氣動系統(tǒng)設(shè)計與分析大作業(yè)

《七劭系統(tǒng)歿奸與今曲》女作業(yè)

目錄

1設(shè)計任務(wù)....................................................1

2總體方案設(shè)計................................................2

2.1系統(tǒng)控制流程圖..........................................2

2.2氣動原理設(shè)計...........................................2

2.3工作過程...............................................3

2.4PLC控制程序...........................................3

2.5系統(tǒng)仿真...............................................3

3氣動系統(tǒng)設(shè)計計算............................................5

3.1執(zhí)行元件選擇............................................5

3.1.1氣缸1參數(shù)計算....................................5

3.1.2氣缸2參數(shù)計算....................................5

3.1.3氣缸3參數(shù)計算....................................6

3.2控制元件選擇...........................................6

3.3確定管道直徑...........................................7

3.4氣動輔助元件的選擇.....................................7

3.5選擇空壓機.............................................8

3.6元件明細(xì)列表...........................................8

4設(shè)計小結(jié)....................................................9

5參考文獻(xiàn)...................................................10

1設(shè)計任務(wù)

某專用打孔機的結(jié)構(gòu)如下圖所示，其動作要求如下：工件夾緊--鉆孔一返

回--工件松開--推出工件--準(zhǔn)備下一次動作。

要求夾緊力200N,鉆孔推力大于100N,畫出系統(tǒng)的氣動原理圖，寫出計算

過程，選擇氣缸型號，畫出控制程序流程圖并利用automation軟件仿真。（提交

設(shè)計說明書，PLC控制程序，automation仿真圖）

氣動原理圖圖1

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2總體方案設(shè)計

2.1系統(tǒng)控制流程圖

控制流程圖圖2-1

2.2氣動原理設(shè)計

空氣壓縮機提供動力。啟動工作，首先打開空氣壓縮機提供氣源，二位二通

電磁換向閥1得電，氣缸1夾緊工件；接著，二位二通電磁換向閥2得電，氣缸

2鉆孔并返回；最后，二位二通電磁換向閥1得電，氣缸1松開工件，二位二通

電磁換向閥3得電，氣缸3推出工件，完成一次周期工作。

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2.3工作過程

循環(huán)工作：工件夾緊…一鉆孔――返回…一工件松開一-推出工件一-準(zhǔn)備下一次

動作

2.4PLC控制程序

StartStop

令A(yù)1

RUNG1

-1-10C1.0U

□□KT

'1-1IC1.IN

^iidcilou

F廿

"1-1OC1,OU

V1OC1.OU

"Stop"平超K

Tl-一r

T部WK

IRJ

在ND］」

PLC控制程序圖2-4

2.5系統(tǒng)仿真

StartStop

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工位1夾緊圖2-5-1

工位2鉆孔圖2-5-2

工位3工件推出圖2-5-3

工序結(jié)束圖2-5-4

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3氣動系統(tǒng)設(shè)計計算

3.1執(zhí)行元件選擇

通過F=P*A公式，已知夾緊力200N,鉆孔壓力100N；選用SMC標(biāo)準(zhǔn)氣缸MB

系列型號，最高使用壓力為PLOMPa。因此，可得最小缸徑。又因處于安全考慮，

選用缸徑稍大氣缸。

標(biāo)準(zhǔn)氣缸MB系列

SMC標(biāo)準(zhǔn)氣缸MB系列型號圖3-1

3.1.1夾緊氣缸參數(shù)計算

A]=Fi/P=200N/lMPa=Pi*R2

R=8.0mm

因此選用缸徑為32mm的SMC氣缸

3.1.2鉆孔氣缸參數(shù)計算

A]=F]/P=100N/lMPa=Pi*R2

R=3.9mm

因此選用缸徑為32mm的SMC氣缸

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3.1.3推出氣缸參數(shù)計算

2

Ai=fmax/P=200N/lMPa=Pi*R

R=8.0mm

因此選用缸徑為32mm的SMC氣缸

3.2控制元件選擇

(1)換向閥的選擇

電磁陶VZWD

?氣口奴恪1/8-,1/4?

?G螺女或NPT螺笈

?工作壓力。…90bar

?定壓力40bar

?電驅(qū)動

?電壓24VDC,110VAC,230VAe

?兩位兩遇提動閥(NC),直動式

?FKM密封材料

?適合于壓力高但流量小的應(yīng)用

VZWD

選用費斯通G1/4二位二通電磁換向閥

(2)壓力閥的選擇

帶快插式管揍頭的LR,LRMA

?連接尺寸M5,G1/8,G1/4,G3/8,G1/2

?快插接頭

?流量22…760ymin

?皖寓空氣預(yù)處理單元單獨便用

?若有集成的京司閥.

LRLRMA

選用費斯通G1/4快插壓力閥

(3)單向節(jié)流閥的選擇

單向節(jié)海用

■O0...3,300Iftrin

?氣口規(guī)格M3,M5,G1/8,G1/4,G3/8,G1/2,G3/4

?連接插頭規(guī)格3,46,8,10/2mm

?盛上海

?高節(jié)流閥.

CRGRIAGGGGOGRGRAGRFGRGAGRGZ★GRLA

GRLSA*GRLZGRPGRRGRXAVFOCVFOF

★標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品轉(zhuǎn)國

選用費斯通G1/4快插單向節(jié)流閥

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3.3確定管道直徑

(1)確定管道直徑

由于氣缸最大使用壓力為IMPa,因此選擇最大承受壓力為2MPa的

M6軟管。

(2)計算壓力損失

管道中的壓力損失分沿程壓力損失和局部壓力損失.

沿程壓力損失Pf=(入L/d)P『2/2

局部壓力損失Pj=￡4PV~2/2

管道中的總壓力損失

Pw=Pf+Pj=(XL/d)PV'2/2+SCP『2/2=[(入L/d)+￡C]Pg2/2

式中：X——管道的沿程阻力系數(shù)；L——管道長度；d——管道內(nèi)徑;

￡——總和號；C——管道的局部阻力系數(shù)；P——流體密度；V-

—管道流速。

對于長管道，局部壓力損失可忽略，管道中的總壓力損失Pw=Pf=

(XL/d)PV*2/2

或Pw=PgsLQ'2

式中：P——流體密度；g——重力加速度；s—管道比阻；L——管

道長度；Q——管道流量。

管道比阻與沿程阻力系數(shù)的關(guān)系：s=8X/(gji-2CT5)

3.4氣動輔助元件的選擇

*4?

YPB-TPBTStfftlHamCTPXYg｝蠅蚊三通

怦產(chǎn)場修

YPLF.TPLFLSO三通YPCF-TPCF內(nèi)緝蚊?通

選擇多款口徑為M6的快插接頭

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3.5選擇空壓機

(1)計算空壓力的供氣量

Qs=Q0(1+111%XAp),m3/min

式中Qs---------降低排氣壓力后的排氣量，m3/min

Q0---------原機型額定排氣壓力下的排氣量,m3/min

Ap=pO-pl,bar

pO--