第十四章氣動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)

第十四章氣動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)第十四章氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的內(nèi)容是回路設(shè)計(jì)。在回路設(shè)計(jì)中，將著重介紹行程程序回路的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)本章的學(xué)習(xí)要求我們能熟練地掌握這種方法進(jìn)行回路設(shè)計(jì)。第一節(jié)

氣動(dòng)行程程序回路的設(shè)計(jì)方法

一、概述

()是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化廣泛采用的一種控制方法。程序控制可分為行程程序控制和時(shí)間程序控制兩類。簡(jiǎn)單行程程控與時(shí)間程控的一般組成方式如圖14-114-2所示。

3.右上角帶*號(hào)的信號(hào)稱其為執(zhí)行信如、、、、、......等；而把不帶*號(hào)的信號(hào)叫做原始信號(hào)如a0、b0……等

A1

信號(hào)動(dòng)作線圖法是利用繪制信號(hào)動(dòng)作線圖的辦法設(shè)計(jì)出氣動(dòng)控制回路。此法的設(shè)計(jì)步驟大致如下：

(一)根據(jù)生產(chǎn)自動(dòng)化的工藝要求，寫出工作程序；

(二)繪制信號(hào)動(dòng)作線圖；

(三)分析并排除控制障礙；

(四)繪制邏輯原理圖和氣動(dòng)回路原理圖。

1.用大寫字母A、B、C等表示氣缸，用下標(biāo)“1”與“0”表示氣缸活塞桿的兩種不同的狀態(tài)。(圖14-3)。

2.用帶下標(biāo)的小寫字母a1

、a0、b1

、b0

等分別表示與動(dòng)作A1、A0、B1、B0等相對(duì)應(yīng)的行程閥及其輸出信號(hào)。

二、氣動(dòng)行程程序回路的設(shè)計(jì)

(一)列出工作程序下面舉例說(shuō)明：例某專用氣動(dòng)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖如圖14-4所示，它由四個(gè)氣缸所組成，能在三個(gè)坐標(biāo)內(nèi)工作。

(二)繪制信號(hào)-動(dòng)作狀態(tài)線圖(X-D線圖)

1.多缸單往夏系統(tǒng)X-D線圖的繪

(1)畫方格圖(如圖14-6)(2)畫動(dòng)作狀態(tài)線(D線)

下面以氣動(dòng)機(jī)械手動(dòng)作為例說(shuō)明動(dòng)作線圖的畫法。如圖10-7所示，用橫粗實(shí)線畫出了各執(zhí)行元件的動(dòng)作狀態(tài)線。畫法如下：

動(dòng)作狀態(tài)線的起點(diǎn)是該動(dòng)作程序的開始處。

動(dòng)作狀態(tài)線的終點(diǎn)是該動(dòng)作狀態(tài)變化的開始處

其工作程序如圖14-5所示。

(3)畫信號(hào)線(X線)

用橫的細(xì)實(shí)線在圖10-7上畫出了程信號(hào)線。信號(hào)線的畫法如下：

信號(hào)線的起點(diǎn)與同一組中動(dòng)作狀態(tài)線的起點(diǎn)相同。

信號(hào)線的終點(diǎn)是和上一組中產(chǎn)生該信號(hào)的動(dòng)作線終點(diǎn)相同。(三)確定并排除障礙信號(hào)，找出執(zhí)行信號(hào)

1.障礙信號(hào)的確定

2.I型障礙信號(hào)的排除

排除障礙的實(shí)質(zhì)就是縮短控制信號(hào)存在的時(shí)間，使長(zhǎng)信號(hào)變?yōu)槎绦盘?hào)

(信號(hào)線最長(zhǎng)等于它所控制的動(dòng)作線)。

(1)脈沖信號(hào)法將有障礙的原始信號(hào)變成脈沖信號(hào)。

1.采用機(jī)械活絡(luò)擋鐵或可通過(guò)式行程閥。（圖14-18）

2.采用脈沖閥或脈沖形成回路排除I型障礙。（圖14-19）

(2)邏輯回路法排除I型障礙

1．由“與門”邏輯元件排除障礙(圖14-10)

如圖14-11所示，制約信號(hào)x的起始點(diǎn)應(yīng)選在障礙信號(hào)m開始之前及m障礙段之后范圍中(圖中3區(qū)域)。x的終點(diǎn)應(yīng)選在障礙信號(hào)m的無(wú)障礙段中。

2.用中間記憶元件排除I型障礙如圖14-12b所示，—常為雙氣控二位三通(或二位五通)閥，當(dāng)x1有氣時(shí)使K閥有輸出，而當(dāng)x0有氣時(shí)K閥無(wú)輸出。很明顯x1與x0不能同時(shí)存在，只能一先一后存在，x1或x0可用脈沖閥得到。選擇K閥的原則是(見圖14-13)：

(四)氣動(dòng)回路的簡(jiǎn)化及對(duì)操作要求等的考慮

(1)用彈簧及單向控制閥(或單作用缸)代替雙向控制閥(如圖10-14b)(2)用“禁門”回路及差壓閥

(如圖10-15所示)(3)用閥的合并法（如圖14-16所示）

(五)對(duì)回路其它要求的設(shè)計(jì)

1.回路的復(fù)位及啟動(dòng)（圖14-17）

2.手動(dòng)及自動(dòng)操作（圖14-18）

3.聯(lián)鎖保護(hù)

(六)繪制氣控邏輯原理圖與氣控回路原理圖

1.氣控邏輯原理圖的繪制

(1)氣動(dòng)邏輯原理圖的基本組成及符號(hào)

(2)氣動(dòng)邏輯原理圖的畫法

（圖14-19）

2.氣控回路原理圖的繪制

第二節(jié)氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)程序一、明確工作要求

（一）運(yùn)動(dòng)和操作力的要求

（二）工作環(huán)境條件

（三）和機(jī)、電、液控制相配合的情況，以及對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)的要求。二、設(shè)計(jì)氣控回路

（一）列出氣動(dòng)執(zhí)行元件的工作程序圖（并用字母表示）。

（二）畫信號(hào)動(dòng)作狀態(tài)線圖。（三）應(yīng)用邏輯符號(hào)按行程程序畫出邏輯的原理圖。（四）根據(jù)邏輯原理圖并參考各種氣動(dòng)基本回路（和常用回路）繪制氣動(dòng)回路原理圖。（五）為得到最合理的氣動(dòng)回路，設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)邏輯原理圖作出幾種方案進(jìn)行比較，如對(duì)氣控制、電-氣控制和射流控制方案進(jìn)行合理的選定。三、選擇、設(shè)計(jì)執(zhí)行元件

四、選擇控制元件

1.確定控制元件類型，其中對(duì)于全氣閥控制、電磁氣閥控制、邏輯元件或射流元件控制要根據(jù)表14-1進(jìn)行比較而定。表14-1幾種氣控元件選用比較表

控制方式比較項(xiàng)目電磁氣閥控制氣控氣閥控制氣控邏輯元件控制氣控射流元件控制安全可靠性較好（交流的易燒線圈）較好較好一般惡劣環(huán)境適應(yīng)性（易燃、易爆、潮濕等）較差較好較好好（抗沖擊、抗振動(dòng)）氣源凈化要求一般一般一般高遠(yuǎn)距離控制性速度傳遞好，快一般，＞10幾毫秒一般，幾毫秒～10幾毫秒較好，可達(dá)1毫秒控制元件體積一般大較小小元件無(wú)功耗氣量很小很小小大元件帶負(fù)載能力高高較高有限價(jià)格稍貴一般便宜便宜2.

確定控制元件的通徑表10-2標(biāo)準(zhǔn)控制閥各種通徑對(duì)應(yīng)的額定流量①公稱通徑毫米φ3φ6φ8φ10φ15φ20φ25φ32φ40φ5010-3米3/秒0.19440.69441.38891.94442.77785.55558.333313.88919.44427.778米3/小時(shí)0.72.5571020305070100升/分11.6641.6783.34116.67166.68213.36500833.41166.71666.8注：①額定流量是限制流速在15～25米/秒范圍以內(nèi)所測(cè)得閥的流量。

五、選擇氣動(dòng)輔件（一）分水濾氣器其類型主要根據(jù)過(guò)濾精度要求而定。（二）油霧器根據(jù)油霧顆徑大小和流量來(lái)選取。

（三）消聲器可根據(jù)工作場(chǎng)合選用不同形式的消聲器，其通徑大小根據(jù)通