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文档简介

香烟中包包装机中包装入大箱部分设计摘要本设计为香烟中包包装机中的一部分,其主要任务是当香烟中包从上一工序中包水平传送过来后,形成了101的水平整齐旋转情况,此时香烟大箱口已经张开放好,要求把这一排中包香烟全部推送到大箱中去,一共推送五次,实现中包在大箱中105的排放形式。在此过程中要确保前次推送结束后大箱垂直向下移动一排的准确距离,从而保证下次推送的顺利进行,同时要满足推送的行程最短。因当前企业间的竞争日益加剧,生产机械化、自动化程度在不断的提高,因此设计是否合理和先进,将直接影响自动机加工产品的质量、生产率、机器的结构、形状、尺寸以及使用条件等。在设计时,总的要求是确保性能稳定,具有较高的生产率,机器结构简单,成本低,使用方便。本设计采用的动力源为气压,用气压传动方式,利用气缸推动推板将香烟中包装箱,装箱过程中尽量使气缸行程为最短。实用方便,经济性好,危险小。控制系统的作用是保证工作机的所有机构,能严格按照预定的,协调地,有节奏地实现运动和停止运动,使工作循环得以周而复始地进行。控制系统对生产和工作可靠性影响很大,因此,要求控制准确、灵敏、可靠、耐用和调整方便。本设计的控制方面使用目前最常用的电气控制,运用多个行程开关和继电器便可实现控制需要。控制过程简单易操作,控制环境要求不高,控制精确度良好。关键词香烟中包包装机;气压传动;电气控制;行程开关;继电器全套cad图纸,联系153893706引言本设计为香烟中包包装机中的一部分,其主要任务是当香烟中包从上一工序中包水平传送过来后,形成了101的水平整齐旋转情况,此时香烟大箱口已经张开放好,要求把这一排中包香烟全部推送到大箱中去,一共推送五次,实现中包在大箱中105的排放形式。在此过程中要确保前次推送结束后大箱垂直向下移动一排的准确距离,从而保证下次推送的顺利进行,同时要满足推送的行程最短。本设计为自动机械,所谓自动机械就是在没有操作人员直接参与下,组成机器的各个机构(装置)能自动实现协调动作,在规定的时间内完成规定动作循环的机器可称为自动机械。其最大特点是自动化程度高、操作人员的劳动强度低、生产效率高。另外,自动机械所完成的工艺动作一般比较多,所以自动机械往往由多个工艺执行机构组成,结构也就相对复杂。自动机械的结构组成可分为四大组成部分:1、驱动系统即机器的动力源。常用的驱动方式有电力驱动、液压驱动、气压驱动等,本机器将采用气压驱动。2、传动系统包括带传动,齿轮传动等,传动系统的任务是把电动机的动力按照要求的运动和动力传递给各个执行机械和其它机构,以完成规定的工艺动作。3、执行机构它是机器实现工艺动作的执行者,包括冲压机构和供科机械。执行机构的从动件即机器的执行件。4、控制系统包括各种控制装置,其任务是控制机器的驱动系统、传动系统、执行机构等,使其按规定的程序进行协调、配合的动作,以实现自动机的工作任务。各种自动机械的结构与组成不完全栅,但基本上都是由上述四大部分组成的。为了实现自动机械的功能,除了上述四大组成部分久,有时还需要增设一些完成辅助动作的机构,计数机构等,所以一部比较完整的、自动化程度比较高的自动机械可能包含了如下页图示和各种机械(装置)。自动机构的分类这里,从自动机构的设计角度考虑,按其结构和功能分类,可将自动机构概括为四大类型:(1)成型机械这类自动机械以施加力为主,通过模具或其它工具使得在制品成型。更换模具以及工艺参数,即可生产不同规格的成品,主要工艺原理有热塑、注塑以及冲压等。(2)切削类(或称加工处理类)机械机器通过刀具完成对在制品的切削加工。例如皮革片皮机,烟草切梗机,造纸用切草机等,机器的工艺动作有供料、上下料、夹紧、引进、切削、松开等。(3)装配类机械这类机器以执行工艺动作为主,通过各种配用工具或机械手,按照规定的程序进行操作,将零件装配成部件或产品,装配过程中可能伴有一些简单的成型或加工动作,例如缝纫机装配机,彩电装配机,制鞋用各种机器等。(4)包装机械这类机械从功能和原理上都类似于装配机械,但因工艺原理有一定的特殊性,故形成一种独立的机械类型,其动作包括输送与供科、称量、包封、贴标、计数、产品输送等。从开始包封机、液体料灌装机、制袋填充机、捆扎机等。除了上述主要的四大类外,还有一些其它类型的机器。本设计采用的就是第四类包装机械。自动机械传统系统执行机构控制系统驱动系统工艺操作机构辅助操作机构其它机构操纵机构检测机构剔除机构联锁机构2卸料机构定位机构转位机构夹紧机构供科机构自动机械组成部分及机构第一章包装机械的简单介绍1. 1第二章总体方案设计与选择因当前企业间的竞争日益加剧,生产机械化、自动化程度在不断的提高,因此设计是否合理和先进,将直接影响自动机加工产品的质量、生产率、机器的结构、形状、尺寸以及使用条件等。在设计时,总要求是确保性能稳定,具有较高的生产率,机器结构简单,成本低,使用方便。2.1设计任务总体分析2.1.1香烟中包特点香烟中包呈长方体形状,具体参数见下表格:类别长宽高质量承受挤压能力抗干扰、污染小包55 mm95mm25mm26g较强较强中包225mm95mm50mm260g较强较强可见香烟中包具有体积小、质量轻、能承受一定挤压、抗污染等特点。2.1.2自动控制要求控制要求尽量简捷,节省成本,信号响应快,能具有较高的生产率,同时要不污染环境,操作方便,安全可靠。以下是几种控制方式比较,供参考:各种控制方式比较项目机械式电气式电子式液压式气动式输出力中等中等很小很大(105n以上)大(约3x104n以下)下)动作速度低很好很高稍高(约1m/s)高(约17m/s)信号响应中等很快很快慢快位置控制很好很好很好好好遥控不好很好很好很好好安装的限制很大小小小小速度控制不好很好很好很好好无级变速不好好很好很好好元件结构普通稍复杂复杂复杂简单动力源中断时无法动作无法动作无法动作有蓄能器时可动作可动作管线(无)比较简单复杂复杂稍复杂保养需求高中等中等中等低保养技术简单需要特别需要简单简单危险性几乎没有注意漏电几乎没有注意引火性几乎没有体积大中等小小小环境温度普通高时要注意高时要注意普通(约70以下)普通(约100下)环境湿度普通高时要注意高时要注意普通注意凝结水腐蚀性普通大时要注意大时要注意普通注意氧化振动普通大时要注意大时要注意不必担心不必担心构造普通稍复杂复杂稍复杂简单烟草行业属于轻工业,本设计所涉及的包装步骤由香烟中包的特点可知,不要求精确控制,包装时的推力较小,设计时力求结构简单,易于控制,成本低。所以,结合实际生产需要和工厂实际,本设计可采用气动式控制,能更好的符合设计要求,为企业增加效益。2.2总体方案设计2.2.1控制原理由上述论述知,采用气动方式控制,香烟的推送和大箱的下移分别由气动执行机构气缸来实现。具体见控制原理图。当上一工序中包水平传送过来后,形成101的水平整齐旋转时,装箱气缸开始工作,将香烟中包推送至托箱气缸所托的大箱中,当装箱气缸回程时,托箱气缸下移一准确距离即中包的宽度。2.2.2实现方案原理选择现主要考虑当装箱气缸把香烟中包推送至大箱后如何使大箱在托箱气缸的控制下下移一准确距离,下面列出三种方案,供比较参考。方案一、当推送后,采用凸轮、棘轮等机构,通过在凸轮、棘轮上制造缺口,并在各缺口上安装行程开关来传递信号使托箱气缸工作,从而移动。方案二、采用光控。用光电传感器来实现,当中包推送来后,由于传感器信号发送接收来控制托箱气缸的工作与否,从而控制大箱的下移。方案三、采用压力控制。由于中包每被推送过来一次,大箱托盘所受的压力就会明显增加,根据这一改变,利用传感器接收这一信号再控制托箱气缸动作。各种方案比较:项目方案优点缺点综合考虑方案一系统采用凸轮与行程开关相结合的机电控制,来实现气缸的顺序动作,即可任意调整气缸的行程,动作又可靠。凸轮加工制造困难,占用空间大,要为其选择电机,成本高。经济性中等方案二利用红外线遥控,控制方便,结构简单,占用空间小,水平先进成本高经济性不好方案三利用压力传感器和行程开关控制,控制方便,结构简单,占用空间小,价格便宜有信号延迟经济实用由上表分析,我们设计时在保证可靠的同时要尽量节省成本,提高经济性,为企业增加更多的经济效益。结合生产线实际,设计可采用方案三,基本符合要求。下面就这一方案进行设计。第三章各动力机构的设计及标准件的选择项目设计正文内容计算结果及说明3.1推中包气缸部分3.1.1中包受力分析3.1.2推中包气缸部分气动回路设计确定执行元件的种类确定常用回路每中包重约260g,每中包与工作台的接触面积为9550mm2水平排列于工作台上,则10个中包的总重约m=2600g,接触面积为109550mm2。设中包与工作台间的滑动摩擦系数为k1=0.30,静摩擦系数k2=0.45;则推动中包所需的力:fmax=k2xmg=0.452.69.8=11.466n因此部分设计机构完成任务简单,为简单的直线进给,用一般的气缸就可满足,所以执行元件采用气缸,数量为一个。中包本身质量较小,动作简单,速度要求不大,位置控制要求一般,输出力要求不大,负载少,故采用加压控制回路,以上为回路图示,可以完成一次自动往复。手动阀1动作后,换向阀左端压力下降,右端压力大于左端,使阀3换向。活塞杆伸出至压下行程阀2,阀3右端压力下降,又使换向阀3切换,活塞杆收回,完成一次往复。fmax=11.466n项目设计正文内容计算结果及说明3.1推板的设计及参数确定3.1.1推板的受力分析3.1.2推板的设计及参数确定3.2托大箱板的设计及参数确定3.2.1托大箱板的受力分析装箱板的主要受力来自气缸推动101的香烟中包,香烟中包的质量为m260g ,较小,只需很小的力便可推动,所以对推板的刚度要求不高,故可在节约的成本的条件下,尽可能使推板的厚度减少,达到轻巧,省成本。根据经验可选薄铝合金板来做推板,推板的规格根据香烟中包的规格可确定为下图示。 其质量m=v=0.50.10.022.7103=2.7kg推板技术要求:表面光滑,四周倒圆角,圆角直径10mm,与活塞采用螺纹连接。托大箱板的受力主要由大箱中所装中包产生,中包的质量为m=260g,则50包中包的质量为m50260g13000g = 13kg,考虑到大箱的重量,大箱装满中包后的总质量计为m总15kg 。规格:50010020单位:mmm=2.7kg项目设计正文内容计算结果及说明3.2.2托大箱板的设计及参数确定3.3推中包气缸支架(以下称支架1)的设计及参数确定3.3.1支架1的受力分析根据以上受力分析可知,托大箱板受力并不大,所以根据实际情况和市场价格,只需要一般的材料便可满足大箱板的制作。本设计采用和推板一样的材料铝来设计,设计尺寸为形状见下图示:其质量m=v=0.50.320.052.7103=21.6kg推大箱板技术要求:表面光滑,四周倒圆角,圆角直径10mm,与活塞采用螺纹连接。支架1主要受力为推中包气缸所产生,但由于推中包气缸为小型气缸,所受中包的反作用力也非常的小,所以其对支架1产生的作用力也很小,故支架1的设计应主要着手于节省材料,但同时要保证气缸运行的稳定可靠。规格:50032050(mm)m=21.6kg项目设计正文内容计算结果及说明3.3.2支架1的形状设计及参数选择3.4托大箱气缸支架(以下称支架2)的设计及参数确定材料:根据实际情况可选用铸铁。和装箱气缸支架的连接方式:装箱气缸为水平往复运动,且采用两端固定方式,不需很大的固定力,和支架1的连接直采用螺纹连接就可以。可以在支架1的上方预留螺纹孔。在地面的固定:由于支架在气缸运动时可能存在一定的晃动,为把这种情况产生的影响降到最低,保证生产线的精度,特将支架1和地面间通过销钉或螺纹等方式固定到地面上,这样就可使系统的精度更高。支架1的形状:整体形状如下图所示,中间使用中空的方式,这样可以节省不少材料,节省成本,但浇铸时要使四壁达到一定的厚度,以免发生变形,这里将壁厚定为:b=40mm。技术要求:支架整体要造型美观,表面圆润有光泽,棱处要做成倒角。项目设计正文内容计算结果及说明3.4.1支架2的受力分析3.4.2支架2的形状设计及参数选择支架2主要受力为托大箱气缸所产生,但由于托大箱气缸为小型气缸,所受大箱的反作用力也非常的小,所以其对支架2产生的作用力也很小,故支架2的设计应主要着手于节省材料,但同时要保证气缸运行的稳定可靠。材料:根据实际情况可选用铸铁。和装箱气缸支架的连接方式:装箱气缸为竖直往复运动,且采用两端固定方式,不需很大的固定力,和支架2的连接直采用螺纹连接就可以。可以在支架2的上方预留螺纹孔。在地面的固定:由于支架在气缸运动时可能存在一定的晃动,为把这种情况产生的影响降到最低,保证生产线的精度,特将支架2和地面间通过销钉或螺纹等方式固定到地面上,这样就可使系统的精度更高。支架2的形状:整体形状如下图所示,中间使用中空的方式,这样可以节省不少材料,节省成本,但浇铸时要使四壁达到一定的厚度,以免发生变形,这里将壁厚定为:b=40mm。技术要求:支架整体要造型美观,表面圆润有光泽,棱处要做成倒角。b=40mm项目设计正文内容计算结果及说明3.5推中包气缸部分设计3.5.1中包受力分析3.5.2推中包气缸部分气动回路设计确定执行元件的种类确定常用回路每中包重约260g,每中包与工作台的接触面积为9550mm2水平排列于工作台上,则10个中包的总重约m=2600g,接触面积为109550mm2。设中包与工作台间的滑动摩擦系数为k1=0.30,静摩擦系数k2=0.45;则推动中包所需的力:fmax=k2xmg=0.452.69.8=11.466n因此部分设计机构完成任务简单,为简单的直线进给,用一般的气缸就可满足,所以执行元件采用气缸,数量为一个。中包本身质量较小,动作简单,速度要求不大,位置控制要求一般,输出力要求不大,负载少,故采用加压控制回路,以上为回路图示,可以完成自动往复。手动阀1动作后,换向阀左端压力下降,右端压力大于左端,使阀3换向。活塞杆伸出至压下行程阀2,阀3右端压力下降,又使换向阀3切换,活塞杆收回,完成一次往复。fmax=11.466n项目设计正文内容计算结果及说明气缸的设计及计算气缸种类的选择缸径和壁厚的确定活塞杆直径和长度的确定。根据设计需要,采用普通又作用气缸,这样可以节省成本,且此种气缸技术成熟,性能稳定,经济实用。考虑到被推件的质量较轻,推力要求不高,且设计时要求节省空间,尽量做到省材,省空间,省能源,合理、紧凑,节约成本。综合考虑可按经验,根据gb/t23481993选取缸径d=32 mm,气缸的活塞杆外径d=16mm,缸筒材料用铝合金2al2,则相应查国标可得壁厚:3mm。因气缸在工作时,需用活塞杆连接推板推动香烟中包进入大箱,故活塞要走上的安装方式采用如下图的固定自由式:活塞杆计算长度l通过以下图示可算出:290l202529010345mm据gb2349-1980进行圆整,可选取l400mmd=32mmd=16mm3mml=400mm项目设计正文内容计算结果及说明活塞杆强度较核缓冲计算耗气量计算多数场合下活塞要走上承受的是推力负载,细长杆件受压易产生弯曲变形,必须考虑压要走上稳定性。活塞杆计算长径比l/d=400/1610,此时按压杆稳定性来计算活塞杆直径。当气缸承受的轴向负载fpu达到极限值fk后,极微小的干扰力都会使活塞杆产生弯曲变形,出现不稳定现象,导致气缸不能正常工作。活塞杆的稳定性条件是: fpufk/nk气缸的压杆稳定极限力与气缸的安装型式、活塞杆直径及行程有关。细长杆比l/k=0.28/0.004=7085850.542.5,因l/k85,所以fk=m2ej/l2经计算可知,fpufk/nk成立。式中:fk气缸的压杆稳定极限力;nk安全系数,一般取2-6;k活塞杆横截面回转半径,m,对于实心杆k=d/4;j活塞杆横截面惯性矩,m4,对于实心杆jd4/64;m由安装连接条件决定的系数,本设计为0.25;e活塞杆材料弹性模量,pa。缓冲装置分为内缓冲装置和外缓冲装置,常用的内缓冲装置有:缓冲气腔和弹性垫(如橡胶等),外缓冲装置一般为液压缓冲器。缓冲计算主要是确定缓冲柱塞的直径和长度,根据缸径的大小可查得缓冲柱塞直径df=20mm,缓冲柱塞长度lf=15mm。气缸的耗气量与缸径、行程、工作频率和从换向阀到气缸的连接管路容积(死容积)有关,气缸每分钟消耗的压缩空气流量q为:qsn(2d2d2)4气缸的动作速度可取150mm/s,动作时间t=4002150=4s则n=604=15;q=3.140.28015(20.040.040.0160.016)4=0.0097m3活塞杆强度较核结果为稳定。df=20mmlf=15mmq0.0097m3项目设计正文内容计算结果及说明气缸进排口的计算3.6托箱气动部分设计3.6.1确定执行元件的种类3.6.2托大箱气缸的受力分析3.6.3确定常用回路式中,d气缸直径,m,d活塞杆直径,m,s活塞行程,m,n气缸活塞每分钟往复次气缸的进排气口当量直径的大海与气缸的耗气量有关,除特殊情况外,一般气缸的进气口、排气口当量直径d0用下式计算:d02据jb/t63771992进行圆整得d0=16mm则有气口螺纹尺寸为m161.5;此部分设计机构完成任务简单,为简单的直线进给,只是在中间有几次停顿,受力不大,又因气动比较容易实现,经济成本低,故根据厂区实际情况可采用气缸来做为执行元件,且气动条件已经成熟,只要一般的气缸就可满足,所以执行元件采用普通单作用气缸,数量为一个。托大箱气缸的受力主要来自大箱中香烟的重量和推大箱板的重量。每中包重约260g,大箱中最多装50条中包,其质量为:m1=260x50=13000g=13kg 由上面计算知托大箱板的质量为:m2=21.6kg则托大箱板总的受力为:fmax=(m1+m2)g=(13+21.6)x9.8=339.8n可见托大箱气缸受力非常的小,只需要用小型气缸便可实现这一动作。中包本身质量较小,托大箱板质量也不大,但是气缸动作较复杂,中间要有四次定位,速度要求不大,但位置控制要求较准确,输出力要求不大,负载小,故可采用位置控制回路。d0=16mmm161.5m1=13kgm2=21.6kgfmax=339.8n项目设计正文内容计算结果及说明3.6.4气缸的设计及计算气缸种类的选择缸径和壁厚的确定活塞杆直径和长度的确定。根据设计需要,采用普通单作用气缸,这样可以节省成本,且此种气缸技术成熟,性能稳定,经济实用。考虑到被推件的质量较轻,推力要求不高,且设计时要求节省空间,尽量做到省材,省空间,省能源,合理、紧凑,节约成本。综合考虑可按经验,根据gb/t23481993,选取缸径d=40 mm,气缸的活塞杆外径d=16mm,缸筒材料用铝合金2al2,则相应查国标可得壁厚:3mm。因气缸在工作时,需用活塞杆连接托板推动大箱上下移动,故气缸的安装方式可采用如下图的固定自由式:活塞杆计算长度l通过以下图示可算出:d=40mm d=16mm3mm项目设计正文内容计算结果及说明活塞杆强度较核缓冲计算耗气量计算据gb2349-1980进行圆整,可选取l400mm多数场合下活塞要走上承受的是推力负载,细长杆件受压易产生弯曲变形,必须考虑压要走上稳定性。活塞杆计算长径比l/d=400/1610,此时按压杆稳定性来计算活塞杆直径。当气缸承受的轴向负载fpu达到极限值fk后,极微小的干扰力都会使活塞杆产生弯曲变形,出现不稳定现象,导致气缸不能正常工作。活塞杆的稳定性条件是: fpufk/nk气缸的压杆稳定极限力与气缸的安装型式、活塞杆直径及行程有关。细长杆比l/k=0.28/0.004=7085850.542.5,因l/k85,所以fk=m2ej/l2经计算可知,fpufk/nk成立。式中:fk气缸的压杆稳定极限力;nk安全系数,一般取2-6;k活塞杆横截面回转半径,m,对于实心杆k=d/4;j活塞杆横截面惯性矩,m4,对于实心杆jd4/64;m由安装连接条件决定的系数,本设计为0.25;e活塞杆材料弹性模量,pa。缓冲装置分为内缓冲装置和外缓冲装置,常用的内缓冲装置有:缓冲气腔和弹性垫(如橡胶等),外缓冲装置一般为液压缓冲器。缓冲计算主要是确定缓冲柱塞的直径和长度,根据缸径的大小可查得缓冲柱塞直径df=20mm,缓冲柱塞长度lf=15mm。气缸的耗气量与缸径、行程、工作频率和从换向阀到气缸的连接管路容积(死容积)有关,气缸每分钟消耗的压缩空气流量q为:qsn(2d2d2)4气缸的动作速度可取150mm/s,动作时间t=4002150=4s则n=604=15;q=3.140.28015(20.040.040.0160.016)4=0.0097m3活塞杆强度较核结果为稳定。df=20mmlf=15mmq0.0097m3项目设计正文内容计算结果及说明3.7连接与密封3.7.1缸筒与缸盖的连接3.7.2密封3.7.3活塞杆与推板的连接3.7.4气缸与支架的连接式中,d气缸直径,m,d活塞杆直径,m,s活塞行程,m,n气缸活塞每分钟往复次数缸筒与缸盖的连接型式主要有拉杆式螺栓连接、螺钉式、钢筒螺纹、卡环等。本设计采用拉杆式螺栓连接,其结构应用很广,结构简单,易于加工,易于装卸。气缸密封的好坏,直接影响气缸的性能和使用寿命,正确设计、选择和使用密封装置,对保证气缸的正常工作非常重要。对密封元件的要求如下。密封性好,耐磨损,使用寿命长。稳定性好,不易膨胀和收缩,难于溶解,不易老化及软化。摩擦力小。密封件表面平整、光滑、无气泡、杂质、凹凸等缺陷。被密封表面粗糙度对密封元件的使用寿命有重要影响,表面粗糙度应在ra0.4m左右。结构简单,成本低。所以结构实际,密封元件的材料可采用耐油橡胶。密封元件的形状可采用o形密封圈。活塞杆与推板的连接要保证稳定可可靠,不需要多大的连接风度,故可采用螺纹连接。此种连接方法简单易行,方便可靠,操作方便,经济实用,螺栓型号可查国标:连接时要求螺母最上方不要超过推板和托板的上平面,以保证工作时被推面的安全。气缸与支架通过气缸支座和支架连接,也可采用螺栓连接,具体连接型号可见装配图和零件图。连接要求第四章控制原理及方法控制系统的作用是保证工作机的所有机构,能严格按照预定的,协调地,有节奏地实惠运动和停止运动,使工作循环得以周而复始地进行。控制系统对生产和工作可靠性影响很大,因此,要求控制准确、灵敏、可靠、耐用和调整方便。4.1控制技术的种类及特点工作机的机械化自动化,早期主要是凸轮、靠模和自动停车等方法来实现。随着科学技术的发展,许多新的控制技术,已被广泛应用于实现生产过程的自动控制。目前常用的控制技术可归纳为四大类:4.1.1机械控制机械控制主要是由分配轴、凸轮、从动杆及一些调整环节所构成。分配轴上的凸轮根据各执行机构的运动不,设计成相应的轮廓形状,并按工作循环图的规定,在分配轴上严格保持相互间的相位角,从而使工作机上的各执行机构,能严格按照预定的程序和时间进行协调的运动。当加工对象变更时,则应按照新的工作循环图调整凸轮间的相位位置,有时还需要换上为新的加工对象而预制的新凸轮。因此机械结构比较复杂,调整较费事,但比较可靠和易行,应用较成语。它主要适应大批大量生产吵的专用自动机和半自动机上。4.1.2流体控制流体控制的利用流体的各种控制元件及装置,组成控制回路,进行自封同。流体控制分为液压控制和气动控制两种。(1)液压控制液压舍去与控制是以液没为工作打蛇打七寸,进行能量仁慈和的一种开工。液压装置工作平稳,重量轻,惯性小,反应快,易于实现快速启动、制动和频繁的换向,能在大范围内实现无级调速(调速范围可大2000),它还能在运行的过程中进行调速。液压系统易于自动化,它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节和控制。当将液压放电气控制、电子控制或气动控制结合起来时,整个舍去装置能实现很复杂的顺序动作,也能方便地实现过程控制。液压系统的缺点是,在工作过程中有较多的能量损失(磨擦损失、泄漏损失等);对没温的变化比较敏感,工作的稳定性容易受到温度的影响,因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作;液具有易燃性,有引起爆炸的危险;没液中有空气会引起工作机构的不均匀跳动;就处理小功率信号的数学运算、误差检测、放大、测试与裣等功能而言,液压装置不如电子装置那样灵活、线性、准确和方便,因而在控制系统的小功率部分,一般不宜采用,主要应用于线路和系统的动力部分。(2)气动控制气动控制技术是利用压缩空气作为传递动力或信号的工作介质,配合气动控制系统的主要气动元件,与机械、液压、电报(包含plc控制器和微机)等部分或全部综合构成的控制回路,使气动元件按生产工艺要求的工作善,自动按设定的顺序或条件动作的一种自动化技术。与液压控制比较,动作迅速,反应快,使用的元件和工作介质成本低,便于现有设备的自动化改装,能在恶劣的条件下正常工作。气动控制的缺点是运动的平稳性较差,有噪声,控制元件体积较大。在气动控制系统中,作为完成一定逻辑功能的气动逻辑元件,由于其结构简单,成本低廉,耗气量小,抗污染能力强,对气流的净化要求低,所以在气动控制中也有非常广泛的应用。4.1.3电气控制电气控制由电动机,各种低压电器(如接触器、继电器、电磁阀、行程形状等)和保护电器(如熔断丝、热继电器等),通过导线连接而组成。当工作机各执行机构工作时,利用行程、压力或时间的变化,通过电器元件触头接通或断开电动机、电磁铁或电磁阀的电路,以改变各机构的运动状态。这样有触点的电器控制反应慢,长时间工作后,触点会烧毛,造成工作不可靠。但构造简单,造价低,使用方便。4.1.4计算机控制(电子控制)目前以电子控制,特别是以电子计算机控制技术为核心的数字控制新技术,日益广泛地应用于各类机器设备的自动控制中。计算机的微型化、高速、大内存、高性能,促进了工业自动化,导致了制造工业机电一体化变革,机电一体化抚摩已从早期的机械电子化变为机械微电子化和机械计算机化。在控制过程中,微型计算机悼念和分析处理论处,发出各种指令去指挥和控制系统运行,还提供多种人机接口,以便观测结果,运行状态和人对系统的控制和调整。微型计算机的功能,大致可以归纳为以以下几个方面:对机械工业生产过程的直接控制。其中包括顺序控制,数字程序控制,直接数字控制。对机械生产过程的监督和控制。如根据生产过程的状态,原料和环境因素,按照预定的生产过程数学模型,计算出最优参数作为给定值,以指导生产的进行,也可直接将给珲值送给模拟调节器,自动进行整定、调整,传送至下一级计算机进行直接数字控制。在机械工业生产过程中,对各物理参数进行周期性或随机性的自动测量,并显示、打印记录结果供操作人员观测;对间接测量的参数和指标进行计算、存储、分析判断和处理,并将信息反馈到控制中心,制定新的对策。对车间或全厂自动生产线的生产过程进行调度和管理。直接渗透到自动机械产品中形成带有智能性的机电一体化新产品,如机器人、自动包装机械,智能仪器等。机电一体系统的微型化、多功能化、柔性化、智能化、安全可靠、低价、易于操作的特性,都是采用微型计算机技术的结果。微型计算机技术是现代自动机械中最活跃,影响最大的关键技术。近代的控制系统均由微机和其它皑皑部件组成,利用软件实现各种控制。由微机组成的控制装置有多种,初期的微机控制多为单板机,如国内最先推出的简易车床数控系统即属此类,后随着pc机的推广应用,出现了pc机经扩展而成的微机测控系统,但其环境适应性较差,以后又较多采用可靠性较高的std(standard标准)总线系统和工作pc机,近几年又在推广性能更优越的可编程序控制器(plc)。4.2控制系和控制系统的组成控制系统的每一个控制作用,由一定的控制系完成。控制系通常由发令器、转换器、执行器等三个环节组成,如下图所示:原始指令 控制指令发令器转换器执行器4.2.1发令器发令器的作用,是按预定的要求发送控制的原始指令。按发出指令的能量开工不同,发令器有电的、光电的、机械的、气动的和液压的等,如按钮、挡铁行程开关、行程阀、工作机分配轴上的凸轮、仿形机床上的靠模、各种自动度量仪、压力继动器、速度继动器以及时序信号发生器等。4.2.2执行器执行器是最终完成控制作用的环节,它直接控制工作机的运行部件行动作(如移动、转动、电动机正反转等),以完成加工任务。、按能源形式的不同,执行器有机械的、电力机械的、液压机械的或气动的多种。例如,拨叉、插销、接触器、电磁铁、电磁离合器、电动机、主控阀等。4.2.3转换器转换器的作用,是将发令器所发出的指令传送到执行器。它可以是简单地传递指令,但更多的是在传递过程中心迹指令的量和质。属于量的转换的,如将指令的能量放大和缩小;将指令传到执行器的时间滞后于发令时间等。属于质的转换的,如将传到执行器的指令的能量形式改变,例如将电的原始指令转换成液压的或气动的指令,或者相反,然后再传给执行器。常用的转换器有各种机械传动机构、电子放大器、液压放大器、中间继电器、液压气动中继器等。它们通常是机械、液压、气动、电和光电的各种元件的组合。当执行器的功率和很小时,发 器可直接将原始指令传给执行器,而不需要设置中间转换器。假如一个发令器只控制一个执行器,称为简单的控制系;若控制几个同时动作的或按先后次序动作的执行器,如放松、送进和夹紧棒料,称为复杂的控制系

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