气动系统设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十四章 气动系统设计,第一节 气动行程程序回路的设计方法,第二节 气动系统设计的主要内容及设计程序,第十四章 气动系统设计,气动系统设计中一个很重要的内容是回路设计。在回路设计中，将着重介绍行程程序回路的设计方法，通过本章的学习要求我们能熟练地掌握这种方法进行回路设计。,第一节,气动行程程序回路的设计方法,一、概述,程序控制(简称程控)是实现自动化广泛采用的一种控制方法,。,程序控制可分为行程程序控制和时间程序控制两类,。,简单行程程控与时间程控的一般组成方式如图,14-1,和图,14-2,所示。,3.右上角带*号的信号称其为执行信如,、,、,.,等；而把不带,*,号的信号叫,做原始信号如,a,0,、b,0,等,A,1,信号动作线图法,是利用绘制信号动作线图的办法设计出气动控制回路。此法的,设计步骤,大致如下：,(一)根据生产自动化的工艺要求，写出工作程序；,(二)绘制信号动作线图；,(三)分析并排除控制障碍；,(四)绘制逻辑原理图和气动回路原理图。,1.用大写字母,A,、,B,、,C,等表示气缸，用下标,“,1,”,与,“,0,”,表示气缸活塞杆的两种不同的状态。,(图14-3)。,2.,用带下标的小写字母,a,1,、a,0,、b,1,、b,0,等分别表示与动作,A,1,、,A,0,、,B,1,、,B,0,等相对应,的行程阀及其输出信号。,二、气动行程程序回路的设计,(一)列出工作程序,下面举例说明：,例 某专用气动机械手的结构示意图如图14-4所 示，它由四个气缸所组成，能在三个坐标内工作。,(二)绘制信号-动作状态线图(,X-D,线图),1.多缸单往夏系统,X-D,线图的绘,(1),画方格图,(,如图,14-6),(2),画动作状态线,(,D,线,),下面以气动机械手动作为例说明动作线图的画法。,如图10-7所示，用横粗实线画出了各执行元件的动,作状态线。画法如下：,动作状态线的起点是该动作程序的开始处,。,动作状态线的终点是该动作状态变化的开始,处,其工作程序如图,14-5,所示。,(3),画信号线,(,X,线,),用横的细实线在图,10-7,上画出了程信号线。,信号线的画法如下：,信号线的起点与同一组中动作状态线的起点相同。,信号线的终点是和上一组中产生该信号的动作线终点相同。,(,三,),确定并排除障碍信号，,找出执行信号,1.,障碍信号的确定,2.,I,型障碍信号的排除,排除障碍的实质就是缩短控制信号存在的,时间，使长信号变为短信号,(,信号线最长等于它所控制的动作线,),。,(1),脉冲信号法,将有障碍的原始信号变成脉冲信号,。,1.,采用机械活络挡铁或可通过式行程阀,。,（图14-18）,2.,采用脉冲阀或脉冲形成回路排除,I,型障碍,。,（图14-19）,(2),逻辑回路法排除,I,型障碍,1,由“与门”逻辑元件排除障碍,(,图,14-10),如图14-11所示，制约信号,x,的起始点应选在障碍信号,m,开始之前及,m,障碍段之后范围中(图中3区域)。,x,的终点应选在障碍信号,m,的无障碍段中。,2.,用中间记忆元件排除,I,型障碍,如图,14-12,b,所示，常为双气控二位三通,(,或二位五通,),阀，当,x,1,有气时使,K,阀有输出，而当,x,0,有气时,K,阀无输出。很明显,x,1,与,x,0,不能同时存在，只能一先一后存在，,x,1,或,x,0,可用脉冲阀得到。选择,K,阀的原则是,(,见图,14-13),：,(,四,),气动回路的简化及对操作要求等的考虑,(1),用弹簧及单向控制阀,(,或单作用缸,),代替双向控制阀(如图,10-14,b,),(2),用“禁门”回路及差压阀,(,如图,10-15,所示,),(,3)用阀的合并法,（,如图14-16所示,）,(五)对回路其它要求的设计,1.回路的复位及启动（图14-17）,2.,手动及自动操作（图14-18）,3.,联锁保护,(六)绘制气控逻辑原理图与气控回路原理图,1.气控逻辑原理图的绘制,(1),气动逻辑原理图的基本组成及符号,(2),气动逻辑原理图的画法,（图14-19）,2.,气控回路原理图的绘制,第二节 气动系统设计的主要内容及设计程序,一、明确工作要求,（一）运动和操作力的要求,（二）工作环境条件,（三）和机、电、液控制相配合的情况,，,以及对气动系统的要求,。,二、设计气控回路,（一）列出气动执行元件的工作程序图（并用字母表示）,。,（二）画信号动作状态线图,。,（三）应用逻辑符号按行程程序画出逻辑的原理图,。,（四）根据逻辑原理图并参考各种气动基本回路（和常用回路）绘制气动回路原理图,。,（五）为得到最合理的气动回路,，,设计时,，,可根据逻辑原理图作出几种方案进行比较,，,如对气控制、电-气控制和射流控制方案进行合理的选定,。,三、选择、设计执行元件,四、选择控制元件,1.,确定控制元件类型,，其中对于全气阀控制、电磁气阀控制、逻辑元件或射流元件控制要根据表14-1进行比较而定。,表14-1 几种气控元件选用比较表,控制方式,比较项目,电磁气阀控制,气控气阀控制,气控逻辑元件控制,气控射流元件控制,安全可靠性,较好,（交流的易烧线圈）,较好,较好,一般,恶劣环境适应性,（易燃、易爆、潮湿等）,较差,较好,较好,好,（抗冲击、抗振动）,气源净化要求,一般,一般,一般,高,远距离控制性速度传递,好，快,一般，10几毫秒,一般，几毫秒10几毫秒,较好，可达1毫秒,控制元件体积,一般,大,较小,小,元件无功耗气量,很小,很小,小,大,元件带负载能力,高,高,较高,有限,价格,稍贵,一般,便宜,便宜,2.,确定控制元件的通径,表10-2标准控制阀各种通径对应的额定流量,公称通径毫米,3,6,8,10,15,20,25,32,40,50,10,-3,米,3,/秒,0.1944,0.6944,1.3889,1.9444,2.7778,5.5555,8.3333,13.889,19.444,27.778,米,3,/小时,0.7,2.5,5,7,10,20,30,50,70,100,升/分,11.66,41.67,83.34,116.67,166.68,213.36,500,833.4,1166.7,1666.8,注：额定流量是限制流速在1525米/秒范围以内所测得阀的流量。,五、选择气动辅件,（一）分水滤气器 其类型主要根据过滤精度要求而定。,（二）油雾器 根据油雾颗径大小和流量来选取,。,（三）消声器 可根据工作场合选用不同形式的消声器，其通径大小根据通过的流量而定,，可查有关手册。,（四）储气罐 其理论容积可按第五章经验公式计算，具体结构、尺寸可查压缩空气站设计手册,。,六、确定管道直径、计算压力损失,七、选择空压机,（一）计算空压机的供气量,Q,j,，,以选择空压机的额定排气量,（二）计算空压机的供气压力，以选择空压机的排气压力,