畢業(yè)設(shè)計(jì)論文但_料斗鉆床的工藝流程及控制回路的設(shè)計(jì)

1、evaluation of scientific development. nature security type-nature security is to maintenance people of health value for target, through strengthening security based management, and risk management, and equipment management and technology supervision, ensure production in the people, and real, and sy

2、stem, and system, elements security reliable, and harmony unified, full control various against factors, achieved thought no slack, and management no empty document, and equipment no hidden, and system no blocked, and unit zero non-stopped. quality and efficiency-quality benefit is to adhere to the

3、enterprise "survival, profit and development" business truth, adhere to the "all activity is economic activity, all costs can be controlled, money should not be wasted" management philosophy, management analysis, to improve management quality, improve cost control capacity and ma

4、rket competitiveness. innovation of science and technology-science and technology innovation is to play the role of science and technology as the primary productive force, active use of new technologies, new materials, new processes, new equipment, increase investment in science and technology, stre

5、ngthening scientific and technological training, speeding up transforming scientific and technological achievements, forming a number of proprietary technology, enhancing core competitiveness. resource-saving-the-resources saving enterprise was to reduce coal consumption, water consumption, electric

6、ity at the core, enhance the operation of lean management to realize low consumption, high efficiency, reduce production costs. second is to strengthen the business, financial, material, information and the optimization of organization and management, saving the internal transaction costs. harmoniou

7、s development of harmonious development-is to construct a "foreign" environment for development. "xing" refers to the "internal security firm and internal management of the internal management measures are effective, harmonious". "foreign currency" means "

8、;enterprise coordinating development of homeopathy, well, get along with the neighbors better." (b) xx 2013 five enterprises building intrinsic safety power company goals are: unplanned outage 0 times. class of disorders 0, 0 is equivalent forced outage rate. no personal injury accident, materi

9、al and equipment accidents do not occur, no fire, no environmental pollution accident. enterprise integrated to achieve zero cases of violation, zero accidents, zero. quality goal is: when generating capacity 7.5 billion-kilowatt, sales of over 7.11 billion kwh, total profits of 306.6 million yuan,

10、. bfs+、pi、mis、scm information systems infrastructure, fully integrated information system to realize information resources sharing; to expand the breadth and depth of the portal system, information system of enterprise management assistant role to play; to improve the day-to-day operation and mainte

11、nance operation record of promoting causes and transfer system; to strengthen the training蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文摘 要裝有料斗鉆床的氣動(dòng)控制系統(tǒng)，其工作流程為：首先是一個(gè)水平安裝的雙作用氣缸（1.01 a）在排氣節(jié)流情況下將料斗中落下的工件推到鉆頭的下方，并將工件頂在固定臺(tái)上夾緊。當(dāng)達(dá)到要求的夾緊壓力p=400kpa時(shí)，鉆頭在具有液壓緩沖氣缸（2.0 b）的線性進(jìn)給裝置驅(qū)動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，并用壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)定最大的進(jìn)給壓力，壓力設(shè)在p=500kpa，當(dāng)達(dá)到設(shè)置的攻鉆深度時(shí)使進(jìn)給停止，并在無(wú)節(jié)流的情況下回程

12、。當(dāng)回程運(yùn)動(dòng)結(jié)束，雙作用氣缸（1.0 a）快速回程，當(dāng)回程結(jié)束，單作用氣缸（3.0 c）將加工完成的成品推出。再延時(shí)一段時(shí)間t=3s后，單作用氣缸迅速回程。系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)用一個(gè)按鈕開關(guān)，連續(xù)循環(huán)工作的選擇使用一個(gè)定位開關(guān)。設(shè)計(jì)總共有六大部分組成：第一部分為工藝流程的分析；第二部分為系統(tǒng)分析；第三部分是回路設(shè)計(jì)；第四部分是選擇和計(jì)算執(zhí)行元件；第五部分是控制元件的選擇；第六部分是選擇氣動(dòng)輔助元件。本次設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)可以使我們熟悉鉆床的工藝流程，掌握氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)方法和步驟，以及控制回路的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們對(duì)所學(xué)電氣自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。關(guān)鍵詞：料斗鉆床 回路設(shè)計(jì) 連續(xù)循環(huán)abstractequipp

13、ed with a pneumatic drill hopper control system, its work processes as follows: the first is a standard installation of double-acting cylinder (1.01 a) in the exhaust throttle circumstances hopper onto workpiece falling below the drill bit and the workpiece top of the fixed table clamp. when you rea

14、ch the required clamping pressure p = 400kpa, the drill bit in a buffer with a hydraulic cylinder (2.0 b) a linear feed unit driven forward movement, and use the pressure regulating valve to set the maximum feed pressure, pressure in p = 500kpa, when you reach the set drilling depth of attack so tha

15、t the feed stops, and in the case of non-cutting return. when the return end of the exercise, double-acting cylinder (1.0 a) quick return, when the return trip over the role of a single cylinder (3.0 c) will complete processing of the finished product introduction. further delay time t = 3s, a singl

16、e role in the rapid cylinder return.the system starts running with a button switch, a continuous cycle of work, choose to use a position switch.design a total of six parts: the first part of the process of analysis; second part is divided into systems analysis; third part of the circuit design; four

17、th part is the selection and calculation of the implementation components; fifth part is the choice of control components; article 6 part is selecting the pneumatic auxiliary components.this design allows the realization of the process we are familiar with drilling, master pneumatic circuit design m

18、ethods and procedures, as well as control loop design, develop our professional knowledge learned electric automation integrated application ability.key words：hopper drilling circuit design continuous cycle 目 錄1.緒 論41.1 引言42.設(shè)計(jì)任務(wù) 要求及參數(shù)52.1 設(shè)計(jì)任務(wù)53.工藝流程63.1裝有料斗鉆床的工藝流程64.系統(tǒng)分析74.1 由流程圖畫出系統(tǒng)位移步驟圖74.2確定系統(tǒng)所

19、用元件（列出明細(xì)表及說(shuō)明）85.回路設(shè)計(jì)95.1氣動(dòng)主回路設(shè)計(jì)95.2 氣動(dòng)控制回路設(shè)計(jì)105.2.1系統(tǒng)前向沖程分析125.2.2系統(tǒng)反向回程分析135.2.3畫出控制回路圖145.3進(jìn)行分析驗(yàn)證，消除故障155.3.1故障解決156. 選擇和計(jì)算執(zhí)行元件166.1確定執(zhí)行元件的種類和數(shù)目,參見下表196.2計(jì)算和確定執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（速度、行程、缸徑）197.選擇控制元件207.1 控制元件分類及原理：207.2控制元件的類型和數(shù)目，見表7-2287.3確定控制方式和安全保護(hù)回路28結(jié)束語(yǔ)35致謝信36參考文獻(xiàn)371.緒 論1.1 引言 氣動(dòng)技術(shù)是以壓縮空氣為介質(zhì)來(lái)傳動(dòng)和控制機(jī)械的一門專

20、業(yè)技術(shù)。由于它具有節(jié)能、無(wú)污染、高效、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械和生產(chǎn)線上。過(guò)去汽車、拖拉機(jī)等生產(chǎn)線上的氣動(dòng)系統(tǒng)及其元件，都由各廠自行設(shè)計(jì)、制造和維修。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入以信息技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)技術(shù)為主的發(fā)展階段。氣壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用相當(dāng)普遍，許多機(jī)器設(shè)備中裝有氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)。氣動(dòng)技術(shù)包含氣壓傳動(dòng)與氣動(dòng)控制兩方面的內(nèi)容。氣動(dòng)元件是組成氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣壓傳動(dòng)與氣動(dòng)控制的基本單元。由于氣動(dòng)技術(shù)具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大。國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線長(zhǎng)，都大量的采用氣動(dòng)，并將應(yīng)用氣動(dòng)技術(shù)的程度，視作衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)

21、化水平的重要標(biāo)志之一。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用面迅速擴(kuò)大氣動(dòng)產(chǎn)品品種規(guī)格持續(xù)增多，性能、質(zhì)量不斷提高，市場(chǎng)銷售產(chǎn)值穩(wěn)步增長(zhǎng)。氣壓傳動(dòng)發(fā)展的動(dòng)向 , 概括有以下幾點(diǎn) :1. 節(jié)約能源 , 發(fā)展低能耗元件 ,提高元件效率 ; 2. 發(fā)展新型氣壓元件; 3. 注意環(huán)境保護(hù) ,降低氣壓元件噪聲 ; 4. 進(jìn)一步發(fā)展電氣氣壓控制，提高控制性能和操作性能 ; 5. 其它方面，如元件微型化、復(fù)合化和系統(tǒng)集成化的趨勢(shì)仍在繼續(xù)發(fā)展，對(duì)氣壓系統(tǒng)元件的可靠性設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)，與電子技術(shù)高度結(jié)合，對(duì)故障的早期診斷、預(yù)測(cè)以及防止失效的早期警報(bào)等都越來(lái)越受到重視。伴著我國(guó)改革開放的不斷深入，在許多國(guó)產(chǎn)和引

22、進(jìn)設(shè)備中，氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)愈來(lái)愈廣。2.設(shè)計(jì)任務(wù) 要求及參數(shù)2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)是熟悉鉆床的工藝過(guò)程，掌握氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)方法和步驟，以及控制回路的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)電氣自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，設(shè)計(jì)出鉆床的工藝流程，明確動(dòng)作順序和工作流程。氣動(dòng)系統(tǒng)工作流程圖，氣動(dòng)系統(tǒng)位移步驟圖，氣動(dòng)主回路和控制回路的設(shè)計(jì)，最后將控制元件及設(shè)備的選擇一并設(shè)計(jì)出來(lái)。2.2 設(shè)計(jì)要求工藝流程分析：設(shè)計(jì)整個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃的流程圖；系統(tǒng)分析：由流程圖畫出系統(tǒng)位移步驟圖，確定系統(tǒng)所用原件；氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)：包括主回路、控制回路，并且分析驗(yàn)證，消除故障；選擇和計(jì)算執(zhí)行元件：確定執(zhí)行元件的類型和數(shù)目；計(jì)算和確定執(zhí)行元件運(yùn)

23、動(dòng)參數(shù)；選擇控制元件：確定控制元件的類型和數(shù)目，確定控制方式和安全保護(hù)回路；選擇氣動(dòng)輔助元件：選擇空壓機(jī)及凈化裝置的類型及容量。設(shè)計(jì)參數(shù)：執(zhí)行元件的速度、行程、缸徑；空壓機(jī)及凈化裝置的容量。2.3 設(shè)計(jì)參數(shù)執(zhí)行元件的速度、行程、缸徑；空壓機(jī)及凈化裝置的容量。 3.工藝流程3.1裝有料斗鉆床的工藝流程料斗中的方形剛快被送到鉆床上，然后夾緊，進(jìn)行加工，加工完成以后從鉆床上推到成品箱中首先是一個(gè)水平安裝的雙作用氣缸（1.01 a）在排氣節(jié)流情況下將料斗中落下的工件推到鉆頭的下方，并將工件頂在固定臺(tái)上夾緊。當(dāng)達(dá)到要求的夾緊壓力p=400kpa時(shí)，鉆頭在具有液壓緩沖氣缸（2.0 b）的線性進(jìn)給裝置驅(qū)動(dòng)下

24、向前運(yùn)動(dòng)，并用壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)定最大的進(jìn)給壓力，壓力設(shè)在p=500kpa，當(dāng)達(dá)到設(shè)置的攻鉆深度時(shí)使進(jìn)給停止，并在無(wú)節(jié)流的情況下回程。當(dāng)回程運(yùn)動(dòng)結(jié)束，雙作用氣缸（1.0 a）快速回程，當(dāng)回程結(jié)束，單作用氣缸（3.0 c）將加工完成的成品推出。再延時(shí)一段時(shí)間t=3s后，單作用氣缸迅速回程。系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)用一個(gè)按鈕開關(guān)，連續(xù)循環(huán)工作的選擇使用一個(gè)定位開關(guān)。裝有料斗鉆床的工藝流程工作流程圖簡(jiǎn)略的符號(hào)表達(dá)式：a+ b+ b- a- c+ t c- 圖3-1裝有料斗鉆床的工作流程圖4.系統(tǒng)分析4.1 由流程圖畫出系統(tǒng)位移步驟圖 圖4-1裝有料斗鉆床的系統(tǒng)位移步驟圖說(shuō)明：三個(gè)汽缸的唯一情況如圖所示，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)

25、作順序是：氣缸a伸出，將工件夾緊，當(dāng)夾緊壓力p=400kpa時(shí)，鉆頭在具有液壓緩沖氣缸b的進(jìn)給裝置下向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到設(shè)置攻鉆時(shí)停止，氣缸b回程，回程結(jié)束后，氣缸a快速回程，當(dāng)回程結(jié)束后，單作用氣缸將成品推出，延時(shí)t=3s后，單作用氣缸回程。4.2確定系統(tǒng)所用元件（列出明細(xì)表及說(shuō)明） 根據(jù)系統(tǒng)的要求，選擇氣缸見表4-1氣缸選擇表4-1元 件 代 號(hào)元 件 描 述說(shuō) 明1.0（a）雙作用氣缸排氣節(jié)流，水平安裝2.0（b）雙作用氣缸緩慢平穩(wěn)，氣液阻尼3.0（c）單作用氣缸壓縮空氣，一個(gè)面上主要元件見下表4-2主要元件表4-2標(biāo) 識(shí)元 件 描 述標(biāo) 識(shí)元 件 描 述標(biāo) 識(shí)元 件 描 述a雙作用氣缸氣

26、源0z1.2氣 源0z1.3氣 源b雙作用氣缸2z2壓力表可調(diào)單向節(jié)流閥可調(diào)單向節(jié)流閥0v2雙壓閥3v2快速排氣閥2z1壓力順序閥3z延時(shí)閥，常開式0z4帶壓力表的減壓閥0v3梭閥0z1.1氣 源0z3壓力表1s1n位三通換向閥3v1n位三通換向閥2v1n位五通換向閥n位三通換向閥c單作用氣缸1v1n位五通換向閥n位三通換向閥1v3可調(diào)單向節(jié)流閥n位三通換向閥0v1n位五通換向閥2v3可調(diào)單向節(jié)流閥n位三通換向閥1s2n位三通換向閥選擇氣缸的控制方式，見表4-3氣缸的控制方式表4-3元件代號(hào)元件描述說(shuō)明1a5/2雙氣控閥雙作用氣缸a2a5/2單氣控閥雙作用氣缸b3a5/2雙氣控閥單作用氣缸c5

27、.回路設(shè)計(jì)5.1氣動(dòng)主回路設(shè)計(jì)一般的氣動(dòng)系統(tǒng)主要可分為兩個(gè)回路：主回路和控制回路。主回路一般主要包括執(zhí)行元件，主控?fù)Q向閥等元件，裝有料斗鉆床的氣動(dòng)主回路如圖51圖所示：圖5-1系統(tǒng)主回路5.2 氣動(dòng)控制回路設(shè)計(jì) 控制回路一般包括動(dòng)作信號(hào)元件（輸入/輸出信號(hào)）、位置檢測(cè)（控制信號(hào)）元件、速度調(diào)節(jié)元件等。當(dāng)然，每個(gè)部分都必須要有能量源（氣源）和管路（氣路）等輔助元件裝置。 在氣缸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，只有一端出現(xiàn)氣控信號(hào)時(shí)，5/2記憶閥才能改變位置，如果氣控信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)，即兩個(gè)氣孔信號(hào)同時(shí)作用在5/2閥上，就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)重疊的問題。借助換向閥消除信號(hào)時(shí)一種常用的方法。用這種方法，各個(gè)換向閥所消除的信號(hào)可以

28、被保持下來(lái)，這種方法在運(yùn)行中是相當(dāng)可靠的。它的基本思路是：在需要使記憶閥動(dòng)作時(shí)，才允許控制信號(hào)起作用，這可通過(guò)換向閥切斷信號(hào)元件的供氣輸入來(lái)達(dá)到目的，即僅僅在需要有信號(hào)時(shí)，才向信號(hào)元件供氣。脈沖閥被用于其換向作用，但是主要的難點(diǎn)是怎樣選擇換向閥的信號(hào)。辦法是；縮短信號(hào)起作用的時(shí)間，即除非這一步驟上需要這個(gè)信號(hào)，否則就關(guān)閉這兩個(gè)閥門的氣源，此法又稱為脈沖回路消障法，它是利用脈沖回路或脈沖閥將有障礙信號(hào)變?yōu)槊}沖信號(hào)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果位置檢測(cè)行程閥2s2和1s3的進(jìn)氣口（1口）在系統(tǒng)的整個(gè)工作周期總是一直連到氣源的，就會(huì)導(dǎo)致5/2雙氣控閥1v1和3v1在一個(gè)工作周期的某個(gè)時(shí)刻，出現(xiàn)它們的兩個(gè)氣

29、控口14/12口同時(shí)有信號(hào)（重疊）的故障。因此，設(shè)計(jì)的思路是，避免位置檢測(cè)行程閥2s2和1s3的進(jìn)氣口（1口）在系統(tǒng)整個(gè)工作周期一直連到同一個(gè)氣源?？梢杂孟率龇椒▉?lái)實(shí)現(xiàn)：分別將5/2雙氣控閥1v1、2v1和3v1連入相互排斥（一路有氣時(shí)，另一路無(wú)氣的氣源管路上）。假設(shè)兩條管路標(biāo)記為m和k,其中管路k是有壓縮空氣的，管路m初始無(wú)壓縮空氣。那么，對(duì)于5/2雙氣控閥（1v1,2v1和3v1）的14口，可以直接或通過(guò)其他控制閥連到管路m，而對(duì)于5/2雙氣控閥(1v1,2v1和3v1)的12口，可以直接或通過(guò)其他的控制閥連到管路k,是排斥的（一路有氣時(shí)，另一路無(wú)氣）；所以5/2雙氣控閥（1v1,2v1和

30、3v1）的14口和12 口不會(huì)同時(shí)又控制信號(hào)。利用一個(gè)5/2雙氣控閥解決如何實(shí)現(xiàn)管路m和管路k的相互排斥特性。參見圖5-2圖5-2那么，在系統(tǒng)執(zhí)行元件前向沖程時(shí)，讓管路m接通氣源，可以讓圖 中的5/2雙氣控閥的14口有信號(hào)即可，在系統(tǒng)執(zhí)行元件作反向回程時(shí)，讓管路k接通進(jìn)氣源，這可以讓圖 的5/2雙氣控閥的12口有信號(hào)即可。接下來(lái)，逐步添加元件，以管路m，管路 ，管路 ，作為分界線；在其上方主要布置“主回路”及其氣缸前向/反向沖程的位置檢測(cè)閥。一般第一個(gè)動(dòng)作（工部）不需要加條件，可以得到下圖所示的動(dòng)作（工部）與其對(duì)應(yīng)的條件圖5-3系統(tǒng)流程圖5.2.1系統(tǒng)前向沖程分析用于系統(tǒng)第一個(gè)動(dòng)作（工步）是氣

31、缸1a1作前向沖程，所以閥1v1的14口直接連到管路m。而系統(tǒng)第二個(gè)動(dòng)作（工步）是氣缸2a1作前向沖程，其動(dòng)作前提是：氣缸1a1將工件加緊的壓力達(dá)到p=400kpa時(shí)，即壓力調(diào)節(jié)閥2z1的壓力達(dá)到p=500pa時(shí)，所以閥2v1的14口通過(guò)壓力閥2z1連到管路m上。1s1閥為啟動(dòng)信號(hào)，主要是讓管路m有壓縮空氣。那么，就可以將其布置在管路下方，去控制5/2雙氣控閥 ov5要切換管路 和管路 )，和5/2雙氣控閥ov1（主要切換管路k和管路 m）。狀態(tài)下，管路k有縮氣源，所以將按鈕1s1的進(jìn)氣口間接與管路m相連，為系統(tǒng)啟動(dòng)做好準(zhǔn)備。氣缸3a1前向沖程的動(dòng)作前提是雙作用氣缸1a程結(jié)束，所以閥3v1的1

32、4 口應(yīng)接到管路n上，同時(shí)閥1v1的12口也應(yīng)接到管路n上。圖5-4前向沖程的回路圖5.2.2系統(tǒng)反向回程分析首先，系統(tǒng)執(zhí)行元件作反向回程時(shí)，必須要切換管路m和管路k，管路n和管路k中的壓縮氣源，也就是需要切換ov1和ov5的工位，切換的條件是：氣缸2a1驅(qū)動(dòng)的鉆頭達(dá)到設(shè)置的工鉆深度時(shí)使進(jìn)給停止，并在無(wú)節(jié)流的情況下回程，氣缸1a1在氣缸2a1回程結(jié)束后，快速回程，氣缸3a1在完成將工件成品推出后延時(shí)三秒后，單作用氣缸3a1迅速回程。 要注意的是：行程閥2s1的進(jìn)氣口連接，由于在管路m和管路k切換前，管路m是有壓縮氣源的，所以，將行程閥2s1的進(jìn)氣口連到管路m上，這樣，有兩個(gè)好處：第一，為切換閥

33、ov1做準(zhǔn)備。第二，當(dāng)閥ov1切換后，管路m中無(wú)壓縮氣源，管路k有壓縮氣源，這樣，可以確保閥ov1的12口受到的控制信號(hào)是短暫的，為下一次切換做好準(zhǔn)備。圖5-5反向回程的布局圖5.2.3畫出控制回路圖圖5-6控制回路圖5.3進(jìn)行分析驗(yàn)證，消除故障對(duì)于控制回路圖，原理上是行得通的，但在實(shí)際操縱中，發(fā)現(xiàn)以下問題：如果作用在按鈕閥1s的信號(hào)時(shí)瞬時(shí)（短暫）的，那么系統(tǒng)是可以正常運(yùn)行的。但是，如果，但是由于某種原因（如機(jī)械結(jié)構(gòu)卡死等），使得其信號(hào)較長(zhǎng)，那么，當(dāng)氣缸 和氣缸 作完前向沖程后，閥ov1導(dǎo)通閥切換至有工位；但是，如果此時(shí)按鈕閥1s1導(dǎo)通，閥ov1切換至左工位。這樣導(dǎo)致管路 和管路 頻繁切換，系

34、統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)工作。（一）根據(jù)工作的情況，該系統(tǒng)時(shí)無(wú)法進(jìn)行“連續(xù)”的。（二）當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)故障，系統(tǒng)無(wú)法恢復(fù)。5.3.1故障解決對(duì)于上述三種的（1）和（2），主要是閥ov5的14口一直是有氣信號(hào)的，所以，在運(yùn)行中，當(dāng)閥ov1或ov5的12口上有氣信號(hào)時(shí)，ov5就不能正常工作。那么，解決的問題是：將閥ov5的14口的氣控信號(hào)變?yōu)樗矔r(shí)信號(hào)；這可以加一個(gè)限制條件即可。在該系統(tǒng)中，用一個(gè)與閥ov4，就可以解決（1）和（2）的問題。對(duì)于故障（3），也可以在閥ov5的14口通道中加一個(gè)限制條件即可。為了防止氣缸1a1和2a1還有3a1中在一個(gè)前向沖程中，另一個(gè)氣缸誤動(dòng)作，加入了行程檢測(cè)閥2s2和

35、1s3和3s1，相當(dāng)于起到互鎖的作用。6. 選擇和計(jì)算執(zhí)行元件元件包括執(zhí)行元件和控制元件。氣動(dòng)執(zhí)行元件時(shí)以壓縮空氣為動(dòng)力源，將氣體的壓力能在轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，用來(lái)既定的動(dòng)作。它主要有氣缸和氣馬達(dá)。前者作直線運(yùn)動(dòng)，后者作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣缸的工作原理：一、單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮空氣，實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。其活塞桿只能借助外力將其推回；通常借助于彈簧力，膜片張力，重力等。 單作用氣缸的特點(diǎn)是： 1）僅一端進(jìn)（排）氣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗氣量小。 2）用彈簧力或膜片力等復(fù)位，壓縮空氣能量的一部分用于克服彈簧力或膜片張力，因而減小了活塞桿的輸力。 3）缸內(nèi)安裝彈簧、膜片等，一般行程較短；與相同體積的雙作用氣缸相

36、比，有效行程小一些。4）氣缸復(fù)位彈簧、膜片的張力均隨變形大小變化，因而活塞桿的輸出力在行進(jìn)過(guò)程中是變化的。由于以上特點(diǎn)，單作用活塞氣缸多用于短行程。其推力及運(yùn)動(dòng)速度均要求不高場(chǎng)合，如氣吊、定位和夾緊等裝置上。單作用柱塞缸則不然，可用在長(zhǎng)行程、高載荷的場(chǎng)合。二、雙作用氣缸工作原理圖雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣，實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)的氣缸。其結(jié)構(gòu)可分為雙活塞桿式、單活塞桿式、雙活塞式、緩沖式和非緩沖式等。此類氣缸使用最為廣泛。 1）雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種。缸體固定時(shí)，其所帶載荷（如工作臺(tái)）與氣缸兩活塞桿連成一體，壓縮空氣依次進(jìn)入氣缸兩腔（一腔進(jìn)氣另一腔排氣），活塞

37、桿帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍等于其有效行程s的3倍。安裝所占空間大，一般用于小型設(shè)備上。 2)活塞桿固定時(shí)，為管路連接方便，活塞桿制成空心，缸體與載荷（工作臺(tái)）連成一體，壓縮空氣從空心活塞桿的左端或右端進(jìn)入氣缸兩腔，使缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向左或向左運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為其有效行程s的2倍。適用于中、大型設(shè)備。 三、緩沖氣缸緩沖氣缸對(duì)于接近行程末端時(shí)速度較高的氣缸，不采取必要措施，活塞就會(huì)以很大的力（能量）撞擊端蓋，引起振動(dòng)和損壞機(jī)件。為了使活塞在程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象。在氣缸兩端加設(shè)緩沖裝置，一般稱為緩沖氣缸。圖緩沖氣缸1活塞桿；2活塞；3緩沖柱塞；4柱塞孔；5單向密封圈；6節(jié)流閥

38、；7端蓋；8氣孔 緩沖氣缸見上圖，主要由活塞桿1、活塞2、緩沖柱塞3、單向密封圈5、節(jié)流閥6、端蓋7等組成。其工作原理是：當(dāng)活塞在壓縮空氣推動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，缸右腔的氣體經(jīng)柱塞孔4及缸蓋上的氣孔8排出。在活塞運(yùn)動(dòng)接近行程末端時(shí)，活塞右側(cè)的緩沖柱塞3將柱塞孔4堵死、活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，封在氣缸右腔內(nèi)的剩余氣體被壓縮，緩慢地通過(guò)節(jié)流閥6及氣孔8排出，被壓縮的氣體所產(chǎn)生的壓力能如果與活塞運(yùn)動(dòng)所具有的全部能量相平衡，即會(huì)取得緩沖效果，使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不產(chǎn)生沖擊。調(diào)節(jié)節(jié)流閥6閥口開度的大小，即可控制排氣量的多少，從而決定了被壓縮容積（稱緩沖室）內(nèi)壓力的大小，以調(diào)節(jié)緩沖效果。若令活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，從

39、氣孔8輸入壓縮空氣，可直接頂開單向閥5，推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng)。如節(jié)流閥6閥口開度固定，不可調(diào)節(jié)，即稱為不可調(diào)緩沖氣缸。   氣缸所設(shè)緩沖裝置種類很多，上述只是其中之一，當(dāng)然也可以在氣動(dòng)回路上采取措施，達(dá)到緩沖目的。四、薄型氣缸特點(diǎn)：缸筒與無(wú)桿側(cè)端蓋壓鑄成一體，桿蓋用彈性擋圈固定，缸體為方形。用途：常用于固定夾具和搬運(yùn)中固定工件等。 類型數(shù)目代號(hào)雙作用氣缸11a雙作用氣缸12a單作用氣缸13a6.1確定執(zhí)行元件的種類和數(shù)目,參見下表表6-16.2計(jì)算和確定執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（速度、行程、缸徑）執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)：a缸：我們?nèi)氣缸的速度為v=0.4m/s，則=0.6。令a氣缸的動(dòng)

40、作時(shí)間為0.2s，則a氣缸的行程s=t=0.08m=80mm。 取工件質(zhì)量為30kg，工件與安裝面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)µ=0.3，由題知a氣缸的工作壓力=0.4，則，a氣缸的負(fù)載力 f=µ=0.3×30×9.8=88.2理論輸出力 f0=f/=88.2/0.6=147由于是雙作用氣缸，所以其缸徑 d=21 mm故選取a氣缸的直徑為 21mm，則 d=0.3d取6mm雙作用氣缸的輸出推力公式：f=(p1a1p2a2)=/4(p1p2)d²+ p2d²則a氣缸的輸出推力 f=/4 (0.70.4)21²+0.4×4²

41、;×0.8=93 b缸：該氣缸為雙作用氣缸：f=(p1a1-p2a2),其中p1=0.7mpa，p2=0.5mpa,a1=6cm,a2=3cm.一般取0.7-0.95，取=0.8，則f=2.96n我們?nèi)氣缸的速度為v=0.4m/s，則=0.6。令b氣缸的動(dòng)作時(shí)間為0.2s，則b缸的行程s=t=0.08m=80mm。 則理論輸出力 f0=f/=2.96/0.6=4.93由于是雙作用氣缸，所以其缸徑 d=3.56mm所以雙作用氣缸選4mm。7.選擇控制元件7.1 控制元件分類及原理 在氣動(dòng)系統(tǒng)中，用來(lái)控制與調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量、流動(dòng)方向和發(fā)送信號(hào)，使氣動(dòng)執(zhí)行元件能按控制要求工作的元

42、件稱為氣動(dòng)控制元件。以下是此次設(shè)計(jì)回路中用到的一些控制元件?？焖倥艢忾y的工作原理：      如上圖所示，它有三個(gè)閥口<1>、<2>、<3>。<1>接氣源，<2>接執(zhí)行元件，<3>通大氣。當(dāng)<1>有壓縮空氣輸入時(shí)，推動(dòng)閥芯右移、<1>與<2>通，給執(zhí)行元件供氣；當(dāng)<1>無(wú)壓縮空氣輸入時(shí)，執(zhí)行元件的氣體通過(guò)<2>使閥芯下移，堵住<1><2>通路，同時(shí)打開<2><3>通路

43、，氣體通過(guò)<3>快速排出。快速排氣閥常裝在換向閥和氣缸之間，使氣缸的排氣不用通過(guò)換向閥而快速排出。從而加快了氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度，縮短了工作周期。一般情況下，快速排氣閥直接安裝在氣缸上，或應(yīng)靠近氣缸安裝?？烧{(diào)單向節(jié)流閥工作原理    可調(diào)單向節(jié)流閥能夠調(diào)節(jié)壓縮空氣流量，帶鎖定螺母，即對(duì)其開口度鎖定。可調(diào)單向節(jié)流閥只能在一個(gè)方向上對(duì)流量進(jìn)行控制。 可調(diào)單向節(jié)流閥應(yīng)盡可能靠近氣缸安裝。這種閥帶鎖定螺母，可實(shí)現(xiàn)流量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，通過(guò)鎖定螺母保持其開口度不變減壓閥的工作原理減壓閥是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的一個(gè)必備配件，主要作用是將氣源的壓力減壓并穩(wěn)定到一個(gè)定值，以便于調(diào)節(jié)閥能夠

44、獲得穩(wěn)定的氣源動(dòng)力用于調(diào)節(jié)控制。上圖所示為一種常用的直動(dòng)式減壓閥結(jié)構(gòu)。壓力為p1的壓縮空氣，由左端輸入經(jīng)進(jìn)氣閥門節(jié)流后，壓力降為p2輸出。p2的大小可由調(diào)壓彈簧2進(jìn)行調(diào)節(jié)。若順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手柄，調(diào)壓彈簧被壓縮，推動(dòng)膜片和閥桿下移，進(jìn)氣閥門打開，在輸出口有氣壓輸出。同時(shí)，輸出氣壓經(jīng)反饋導(dǎo)管作用在膜片上產(chǎn)生向上的推力。該推力與調(diào)壓彈簧作用力相平衡時(shí)，閥便有穩(wěn)定的壓力輸出。若輸出壓力超過(guò)調(diào)定值，則膜片離開平衡位置而向上變形，使得溢流閥打開，多余的空氣經(jīng)溢流口排入大氣。當(dāng)輸出壓力降至調(diào)定值時(shí)，溢流閥關(guān)閉，膜片上的受力保持平衡狀態(tài)。若逆時(shí)針放置手柄，調(diào)壓彈簧放松，作用在膜片上的氣壓力大于彈簧力，溢流閥打

45、開，輸出壓力降低直到為零。反饋導(dǎo)管的作用是提高減壓閥的穩(wěn)壓精度。另外，能改善減壓閥的動(dòng)態(tài)性能，當(dāng)負(fù)載突然改變或變化不定時(shí)，反饋導(dǎo)管起著阻尼作用，避免振蕩現(xiàn)象發(fā)生。若輸入壓力瞬時(shí)升高，輸出將隨之升高，使膜片氣室內(nèi)壓力升高，在膜片上產(chǎn)生的推力相應(yīng)增大，此推力破壞了原來(lái)力的平衡，使膜片向上移動(dòng)，有少部分氣流經(jīng)溢流孔、排氣孔排出。在膜片上移的同時(shí)，因復(fù)位彈簧的作用，使閥芯也向上移動(dòng)，關(guān)小進(jìn)氣閥口，節(jié)流作用加大，使輸出壓力下降，直至達(dá)到新的平衡為止，輸出壓力基本又回到原來(lái)值。若輸入壓力瞬時(shí)下降，輸出壓力也下降、膜片下移，閥芯隨之下移，進(jìn)氣閥口開大，節(jié)流作用減小，使輸出壓力也基本回到原來(lái)值。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕

46、。使調(diào)節(jié)彈簧放松，氣體作用在膜片上的推力大于調(diào)壓彈簧的作用力，膜片向上曲，靠復(fù)位彈簧的作用關(guān)閉進(jìn)氣閥口。再旋轉(zhuǎn)旋鈕，進(jìn)氣閥芯的頂端與溢流閥座將脫開，膜片氣室中的壓縮空氣便經(jīng)溢流孔、排氣孔排出，使閥處于無(wú)輸出狀態(tài)。減壓閥的基本性能 (1) 調(diào)壓范圍：它是指減壓閥輸出壓力p2的可調(diào)范圍，在此范圍內(nèi)要求達(dá)到規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關(guān)。 (2) 壓力特性：它是指流量g為定值時(shí)，因輸入壓力波動(dòng)而引起輸出壓力波動(dòng)的特性。輸出壓力波動(dòng)越小，減壓閥的特性越好。輸出壓力必須低于輸入壓力定值才基本上不隨輸入壓力變化而變化。 (3) 流量特性：它是指輸入壓力定時(shí)，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的

47、持性。當(dāng)流量g發(fā)生變化時(shí)，輸出壓力的變化越小越好。一般輸出壓力越低，它隨輸出流量的變化波動(dòng)就越小。雙壓閥的工作原理   雙壓閥的作用相當(dāng)于與門邏輯功能。上圖所示為雙壓閥，有兩個(gè)輸入口l<1>、r<1>，一個(gè)輸出口<2>。只有l(wèi)<1>、r<1>同時(shí)輸入時(shí)輸出口<2>才有壓力輸出。  梭閥的工作原理     如上圖所示，梭閥相當(dāng)于兩個(gè)單向閥組合的閥，其作用相當(dāng)于“或門”。其工作原理與液壓梭閥相同。梭閥有兩個(gè)進(jìn)氣口l<1>和r&

48、lt;1>，一個(gè)出口<2>，其中l(wèi)<1>和r<1>都可與<2>口相通、但l<1>與r<1>不相通。l<1>和r<1>中的任一個(gè)有信號(hào)輸入，<2>都有輸出。若l<1>和r<1>都有信號(hào)輸入，則先加入側(cè)或信號(hào)壓力高側(cè)的氣信號(hào)通過(guò)<2>輸出，另一側(cè)則被堵死，僅當(dāng)l<1>和r<1>都無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，<2>才無(wú)信號(hào)輸出。延時(shí)閥的工作原理由上圖看以看出延時(shí)閥由單氣控二位三通閥、可調(diào)單向節(jié)流閥和小氣室組成。當(dāng)控制口10上的壓力

49、達(dá)到設(shè)定值時(shí)，單氣控二位三通閥動(dòng)作，進(jìn)氣口1與工作口2關(guān)閉。電磁閥的工作原理利用電磁線圈通電時(shí)，靜鐵芯對(duì)動(dòng)鐵芯產(chǎn)生電磁吸力使閥切換以改變氣流方向的閥，稱為電磁控制方向閥，簡(jiǎn)稱電磁閥。這種閥易于實(shí)現(xiàn)電、氣聯(lián)合控制，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，故得到廣泛應(yīng)用。 電磁閥的分類國(guó)內(nèi)外電磁閥，到目前為止，從動(dòng)作方式上可分為三大類即：直動(dòng)式、反沖式、先導(dǎo)式。 1、直動(dòng)式電磁閥：原理：常閉型通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。（常開型與此相反）特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但通徑一般不超過(guò)25mm。 2、反沖型電磁閥： 原理

50、：它的原理是一種直動(dòng)和先導(dǎo)相結(jié)合，通電時(shí)，電磁閥先將輔閥打開，主閥下腔壓力大于上腔壓力而利用壓差及電磁閥的同時(shí)作用把閥門開啟；斷電時(shí)，輔閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)便閥門關(guān)閉。 特點(diǎn)：在零壓差或高壓時(shí)也能可靠工作。3、先導(dǎo)式電磁閥：原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門打開；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過(guò)旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門。特點(diǎn)：體積小，功率低，流體壓力范圍上限較高，可任意安裝(需定制)但必須滿足流體壓差條件。電磁閥的工作原理閥

51、芯的工作位置有幾個(gè)，該電磁閥就叫幾位電磁閥：閥體上的接口，也就是電磁閥的通路數(shù)，有幾個(gè)通路口，該電磁閥就叫幾通電磁閥。即兩位是指有兩個(gè)工作位置可切換，三通是有三個(gè)通道通氣。比如：二位二通電磁閥是一進(jìn)一出（二個(gè)通道、最普通常見）；1個(gè)通道與氣源連接，另外一個(gè)通道與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣口連接。 二位三通電磁閥控制氣體是一進(jìn)一出一排氣（工作位置有二個(gè)）；1個(gè)通道與氣源連接，另外兩個(gè)通道1個(gè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣口連接，1個(gè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)排氣口連接。二位五通電磁閥控制氣體是一進(jìn)二出一排氣（工作位置也是二個(gè)）；1個(gè)進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個(gè)正動(dòng)作出氣孔和1個(gè)反動(dòng)作出氣孔(分別提供給目標(biāo)設(shè)備的一正一反動(dòng)作的氣源)、1個(gè)正

52、動(dòng)作排氣孔和1個(gè)反動(dòng)作排氣孔(安裝消聲器)。 三位五通電磁閥控制氣體是一進(jìn)二出一排氣（但工作位置有三個(gè)）；1個(gè)進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個(gè)正動(dòng)作出氣孔和1個(gè)反動(dòng)作出氣孔(分別提供給目標(biāo)設(shè)備的一正一反動(dòng)作的氣源)、1個(gè)正動(dòng)作排氣孔和1個(gè)反動(dòng)作排氣孔(安裝消聲器)。兩位三通單電控電磁閥動(dòng)作原理兩位三通電磁閥分為常閉型和常開型兩種，常閉型指線圈沒通電時(shí)氣路是斷的，常開型指線圈沒通電時(shí)氣路是通的。 常閉型兩位三通電磁閥動(dòng)作原理：給線圈通電，氣路接通，線圈一旦斷電，氣路就會(huì)斷開，這相當(dāng)于“點(diǎn)動(dòng)”。 常開型兩位三通單電控電磁閥動(dòng)作原理：給線圈通電，氣路斷開，線圈一旦斷電，氣路就會(huì)接通，這也是“點(diǎn)動(dòng)”。 在電

53、氣上來(lái)說(shuō)，兩位三通電磁閥一般為單電控(即單線圈)。7.2控制元件的類型和數(shù)目，見表7-2表 7-2標(biāo) 識(shí)元 件 類型標(biāo) 識(shí)元 件 類型標(biāo) 識(shí)元 件 類型1v2可調(diào)單向節(jié)流閥2v2可調(diào)單向節(jié)流閥0v2雙壓閥3v2快速排氣閥2z1壓力順序閥3z延時(shí)閥，常開式0z4帶壓力表的減壓閥0v3梭閥0z1.1氣 源0z3壓力表1s1n位三通換向閥3v1n位三通換向閥2v1n位五通換向閥n位三通換向閥c單作用氣缸1v1n位五通換向閥n位三通換向閥1v3可調(diào)單向節(jié)流閥n位三通換向閥0v1n位五通換向閥2v3可調(diào)單向節(jié)流閥n位三通換向閥1s2n位三通換向閥2z2壓力表7.3確定控制方式和安全保護(hù)回路 由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)

54、的過(guò)載，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速運(yùn)動(dòng)等原因，都可能危及設(shè)備或操作人員的安全，因此在氣動(dòng)回路中，常加入安全保護(hù)回路。一過(guò)載保護(hù)回路 圖7-3-1(a)所示為一過(guò)載保護(hù)回路。在活塞向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若遇到偶然故障而過(guò)載時(shí)，氣缸左腔壓力將升高，當(dāng)超過(guò)預(yù)定之后，即打開順序閥3，使閥2換向，閥4隨之復(fù)位，活塞立即向左退回。待排除故障后，按動(dòng)閥1，活塞重新啟動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)。圖7-3-1（a）過(guò)載保護(hù)回路 圖7-3-1（b）所示為典型的過(guò)載保護(hù)回路，當(dāng)氣缸活塞桿在伸出途中遇障使氣缸過(guò)載時(shí)，活塞桿就立即退回，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。在圖示回路中，若活塞桿伸出途中遇到故障，則氣缸無(wú)桿腔壓力升高，順序閥2打開，閥3換向，氣缸立即退回。圖7

55、-3-1（b）過(guò)載保護(hù)回路二.互鎖回路圖7-3-2（a）所示為一互鎖回路?；芈分兄骺亻y（兩位四通閥）的換向受三個(gè)串聯(lián)的機(jī)動(dòng)三通閥的控制。即只有在三個(gè)機(jī)動(dòng)閥都接通時(shí)，主控閥才能換向，活塞桿才能向下伸出。圖7-3-2 （a） 互鎖回路圖7-3-2（b）所示回路能防止各缸同時(shí)動(dòng)作，是保證只有一個(gè)氣缸動(dòng)作的互鎖回路?；芈分兄饕盟箝yv1,v2,v3及換向閥v4,v5,v6進(jìn)行互鎖。如閥v7被切換，則其輸出使閥v4也換向，使氣缸a活塞桿伸出；與此同時(shí)，缸a的進(jìn)氣管路的空氣使梭閥v1,v2動(dòng)作，鎖住閥v5,v6，所以此時(shí)閥v8,v9即使均有輸入信號(hào)，氣缸b,c也不會(huì)動(dòng)作。只有閥v7復(fù)位后，才能使其它氣缸動(dòng)作。圖7-3-2（b）保證只有一個(gè)氣缸動(dòng)作大的互鎖回路三氣壓降低保護(hù)回路圖7-3-3所示是一種氣壓突然降低時(shí)的保護(hù)回路，其作用是當(dāng)系統(tǒng)的壓力突然降低至工作安全范圍以下時(shí)，保護(hù)人員和設(shè)備的