气动系统设计与分析大作业

1、宁波理工学院 气动系统设计与分析大作业题 目 气动系统设计与分析 姓 名 陈明豪 学 号 3110612003 专业班级 机电111 指导教师 黄方平 学 院 机电与能源工程学院 完成日期 2014年12月30日 目 录1设计任务12总体方案设计22.1系统控制流程图22.2气动原理设计22.3工作过程32.4PLC控制程序32.5系统仿真33气动系统设计计算53.1执行元件选择53.1.1气缸1参数计算53.1.2气缸2参数计算53.1.3气缸3参数计算63.2控制元件选择63.3确定管道直径63.4气动辅助元件的选择73.5选择空压机73.6元件明细列表84设计小结95参考文献101 设计

2、任务某专用打孔机的结构如下图所示，其动作要求如下：工件夹紧-钻孔-返回-工件松开-推出工件-准备下一次动作。要求夹紧力200N，钻孔推力大于100N，画出系统的气动原理图，写出计算过程，选择气缸型号,画出控制程序流程图并利用automation软件仿真。（提交设计说明书，PLC控制程序，automation仿真图）气动原理图 图12 总体方案设计2.1 系统控制流程图控制流程图 图2-12.2 气动原理设计空气压缩机提供动力。启动工作，首先打开空气压缩机提供气源，二位二通电磁换向阀1得电，气缸1夹紧工件；接着，二位二通电磁换向阀2得电，气缸2钻孔并返回；最后，二位二通电磁换向阀1得电，气缸1松

3、开工件，二位二通电磁换向阀3得电，气缸3推出工件，完成一次周期工作。2.3 工作过程 循环工作：工件夹紧-钻孔-返回-工件松开-推出工件-准备下一次动作2.4 PLC控制程序PLC控制程序 图2-42.5 系统仿真工位1夹紧 图2-5-1工位2钻孔 图2-5-2工位3工件推出 图2-5-3工序结束 图2-5-43 气动系统设计计算3.1 执行元件选择通过F=P*A公式，已知夹紧力200N，钻孔压力100N；选用SMC标准气缸MB系列型号，最高使用压力为P1.0MPa。因此，可得最小缸径。又因处于安全考虑，选用缸径稍大气缸。SMC标准气缸MB系列型号 图3-13.1.1 夹紧气缸参数计算A1=F

4、1/P=200N/1MPa=Pi*R2R=8.0mm 因此选用缸径为32mm的SMC气缸3.1.2 钻孔气缸参数计算A1=F1/P=100N/1MPa=Pi*R2R=3.9mm 因此选用缸径为32mm的SMC气缸3.1.3 推出气缸参数计算A1=fmax/P=200N/1MPa=Pi*R2R=8.0mm 因此选用缸径为32mm的SMC气缸3.2 控制元件选择（1） 换向阀的选择选用费斯通G1/4二位二通电磁换向阀（2） 压力阀的选择选用费斯通G1/4快插压力阀（3） 单向节流阀的选择选用费斯通G1/4快插单向节流阀3.3 确定管道直径（1） 确定管道直径 由于气缸最大使用压力为1MPa，因此选

5、择最大承受压力为2MPa的M6软管。（2） 计算压力损失 管道中的压力损失分沿程压力损失和局部压力损失. 沿程压力损失Pf=(L/d)V2/2 局部压力损失Pj=V2/2 管道中的总压力损失 Pw=Pf+Pj=(L/d)V2/2+V2/2=(L/d)+V2/2 式中:管道的沿程阻力系数；L管道长度；d管道内径； 总和号；管道的局部阻力系数；流体密度；V 管道流速。 对于长管道，局部压力损失可忽略，管道中的总压力损失Pw=Pf (L/d)V2/2 或 PwgsLQ2 式中:流体密度；g重力加速度；s管道比阻；L管 道长度；Q管道流量。 管道比阻与沿程阻力系数的关系：s=8/(g2d5)3.4 气

6、动辅助元件的选择选择多款口径为M6的快插接头3.5 选择空压机（1） 计算空压力的供气量 Qs = Q0 (1 + 111 % p) ,m3/ min 式中 Qs 降低排气压力后的排气量, m3/ min Q0 原机型额定排气压力下的排气量,m3/ min p = p0 - p1 , bar p0 原机型额定排气压力, bar p1 所需排气压力, bar（2） 计算供气压力 供气压力可选用气缸最大压力的60%，即为0.6MPa。3.6 元件明细列表 元件名 规格 数量 备注SMC气缸 MDBL32-50-Z73 3个MB系列电磁换向阀VZWD-G1/4 3个二位二通压力阀LRMA-G1/4

7、3个快插管接头单向阀CRGRLA-G1/4 3个快插管接头空气压缩机VMS-0735 1个软管 M6 多米气动管接头 M6 4个4 设计小结在黄老师的指导下，经过一学期的努力，我的气动系统设计与分析的大作业总算有了初步的成果。通过此次设计，我再一次系统性的学习了专业知识，受益匪浅。通过这次的气动系统的设计与分析，让我体验了学习该门课程的基本模式和相关学习思路。这门课程中，我向往常一样根据老师所给的题目去构思，收集整理设计中所需要的资料，不浪费一分一秒，来更好的完成该门课程的大作业。这个过程是艰辛的，但也让我再次明白设计工作的辛酸。通过该门课程的大作业实践的过程，它使我更好的将理论知识与实际设计相结合，真正做到了理论联系实际，并且学会了如何综合运用学过的知识。这也算温习所学知识，使知识点牢