双缸径串联气缸在封罐机上的应用毕业论文双缸径串联气缸在封罐机上的应用毕业论文

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东莞理工学院城市学院本科毕业设计毕业设计题目双缸径串联气缸在封罐机上的应用学生姓名罗志均学号200940501126系别机电工程系专业班级2009级机械设计制造及其自动化(1)班指导教师姓名及职称何伟讲师起止时间2013年3月2013年6月摘要随着科技的迅速发展,各种机械设备脱颖而出。气动技术在工业生产中占据了很重要的地位。气缸驱动系统由于系统构成简单,易于获得稳定速度,而且元器件价格低廉,比较容易维护等特点在工业自动化领域得到广泛的应用。本文阐述了在封罐机发展过程中,气缸的驱动所占的重要位置。并通过双缸径串联气缸在封罐机上的应用来描述气缸驱动的重要性。与电动机相比,气缸更擅长做往复直线运动,而且仅仅调节安装在气缸两侧的单向节流阀就可简单的实现稳定的速度控制,也成为气缸驱动系统最大的特征和优势。现在,气缸驱动系统已成为工业生产领域中的主流。这几十年气动技术的快速发展甚至也可以说很大程度上得益于气缸的迅速普及。本文还简单阐述了由PLC控制气动元件工作,一个气动系统是由方向控制阀、气动执行元件、各种气动辅助元件以及气源净化元件所组成。电磁阀用来作为相应动作单元上压缩空气通断的控制,电磁阀则由PLC控制器来实现逻辑上的控制,继而实现对设备动作的控制。关键词气缸驱动PLC控制电磁阀ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFTECHNOLOGY,VARIOUSMACHINERYANDEQUIPMENTSTANDOUTPNEUMATICTECHNOLOGYININDUSTRIALPRODUCTIONOCCUPYAVERYIMPORTANTPOSITIONBECAUSECYLINDERDRIVESYSTEMISSIMPLE,ANDEASYTOOBTAINASTABLESPEED,ANDCOMPONENTSINEXPENSIVEANDRELATIVELYEASYTOMAINTAINANDSOWIDELYUSEDININDUSTRIALAUTOMATIONAPPLICATIONSTHISPAPERDESCRIBESTHEPROCESSOFDEVELOPMENTINTHESEAMINGMACHINE,THEDRIVECYLINDEROCCUPIEDANIMPORTANTPOSITIONANDTHROUGHTHEDOUBLEBORESIZESERIESCYLINDERONTHESEAMINGMACHINEAPPLICATIONTODESCRIBETHEIMPORTANCEOFCYLINDERDRIVECOMPAREDWITHTHEMOTOR,CYLINDERISBETTERONRECIPROCATINGLINEARMOTIONANDITCANBECONTROLLEDSTABLEANDSPEEDWITHADJUSTTHETHROTTLEVALVEANDBECOMETHELARGESTFEATURESANDADVANTAGESOFTHECYLINDERDRIVESYSTEMNOW,THECYLINDERDRIVESYSTEMSHAVEBECOMEMAINSTREAMINTHEFIELDOFINDUSTRIALPRODUCTIONTHESEDECADESTHERAPIDDEVELOPMENTOFPNEUMATICTECHNOLOGYCANEVENBESAIDTHATLARGELYTHANKSTOTHERAPIDPOPULARIZATIONOFTHECYLINDERTHISARTICLEALSOBRIEFLYDISCUSSESTHEWORKOFPNEUMATICCOMPONENTCONTROLLEDBYTHEPLC,THEPNEUMATICSYSTEMCONSISTWHITDIRECTIONALCONTROLVALVES,PNEUMATICACTUATORS,VARIOUSOFPNEUMATICAUXILIARYCOMPONENTSANDAIRSOURCECOMPONENTSSOLENOIDVALVEUSEDASTHECORRESPONDINGACTIONUNITONOFFCONTROLOFTHECOMPRESSEDAIR,THESOLENOIDVALVEBYTHEPLCCONTROLLERTOACHIEVETHECONTROLLOGIC,WHICHINTURNCONTROLTHEOPERATIONOFTHEEQUIPMENTTOACHIEVEKEYWORDSCYLINDERDRIVEPLCCONTROLSOLENOIDVALVE目录1绪论111封罐机112气缸32方案设计521确定被封罐的模型522执行封罐动作的驱动方案设计523控制方案设计53气动系统的设计631气动系统的工作原理图632气动系统所需的主要部件64PLC控制系统设计841封罐机的工艺过程842PLC控制系统943PLC控制系统程序设计115双缸径串联气缸的主要结构参数及尺寸计算1351活塞杆的输出推力1352缸筒1353活塞杆1554活塞的设计1755活塞行程的确定1856耗气量196总结20参考文献21致谢22附录231双缸径串联气缸在封罐机上的应用罗志均1绪论11封罐机111封罐机的产生食品分装以后,属于瓶装、罐装的要进行封盖,属于袋装的要进行封口,其目的是保护产品进入流通领域后不再受到污染和损坏,而有利于食品的贮存、运输、销售和消费。食品工厂内的封罐、封袋工作量非常大,必须采用机械工作。这些封罐、封袋机械一般都属于专用机械,其结构型式应满足食品的种类、性质和包装容器的工艺要求。112封罐机的定义封罐机就是封罐子口的机器,属于封口机械的一种。柔性包装材料(如普通纸、玻璃纸、蜡纸、复合薄膜、塑料袋等)的封口一般是粘封或热封,不属于另设封口机,封口是在相应的包裹机或袋装机上完成。而刚性、半刚性包装容器(如金属罐、玻璃罐、塑料瓶等),一般在完成物品的灌装、填充之后,需要借助相应的封口机械进行封口,以使产品得以密封保存,并便于流通、销售和使用。而封罐机就是用于刚性、半刚性包装容器的封口机械。113封罐机的分类市面的罐子种类很多,一般归纳为铁罐,纸罐,铝罐,压力罐等。由于盖子的不同也分为易拉罐、马口铁罐等。按形状分为圆罐,方形罐,易拉罐等。因此,封罐机的种类便由于盖子的种类而出现许多类型,一般可分为通用型封罐机,方形封罐机,异形封罐机等。随着消费者对食品、制药等行业在保质期的要求增加而出现了真空封罐机,真空充氮封罐机等。2按照封罐机的自动化程度的不同,封罐机亦分为半自动封罐机和全自动封罐机。半自动封罐机一般有手扳封罐机、气动封罐机、电动封罐机等。由于成本较低,技术含量不高,质量稳定,适用于个人或小作坊。而全自动封罐机一般应用于自动化生产线,大批量生产线上。由于成本较高,产量较高,技术性高,一般适用于大企业。114封罐机的组成封罐机主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如图11所示。图111执行机构执行机构包括压盖模、皮带等部件。2驱动系统驱动系统是驱动封罐机执行机构运动的动力装置,通常由动力源、控制调节装置和辅助装置组成。这里所用到的驱动系统有气压传动、电力传动和机械传动。3控制系统控制系统是支配着封罐机按规定的要求运动的系统。此封罐机的控制系统由程序控制系统和电气定位或机械挡块定位系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种,它支配着封罐机按规定的程序运动,并记忆人们给予封罐机的指令信息如动作顺序、运动速度及时间,同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。4位置检测装置下压罐盖控制系统执行机构驱动系统位置检测装置3控制封罐机执行机构的运动位置,并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统,并与设定的位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。12气缸121气缸的定义气缸是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能;气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。简单来说,气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件就是气缸。122气缸的种类气缸有做往复直线运动的和做往复摆动的两类。做往复直线运动的气缸又可分为单作用、双作用、膜片式和冲击气缸4种。①单作用气缸仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气聚能产生气压,气压推动活塞产生推力伸出,靠弹簧或自重返回。②双作用气缸从活塞两侧交替供气,在一个或两个方向输出力。③膜片式气缸用膜片代替活塞,只在一个方向输出力,用弹簧复位。它的密封性能好,但行程短。④冲击气缸这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10~20米/秒)运动的动能,借以做功。做往复摆动的气缸称摆动气缸,由叶片将内腔分隔为二,向两腔交替供气,输出轴做摆动运动,摆动角小于280。此外,还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。123气缸的组成一般气缸的组成包括缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等。4124什么是双缸径串联气缸串联气缸,即在一根活塞杆上串联多个活塞的气缸,是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。串联气缸的优点在于可以获得和多个活塞有效面积成正比的输出功率。串联气缸的拉力和推力都比普通气缸的要大,一般情况下还可以作为一般增力气缸使用。倍出力气缸,是使用相同和的压力源,出力为同气缸的数倍,出力大,多层活塞结合,出力为倍数增加,适合短行程高出力的无油操作场合。其特点是1多层活塞组合,使出力倍数增加;2完全使用空气源,出力大,适用短行程,高出力无油操作的场合;3易安装多种安装方式可提供给不同场合安装;4体形美产品设计新颖,外形美观;5易控制可实现手动脚踏及全自动控制;6易维护缸体结构简单轻巧,搬运方便;7速度快动作速度比液压快;8多层活塞结合,处理为数倍增加;9完全使用空气源,出力大,适用短行程,高出力无油操作的场合。而双缸径串联气缸则是集合了串联气缸与倍力气缸的优点,从而设计出来的一个非标双作用气缸。它具有连个不同内径的缸,因此它的特点主要是伸出时输出力大,缩回时速度响应快。比较起普通的单缸气缸,双缸径串联气缸的输出力较大;比较普通双缸的串联气缸,双缸径串联气缸因为缩回时是通过小缸缩回,因此又比普通串联气缸的缩回速度较快。输出力大,缩回响应速度快这样种种,都是有助于提高生产效率,有助于现在所提倡的节能减排,是现今工业发展的趋势。应用在封罐机上的时候,执行封罐动作时,双缸径串联气缸的大缸径伸出,能实现较大的输出力,达到封罐效果,缩回时,小缸径缩回动作,能有效提高响应速度,达到节能效果并提高产量。52方案设计21确定被封罐的模型模型为八宝粥罐子,封罐机的工作是对八宝粥罐子上的塑料盖子进行压盖封罐,压盖所需力为F10N。如图21所示。图2122执行封罐动作的驱动方案设计由于气动系统的动作迅速,反应灵敏,阻力损失及泄漏较小,成本低廉,因此采用气动方式作为封罐机执行封罐动作时的驱动。气缸采用双缸径串联气缸。23控制方案设计考虑到封罐机的通用性,同时使用点位控制,因此我们采用可编程序控制器PLC对封罐机进行控制。当封罐机的动作流程改变时,只需改变PLC程序即可实现,非常方便快捷。
编号:201403122219199910    类型:共享资源    大小:344.12KB    格式:DOC    上传时间:2014-03-12
  
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