精品毕业论文槟榔包装机气动控制设计

第1章 绪论1.1 课题研究背景与意义中国的食品包装机械经过近20年的发展，已经形成了一定的规模，成为机械工业的重要组成部分。现在国内食品加工的大部分包装工作，尤其是较复杂的包装过程基本还是人工操作，从而既可能对包装产品造成污染，这种情况急需得到改变。目前，国家加大力度实施食品质量安全市场准入制度，食品包装设备也正在逐步纳入食品质量安全准入体系中，这是食品包装机械行业实现产业升级的良好契机。现代化食品包装机械是汇集了多种学科的先进技术，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点，并正向智能化和集成化的方向发展，其中基础组成部分之一就是气动控制技术。现代食品包装机械汇集了多种学科最先进的技术，包装不再是离散型的生产，为了能够提供整厂的交付能力，设备的连线变得更加重要，从技术的角度来看，这是为了能够更好地提供具有机械连接性、硬件、软件一致性的需求。对于大量的生产，如啤酒、可乐、矿泉水、牛奶、这些产品来说，连线生产能够提高其生产效率。而气动控制技术在包装机械运用越来越广泛，并且随着气动控制技术的节能化、小型电气一体化和集成化的发展，降低了气动系统的电力消耗和空气消耗，更易于控制，缩短了设计和调试周期。所以此课题开设的意义在于要求我们掌握气动技术从原理、元件至回路系统的气压传动技术所必需的基础知识和分析问题的方法，为我们进一步应用气压传动技术，设计气压传动系统打下坚实基础。1.2 气动控制系统的主要特征气动控制系统是指以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号的，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产过程机械化、自动化的技术系统。它是流体传动及控制学科的一个重要分支。因为以压缩空气为工作介质，具有防火、防爆、防电磁干扰，抗振动、冲击、辐射，无污染，结构简单，工作可靠等特点，所以气动控制系统与液压、机械、电气和电互相补充，已发展成为实现生产过程自动化的一个重要手段。气动控制与液压控制相主要特点比较：（1）没气压控制的使用压力一般为0.21.0Mpa，因为它一般用于小动力的场合；而液压控制可用于很高的压力（可达32Mpa甚至更高），可用于功率大的动力系统。（2）气压控制以空气为工作介质，取值不尽，用后可直接排入大气，不污染环境，但噪音大，特别适于无线电元器件、食品、医药、服装等生产过程；液压控制以液压油为工作介质，使机件在油中工作，润滑好，寿命长，但有污染。（3）气动控制动作速度及反应快，因液压油在管道中的流速一般为15m/s，而气体流速可以大于10m/s，因此气压控制能在0.020.03s内到达所要求的工作压力及速度。（4）液压控制工作运动平稳；空气的压缩性远大于液压油的压缩性，导致气压工作速度的平稳性较差，给系统的速度控制带来影响。（5）空气的粘性很小，在管路中的阻力损失远远小于液压传动系统，适于远程传输及控制；而液压传动不宜进行远距离传动。（6）气压元件用与低压，元件的材料和制造精度较低，成本较低；液压元件制造精度高，造价高，对油液的污染比较敏感。1.3 本课题的提出湘潭是槟榔之乡。在盛产槟榔的湘潭几乎每家都会自己制作槟榔，从刚长出的小小的槟榔仔到长大成熟后的槟榔，各种品种各种口味的槟榔应接不暇，不仅是视觉上的独占，更是味觉上的享受，而嚼槟榔更是湘潭人的一种爱好。可以说湘潭人的生活已经离不开槟榔了，所以加工槟榔也成了湘潭人生活的一部分。而现在大部分的槟榔加工都属于传统的人工加工，使用机械也没完全达到全自动化的程度，有些生产规模不是很大的加工厂甚至连半自动化的程度都还没有达到。不仅浪费了大量的人力资源，提高了生产的成本，降低了生产效率，而且在人工的操作中难免会出现一些质量问题，不仅损害了消费者的利益（出现质量问题的产品对消费者的身体不益），而且还损公司的形象和信誉。因此，湘潭的槟榔加工厂现在急需引进一种先进的自动化设备来实现槟榔包装加工的无菌化生产。既节约了人力资源，又不会担心产品的质量问题。而目前气动控制技术在食品包装中的应用更是崭露头角，所以就此提出了槟榔包装机的气动控制系统设计的这个课题。1.4课题发展的现状和前景展望随着控制与驱动技术、伺服技术以及数字化理念的介入，机械市场已经经历了多轮变革。目前，中国已经成为世界最大的商品生产和出口大国，与此同时全球的目光也聚焦在发展最快、规模最大、最具潜力的中国包装市场。但我国诸如单片机自动化、稳定性和可靠性差、外观造型不美观、寿命短等问题也是国内包装机械产品饱受诟病。气动技术是生产过程自动化和机械化的有效手段之一，具有高速高效、清洁安全、低成本及易维护等优点，被广泛应用于轻工机械领域中，在食品包装及生产过程中也正发挥越来越重要的作用。但由于食品包装机械必须符合食品机械安全的相关要求和规定，而且工作现场环境一般又较为复杂苛刻，如果使用了不适当的气动元件，往往会出现不正常现象。而现在的食品包装机械，通常集机械、电气、液压和气动等技术于一体，且各部分之间有着密不可分的联系，任何一部分发生故障都会影响到设备的正常工作。因此，在食品包装机械气动部分的设计与应用中，选择可靠的切合实际的产品是值得深思的。随着食品加工工艺要求的提高，对食品包装机械也提出了更高的要求。目前，气动控制系统在食品包装机械的应用范围在不断扩大，逐步实现机械产品配料、送料的高效率、高精度、高自动化和高柔性，包装机械的柔性与灵活性要求包装机械的寿命要远远大于产品的寿命周期。也对包装机械的设计与制造技术提出了更高的要求。随着微电子技术的迅速发展和机械加工工艺水平的提高及现代控制理论的应用，为研究高性能的气动包装机械奠定了坚实的物质技术基础。 气动技术的节能化、小型化、电气一体化和集成化的发展，降低了气动系统的电力消耗和空气消耗，更易于控制，应用范围更为广泛，缩短了设计和调试周期，这为今后的气动技术的发展指明了方向，随着气动技术在包装机械中的广泛应用，我国包装机械的设计和制造也将迈进一个新时代。1.4.1 课题研究的目 就公司来说是为了改进公司的设备，提高公司的工作效率，降低生产成本，实现自动化的管理模式以获取更高的信誉及丰厚的利润。就消费者来说，自动化生产的产品没有人为的在包装过程中带进新的病菌，且经过灭菌工序后的产品更卫生，消费者也买的放心。就现在社会而言，消费者的目的只有一个，那就是他是否是安全食品，因为现在吃坏人的食品太多了。就整个的食品包装行业来说，不仅会推动包装机械的发展，而且对人类社会的发展来说也会有飞跃性的进步。对生活节奏加快的现代人来说无疑是一种高效率的工作方式。1.4.2 课题主要要求（1） 确定槟榔包装机的气动控制系统总体设计方案；（2） 计算有关技术参数并选型；（3） 绘制槟榔包装机的气动控制系统的X-D图；（4） 绘制槟榔包装机的气动控制系统布局图；（5） 撰写毕业设计说明书，完成全部研究工作和毕业论文。第2章 槟榔包装机的气动控制系统的设计原理2.1 引言在对一般的食品包装设备中，以资源和劳动力为主体的生产方式已经不能适应现有生产型企业的发展和市场的需求，因此企业需要采用科技水平较高的先进的自动化生产设备来满足企业的可持续性发展和市场的需求。目前国内上海、温州、广州等地的一些优秀的包装机械企业的创新和研发的思路使得很多产品已经的到国外用户的认可。而气动控制正是实现产品自动化控制易操作的重要元素，气动控制不仅降低的企业的生产成本，节省了大量的劳动力，降低了能源消耗且能快速、安全的实现包装的自动化。本文所设计的槟榔包装机的控制系统正是选用了气动控制系统的优势，采用以气动控制技术为基础，设计了一套基于槟榔包装机的气动控制系统的装置。2.2气动控制系统的设计思路气动控制系统是有气压元件组成的控制系统，即执行元件能够自动、快速而准确地按照输入信号的变化规律而动作。在气动控制系统中，气动发生装置一般为空气压缩机，它将原动机供给的机械能转换为气体的压力能；气动执行元件则将压力能转化为机械能，完成规定动作；在这两部分之间，根据机械或设备工作循环运动的需求、按一定顺序将各种控制元件（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件）、传感元件和气动辅助件连接起来。为方便说明，下面就以一个简单的气动控制系统为例，如图2-1所示图2-1 剪切机气压传动系统的原理图图示位置为棒料被剪前的状态，由气源装置及其辅助元件产生压缩空气，经二位四通换向阀进入汽缸的上腔，汽缸下腔的压缩空气通过二位四通换向阀排入大气。此时，剪口张开，剪切机处于预备工作状态。当送料装置将棒料送入剪切机，并限位于二位二通机动阀左端的顶杆时，机动阀的顶杆受压而使阀内通路打开，换向阀的控制腔（上）便与大气相通，阀芯受弹簧力的作用而下移，此时，汽缸活塞向上运动，带动剪刃将棒料切断。棒料剪下后，即与机动阀脱开，机动阀复位，所有的排气通道被封死，换向阀的控制腔（上）气压升高，迫使阀芯上移，气路换向，汽缸活塞带动剪刃复位，准备第二次进料剪切。2.3 气动控制系统回路的设计2.3.1 换向回路换向回路是指在动力元件和执行元件之间连接换向阀，以控制执行元件的启动、停止和运动方向的回路。其主要控制元件是方向控制阀，方向控制阀是指气压传动系统中通过改变压缩空气的流动方向和气流的通断，来控制执行元件启动、停止及运动方向的气动元件。槟榔包装机气动控制系统中需完成转台的转动、取袋、开拉链、开袋及撑袋一些列的动作，且需满足自动化程度高、工作效率强等要求。所以这些动作的连续性跟循环性要求较高。因气动控制动作要求循环往复运动，所以此次换向回路选的是二位五通双电控电磁换向阀，如图2-3所示为利用二位五通电磁换向阀来实现的换向回路。当电磁换向阀左位接入系统时，压缩气体通过换向阀的左位进入气压缸左腔，气压缸右腔的压缩空气经过换向阀右位排到大气，气压缸活塞实现向右运动。反之，换向阀右位接入系统时，气压缸活塞向左运动。图2-3 换向回路2.3.2 节流调速回路根据槟榔包装机气动控制系统的速度的要求，此回路设计的是单向节流调速。节流调速回路是由定量空气压缩机和流量阀及单向阀组成的的调速回路，可以通过调节流量阀通流面积来控制流入或流出执行元件的流量，从而调节执行元件的运动速度。如图2-4所示，当接通换向阀左位时，压缩气流通过节流阀和单向阀进入气缸左腔，气缸右腔的气流通过节流阀而不能通过单向阀经换向阀排出，气缸活塞向右运动。反之，当换向阀右位接通时气缸活塞向左运动。图2-4 节流调速回路2.3.3 真空刺破回路 真空刺破回路是由快速排气阀、气罐及真空发生器组成的刺破回路，利用快速排气阀中两个单向阀的单向流通作用，从而控制吸盘真空的形成。如图2-5所示，当接通压缩气流后，通过换向阀的右位一路经快速排气阀的下侧给储气罐充气；另一路由换向阀接通真空发生器的气源使真空发生器经吸盘产生真空，吸起槟榔包装袋。当换向阀左位接通时气源供气被切断，储气罐的压缩空气经快速排气阀的上侧排出，破坏了吸盘内的真空，将槟榔包装袋快速吹下。图2-5 由真空发生器组成的真空吸盘控制回路2.4 气动控制系统动作装置的设计 1、转台装置 根据槟榔包装袋传送的特征选用圆盘形转台，通过调速回路转台转动。转台上设计有三个位置传感器，当转台旁边的定位汽缸通过调速回路使得活塞杆伸出碰到位置传感器是转台停止转动，此时工作人员可将槟榔包装袋放入转台上。当定位气缸换向回路换向时，活塞杆缩回，通过换向回路，转台转动。如此完成包装袋的第一个工序。2、取袋装置 当转台停止转动时，双轴汽缸通过安装其上面的位置传感器，经过调速回路的控制，活塞杆伸出。同时真空吸盘通过真空回路产生真空吸住包装袋，将其送到下一个包装工序。当包装袋脱离双轴汽缸时，通过位置传感器，活塞杆缩回。3、开拉链装置 当真空吸盘将包装袋送到开拉链装置是，通过双轴汽缸上的位置传感器，活塞杆伸出，同时开拉链的迷你汽缸活塞杆伸出，包装袋开拉链。当双轴气缸碰到右边的位置传感器时，两汽缸的活塞杆缩回，此时完成开拉链工序。4、开袋装置 开袋装置原理同取袋装置，同样使用位置传感器，但汽缸用的是导向汽缸。5、撑袋装置 当包装袋被送到撑袋装置时，撑袋汽缸利用时间控制传感器控制汽缸活塞杆的伸出与缩回。6、投料、托盘、排气、定位、封口装置 投料、托盘、排气、定位、封口装置所用原理同撑袋控制系统原理。2.5 槟榔包装机气动控制系统的工作原理设计本系统通过气动控制系统来代替传统的包装机械设备中的人工操作，实现了产品包装的自动化。槟榔包装机气动控制系统完成了从取袋到封口的整个控制过程，首先，气源经过空气压缩机、冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器和气动三联件等气源装置及辅助元件后，通过换向回路、调速回路控制转台转动，同时气源通过换向回路和调速回路控制汽缸活塞杆的伸出与缩回，从而控制转台的转动。其后的取袋、开拉链、开袋、撑袋、投料、托盘、排气及封口都是用了相似的原理实现，都是通过换向回路及调速回路控制，其中取袋和开袋还另加有真空吸盘装置，其工作原理是利用快速排气阀排气时不用通过换向阀而能够快速排除的特点，通过真空发生器产生真空，通过压力控制器来调整吸盘的真空度，来实现包装袋的快速定位。这就是本文所研究气动控制系统的工作原理。图2-2 气动控制系统的工作原理图2.6 气动控制系统X-D图的绘制采用X-D线图法进行气动顺序控制系统的设计步骤可归纳如下：编制工作程序；绘制X-D线图；消除障碍信号；求取汽缸主控信号逻辑表达式；绘制继电器电控电路梯形图。编制工作程序。首先按顺序列出各个必要的动作：a 将包装袋放在转台上（人工）；b 按钮开关按下时，转台转动（A），浮动定位汽缸伸出（B），位置传感器发送信号 (C)，转台停止转动(A)，浮动定位汽缸缩回（B），位置传感器（C）；c 包装袋被送到临近取袋双轴气缸时，取袋双轴汽缸位置传感器（D），双轴汽缸伸出（E），通过吸盘的压力传感器（F），使得真空吸盘产生真空（G），然后通过双轴汽缸的位置传感器（D），使得双轴汽缸缩回（E），再通过压力传感器（F），让真空吸盘释放真空（G）；d 包装袋经过取袋之后被送到开拉链的位置，碰到开拉链的双轴汽缸位置传感器（H）后，双轴汽缸伸出（I），同时开拉链的另一个汽缸迷你汽缸也伸出（J），当双轴汽缸碰到另一个位置传感器（H）时，迷你汽缸缩回（J），双轴汽缸也缩回（I）；e 开拉链完了之后的包装袋继续前行到碰到开袋导向气缸传感器（K）时，导向汽缸1伸出（L），同时导向汽缸2也伸出（M），当压力传到吸盘压力传感器（N）时，真空吸盘产生真空（O），当开袋完成之后通过导向汽缸位置传感器（K），导向汽缸1缩回（L），同时导向汽缸2也缩回（M），吸盘压力传感器（N），吸盘释放真空（O）；f 开完袋之后，撑袋汽缸伸出（P），包装袋撑开后撑袋汽缸缩回（P）;g 撑袋后灌袋，投料汽缸伸出（Q），料灌好之后，投料汽缸缩回（Q）；h 装好后的槟榔被送到托盘上，此时托盘汽缸伸出（R），送到排气装置的时候托盘汽缸缩回（R）；i 当包装袋经托盘送到排气装置时，排气汽缸伸出（S），当气体被全部抽走，形成真空之后排气汽缸缩回（S）；j 当包装袋内形成真空之后封口定位汽缸伸出（T），同时封口汽缸也伸出（U），待封口封好后，封口汽缸缩回（U）后，封口定位汽缸也缩回（T）。工作程序的表示方法为：用大写字母A、B、C表示汽缸等执行元件；用下标1、0表示汽缸和转台的两个运动方向及真空吸盘的两个状态，其中下标1表示汽缸伸出、转台转动及真空吸盘产生真空，0表示汽缸缩回、转台停止转动及真空吸盘释放真空。如图2-9所示：图2-9 动作程序和工作顺序图绘制X-D线图。步骤如下： a.画方格图。根据动作顺序，在方格第一行从左至右填入动作顺序号（也称节拍号），在第二行内填入相应的汽缸动作。以下各行用来填写各汽缸的动作区间和主令切换信号区间。如果有i只汽缸，则应有（2i+j）行，其中j行为备用行，用来布置中间继电器的工作区间。对于一般的顺序控制系统，j取12行。在每一行的最左边一栏中，上下分别写上主令切换信号和该主令信号所要控制的动作。例如，本课题在第一行的上下分别写上t（A）和A，第二行写上a（B）和B，应该说明，填写主令信号及其相应动作的次序可以不按照动作顺序。而每一X-D组包括上下两个部分：上面为控制该动作状态的行程信号状态，如t（A）、a（B）；下面为该信号控制的动作状态，如A、B。t（A）表示控制A动作的信号t，a（B）表示控制B动作的信号a。b.画动作状态线用横粗实线把所有动作状态线画出。动作状态线的开始与终止点画法规律如下： 起点，必然是该动作状态程序开始处。如B（B缸伸出）位于第二组、第二程序，所以B的动作状态线开始处必在第二程序开始处（左端）。 终点，必然是该动作转台变换开始处。如B缸伸出状态B变为B缸缩回状态B。所以状态线的终点必在B开始处（稍前），位于第五组、第五程序，所以B动作状态线的终点应在第五程序开始（左端）稍前处。因B的动作状态线应从第二程序画到第五程序开始前为止。同理，B的状态线应从第五程序开始画到B开始前的第二程序为止。因本次课题未涉及到信号状态线的画法，所以这里不做赘述。具体详细图见附录2。2.7 本章小结 本章首先讲述了整个槟榔包装机气动控制系统的设计思路，运用一个简单的例子说明气压传动的工作原理，进而重点介绍了本次设计系统的工作原理，换向回路、节流调速回路及真空刺破回路，根据槟榔包装机气动控制系统的工作原理绘制出气动控制系统的工作原理图，画出系统的X-D图。第3章 槟榔包装机气动控制系统的设计计算3.1 引言气动控制系统是以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号，控制和驱动各种机械和设备的。根据第二章槟榔包装机气动控制系统工作原理的设计，本章主要对气动控制系统各元器件进行设计和分析，根据本课题的要求对气动系统做出基本的设计过程。3.2 气动元件的计算及选型3.2.1执行元件的计算及选型1、气缸活塞杆上输出力和缸径的计算 双作用汽缸 单活塞杆双作用汽缸是使用最为广泛的一中普通汽缸，因其只在活塞一侧有活塞杆，所以压缩空气总用在活塞两侧的有效面积不等。活塞右行时产生推理F，活塞左行时活塞杆产生拉力F，载荷率。F=DpF=（D - d）p计入载荷率就能保证汽缸工作时的动态特性。对于本气动控制系统来说汽缸动态参数要求一般，且工作频率较低，基本上是匀速运动，其载荷率可取=0.70.85，现取=0.8，p=0.7Mpa，F=160N，F=120N可求得汽缸直径D，当推力做功时D=，D=算出D=18.973mm，d=5mm，取D=20mm，d=8mm。2 、活塞杆的计算当活塞杆的长度(L10d)，按强度条件计算活塞杆直径dd 式中 F汽缸的推力（N）； 活塞杆材料的许用应力（Pa），=； 材料的抗拉强度（Pa）； S 安全系数，S1.4。3、 缸筒壁厚的计算 缸筒直接承受压力，需有一定厚度。由于一般汽缸筒壁厚与内径之比，所以通常可按薄壁筒公式计算式中 汽缸筒的壁厚（m）； D汽缸筒内径（缸径）（m）; p汽缸试验压力，一般取p=1.5p； p汽缸工作压力（Pa）； 缸筒材料许用应力（Pa），=； 材料抗拉强度（Pa）； S安全系数，一般取S=68，取S=7。算出壁厚=4.5mm。4、 耗气量的计算一个汽缸的耗气量与其直径、行程、缸的动作时间及从换向阀到汽缸导气管道的容积等有关。在实际应用中，从换向阀到汽缸导气管道容积与汽缸容积相比往往很小，故可忽略不计。所以汽缸单位时间压缩空气消耗量可按下式计算=或=式中 每秒钟压缩空气消耗量（），当是双作用汽缸无活塞杆腔工作是=，当是汽缸有活塞杆腔工作时用=； 缸前进是（杆伸出）无杆腔压缩空气消耗量（）； D汽缸内径（m）； d活塞杆直径（m）； 汽缸前进（杆伸出）是完成全行程所需时间（s）； 汽缸后退（杆缩回）是完成全行程所需时间（s）; s缸的行程（m）。因双作用汽缸的速度V=30800，算出汽缸的气流量=0.00056520.015。为了便于选用空气压缩机，可按下式将压缩空气消耗量换算为自由空气消耗量：=式中 每秒钟自由空气消耗量（）； p汽缸的工作压力（绝对压力）（Pa）； p标准大气压（绝对），p=1.013*Pa。另双轴汽缸与导向汽缸的计算参照迷你汽缸的算法，双轴汽缸速度V=100500，导向汽缸速度V=30500，算出汽缸的气流量分别为0.0018840.00942和0.00056520.00942。根据以上公式算出结果，查中国亚德客企业集团有限公司选定迷你汽缸型号为MAL-U20*80-S-LB，双轴汽缸型号为TN16*60，导向汽缸的型号为MK16*30-S。通过汽缸的选定可知每条生产线上的耗气量约为0.158，材质为铝合金。3.2.2 换向阀的选型换向阀顾名思义是用它来换向的，同一个执行元件在一个动作完成之后需完成另一个不同动作的时候就需要换向阀来控制执行元件。由选定的汽缸型号压力范围为0.50.7Mpa，功率 查机械设计手册气压传动与控制此槟榔包装机气动控制系统所需的二位五通双电控电磁阀的型号为SR540-P，材质为铸铁。二位二通直动式电磁换向阀的型号选为VCA21A，材质铝合金。（a）二位五通双电控电磁阀（b）二位二通直动式电磁换向阀图3-1 换向阀3.2.3单向节流阀的选型节流阀是通过改变节流面积或节流长度以控制流体流量的阀门。将节流阀和单向阀并联则组成单向节流阀。槟榔包装机的单向节流阀在空气进入气缸腔时不起到节流的用，所以其活塞杆伸出速度快。只有在压缩气体从气缸腔里排出的时候，节流阀才起到节流的作用。根据气缸的压强及功率，差机械设计手册气压传动与控制选定型号为GRLA-1/8-B的单向节流阀，其主要参数为：螺纹连接，公称通经为4mm，标准额定流量（节流阀方向）0380L/min，材质为合金钢。 图3-2 单向节流阀3.2.4由真空发生器组成的真空吸盘回路气动元件的选型真空发生器利用压缩空气经喷嘴处喷射，因射流的卷吸作用在吸气口（真空口）处产生真空的原理制成的。真空吸盘使吸盘内表面与被吸物外表面之间空间形成真空，在大气压力作用下将被吸物提起。由真空发生器组成的真空吸盘吸盘在阀接通后，气流一部分经过真空发生器流向真空吸盘形成真空，另一部分通过快速排气阀进入储气罐里。当真空吸盘需要破坏其真空时，二位二通换向阀换向，气源断开，此时储气罐的气流通过快速排气阀的另一端刺破真空吸盘的真空。根据此次设计的要求选定真空吸盘的型号为XP-55，其主要参数：连接螺纹为M12，工作温度而-2080，输入压力为0.30.7Mpa,有效吸附直径44mm，理论吸力为106N，材质为硅橡胶。真空发生器的型号为ZHF-1.0，其主要参数：接管螺纹G1/4，介质温度560，空气消耗量为34L/min，最大吸入流量为24L/min，不允许给油，材质为铸铁。快速排气阀的型号为AQ1510-01。其主要参数：接口口径为G1/8，压力范围0.10.7Mpa，温度560，有效截面积分别为出5.8mm，进4mm，材质为不锈钢。其具体如图3-2所示：（a） 真空发生器 （b）快速排气阀（c）真空吸盘图3-23.2.5 气源装置及其辅助元件的选型根据气缸所需要求选定额定功率为14.71KW、P=0.50.7Mpa、转速n=2500的容积式叶片气马达，空气压缩机的型号为TJ20。主要参数：额定排气量18，额定排气压力0.7Mpa，压缩空气储气罐容积16。储气罐：2.9米高，公称直径采用DN1500mm，材料为Q235-B。如图3-3所示：图3-3 储气罐和空气压缩机由此其他辅助元件的型号分别是冷却器的型号LN25，其工作原理为：气态制冷剂（低沸点物质，以氨和氟里昂为例）在一定压力冲刷管束，向管内冷却水放出热量后温度下降，渐渐凝结为液态，汇集于集液管并排出；冷却水由端盖进水口部分进入冷却管，另一部分进入冷却管吸收热量经回程端盖后部分进入出水口，而另一部分冷却管继续吸收热量由端盖出水口排出。关内外介质互不接触。如图3-4所示：图3-4 冷却器油水分离器的型号QGL-10，主要参数：公称通经DN65mm，最高使用压力1.00Mpa，过滤度0.3m，过滤度99%，工作温度560，最大流量20。图3-5 油水分离器气动三联件的型号是QFLJWB-L10，主要参数：使用温度-2580，调压范围0.050.8Mpa，水分离效率大于80%，过滤精度2550m，流量特性：进口压力1.00Mpa，出口压力0.63Mpa，空气流量（在标准状态下）1125；起雾流量：进口压力0.63Mpa，起雾流量210，润滑油 流量调节：输入工作压力0.4Mpa，出口留iangwei给定值是，其滴油量应在0120滴每分钟均匀可调。如图3-6所示：图3-6 气动三联件3.2.6 气动转台的选择槟榔包装机气动控制转台设计为回转型，选择型号为MSQ10A-A93S,便于包装连续的放入，,滚动轴承设计，负载较大，摆动顺滑，准确。中空轴可用于引入电线或气管。标准带角度调整装置，调节角度范围大，并在090内设置磁环，可安装磁性开关。主要参数：缸径10mm，动作型式复动，使用压力范围0.10.6Mpa，使用温度060，接管口径M5，材质是不锈钢。如图3-7所示：图3-7 气动控制转台3.2.7 管件、管接头的选择管件是将管子联接成管路的零件，在管道系统中起连接、控制、变向、分流、密封、支撑等作用。管接头是连接管道的元件。对于金属管接头有螺纹接头、扩口式管接头和卡套式管接头。根据槟榔包装机气动控制系统的使用要求选用硬尼龙管，无需管接头。3.3本章小结 本章节主要是气动控制系统各气动元件的设计、计算及选型。首先从元器件的选择情况入手，介绍了所选气动元件的优点及由来，接着着重说明了各个元件的设计计算及选型情况，是本次设计的精髓之所在。再就是各零部件的零件图（二位五通双电控电磁阀、二位二通直动式电磁换向阀、真空发生器、真空吸盘、快速排气阀及气动三联件）的结构参数设计和二维工程图的绘制（关键部件的设计规则和设计时的注意事项）。 第4章 槟榔包装机气动控制系统的布局图设计4.1 引言上一章讲述了整个气动控制系统的整个气动元件的计算及选型，但计算、选型好的气动元件的安装结构在实际安装和工作当中能否满足有限空间的安装要求，稳定性能如何。本章将对整个安装布局进行分析跟合理的设计，主要完成对各换向阀、单向节流阀、真空发生器、快速排气阀、储气罐及真空吸盘的安装布局的分析，从而对整个气动控制系统的布局做出一个合理的布局。4.2槟榔包装机气动控制系统布局图的设计思路 根据上一章气动元件所选的型号及安装结构，加上有限的空间位置，现把有限的空间位置分为三个面，分别为安装的正对面、左侧面和右侧面。根据槟榔包装机气动控制系统的工作原理图的顺序控制，将气动三联件与转台、浮动定位气缸、取袋的双轴气缸、开拉链的双轴气缸、迷你汽缸和开袋的两个导向汽缸的二位五通双电控电磁阀安装在安装面的左侧面，由于电磁换向阀都属于板接式，将这七个二位五通的电磁换向阀安装在一个集成块上，再将装有换向阀的集成块有螺钉固定在安装面的左侧面上。将六个板接式的二位二通直动式电磁换向阀、六个板接式的真空发生器、六个板接式的快速排气阀按次序安装在同一个安装板上，此安装板装在安装面的正面。撑袋汽缸、投料汽缸、托盘汽缸、排气汽缸及封口定位汽缸和封口气缸的二位五通的电磁换向阀也跟前面的一样安装在一个安装板上，将此安装板固定在安装面的右侧面，用四个螺钉固定。这便是这次布局图设计的基本过程。4.3槟榔包装机气动控制系统布局图的绘制 由4.2节所设计的总体布局图思路，再根据实际的布局情况，使用CAXA绘图软件将三面的布局图呈现出来，具体见附录3、附录4和附录5。4.4本章小结 本章主要说明气