气动系统设计[13页]

1、第十四章 气动系统设计,第一节 气动行程程序回路的设计方法 第二节 气动系统设计的主要内容及设计程序,第十四章 气动系统设计,气动系统设计中一个很重要的内容是回路设计。在回路设计中，将着重介绍行程程序回路的设计方法，通过本章的学习要求我们能熟练地掌握这种方法进行回路设计。 第一节 气动行程程序回路的设计方法 一、概述 程序控制(简称程控)是实现自动化广泛采用的一种控制方法。程序控制可分为行程程序控制和时间程序控制两类。 简单行程程控与时间程控的一般组成方式如图14-1和图14-2所示。,3.右上角带*号的信号称其为执行信如 、 、.等；而把不带*号的信号叫 做原始信号如 a0、b0等 A1,信

2、号动作线图法是利用绘制信号动作线图的办法设计出气动控制回路。此法的设计步骤大致如下： (一)根据生产自动化的工艺要求，写出工作程序； (二)绘制信号动作线图； (三)分析并排除控制障碍； (四)绘制逻辑原理图和气动回路原理图。 1.用大写字母A、B、C等表示气缸，用下标 “1”与“0”表示气缸活塞杆的两种不同的状态。 (图14-3)。 2.用带下标的小写字母a1 、a0、b1 、b0 等分别表示与动作A1、A0、B1、B0等相对应 的行程阀及其输出信号。,二、气动行程程序回路的设计 (一)列出工作程序 下面举例说明： 例 某专用气动机械手的结构示意图如图14-4所 示，它由四个气缸所组成，能在

3、三个坐标内工作。,(二)绘制信号-动作状态线图(X-D线图) 1.多缸单往夏系统X-D线图的绘 (1)画方格图(如图14-6) (2)画动作状态线(D线) 下面以气动机械手动作为例说明动作线图的画法。 如图10-7所示，用横粗实线画出了各执行元件的动 作状态线。画法如下： 动作状态线的起点是该动作程序的开始处。 动作状态线的终点是该动作状态变化的开始处,其工作程序如图14-5所示。,(3)画信号线(X线) 用横的细实线在图10-7上画出了程信号线。 信号线的画法如下： 信号线的起点与同一组中动作状态线的起点相同。 信号线的终点是和上一组中产生该信号的动作线终点相同。,(三)确定并排除障碍信号，

4、 找出执行信号 1.障碍信号的确定 2. I型障碍信号的排除,排除障碍的实质就是缩短控制信号存在的 时间，使长信号变为短信号 (信号线最长等于它所控制的动作线)。 (1)脉冲信号法 将有障碍的原始信号变成脉冲信号 。 1.采用机械活络挡铁或可通过式行程阀。 （图14-18） 2.采用脉冲阀或脉冲形成回路排除I型障碍。 （图14-19）,(2)逻辑回路法排除I型障碍 1由“与门”逻辑元件排除障碍(图14-10) 如图14-11所示，制约信号x的起始点应选在障碍信号m开始之前及m障碍段之后范围中(图中3区域)。x的终点应选在障碍信号m的无障碍段中。,2. 用中间记忆元件排除I型障碍 如图14-12

5、b所示，常为双气控二位三通(或二位五通)阀，当x1有气时使K阀有输出，而当x0有气时K阀无输出。很明显x1与x0不能同时存在，只能一先一后存在，x1或x0可用脉冲阀得到。选择K阀的原则是(见图14-13)：,(四)气动回路的简化及对操作要求等的考虑 (1)用弹簧及单向控制阀(或单作用缸)代替双向控制阀(如图10-14b ) (2)用“禁门”回路及差压阀 (如图10-15所示),(3)用阀的合并法（如图14-16所示）,(五)对回路其它要求的设计 1.回路的复位及启动（图14-17） 2.手动及自动操作（图14-18） 3.联锁保护 (六)绘制气控逻辑原理图与气控回路原理图 1.气控逻辑原理图的

6、绘制 (1)气动逻辑原理图的基本组成及符号 (2) 气动逻辑原理图的画法 （图14-19） 2. 气控回路原理图的绘制,第二节 气动系统设计的主要内容及设计程序 一、明确工作要求 （一）运动和操作力的要求 （二）工作环境条件 （三）和机、电、液控制相配合的情况 ，以及对气动系统的要求。 二、设计气控回路 （一）列出气动执行元件的工作程序图（并用字母表示）。 （二）画信号动作状态线图。 （三）应用逻辑符号按行程程序画出逻辑的原理图。 （四）根据逻辑原理图并参考各种气动基本回路（和常用回路）绘制气动回路原理图。 （五）为得到最合理的气动回路，设计时，可根据逻辑原理图作出几种方案进行比较，如对气控制

7、、电-气控制和射流控制方案进行合理的选定。 三、选择、设计执行元件 四、选择控制元件 1. 确定控制元件类型，其中对于全气阀控制、电磁气阀控制、逻辑元件或射流元件控制要根据表14-1进行比较而定。,表14-1 几种气控元件选用比较表,2. 确定控制元件的通径,表10-2标准控制阀各种通径对应的额定流量,注： 额定流量是限制流速在1525米/秒范围以内所测得阀的流量。,五、选择气动辅件 （一）分水滤气器 其类型主要根据过滤精度要求而定。 （二）油雾器 根据油雾颗径大小和流量来选取。 （三） 消声器 可根据工作场合选用不同形式的消声器，其通径大小根据通过的流量而定，可查有关手册。 （四） 储气罐 其理论容积