气动控制系统设计.doc

气动控制系统设计1、气动控制系统的组成。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）、传感元件和气动辅件连接起来。设计程序有关事项2.1设计程序2.1.1调研主机工作要求，明确设计依据。A.了解主机结构、循环动作过程、执行元件操作力、运动速度及调整范围、运动平稳性、定位精度、传感器元件安装位置、信号转换、联锁要求、紧急停车、操作距离和自动化程度等。B.工作环境，如温度及变化范围、湿度、振动、冲击、灰尘、腐蚀、防爆要求等。C.是否要和电气、液压系统相配合，如需要须了解相应的安装位置等。D.其他要求，如气控装置的重量、外形尺寸、价格要求等要求。2.1.2气动回路设计A.由执行元件数目、工作要求和循环动作过程，拟出执行元件的工作程序图。根据工作速度要求确定每一个气缸在一分钟内的动作次数。B.根据元件的工作程序，参考各种气动基本回路，按程序控制回路设计方法，设计气动回路。为了得到最合理的气动回路，设计时可做几种法案比较，如气控制，气-电控制，射流控制方案等进行选择，绘出气动回路图，使用电磁阀的场合，同时还绘出电气回路图。2.1.3执行元件选择和计算气动执行元件的类型一般应与主机相协调，即直线往复运动应选择气缸，回转运动应选择气动马达，往复摆动应选择摆动缸。2.1.4控制元件选择根据系统或执行元件的工作压力和通过阀的最大流量，选用各生产厂制造的阀和气动元件。选择各种控制阀或逻辑元件时应考虑的特性有：1工作压力2额定流量3响应速度4使用温度范围5最低工作压力和最低控制压力6使用寿命7空气泄漏量8尺寸及联接形式9电气特性等选择控制阀时除了根据最大流量外，还应考虑最小稳定流量，以保证气缸稳定工作。2.1.5气动辅件选择根据气缸装置的用气量进行辅件选择：A过滤器：不同的执行元件和控制元件对过滤器的要求一般为气缸、截止阀等5075气动马达等1025金属硬配滑柱式、射流元件等5B减压器：根据压力调整范围和流量确定减压器或定植器的型号C油雾气：根据流量和油雾颗粒大小要求。一般10平方米空气中应加润滑油量1毫升左右。D消声器：根据工作场合对噪声的要求选择。2.1.6压缩机选择由于使用压缩空气单位的负载波动不同，故压缩机容量的确定要充分了解不同用户的用气规律性，根据实际情况最后确定，压缩机供气量Qg可按下式简单估算Qg=(1.21.5)求和（QZ+QO）m3/min式中QZ-一台机器的用气量QO-机器和配管的漏气量N-工作台数根据上式可选择相应的空气压缩机，当样本上的压缩机供气量与计算结果不一致时，一般选偏大的压缩机。2.1.7管道直径的确定在管道计算中，常常是先按计算流量及经验流速计算出各区段的管径，然后计算出管径校核各区段的压力降，以使最远点压力降在允许的范围内。若压力降超过额定值，应重新选择较低流速，再确定新的管径，在新的管径基础上再计算阻力损失，直到使压力降在允许范围内。2.2气动控制系统设计有关事项1气源处理供给气动装置的压缩空气，除了保证其压力和流量外还必须除去其中的含油污水和灰尘等，以减少气动元件的磨损避免其零件的锈蚀，否则将引起系统工作效率降低，并常产生误动作而发生事故。故在气动装置前除直接安装减压-过滤-油雾三联件外，在压缩机之后一般应设有冷却器、过滤器和气罐等，以保证气动系统正常运行。在要求更高的情况下，应加干燥器或特殊过滤器。三联件应安装在外部，以便排水，观察和维修。必要时应装有压力继电器和主机电器部分互锁2管路安装进行管路设计时，应注意管内的水分，在这前面虽然经过一些处理，但其中还是含有些未除掉的水分，是管道、机件生锈而工作失常。所以必须采取措施除掉残余的水分。3控制箱为满足一定操作要求，常将各种控制元件集中在控制箱内，对控制箱设计时的注意点有：A保证线路正常工作，阻力损失小，布置合理。B面板及结构安排要考虑操作方便C便于维修，易于检查D经济美观4特殊情况处理在设计时，应考虑系统在停电、发生事故需要紧急停车以及重新开车而必须联锁