气动系统设计与分析资料报告大作业.doc

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1、宁波理工学院《气动系统设计与分析》大作业题目气动系统设计与分析姓名明豪学号3110612003　专业班级机电111　指导教师黄方平学院机电与能源工程学院完成日期2014年12月30日目录1设计任务12总体方案设计22.1系统控制流程图22.2气动原理设计22.3工作过程32.4PLC控制程序32.5系统仿真33气动系统设计计算53.1执行元件选择53.1.1气缸1参数计算53.1.2气缸2参数计算53.1.3气缸3参数计算63.2控制元件选择63.3确定管道直径63.4气动辅助元件的选择73.5选择空压机73.6元件明细列表84设计小结95参考

2、文献1011设计任务某专用打孔机的结构如下图所示，其动作要求如下：工件夹紧----钻孔----返回----工件松开----推出工件----准备下一次动作。要求夹紧力200N，钻孔推力大于100N，画出系统的气动原理图，写出计算过程，选择气缸型号,画出控制程序流程图并利用automation软件仿真。（提交设计说明书，PLC控制程序，automation仿真图）气动原理图图11总体方案设计1.1系统控制流程图控制流程图图2-11.2气动原理设计空气压缩机提供动力。启动工作，首先打开空气压缩机提供气源，二位二通电磁换向阀1得电，气缸1夹紧工件；接着

3、，二位二通电磁换向阀2得电，气缸2钻孔并返回；最后，二位二通电磁换向阀1得电，气缸1松开工件，二位二通电磁换向阀3得电，气缸3推出工件，完成一次周期工作。1.1工作过程循环工作：工件夹紧----钻孔----返回----工件松开----推出工件----准备下一次动作1.2PLC控制程序PLC控制程序图2-41.3系统仿真工位1夹紧图2-5-1工位2钻孔图2-5-2工位3工件推出图2-5-3工序结束图2-5-41气动系统设计计算1.1执行元件选择通过F=P*A公式，已知夹紧力200N，钻孔压力100N；选用SMC标准气缸MB系列型号，最高使用压力为

4、P1.0MPa。因此，可得最小缸径。又因处于安全考虑，选用缸径稍大气缸。SMC标准气缸MB系列型号图3-11.1.1夹紧气缸参数计算A1=F1/P=200N/1MPa=Pi*R2R=8.0mm因此选用缸径为32mm的SMC气缸1.1.2钻孔气缸参数计算A1=F1/P=100N/1MPa=Pi*R2R=3.9mm因此选用缸径为32mm的SMC气缸1.1.1推出气缸参数计算A1=fmax/P=200N/1MPa=Pi*R2R=8.0mm因此选用缸径为32mm的SMC气缸1.2控制元件选择（1）换向阀的选择选用费斯通G1/4二位二通电磁换向阀（2）压

5、力阀的选择选用费斯通G1/4快插压力阀（3）单向节流阀的选择选用费斯通G1/4快插单向节流阀1.1确定管道直径（1）确定管道直径由于气缸最大使用压力为1MPa，因此选择最大承受压力为2MPa的M6软管。（2）计算压力损失管道中的压力损失分沿程压力损失和局部压力损失.沿程压力损失Pf=(λL/d)ρV^2/2局部压力损失Pj=∑ζρV^2/2管道中的总压力损失Pw=Pf+Pj=(λL/d)ρV^2/2+∑ζρV^2/2=[(λL/d)+∑ζ]ρV^2/2式中:λ－—管道的沿程阻力系数；L——管道长度；d——管道径；∑——总和号；ζ－—管道的局部阻

6、力系数；ρ－－流体密度；V－－管道流速。对于长管道，局部压力损失可忽略，管道中的总压力损失Pw=Pf＝(λL/d)ρV^2/2或Pw＝ρgsLQ^2式中:ρ－—流体密度；g－－重力加速度；s——管道比阻；L－－管道长度；Q－—管道流量。管道比阻与沿程阻力系数的关系：s=8λ/(gπ^2d^5)1.2气动辅助元件的选择选择多款口径为M6的快插接头1.1选择空压机（1）计算空压力的供气量Qs=Q0(1+111%×Δp),m3/min式中Qs———降低排气压力后的排气量,m3/minQ0———原机型额定排气压力下的排气量,m3/minΔp=p0-p1

7、,barp0———原机型额定排气压力,barp1———所需排气压力,bar（2）计算供气压力供气压力可选用气缸最大压力的60%，即为0.6MPa。1.2元件明细列表元件名规格数量备注SMC气缸MDBL32-50-Z733个MB系列电磁换向阀VZWD-G1/43个二位二通压力阀LRMA-G1/43个快插管接头单向阀CRGRLA-G1/43个快插管接头空气压缩机VMS-07351个软管M6 多米气动管接头M64个1设计小结在黄老师的指导下，经过一学期的努力，我的气动系统设计与分析的大作业总算有了初步的成果。通过此次设计，我再一次系统性的学习了专业知

8、识，受益匪浅。通过这次的气动系统的设计与分析，让我体验了学习该门课程的基本模式和相关学习思路。这门课程中，我向往常一样根据老师所给的题目去构思，收集整