;S——气缸行程)(m。送料缸A：VA=0.90×10−3m3夹紧缸B：VB=0.16×10−3m3钻削缸C：VC=0.35×10−3m3上式各值是按压缩空气计算的耗气量，为选择空压机，需要按自由空气计算耗气量：)(1013.01013.03mpVV工压自式中自V——按自由空气计算的耗气量)(3m;压V——按压缩空气计算的耗气量)(3m;工p——气缸的工作压力)(MPa。送料缸A：VA1=4.45×10−3m3夹紧缸B：VB1=0.79×10−3m39钻削缸C：VC1=1.73×10−3m32.5选择控制元件1.动力回路中的主控阀均为双气控二位四通滑阀（共4件），其公称通径根据所通过流量选定。该气动钻床系统对每个气缸的动作时间无特殊要求。因此上述各阀流量等于该系统单位时间内平均耗气量（压缩空气），即)/()(3smTVbVbVbQCCBBAA式中Ab、Bb、Cb——A、B和C缸在一个工作周期中往复动作次数，本例中均为1；AV、BV、CV——A、B和C缸往复动作一次的按压缩空气计算的耗气量，其值分别为VA=0.90×10−3m3、VB=0.16×10−3m3和VC=0.35×10−3m3T——工作周期，T=6.67S由此得Q=(0.9+0.16+0.35)×10−367=0.21×10−3m3s根据Q选定公称通径为6mm。查产品样本，选型号8252LCQQ（4件）。2.手动换向阀型号3231CLRQ（4件）。3.带自锁手动换向阀型号3243CLRQ（2件）。4.在电控系统中三位五通先导式电磁换向阀型号6225LDF（3件）102.6选择辅助元件1.分水滤气器（图未画出）选用过滤精度为50m的1508CLQSL型，其公称通径与减压阀相一致。2.油雾器（图未画出）选用油雾颗粒大小为50m的WnLQYW8型，其公称通径与减压阀相一致。3.消声器（图未画出）直接配于主控阀的排气口，选用18LLXS型。2.7确定管道直径及压力损失1.空气压缩机至设备的管道直径根据各气缸所需压缩空气量和推荐流速，按下式计算)(41mQd式中1d——管道内径)(m;Q——各气缸单位时间内平均耗气量的总和)/(3sm。本例中smQ/1034.033；——推荐流速)/(sm，选sm/8。