打標機設(shè)計說明書.

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1、遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第4頁 1 緒論 1.1打標機的發(fā)展歷史 打標機就是將以設(shè)計好的圖形、文字、產(chǎn)品序列號、商標等通過合適的工藝手 段標記在產(chǎn)品的表面。根據(jù)工藝的不同，標記可分為永久性和可去除兩種。 奧斯汀標系統(tǒng)有限公司作為標記和打標行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，已經(jīng)有半個世紀的歷史。 1968年她的前身成立于瑞典，是世界上電解液打標機的發(fā)明者，隨著公司的發(fā)展壯大， 在20世紀70年代，由瑞典遷到德國佐林根；隨后，公司先后開發(fā)了氣動針式打標機， 噴墨打標機和激光打標機，形成了全系列標志系統(tǒng)的研發(fā)，生產(chǎn)和銷售體系，并且研發(fā) 出環(huán)保耐久的電解液和優(yōu)質(zhì)的打標模板， 得到全世界標記行業(yè)的一致好

2、評。1973年，美 國TELESIS公司研發(fā)出全球第一臺氣動打標機；1984年法國TECHNIF公司研制出全 球第一臺手持式氣動打標機。 打標技術(shù)目前在工業(yè)上的應(yīng)用正被人們逐漸重視，各種新型的打標系統(tǒng)層出不窮， 它以其獨特的優(yōu)點正在取代傳統(tǒng)的標記方法，如：沖壓、印刷、化學腐蝕等 ，在各種機械 零部件、電子元器件、集成電路模塊、儀器、儀表、電機銘牌、工具甚至食品包裝等物 體表面上，標記出漢字、英文字符、數(shù)字、圖形等，從而在這些領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。 國際上一些發(fā)達國家已將該技術(shù)作為工業(yè)加工的進行研制和推廣。 現(xiàn)在它已經(jīng)引起了越 來越多生產(chǎn)廠家的重視，給產(chǎn)品生產(chǎn)注入新的活力。 1.2我國

3、打標機發(fā)展狀況 我國引進打標機比較晚，1997年重慶捷達公司從加拿大引進打標機系統(tǒng)， 這是最早 氣動打標機生產(chǎn)基地，也是國內(nèi)氣動打標機的發(fā)源地。在重慶本地經(jīng)銷打標機企業(yè)有五 十多家，但真正的生產(chǎn)企業(yè)不多，大概只有五六家左右，大多數(shù)是打標機經(jīng)銷商和貼牌 商，由于打標機是1997年開始從國外引進，并開始研究和生產(chǎn)。最早打標機主要應(yīng)用 于發(fā)動機、活塞、摩托車車架、汽車大梁等行業(yè)的應(yīng)用，由于打標機打印速度比較快， 每個廠一般有一兩臺就行了，打標機的使用壽命一般有五六年。整個打標機當時在國內(nèi) 需求量不是很大，所以打標機主要是中小企業(yè)生產(chǎn)，這些企業(yè)一般人都不是很多，最多 五十生產(chǎn)工人左右，現(xiàn)在的企業(yè)在網(wǎng)

4、上一家比一家說的大，一家比一家說的好，但實際 你走進工廠最多可能只有一兩個人或者四五個人，很多都沒有自己的核心技術(shù)，沒有固 定的生產(chǎn)車間，沒有必要的檢測手斷，只經(jīng)過簡單的組裝就出廠，導(dǎo)致在使用過程中故 障不斷。還有就是很多都是經(jīng)銷商或貼牌商；還有很多是業(yè)務(wù)人員在外買的打標機，然 后隨便貼上一個品牌，很多客戶采購氣動打標機根本就不知道打標機是什么樣的，質(zhì)量 好壞的的一個憑定標準，當購買過后打標機用了不長時間就壞或者根本就不穩(wěn)定，當在 打電話售后服務(wù)時，很多公司都不在了，或者售后服務(wù)費用很高，所以客戶購買設(shè)備一 定要到生產(chǎn)廠家購買，還有就是在用戶選購前做好充分的市場調(diào)查，不要一味地看重價 格，更重

5、要的是摸清對方的公司實力，以避免遭受不必要的經(jīng)濟損失。 國家自 六.五”計劃起支持打標加工項目， 七.五”末至 八.五”初期開始出現(xiàn)激光加 工系統(tǒng)的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。國家科委已將打標技術(shù)列為 八五火炬計劃”進行研制和推廣。 這必將為我國打標技術(shù)的發(fā)展提供強大動力。 1.3電化打標機原理及特點 打標機按打標工藝不同可分為氣動打標機、電化打標機和激光打標記等。他們打標 條件不同，使用范圍也不一樣。他們之間的區(qū)別見表 1.1。 表1.1 電化打標與其它常見工藝標刻的比較與區(qū)別 打標工藝 速度 性能 效果與精度 圖像文字變更 激光振鏡打標 快 好 精度咼效果好 易于變更 激光

6、掩模打標 快 較好 精度較咼 不易變更 化學腐蝕 較快 好 精度不咼 不易變更 照相腐蝕 較快 好 精度不咼 不易變更 噴墨噴碼 快 較差 精度較咼 易于變更 機械壓痕 快 較差 精度不咼 不易變更 熔模 快 好 精度差 不易變更 氣動沖針 中速 較好 精度不咼 易于變更 電化打標機又叫電腐蝕打標機，電化打標機、電蝕打標機、金屬電印打標機、 電蝕刻打標機、金屬刻字機、金屬印字機、金屬打標機、金屬電化打標機。標記過 程是基于電化學理，通過在導(dǎo)電產(chǎn)品的表面上覆蓋一個標記模板，使電流和電解液在導(dǎo) 電體和模板之間相互作用而產(chǎn)生清

7、晰耐久的標識。根據(jù)導(dǎo)電產(chǎn)品的不同材質(zhì)，通過選擇 的電解液和控制標記電流，電解液標記可以在產(chǎn)品表面留下不同顏色（黑色和白色）不 同深度的標記。通過設(shè)計制作模板，可以在產(chǎn)品上標記任何形狀，適用于所有導(dǎo)電產(chǎn)品。 典型應(yīng)用領(lǐng)域有：餐具、工具、醫(yī)療儀器設(shè)備、管件軸承。 產(chǎn)品特點： 1電子模塊制作，功能擴展性強，具有定時打標，自動、半自動打標功能，可連 續(xù)生產(chǎn)使用。 2、 打標操作簡單，具有定時打標，自動、半自動打標功能，可連接生產(chǎn)線使用。 3、 打標速度快，一次可在2秒內(nèi)完成，可打印各種商標圖形，產(chǎn)品名稱，技術(shù)指 標 4、 圖案、文字、符號美觀、清晰。 5、 標記永久保持、又不損傷產(chǎn)品外觀。

8、 6、 防偽性強，不易仿冒。 7、 標記成本是傳統(tǒng)制標成本的三分之一。 1.4我國氣動行業(yè)的發(fā)展 氣動技術(shù)作為現(xiàn)代傳動與控制的重要技術(shù)，有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。中國的氣 動工業(yè)還是個朝陽工業(yè)，伴隨著現(xiàn)代化建設(shè)進程，氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴大。 近幾年來，各類中、外氣動生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營機構(gòu)如雨后春筍迅速發(fā)展。 氣動系統(tǒng)的優(yōu)點： 獲?。嚎諝馐侨≈槐M用之不絕的。 輸送：空氣通過管道容易傳輸，可集中供氣，遠距離輸送。 存貯：壓縮空氣可以貯存在貯氣罐中。 溫度：壓縮空氣對溫度的變化不敏感，從而保證運行穩(wěn)定。 防暴：壓縮空氣沒有爆炸及著火的危險。 潔凈：無油潤滑的排出氣體干凈，

9、通過管路和元件排出的氣體不會污染空氣。 元件：氣動元件結(jié)構(gòu)簡單，價格相對低。 過載安全：氣動工具和執(zhí)行元件超載可達到停止不動，而無其它危害。 我國的氣動工業(yè)發(fā)展起步晚、起點低，在發(fā)展過程中缺乏國家重點投入，并受國家 基礎(chǔ)工業(yè)水平和相關(guān)產(chǎn)業(yè)水平所限，曾經(jīng)歷了較長時期的低水平、封閉式的慢速發(fā)展過 程。進入九十年代以來，隨著國家對外開放和現(xiàn)代化建設(shè)的步伐加快，氣動技術(shù)的應(yīng)用 領(lǐng)域逐漸增多，并愈來愈多地接觸到國外同行的先進產(chǎn)品與技術(shù)，行業(yè)的發(fā)展才步入較 快階段。經(jīng)過三十多年的發(fā)展，我國氣動行業(yè)雖然有了長足進步，但還是個小行業(yè)，無 論在生產(chǎn)規(guī)模還是技術(shù)水平上，都還不能滿足不斷提升的市場需求和現(xiàn)代

10、化建設(shè)要求， 與國際先進水平的差距也甚為懸殊。國家的改革開放與現(xiàn)代化建設(shè)，推動了氣動行業(yè)的 高速發(fā)展；國際同行的關(guān)注與投入，也加大了氣動領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展與市場競爭的力度。 1.5課題的來源及現(xiàn)實意義 電化刻字機在國內(nèi)發(fā)展并非先進，國內(nèi)幾家有流水線式刻字機的單位也不多，而且 生產(chǎn)過程復(fù)雜，雇傭工人多，時間長，生產(chǎn)效率低，成本大。通過氣動系統(tǒng)設(shè)計，可改 善這些問題。氣動系統(tǒng)靠PLC控制，實現(xiàn)機電氣一體化，符合行業(yè)發(fā)展規(guī)律。 通過本環(huán)節(jié)的鍛煉力爭能把以前所學的知識融會貫通，從而達到溫故而知新的目 的，提高解決實際工程課題的能力。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第5頁 2氣壓系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計參數(shù)

11、 升降缸上升高度 150mm 水平缸移動距離 400mm 擺動缸載荷 18N? m 齒形帶運動速速 2m/s 一次打標數(shù)目 1個 達標時間 3個/s 打標循環(huán)周期 0.8s 系統(tǒng)取大壓力 0.2MPa 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第7頁 3明確工作要求及制定系統(tǒng)方案 3.1氣壓系統(tǒng)組成及設(shè)計要求 氣動技術(shù)是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)傳遞動力和控制信號的系統(tǒng)。 典型的氣動系統(tǒng) 由氣壓發(fā)生裝置、執(zhí)行元件、控制元件及輔助元件等部分組成。本設(shè)備中采用空氣壓縮 機作為氣壓發(fā)生裝置，以氣缸作為執(zhí)行機構(gòu)，將壓力能轉(zhuǎn)化為機械能。在它們之間通過 管道以及附件進行能量

12、傳遞；通過各種閥作為控制機構(gòu)進行控制。 通常氣壓系統(tǒng)的一般要求是： 1、 保證工作部件所需要的動力； 2、 實現(xiàn)工作部件所需要的運動、工作循環(huán)，保證運動的平穩(wěn)性和精確性； 3、 要求傳動效率高； 4、 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工作安全可靠，操作容易，維修方便等。 5、 應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟及滿足環(huán)保要求。 3.2設(shè)備的工作要求 具有自動打標功能。傳輸帶將餐具運送到吸嘴下，由吸嘴吸到打標器下，延時，開 始打標。打標后再由另一吸嘴將其送到下一傳送帶上。在傳送帶上實現(xiàn)清洗、消毒以及 包裝等工作。 1、 運動要求：打標完成一次時間 t<1s，氣缸要求運行速度快，運行平穩(wěn)。各缸之 間順序動作。根據(jù)實

13、際工作條件，氣缸運行速度可用節(jié)流閥進行調(diào)節(jié)。電機帶動傳送帶 速度根據(jù)實際情況可調(diào)節(jié)。 2、 動力要求：由于餐具質(zhì)量較輕，因此系統(tǒng)壓力較低。各部件皆為輕質(zhì)材料，對 推動部件力也較小。 3、 工作環(huán)境：室內(nèi)工作，室溫，灰塵較少。 4、 其他：本設(shè)備由機電氣共同作用完成， PLC程序控制各閥的工作狀態(tài)實現(xiàn)對缸 的控制，電器部分要注意防靜電，防水。 3.3制定系統(tǒng)方案 1、執(zhí)行機構(gòu)的確定本系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)是以氣缸帶動執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行運動的機械結(jié)構(gòu) 根據(jù)需要初步選擇兩個缸分別完成吸嘴升降運動以及水平移動。 一個擺動缸完成打標動 作。兩個調(diào)速電機帶動傳送帶實現(xiàn)打標物件的運輸。 2、 氣缸動作回路

14、升降缸主要實現(xiàn)支撐以及吸嘴提起放下物件，此動作由 PLC控 制換向閥實現(xiàn)，系統(tǒng)要求動作平穩(wěn)?；芈凡捎秒p單向節(jié)流閥進行節(jié)流調(diào)速。 在缸停止時， 采用單向閥進行鎖緊。水平缸要實現(xiàn)對吸嘴的水平移送動作，此動作由 PLC控制換向 閥實現(xiàn)。在缸的回路上用單向節(jié)流閥調(diào)速；當吸嘴提起物件升降缸上升后，水平移動缸 向有運動，將物件送到打標處。 3、 擺動馬達回路 擺動馬達要實現(xiàn)物件的打標動作，馬達的轉(zhuǎn)動與停止用換向閥 控制系統(tǒng)采用雙單向節(jié)流閥，實現(xiàn)對馬達的速度控制。裝有單向閥以實現(xiàn)對馬達的鎖緊 作用。 4、 控制機構(gòu)確定 采用PLC程序?qū)Ω鏖y的控制，在控制屏上操作時間順序等的控 制。 遼寧科技大學本

15、科生畢業(yè)設(shè)計 第14頁 4 回路設(shè)計 4.1氣缸工作程序 根據(jù)工作要求可知，系統(tǒng)有升降缸（A缸）和水平缸（B缸）。要控制的執(zhí)行元件 數(shù)目是四個，即：升、降、右動和左動。相應(yīng)地把他們編成號為 Ai、Ao、Bi和Bo。用 ai、ao、bi和bo分別表示與動作Ai、Ao、Bi和Bo相對應(yīng)的行程輸出信號。即ai對應(yīng)于 缸A活塞桿伸出終端位置的輸出信號；ao對應(yīng)于缸A活塞桿收回終端位置的輸出信號； bi對應(yīng)于缸B活塞桿伸出終端位置的輸出信號；bo對應(yīng)于缸B活塞桿收回終端位置的 輸出信號。氣缸動作示意圖如圖4.i。 Bo 圖4.i氣缸動作示意圖 本系統(tǒng)為多缸多往復(fù)

16、系統(tǒng)，其工作程序如下： Ai — t Bi— T Ao—Ai — T Bo— T Ao t ￡ I 圖4.2氣缸工作程序圖 4. 2畫信號動作狀態(tài)線圖 系統(tǒng)信號動作狀態(tài)圖，各線條、符號表達的意思為： 粗實線 動作線，即D線。是個執(zhí)行元件的動作狀態(tài)線。起點是該動作程序 的開始處，終點是該動作變化的開始處； 細實線 信號線，即X線。是執(zhí)行元件的行程信號線。起點與同組中動作狀態(tài)線起 點相同，終點是和上一組中產(chǎn)生該信號動作狀態(tài)線終點相同； 圓圈 動作線和信號線的起點位置； X號動作線和信號線的終點位置； 粗虛線 由多往復(fù)運動產(chǎn)生的補齊動作狀態(tài)線； 細虛線 由多往復(fù)運動產(chǎn)生的

17、補齊信號線； 波浪線 障礙信號線，有I型和U型之分。在單往復(fù)系統(tǒng)中，只有I型障礙信號 X-D （信號動作） 組 程 序 執(zhí)行信號表 達式 i 2 3 4 5 6 Ai Bi Ao Ai Bo Ao 1 > ao(A i) Ai ) 】 2 ai(Bi) Bi l: I 、 ? 5 □ 3 bi (Ao) Ao c 0 ) k 4 ao(A i) Ai

18、 ■l * 5 ai (Bo) Bo f < ￥ c 0- 6 Bo(Ao) Ao ; 備 用 圖4.3氣缸信號一動作狀態(tài)線圖 4.3畫氣缸回路原理圖 根據(jù)系統(tǒng)要求，合理分配各執(zhí)行元件設(shè)計如圖 4.4所示的氣動系統(tǒng)原理圖 I 升降it 水平飢 擺動肛 --0^0 圖4.4氣缸回路原理圖 此外，由于系統(tǒng)有很多電控閥的使用，電磁鐵工作順序表如下表 4.1 表4.1 電磁鐵動作表 1DT 2DT 3DT 4DT

19、 5DT 升降缸上升 + 升降缸下降 + 水平缸前進 + 水平缸后退 + 擺動缸擺動 +  5載荷的組成和計算 5.1氣缸載荷的組成 氣缸載荷主要有工作負載、運動部件導(dǎo)軌摩擦負載、運動部件慣性力、各密封處的 摩擦阻力等。 1、工作負載Fg 常見的工作載荷有作用于活塞桿軸線上的物件的作用力。 這些作用力的方向與活塞 運動方向相同為負，相反為正。 2、導(dǎo)軌摩擦負載Ff (5.1) 其值可按牛頓第二定律算 (5.2) Ff "G Fn 式中 G —運動部件的重力，N; F

20、n —外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力，N； 3、慣性負載F. 慣性負載是運動部件在啟動加速或制動減速時的慣性力, 出 式中 g —重力加速度，g =9.8 N/kg ； v —時間內(nèi)的速度變化值，m/s ； 氏一啟動，制動速度轉(zhuǎn)換時間，一般機械取 氏=0.01?0.05 s,對輕載低速運動 部件取小值，對重載高速部件取大值。行走機械一般 —=0.5~1.5m/s2o ^t 以上三種載荷之和稱為氣壓缸的外載荷 Fw F： (5.3) 4、密封處的摩擦阻力Fm 缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，密封阻力難以精確計算，一般估算為: 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼

21、寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 Fm (5.4) 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 式中 m —氣缸的機械效率，一般取、?二竿.. 因為F =Fw，因此有 m 5、總載荷F Fm (5.5) (5.6) 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第16頁 5.2氣缸載荷的計算 5.2.1升降缸的載荷計算 1、工作負載Fg Fg 二 mg =20 9.8 =196N 式中 m —氣缸上負載質(zhì)量，N; g —重力加速度，N/kg。 2、慣性負載F

22、a 取-V T.5 m/M，由公式(5.2)可得: l G^v F:: gN 196 9.8 1.5 =30N 3、導(dǎo)軌摩擦力Ff 在豎直方向無導(dǎo)軌，F(xiàn)f =0 4、 外載荷Fw 由公式(5.3)得 Fw = Fg Ff F. =196+30+0 N =226N 5、 摩擦阻力Fm 取 f 0於，m =0.95，由公式(5.5)可得: 匚 1 - m Fw —n m 1 -0.95 226 - 0.95 6、總載荷F 由公式(5.6)可得: =12N F = Fw ? F m =226+12 =238N 5.2.2水平缸的載荷計算

23、 1、導(dǎo)軌摩擦負載Ff 水平滑道材料為鋁，故取 J =0.04由公式(5.1)可得: Ff — G N -0.04 40 =16 N 2、慣性負載F：. 取—=1.5 m/_.，由公式(5.2)可得： 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第17頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 F： Gv g. ：t 40 9.8 1.5 =6.1 N 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第18頁 3)工作負載Fg 水平氣缸在水平方向Fg=O 3)外載荷Fw 由公式

24、(5.3)可得: FW - Fg Ff F N =0 1.6 6.1 =7.1N 4)摩擦阻力； 取 f = 0.95，由公式(5.5)可得： F '一九瓦“ 廠m m 1 -0.95 7.7 - 0.95 =0.5N 6、總載荷F 由公式(5.6)可得： Fw ■ Fm =7.7+0.5 =8.2N 5.2.3擺動缸的載荷計算 般取 n=0.8 ?0.89。 計算擺動缸載荷轉(zhuǎn)矩T時要考慮擺動缸的機械效率 n, 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第19頁 (5.7) TTm = m 已知載荷轉(zhuǎn)矩為 Tm =18N- m 機械效率取n=0.85,

25、由公式(5.7)可得: Tm 18 一 0.85 = 21.18 N ? m 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第22頁 6氣壓系統(tǒng)元件的選擇 6.1氣缸的選擇 6.1.1初選系統(tǒng)工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。系統(tǒng)工作壓力選定得是否合理，關(guān)系到整個系統(tǒng) 的合理程度。因為氣缸工作壓力一般在 0.1~1MPa之間，又因結(jié)構(gòu)尺寸不宜大于 10~40KN。在本氣 壓系統(tǒng)中，其中升降缸具有最大工作壓力。根據(jù)以上計算可知系統(tǒng)最大負載約為 236N,故初選系統(tǒng) 的工作壓力為 0.2MPa。 6.1.2氣缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算 由 F1 D P (6.1) 4 甘

26、.“ 2 2 ■■- F2 D-d P (6.2) 4 得 D1^ 4F/r：P (6.3) D2 = ；4F/「：P d 2 (6.4) 式中 R—無桿腔活塞負載，N ; F2 —有桿腔活塞負載，N ; D —活塞直徑，m； P —氣缸工作壓力，Pa； —考慮總阻力及動特性參數(shù)的負載率。一般負載率 取值在0.3~0.5之間，要 求運動速度高時取0.3左右，運動速度低時取0.5,豎直放置時取0.3左右。 d —活塞桿直徑，當用上式計算時，活塞桿直徑 d可根據(jù)氣缸拉力預(yù)先估定， 按 d/D =0.2~0.3計算。 計算出缸徑D后，應(yīng)按參考文獻［4］表6.1進行圓整，選擇

27、相近的標準缸徑。 表6.1缸筒內(nèi)徑系列 mm 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 320 400 500 630 ——  1、 升降缸內(nèi)徑 升降缸由無桿腔負載，由公式(6.3)得 D-i = 4F / 二P =238/(3.14一0.2一106一0.4) -4 =4.94 10 m =49.4mm 由上表將缸內(nèi)徑圓整為 D =50mm 由 d/D =0.2~0.3，貝U, d =(0.2~0.3

28、)D =(10~15)mm d =12mm。 2、 水平缸內(nèi)徑 水平缸也由無桿腔負載，由公式(6.3)得 D2= 4F/二P =、4 8.5/(3.14 0.2 106 0.4) -4 =1.16 10 m =12mm 根據(jù)上表可直接確定D2 =12mm 由 d/D =0.2~0.3,則,d = (0.2~0.3) D =(2.4~3.6)mm。 6.1.3計算氣缸所需流量及實際工作壓力 實際工作壓力有公式: P=F 式中 A —活塞受力面積, 2 A 亠口2。 升降缸 由文獻［1］經(jīng)標準化可取 經(jīng)標準化可取d =3mm。 (6.5) A 遼寧科技大

29、學本科生畢業(yè)設(shè)計 第23頁 水平缸 = 236 1.96 10- =0.12MP 8.5 = 1.13 10 鼻 =0.07 MPa 6.1.4耗氣量計算 一個氣缸的耗氣量與其直徑、行程、動作時間及及連接管道容積等有關(guān)。在實際應(yīng) 用中，一般連接管道容積比氣缸容積小得多，故可忽略不計 氣缸一個往復(fù)行程壓縮空氣消耗量可按下式計算: (6.6) 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第25頁 式中 Q —雙作用活塞缸壓縮空氣耗量，m3/s； t —氣缸一個往返行程所用時間，s； v —氣缸容積效率，一般取 v

30、=0.9?0.95; s —氣缸行程，m。 使用氣缸無桿腔工作，其公式可簡化為: (6.7) 二 D2s 4t v 式中 D —汽缸內(nèi)徑，m 1、升降缸的耗氣量計算 已知缸徑D =50mm，行程s=150mm，全程行程需要時間t=0.4s，取v=0.9。由式(6.7) 可算出壓縮空氣量: 二 D2s 4TT 3.14 0.052 0.15 4 0.4 0.9 -5.46 10*m3/s 2、水平缸的耗氣量計算 已知缸徑D =12mm，行程s=400mm,全程行程需要時間t=0.4s,取v=0.9。由式(6.7) 可算出壓縮空氣量： 二 D2s ITT 2

31、 3.14 0.012 0.4 4 0.4 0.9 =1.26 10?m3/s 3、擺動缸耗氣量計算 擺動缸的耗氣量由文獻［3,899］可知公式 p +0.1013 Q=0.002VN (6.8) 0.1013 式中 Q - -標準狀態(tài)耗氣量，dm3/min ； V - -擺動馬達容積，cm3; N —頻度(循環(huán)次數(shù))，/min; P — -工作壓力，MPa。 根據(jù)擺動缸載荷轉(zhuǎn)矩T和設(shè)備的實際情況，由文獻［1］參考擺動缸各產(chǎn)品系列，可選 擇QGB1-75型擺動缸。其各參數(shù)為：V=184cm3、N =50/min、工作壓力p=0.15?1MPa、

32、 擺動角度，=90丄3、葉片數(shù)n=1 所以，擺動缸的耗氣量可由公式(6.8)算的: 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第28頁 p 0.1013 Q =0.002VN 0.1013 0.2+0.1013 = 0.002 184 50 - 0.1013 3 =54.73 dm /min 將其化成標準單位（m3/s）： 3 3 4 3 4 3 Q =54.73 X 10- /60m/s=9.1217X 10- m /s=9.12X 10- m /s 6.1.5氣缸型號的選擇 根據(jù)計算的尺寸和氣壓系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)，由文獻⑹選擇液壓缸： 升降缸為：QGB II 50X200-

33、MF2 移送缸為：10Y-1SD12N450 擺動缸為：QGB1-75 在氣缸工作中，當L 10d，活塞桿承受推力負載時，細長桿受壓力往往會產(chǎn)生彎 曲變形。氣缸承受縱向推力負載達到極限力 Kk以后，活塞桿會產(chǎn)生軸向彎曲，出現(xiàn)不 穩(wěn)定現(xiàn)象，該極限力與缸的安裝方式、活塞桿直徑及行程有關(guān)。此時需要進行壓桿穩(wěn)定 性的校核 由于升降缸 ■— = 150 = 12.5 10，移送缸—=400 -133 10，所以這兩個缸的活 d 12 d 3 塞桿都需要進行壓桿穩(wěn)定性的校核。 當細長比-_85 .n時， K (6.9) (6.10) n 兀 2EJ Fk =—l 當細長比-：

34、：：85 .n時， K l fA1 Fk 二 1 -(L/K)2 n 式中 L - -活塞桿計算長度，m； K - -活塞桿斷面的回轉(zhuǎn)半徑，實心干K=、,1=4m；  J —活塞桿截面的轉(zhuǎn)動慣量，實心活塞桿 J "m4; 64 A —活塞桿橫截面積，實心桿 ■：d2 Ai : 4 n —末端條件系數(shù)； E —活塞桿材料的彈性模量，對于鋼 E=2.1 1011Pa； f —材料試驗強度值，對于鋼f =49 1011Pa； a — 系數(shù)，對于鋼a =1/5000。 1、升降缸： d 12 K 3 mm= 3 10 m 4 4 L 150 1

35、0" 3 =50 K 3 10 由參考文獻⑹，表3-5, 取 n = 1 即：L :: 85 n K 應(yīng)按公式(6.9)驗算： A1 2 3.14 12 4 _2 2 =1.13X 10 2m2 l fA1 Fk : a 2 1 (L/K) n 49 1011 1.13 10 絃 - ~J\~_ 1 5000 502 1 = 4429.5996 二 4429.60 N 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第31頁 即：Fk F外 所選升降缸滿足要求。 2. 水平缸： K 7.5 10 * m 4 4 L 400 10’ K - 7.5

36、10* = 533.3 由參考文獻［4］，表3-5,取n = 1 即：—8^. n K 應(yīng)按公式（6.10）驗算： 二d4 4 J mm 64 _ 3.14 34 -64 __ n 兀 2EJ Fk 二 L2 2 11 _8 1 3.142 2.1 1011 3.97 10 - 0.42 =5.13 105 N 即：Fk ? F外 所選水平缸滿足要求。 6.2控制元件的選擇 1選擇類型 根據(jù)系統(tǒng)對控制元件壓力及流量要求，按照氣動回路原理圖初選個控制閥如下： 主控換向閥： ①、②閥均為Q25DC-L系列三位五通電磁換向閥，通經(jīng)待定; 安全閥： 因系統(tǒng)

37、壓力較小，可選 A27W-10型安全閥； 單向節(jié)流閥： 根據(jù)實際情況，可初選XQ系列單向節(jié)流閥； 減壓閥：由系統(tǒng)壓力可初選QTYA系列減壓閥； 單向閥：初選XQ系列。 2選擇主控閥： 4 3 對升降缸換向閥的選則：因升降缸要求壓力 Pi=0.2MPa,流量Qi=5.9 10-m/s，由 參考文獻［6］表6-2,選電磁閥的通徑為「6。其額定流量Q=6.9 10-4m3/s，由參考文獻［1］ 可知，符合標準要求，故選換向閥型號為 Q25DC-6. 對水平缸換向閥的選則：水平移動缸要求壓力 P<0.2MPa流量Q2=1.3 10-4m3/s，同 上步方法，選其型號為Q25DC-3。

38、表6.2標準控制閥各通徑對應(yīng)的額定流量 公稱通徑mm ①3 ①6 ①8 ①10 ①15 ①20 ①25 ①32 ①40 ①50 10 m /s 0.194 0.694 1.389 1.944 2.778 5.556 8.333 13.89 19.45 27.78 3 m /h 0.7 2.5 5 7 10 20 30 50 70 100 L/min 11.66 41.67 83.34 116.7 166 213.4 500 833 1166 1666 3、其他閥的選擇 （1）安全閥 A27W-10

39、型安全閥公稱壓力為1MPa,符合系統(tǒng)要求，初選可用 （2） 單向節(jié)流閥 升降缸流量為Q1=5.9 10-4m3/s，根據(jù)閥的應(yīng)用條件，XQ系列中 可選 XQ100600。水平缸流量為 Q2=1.3 10-4m3/s，可選 XQ100400. （3） 減壓閥 根據(jù)系統(tǒng)所要求的壓力、流量，同時考慮 A、B缸因連鎖關(guān)系不會同 時工作的特點，即按其中流量、壓力消耗最大的一個缸（升降缸）選擇減壓閥。由供氣 壓力不大于1MPa,選擇減壓閥為TYA-L8。 （4） 單向閥 根據(jù)開啟壓力，工作需要壓力以及溫度環(huán)境等，選則單向閥型號為 XQ11-04A。 6.3氣動輔件的選擇 1、油水分離器 其類型主

40、要根據(jù)過濾精度要求而定。油水分離器的通徑原則上由 流量確定，并要求和減壓閥相同。根據(jù)所選減壓閥，油水分離器選則型號為 QSL-8。 2、油霧器 根據(jù)油霧顆粒徑大小和流量來選擇。當與減壓閥、油水分離器串聯(lián)使 用時，三者通徑要相一致。故選油霧器 QYW-8型可符合條件。 3、消聲器 配于主控閥的排氣口，起到消聲、濾塵的作用。根據(jù)氣缸運動所需壓 力，選消聲器QXS-L6型。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第34頁 7管徑及壓力損失的確定 7.1管徑的確定 管道管徑一般根據(jù)流量和流速要求即允許的壓力損失計算，計算公式為： d = 4Q/ 3600二V （ 7.1） 式中 Q —計

41、算管段內(nèi)壓縮空氣流量，m3/h； v —計算管段內(nèi)壓縮空氣流速，m/s。 在本設(shè)備中，根據(jù)各管徑與氣動元件通徑相一致的原則：升降缸進氣管管徑為 6； 水平缸進氣管管徑為 30同時考慮升降缸與水平缸不同時工作的特點，按其中用氣量 最大的升降缸主控閥的通徑初步確定 QC段的管徑也為 6o 7.2驗算壓力損失 壓力損失包括管路的沿程損失.-：P1，管路的局部壓力損失"-P 0總的壓力損失 為： ，二二p =、■.巾]「'二鄧 （7.2） 本設(shè)備因水平缸管徑較細，損失要比升降缸的大，因此驗算水平缸氣路的壓力損失 是否在允許范圍內(nèi) v pp] （7.3） 7.2.1沿程壓力損失

42、沿程壓力損失可由式 2 v 2g (7.4) 求得，式中: 二.「卩1 —沿程壓力損失，MPa； d —管內(nèi)徑,m； l —管徑長度,m； v —管中流速，"即; —沿程阻力系數(shù)，由雷諾數(shù)Re和管壁相對粗糙度石確定。 (A) 氣源處管道的沿程壓力損失 (7.4)中 d —管內(nèi)徑，d=0.006m； l —管徑長度，根據(jù)實際情況可確定l=2m； 4 4 Q 5.46 10 1.26 10 v — 官中流速，v = =19.25m/s； 兀 2 0.0062 4 Re二，、..是運動粘度，在室溫下，取 、、=1.57 10-5，所以 A - 遼

43、寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 9 = 1925 巴―103 ； $ 1.57X10 塑料管路取802,所以d=04 0.003。 根據(jù)Re、 由參考文獻［1］得’=0.0231。 d 在室溫下，壓力 0.2MPa時， 值可由式 」g、-s羞盤3算出, ?0 =1.293Kg/m3； 「g = 3.6 9.8=35.28N/m2。 Pl1 d 2 2 — =0.0213 19.25 35.28 =131.25 N/m^1.31 10‘MPa 2g 0.006 2 9.8 (B) 進氣段沿程壓力損失 = 1，26 10, ji 0.0 0^3

44、4 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 =17.8 m/s 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第35頁 _ 17.8 0.003 "1.57 10- = 3.40 103 ；_0.02 = 0.006 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 由 Rei、'查得「=0.018 d P12 ll di 2 Vi 2g 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第38頁 c d y o = 0.018 3

45、5.28 0.003 2 漢9.8 2 = 484.96 N/m2 4 = 4.85 10一 MPa (C) 總的沿程壓力損失 ' P] = Px ：pl2 =1.31 10鼻 4.85 10^ =6.16 10* MPa 7.2.2局部壓力損失 （A）流經(jīng)管路中的局部壓力損失 2 '巾1八 工 （7.5） 2g 、\ ■ i ■ r I ■ \ ■ 'x （7.6） 各局部阻力系數(shù)可查有關(guān)手冊： y —入口局部阻力系數(shù)，y =0.5； o、 e —分別為三通管局部阻力系數(shù)， o=2， e=1.2； a、 f —流經(jīng)截止閥處局部阻力系數(shù)， a= f =3.1；

46、 h、I、 j、 k —彎頭局部阻力系數(shù)，分別為 \ = i = \ =0.29， k=0.58； i —軟管處局部阻力系數(shù)，近似計算： / 45 ' 匕=2匯 0.16 漢二 =0.16 ； 90 x —出口局部阻力系數(shù)，；=1 二 0.5 19.252 2 9.8 2 3.1 0.29 0.29 0.29 0.16 0.58 1 17.82 2 9.8 ；35.28 2 =134.08 N/m2 = 1.34 10*MPa （B）流經(jīng)元、輔件的壓力損失 流經(jīng)減壓閥的壓力損失較小可忽略不計，其余損失: X P 2 = Pb Pd Pg 式中 Pb

47、 —流經(jīng)分水濾氣器的壓力損失； Pd —流經(jīng)油霧器的壓力損失； (7.7) Pg —流經(jīng)換向閥的壓力損失 查表得： Pb=0.002 MPa, a =0.0015 MPa, 必=0.0015 MPa。 、p 2 二 Pb Pd Pg =0.02+0.015+0.015 =5 10-3 MPa (C) 總的局部壓力損失 、?巾匚 M P 1 邛2 = 1.34 10 4+5 10-3 =0.0051 MPa 7.2.3總壓力損失 、.:p P 亠1 ：p -4 =6.61 104+0.0501 =5.07 10-3 MPa 考慮排氣口消聲器等未計入的壓力損失

48、: (7.8) 式中 Kp=1.05~1.3 取 K P=1.1 則 .'Pj =K「P 、UP 3 =1.1 5.07 10- =5.57 10-3 MPa 所以 ' p = 5.57 102 . p] 故選擇管道以及各閥能夠滿足系統(tǒng)要求。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第39頁 8空氣壓縮機的選擇 (8.1) 在選擇空氣壓縮機之前，將氣缸壓縮空氣耗量換算為自由空氣耗量 Q ,即 Q =Q p Pa / Pa 式中 Q —自由空氣耗量，m3/s； p — 氣缸工作壓力（表壓），Pa； Pa — 標準大氣壓，Pa=0.1013MPa。 由式得 Qa p

49、0.1013 0.1013 _4 = 5.46 10 0.2 0.1 0 1 3 3, m /s 0.1 0 1 3 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第40頁 -1.0849 10‘m/s _3 = 1.08 10 m/s 用兩次，故a =2；水平缸一個周期內(nèi)單程作用一次，故 a=1;擺動缸一個周期內(nèi)單程作 用一次，故a=1。 Qb p 0.1013 0.1013 =1.26 10 鼻 0.1 0.1013 0.1013 m3/s = 2.5038 10* m3/s = 2.50 104 m3/s

50、Qc - Qc p °.1013=9.12 10, °.2 °.1013 0.1013 0.1013 m3/s A 3, -2.7126 10 m /s o 3 = 2.71 10 m /s 氣缸的理論用氣量為: n Qz i母 送 f Z (aQzt ) j (8.2) 式中 Qz ——臺設(shè)備上的氣缸總用氣量; n —用氣設(shè)備臺數(shù)，本設(shè)備中n =2； m — 一臺設(shè)備上的用氣執(zhí)行元件個數(shù)， m=3; a —氣缸在一個周期內(nèi)單程作用次數(shù)。本系統(tǒng)中，升降缸一個周期內(nèi)單程作 Qz — 一臺設(shè)備中某一氣缸在一個周期內(nèi)的平均用氣量 m3/s； t — 某個氣

51、缸一個單行程時間，上人二tB =0.2s； tc =0.2s； T —某設(shè)備一次工作循環(huán)時間, T =0.8。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第41頁 由式(8.2)得氣缸的理論用氣量 n n ?二.Qz = x i =4 i 4 /T 1 1 Z (aQzt ) ［戶 j J =2 1.08 10" 0.2 1 2.50 10* 0.2 1 2.71 10’ 0.2 /0.8 3 3 =1.28 10 m /s 空壓機的供氣量： n Qj 十1心、Qz ( 8.30) i A. 式中 —利用系數(shù)，可取

52、'=0.95； K1 —漏損系數(shù)，K1=1.15?1.5,本系統(tǒng)中取K1=1.2； K2 —備用系數(shù)，K2=1.3?1.6,本系統(tǒng)中取 心=1.4; Qz — 一臺設(shè)備在一個周期內(nèi)的平均用氣量 m3/s ； n —用氣設(shè)備臺數(shù)，n =1。 Qj = KK2 =0.95 1.2 1.4 1.28 10” _3 3 = 2.0429 10 m /s A 3, =2.04 10 m /s 計算空氣壓縮機的供氣壓力，以選擇空氣壓縮機的排氣壓力 Pg 二 P ' P (8.4) 式中 P —用氣設(shè)備使用的額定壓力; i p —氣動系統(tǒng)總壓力損失。 Pg = P ' P

53、 =■0.2 5.07 102 =0.20507 MPa 根據(jù)系統(tǒng)所需壓力、流量等參數(shù)，查參考文獻 [1]選用4S-1.2/5型空氣壓縮機，該空 氣壓縮機的額定排氣壓力為 0.5MPa ，額定排氣量為1.2 m3/s。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第42頁 9 PLC電氣步進控制系統(tǒng) PLC電氣步進控制系統(tǒng)是以 PLC（即可編程控制器）為核心的氣動控制系統(tǒng)。 PLC 電氣步進控制系統(tǒng)要求設(shè)備具備電磁換向閥、電觸點行程開關(guān)以及電氣按鈕，在 PLC程 序模塊里輸入滿足設(shè)備工作要求的 PLC程序，如圖9.1 o 霧閥 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁

54、 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 圖9.1 PLC電氣步進控制系統(tǒng)組成 由控制行程開關(guān)和電磁換向閥的 PLC梯形圖如下，此程序可控制打標部分的工作, 提高了生產(chǎn)率。 "臥誡1薩箭按乩刪晉囲帝鼠 —I V) SE3 TI SB3 "如煩k3置制：工件檢血 血 E的 Ln Oql 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第43頁 旳戒4和剳匚件，議：町氛 ￡n 加 In On: 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第44頁 遼寧科技大學本科

55、生畢業(yè)設(shè)計 第45頁 TO 」> imv T n PThfl 2 刃1 3_ liL. In J LU Out 飛肓歩 /.Of：：Aor> 6 TO unv Tn PTjfl 3 4_ It. Out //Seltwlj T 冇瞬KI，査吿5：履下障. //UAtvork 3 ww ￡d Ena It. (hit 飛前歩 /^DAtvark g ? | ICO 1 1 wov fa it 5 1 901 6_ GjlO la thi.t 順序歩 ?

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57、 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第46頁 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第#頁 I] _卄 Y1 (OUT ) 2￥A //ffstwark 14 3TA： [右移. Y￡ ((JUT )- 3U //St tn ark 15 4TA ： Bfil 左移 j 5JA :向擺動- Y3 (QRJT )- JYi (.OlfT〕- 5YA //iTfltwurk 16 6TA: CJI擺虱

58、 //KitTfurk 17 原位拎示. Y5 (OVT )- 6TA Y& (oirr )- EL 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第48頁 10 氣動系統(tǒng)的維護及故障處理 10.1維護保養(yǎng) 10.1.1維護的中心任務(wù) 保證氣動系統(tǒng)情節(jié)干燥的壓縮空氣；保證氣動系統(tǒng)的氣密性；保證油霧潤滑元件得 到必要的潤滑；保證氣動系統(tǒng)元件得到規(guī)定的工作條件，以保證氣動執(zhí)行機構(gòu)按預(yù)定的 要求進行工作。維護工作應(yīng)有記錄，以利于今后的故障診斷預(yù)處理。 10.1.

59、2維護管理的考慮方法 維護管理時，首先應(yīng)充分了解元件的功能、性能及構(gòu)造。在購入元件設(shè)備時，首先 應(yīng)按照廠家的樣本等對元件的性能、功能進行調(diào)查。廠家的實驗條件與設(shè)備實際使用條 件一般是不同的，因此，不應(yīng)忽視兩者之間的不同對產(chǎn)品性能的影響。 在選用元件時，必須考慮下述事項： 1、 理解決定元件型號而進行的實驗條件及其理論基礎(chǔ)，盡可能根據(jù)確實的數(shù)據(jù)來 掌握元件的性能； 2、 調(diào)查、研究各種實際使用條件對氣動執(zhí)行元件適用場合、性能的影響； 3、 了解在最惡劣的使用條件下，元件性能上有無裕度。 10.1.3維護檢修原則和項目 元件定期檢修項目有日常維護、每周一次的維護、三個月到一年的定期維

60、護以及大 修。 日常維護主要是在設(shè)備開始運轉(zhuǎn)及結(jié)束時，應(yīng)養(yǎng)成排水的習慣。在氣罐、豎管的最 下端及及配管端部、過濾器等需要排污的地方必須進行排水。定期檢修時主要檢查過濾 器杯內(nèi)有無污物、濾芯是否堵塞、自動排水器是否正常；減壓閥調(diào)壓功能是否正常，壓 力表有無竄動現(xiàn)象；油霧器油杯內(nèi)有無雜質(zhì)等污物、油滴是否正常；電磁閥電磁鐵處有 無振動噪聲、排氣口是否漏氣；氣缸運動是否平穩(wěn)。一般來說，一年到兩年間大修。 10.2常見故障診斷與對策 10.2.1氣源故障 氣源的常見故障：減壓閥故障，管路故障，壓縮空氣處理組件故障等。 減壓閥有時壓力調(diào)不高，或壓力上升緩慢，要考慮調(diào)壓彈簧斷裂或膜片破裂，過濾 網(wǎng)

61、被堵塞等，應(yīng)更換及拆下清洗；管路接頭處泄漏時可從聲音上來判斷漏氣的部位，應(yīng) 及時修補或更換。若管路中聚積有冷凝水時，應(yīng)及時排掉；壓縮空氣處理組件中，當油 霧器不滴油時，應(yīng)檢查進氣口的氣流量是否低于起霧流量，是否漏氣，油量調(diào)節(jié)針閥是 否堵塞等；如果油杯底部沉積了水分，應(yīng)及時排除；當密圭寸圈損壞時，應(yīng)及時更換。 1022氣動執(zhí)行元件故障 由于氣缸裝配不當和長期使用，氣動執(zhí)行元件（氣缸）易發(fā)生內(nèi)、外泄漏，輸出力 不足和動作不平穩(wěn)，緩沖效果不良，活塞桿和缸蓋損壞等故障現(xiàn)象。 當氣缸出現(xiàn)內(nèi)、外泄漏時，應(yīng)重新調(diào)整活塞桿的中心，以保證活塞桿與缸筒的同軸 度；若氣缸內(nèi)存在雜質(zhì)，應(yīng)及時清除；活塞桿上有傷痕

62、時，應(yīng)換新。氣缸的輸出力不足 和動作不平穩(wěn)，一般是因活塞或活塞桿被卡住、潤滑不良、供氣量不足等原因造成的。 對此，應(yīng)調(diào)整活塞桿的中心；供氣管路是否被堵塞。氣缸的緩沖效果不良，一般是因緩 沖密封圈磨損或調(diào)節(jié)螺釘損壞所致。此時，應(yīng)更換密封圈和調(diào)節(jié)螺釘。 氣缸的活塞桿 和缸蓋損壞，一般是因活塞桿安裝偏心或緩沖機構(gòu)不起作用而造成的。對此，應(yīng)調(diào)整活 塞桿的中心位置；更換緩沖密封圈或調(diào)節(jié)螺釘。 10.2.3換向閥故障 換向閥的故障有：閥不能換向或換向動作緩慢，氣體泄漏，電磁先導(dǎo)閥有故障等。 換向閥不能換向或換向動作緩慢，一般是因潤滑不良、彈簧被卡住或損壞、油污或 雜質(zhì)卡住滑動部分等原因引起的。對此

63、，應(yīng)先檢查油霧器的工作是否正常；潤滑油的粘 度是否合適。換向閥泄漏應(yīng)更換密封圈、閥桿和閥座，或?qū)Q向閥換新。若電磁先導(dǎo)閥 的進、排氣孔被油泥等雜物堵塞，封閉不嚴，活動鐵芯被卡死，電路有故障等，均可導(dǎo) 致?lián)Q向閥不能正常換向。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第49頁 11氣動系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計 氣壓傳動和控制是生產(chǎn)過程自動化和機械化的最有效手段之一，但其工作介質(zhì)（壓 縮空氣）的制造成本高，能量的利用率又相當?shù)汀Ｌ岣邭鈩酉到y(tǒng)使用的經(jīng)濟性，已成為 當前應(yīng)該重視的問題。 對氣動系統(tǒng)來說，減少耗氣量就是節(jié)能。氣動系統(tǒng)的節(jié)能可以從幾個方面著手： （1） 完善氣源系統(tǒng) 從壓縮空氣的生產(chǎn)、處理、輸送、分配

64、的整個氣源系統(tǒng)全盤 考慮，采取綜合措施。在選擇空壓機時，采用具有完善級間冷卻的多極壓縮機可節(jié)省能 量、提高效率。將全廠集中的由大型空壓機供氣的空壓站，轉(zhuǎn)變?yōu)橛稍跉鈩酉到y(tǒng)附近的 分布在廠區(qū)內(nèi)的多臺較小型空壓機供氣減少沿程損失小，可以降低出口壓力?？諌簷C進 氣管道應(yīng)接到室外溫度較低，環(huán)境干凈，干燥的地方。過濾設(shè)備必須保持良好的工作狀 態(tài)。消除氣動系統(tǒng)的泄漏，是氣動系統(tǒng)節(jié)能的另一個重要措施。 （2） 采用氣一電或氣一液復(fù)合傳動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能 由于微電子技術(shù)的飛速 發(fā)展，計算機的應(yīng)用也進入了氣動控制技術(shù)的領(lǐng)域。用于控制氣動執(zhí)行元件的，由普通 氣動元件組成的，復(fù)雜的氣動邏輯控制回路，現(xiàn)在已可由微

65、型計算機或可編程序控制器 代替。只要編制不同的程序便能實現(xiàn)氣動裝置生產(chǎn)自動化的不同過程。低功耗的氣動元 件，作為可編程序控制器直接驅(qū)動的元件，實現(xiàn)復(fù)雜的大規(guī)模程序控制，可獲得很好的 節(jié)能效果。 （3） 開發(fā)節(jié)能氣動元件 開發(fā)氣動節(jié)能元件，可從以下幾方面進行： 減少漏氣，降低能源消耗。開發(fā)防泄漏、耐磨性能好的、無給油的材料制成軟密封件。 開發(fā)低功耗氣動元件，降低能量消耗。 （4） 合理設(shè)計氣動系統(tǒng)、擇優(yōu)選取和合理使用氣動元件，減少耗氣量 把氣動流 體力學、氣動系統(tǒng)動力學的理論與實驗相結(jié)合，運用計算機仿真技術(shù)，可對氣動系統(tǒng)進 行優(yōu)化設(shè)計，擇優(yōu)選取最佳參數(shù)。 （5） 在氣動系統(tǒng)中使用不同的工

66、作壓力 氣動系統(tǒng)重要的節(jié)能途徑之一是對系統(tǒng) 的不同部分根據(jù)不同情況使用不同的工作壓力。在氣缸克服外負載的工作行程供給高壓 氣源，無外負載的行程供給低壓氣源，可獲得可觀的節(jié)能效益。 （6） 重復(fù)利用無桿腔中的有壓空氣使活塞返回，變雙程耗氣為單程耗氣。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第50頁 結(jié)論 通過對電化刻字機氣動系統(tǒng)的設(shè)計，基本解決了原設(shè)備的不足，對國內(nèi)氣動的發(fā)展 做出一些貢獻。將機-氣-電相結(jié)合的優(yōu)點進一步體現(xiàn)，對機-氣-電結(jié)合使用的發(fā)展具有 積極意義。 在設(shè)計過程中，遇到了很多難題，很多內(nèi)容需要根據(jù)以前學過的知識點來解決，這 就對以前的知識點進行了復(fù)習與鞏固。另外，又學到了很多新知識，因為有的問題需要 查閱大量手冊、資料等來解決，甚至要找到相關(guān)教材像學一門新課一樣慢慢學，這更豐 富了自己的知識面，為以后學習、工作奠定了基礎(chǔ)。 雖然不敢保證設(shè)計的每一數(shù)據(jù)，每一系統(tǒng)的分析都是正確的，但通過這次設(shè)計，已 經(jīng)掌握了設(shè)計的步驟，具備了獨立完成任務(wù)的能力。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第51頁 致謝 畢業(yè)在即，即將離開培養(yǎng)我的母校、關(guān)心照顧的恩師、鼓勵幫助我的同學，很