液壓與氣動技術(shù)第8章 液壓傳動系統(tǒng)與氣動系統(tǒng)設(shè)計

1、.第第8章章 液壓傳動系統(tǒng)與氣動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)與氣動系統(tǒng)設(shè)計8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計主要包含液壓傳動系統(tǒng)的機械設(shè)計和電氣液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計主要包含液壓傳動系統(tǒng)的機械設(shè)計和電氣控制設(shè)計?？刂圃O(shè)計。8.1.1 液壓傳動系統(tǒng)的機械部分設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)的機械部分設(shè)計液壓系統(tǒng)設(shè)計的步驟大體如下液壓系統(tǒng)設(shè)計的步驟大體如下:明確設(shè)計要求明確設(shè)計要求;進行工況分析與初步確定系統(tǒng)的主要參數(shù)進行工況分析與初步確定系統(tǒng)的主要參數(shù);擬定液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)原理圖;計算和選擇液壓元件計算和

2、選擇液壓元件;估算液壓系統(tǒng)性能估算液壓系統(tǒng)性能;繪制工作圖和編寫技術(shù)文件。繪制工作圖和編寫技術(shù)文件。下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計1.明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求在開始設(shè)計液壓系統(tǒng)時在開始設(shè)計液壓系統(tǒng)時.首先要對機械設(shè)備主機的工作情況進首先要對機械設(shè)備主機的工作情況進行詳細的分析行詳細的分析.明確主機對液壓系統(tǒng)提出的要求明確主機對液壓系統(tǒng)提出的要求.具體包括以具體包括以下幾方面。下幾方面。主機的用途、主要結(jié)構(gòu)、總體布局主機的用途、主要結(jié)構(gòu)、總體布局;主機對液壓系統(tǒng)執(zhí)行元主機對液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置布置和空間尺寸上的限制。件在位置布置和空間尺寸上的限制。主機

3、的工作循環(huán)主機的工作循環(huán).液壓執(zhí)行元件的運動方式液壓執(zhí)行元件的運動方式(移動、轉(zhuǎn)動或移動、轉(zhuǎn)動或擺動擺動)及其工作范圍。及其工作范圍。液壓執(zhí)行元件的負載和運動速度的大小及其變化范圍。液壓執(zhí)行元件的負載和運動速度的大小及其變化范圍。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計主機各液壓執(zhí)行元件的動作順序或互鎖要求。主機各液壓執(zhí)行元件的動作順序或互鎖要求。對液壓系統(tǒng)工作性能對液壓系統(tǒng)工作性能(如工作平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等如工作平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等)、工作、工作效率、自動化程度等方面的要求。效率、自動化程度等方面的要求。液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件.如周圍介質(zhì)、

4、環(huán)境溫度、如周圍介質(zhì)、環(huán)境溫度、濕度、塵埃情況、外界沖擊振動等。濕度、塵埃情況、外界沖擊振動等。其他方面的要求其他方面的要求.如液壓裝置在重量、外形尺寸、經(jīng)濟性等如液壓裝置在重量、外形尺寸、經(jīng)濟性等方面的規(guī)定或限制。方面的規(guī)定或限制。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計2.分析系統(tǒng)工況及確定主要參數(shù)分析系統(tǒng)工況及確定主要參數(shù)(1)工況分析工況分析工況分析就是分析主機在工作過程中各執(zhí)行元件的運動速度工況分析就是分析主機在工作過程中各執(zhí)行元件的運動速度和負載的變化規(guī)律。對于動作較復(fù)雜的機械設(shè)備和負載的變化規(guī)律。對于動作較復(fù)雜的機械設(shè)備.根據(jù)工藝要根據(jù)工藝要求求.將各執(zhí)行元件

5、在各階段所需克服的負載用將各執(zhí)行元件在各階段所需克服的負載用圖圖8-1(a)所示所示的負載一位移的負載一位移(F-l)曲線表示曲線表示.稱為負載圖。將各執(zhí)行元件在稱為負載圖。將各執(zhí)行元件在各階段的速度用各階段的速度用圖圖8-1 (b)所示的速度一位移所示的速度一位移(v-l) 曲線表曲線表示示.稱為速度圖。設(shè)計簡單的液壓系統(tǒng)時稱為速度圖。設(shè)計簡單的液壓系統(tǒng)時.這兩種圖可省略不這兩種圖可省略不畫。畫。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計 (2)確定主要參數(shù)確定主要參數(shù)這里是指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。這里是指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。執(zhí)行元件的工作

6、壓力執(zhí)行元件的工作壓力.可以根據(jù)負載圖中的最大負載來選取可以根據(jù)負載圖中的最大負載來選取(見見表表8-1).也可以根據(jù)主機的類型來選取也可以根據(jù)主機的類型來選取(見見表表8-2);而最而最大流量則由執(zhí)行元件速度圖中的最大速度計算出來。這兩者大流量則由執(zhí)行元件速度圖中的最大速度計算出來。這兩者都與執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)都與執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)(指液壓缸的有效工作面積八或液壓指液壓缸的有效工作面積八或液壓馬達的排量馬達的排量VM)有關(guān)。一般的做法是有關(guān)。一般的做法是.先選定工作壓力先選定工作壓力p.再按再按最大負載和預(yù)估的執(zhí)行元件機械效率求出最大負載和預(yù)估的執(zhí)行元件機械效率求出A或或VM.經(jīng)過各種必經(jīng)過

7、各種必要的驗算、修正和圓整后定下這些結(jié)構(gòu)參數(shù)要的驗算、修正和圓整后定下這些結(jié)構(gòu)參數(shù).最后再算出最大最后再算出最大流量流量qmax來。來。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計3.擬定液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)原理圖是整個設(shè)計工作中最主要的步驟擬定液壓系統(tǒng)原理圖是整個設(shè)計工作中最主要的步驟.它對系它對系統(tǒng)的性能以及設(shè)計方案的經(jīng)濟性、合理性具有決定性的作用。統(tǒng)的性能以及設(shè)計方案的經(jīng)濟性、合理性具有決定性的作用。其一般方法是其一般方法是.根據(jù)動作和性能的要求先分別選擇和擬定基本根據(jù)動作和性能的要求先分別選擇和擬定基本回路回路.然后將各個回路組合成一個完整的系統(tǒng)

8、。然后將各個回路組合成一個完整的系統(tǒng)。選擇液壓回路是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求和工況圖從眾多的成熟選擇液壓回路是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求和工況圖從眾多的成熟方案中方案中(參見本書第參見本書第7章和有關(guān)的設(shè)計手冊、資料章和有關(guān)的設(shè)計手冊、資料)評比挑選評比挑選出來的。選擇時出來的。選擇時.既要考慮調(diào)速、調(diào)壓、換向、順序動作、動既要考慮調(diào)速、調(diào)壓、換向、順序動作、動作互鎖等要求作互鎖等要求.也要考慮節(jié)省能源、減少發(fā)熱、減少沖擊、保也要考慮節(jié)省能源、減少發(fā)熱、減少沖擊、保證動作精度等問題。證動作精度等問題。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計組合液壓系統(tǒng)是把挑選出來的各種液壓回路綜合在一起

9、組合液壓系統(tǒng)是把挑選出來的各種液壓回路綜合在一起.進行進行歸并整理歸并整理.增添必要的元件或輔助油路增添必要的元件或輔助油路.使之成為完整的系統(tǒng)。使之成為完整的系統(tǒng)。4.液壓元件的計算液壓元件的計算液壓泵的最大工作壓力必須不小于液壓執(zhí)行元件最大工作壓液壓泵的最大工作壓力必須不小于液壓執(zhí)行元件最大工作壓力及進油路上總壓力損失這兩者之和。液壓執(zhí)行元件的最大力及進油路上總壓力損失這兩者之和。液壓執(zhí)行元件的最大工作壓力可以從工況圖中找到工作壓力可以從工況圖中找到;進油路上的總壓力損失可以通進油路上的總壓力損失可以通過估算求得過估算求得.也可以按經(jīng)驗資料估計也可以按經(jīng)驗資料估計(見見表表8-3)。上一頁

10、 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓泵的流量必須不小于幾個同時工作的液壓執(zhí)行元件總流液壓泵的流量必須不小于幾個同時工作的液壓執(zhí)行元件總流量的最大值以及回路中泄漏量這兩者之和。液壓執(zhí)行元件總量的最大值以及回路中泄漏量這兩者之和。液壓執(zhí)行元件總流量的最大值可以從工況圖中找到流量的最大值可以從工況圖中找到(當系統(tǒng)中備有蓄能器時此當系統(tǒng)中備有蓄能器時此值應(yīng)為一個工作循環(huán)中液壓執(zhí)行元件的平均流量值應(yīng)為一個工作循環(huán)中液壓執(zhí)行元件的平均流量);而回路中而回路中的泄漏量則可按總流量最大值的的泄漏量則可按總流量最大值的10%30%估算。估算。在參照產(chǎn)品樣本選取液壓泵時，泵的額定壓力應(yīng)選得比

11、上述在參照產(chǎn)品樣本選取液壓泵時，泵的額定壓力應(yīng)選得比上述最大工作壓力高最大工作壓力高20%60%.以便留有壓力儲備以便留有壓力儲備;額定流量額定流量則只須選得能滿足上述最大流量需要即可。則只須選得能滿足上述最大流量需要即可。液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時.其驅(qū)動電機的功率一其驅(qū)動電機的功率一般可以直接從產(chǎn)品樣本上查到電機功率也可以根據(jù)具體工況般可以直接從產(chǎn)品樣本上查到電機功率也可以根據(jù)具體工況計算出來計算出來.有關(guān)的算式和數(shù)據(jù)見液壓工程手冊。有關(guān)的算式和數(shù)據(jù)見液壓工程手冊。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計閥類元件的規(guī)格按液壓系統(tǒng)

12、的最大壓力和通過該閥的實際流閥類元件的規(guī)格按液壓系統(tǒng)的最大壓力和通過該閥的實際流量從產(chǎn)品樣本上選定。選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時量從產(chǎn)品樣本上選定。選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時.還要考慮它的還要考慮它的最小穩(wěn)定流量是否符合設(shè)計要求。各類閥都須選得使其實際最小穩(wěn)定流量是否符合設(shè)計要求。各類閥都須選得使其實際通過流量最多不超過其公稱流量的通過流量最多不超過其公稱流量的120%.以免引起發(fā)熱、以免引起發(fā)熱、噪聲和過大的壓力損失。對于可靠性要求特別高的系統(tǒng)來說噪聲和過大的壓力損失。對于可靠性要求特別高的系統(tǒng)來說.閥類元件的額定壓力應(yīng)高出其工作壓力較多。閥類元件的額定壓力應(yīng)高出其工作壓力較多。油管規(guī)格的選定和油箱容量的

13、估算見本書油管規(guī)格的選定和油箱容量的估算見本書6. 1. 5小節(jié)。小節(jié)。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計5.液壓系統(tǒng)的性能驗算液壓系統(tǒng)的性能驗算液壓系統(tǒng)性能驗算的項目很多，常見的有回路壓力損失驗算液壓系統(tǒng)性能驗算的項目很多，常見的有回路壓力損失驗算和發(fā)熱溫升驗算。和發(fā)熱溫升驗算。(1) 回路壓力損失驗算回路壓力損失驗算壓力損失包括管道內(nèi)的沿程損失和局部損失以及閥類元件處壓力損失包括管道內(nèi)的沿程損失和局部損失以及閥類元件處的局部損失的局部損失3項。管道內(nèi)的這兩種損失可用第項。管道內(nèi)的這兩種損失可用第2章中的有關(guān)公章中的有關(guān)公式估算式估算;閥類元件處的局部損失則須從產(chǎn)品

14、樣本中查出。當通閥類元件處的局部損失則須從產(chǎn)品樣本中查出。當通過閥類元件的實際流量過閥類元件的實際流量q不是其公稱流量不是其公稱流量qn時時.它的實際壓力它的實際壓力損失損失p與其額定壓力損失與其額定壓力損失pn間將呈如下的近似關(guān)系間將呈如下的近似關(guān)系:計算液壓系統(tǒng)的回路壓力損失時計算液壓系統(tǒng)的回路壓力損失時.不同的工作階段要分開來計不同的工作階段要分開來計算。算。上一頁 下一頁返回（8.2）.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計 (2)發(fā)熱溫升驗算發(fā)熱溫升驗算這項驗算是用熱平衡原理來對油液的溫升值進行估計。單位這項驗算是用熱平衡原理來對油液的溫升值進行估計。單位時間內(nèi)進入液壓系統(tǒng)的熱量時

15、間內(nèi)進入液壓系統(tǒng)的熱量Q(以以W計計)是液壓泵輸入功率是液壓泵輸入功率P1和液壓執(zhí)行元件有效功率和液壓執(zhí)行元件有效功率P0之差。假如這些熱量全部由油箱之差。假如這些熱量全部由油箱散發(fā)出去散發(fā)出去.不考慮系統(tǒng)其他部分的散熱效能不考慮系統(tǒng)其他部分的散熱效能.則油液溫升的估則油液溫升的估算公式可以根據(jù)不同的條件分別從有關(guān)的手冊中找出來。例算公式可以根據(jù)不同的條件分別從有關(guān)的手冊中找出來。例如如.當油箱當油箱3個邊的尺寸比例在個邊的尺寸比例在1 :1 : 11: 2 : 3之間、油之間、油面高度是油箱高度的面高度是油箱高度的80%且油箱通風情況良好時且油箱通風情況良好時.油液溫升油液溫升T的計算式可以

16、用單位時間內(nèi)輸入熱量的計算式可以用單位時間內(nèi)輸入熱量Q(W)和油箱有效和油箱有效容積容積V2 (m3)近似地表示成近似地表示成當驗算出來的油液溫升值超過允許數(shù)值時當驗算出來的油液溫升值超過允許數(shù)值時.系統(tǒng)中必須考慮設(shè)系統(tǒng)中必須考慮設(shè)置適當?shù)睦鋮s器。置適當?shù)睦鋮s器。上一頁 下一頁返回（8.3）.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計例例8-1如如圖圖8-3所示的工件所示的工件.需要大批量生產(chǎn)需要大批量生產(chǎn).本工序鉆削工件本工序鉆削工件上有一上有一15偏心孔偏心孔.工件材料為鑄鐵工件材料為鑄鐵.材料硬度為材料硬度為220 HB.為為此設(shè)計一全自動專用鉆床此設(shè)計一全自動專用鉆床.只要將工件堆積在料

17、斗里只要將工件堆積在料斗里.一按開一按開關(guān)就可重復(fù)自動完成從送料、加工到結(jié)束這一全部過程關(guān)就可重復(fù)自動完成從送料、加工到結(jié)束這一全部過程.設(shè)計設(shè)計該鉆床的液壓系統(tǒng)及電氣控制回路設(shè)計的該專用鉆床的加工該鉆床的液壓系統(tǒng)及電氣控制回路設(shè)計的該專用鉆床的加工工位結(jié)構(gòu)簡圖如工位結(jié)構(gòu)簡圖如圖圖8-4所示所示.其工作循環(huán)步驟為其工作循環(huán)步驟為:上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(1)負載分析負載分析根據(jù)工件材料查閱機械加工工藝手冊根據(jù)工件材料查閱機械加工工藝手冊.得出鉆孔的較合適的表得出鉆孔的較合適的表面切削速度為面切削速度為從而計算出主軸的轉(zhuǎn)速為從而計算出主軸的轉(zhuǎn)速為由加工直徑查

18、閱工藝手冊由加工直徑查閱工藝手冊.得出加工每轉(zhuǎn)進給量為得出加工每轉(zhuǎn)進給量為上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)切削原理得出鉆削力計算公式為根據(jù)切削原理得出鉆削力計算公式為查閱機械設(shè)計手冊得查閱機械設(shè)計手冊得上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計故計算出在本工藝條件下的最大鉆削扭矩及最大鉆削軸向力故計算出在本工藝條件下的最大鉆削扭矩及最大鉆削軸向力為為計算鉆削缸受力。鉆削缸所受軸向力等于鉆削軸向力減去計算鉆削缸受力。鉆削缸所受軸向力等于鉆削軸向力減去動力頭的重量動力頭的重量.應(yīng)小于應(yīng)小于2 946 N。計算夾緊缸受力。根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)畫出受力簡圖，如

19、計算夾緊缸受力。根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)畫出受力簡圖，如圖圖8-5所示，由理論力學(xué)分析進行計算得夾緊力為所示，由理論力學(xué)分析進行計算得夾緊力為上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計其中其中.f表示摩擦系數(shù)表示摩擦系數(shù).本例取本例取0.2 ;表示表示V形塊夾角形塊夾角.本結(jié)構(gòu)為本結(jié)構(gòu)為90;D表示被夾工件直徑表示被夾工件直徑.本工件直徑為本工件直徑為80 mm。故計算出夾緊力為故計算出夾緊力為 W=1 219(N) 查閱液壓傳動設(shè)計手冊查閱液壓傳動設(shè)計手冊.安全系數(shù)為安全系數(shù)為2. 5 3.取其為取其為3.所所以夾緊缸應(yīng)承受負載為以夾緊缸應(yīng)承受負載為 W缸缸=1 219X3=3 657

20、(N)上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計計算送料缸的受力。送料缸在推進工件時計算送料缸的受力。送料缸在推進工件時.工件受料斗上面工件受料斗上面所堆積工件重量的壓力而在所推進工件的上、下兩面產(chǎn)生摩所堆積工件重量的壓力而在所推進工件的上、下兩面產(chǎn)生摩擦阻力擦阻力.每個工件的重量為每個工件的重量為0. 6 kg.最多堆積最多堆積20個個.故摩擦阻故摩擦阻力為力為故送料缸所受最大軸向力為摩擦阻力加工件重量故送料缸所受最大軸向力為摩擦阻力加工件重量.即為即為由于力很小由于力很小.因此將送料缸的運動近似認為是空載運動因此將送料缸的運動近似認為是空載運動上一頁 下一頁返回.8.1

21、液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(2)液壓缸的選擇液壓缸的選擇本例工藝要求送料缸送料速度大于本例工藝要求送料缸送料速度大于50 mm/s.鉆削缸快進速鉆削缸快進速度大于度大于50 mm/s查閱液壓傳動設(shè)計手冊得出查閱液壓傳動設(shè)計手冊得出:選內(nèi)徑選內(nèi)徑X活塞桿徑活塞桿徑=40X20(mm)的液壓缸作為夾緊缸的液壓缸作為夾緊缸.則當液壓缸內(nèi)油的壓則當液壓缸內(nèi)油的壓力達到力達到p=W缸缸/A=4X3 657/(3.14X402)=2.91(MPa)時時.就可夾緊工件就可夾緊工件;選該選該液壓缸行程不小于液壓缸行程不小于40 mm上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(3)液壓泵

22、選擇液壓泵選擇根據(jù)液壓缸的最大工作壓力和最大流量，再考慮相關(guān)損失，根據(jù)液壓缸的最大工作壓力和最大流量，再考慮相關(guān)損失，計算泵的額定流量和額定壓力計算泵的額定流量和額定壓力泵的額定流量泵的額定流量泵的額定壓力泵的額定壓力 查閱產(chǎn)品目錄查閱產(chǎn)品目錄.該泵的型號為該泵的型號為YB1-2. 5.額定壓力為額定壓力為6. 3 MPa.排量為排量為2. 5 Ml/r.轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為450 r/min的定量葉片泵。的定量葉片泵。 該泵的輸出流量為該泵的輸出流量為上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(4)選擇電動機參數(shù)選擇電動機參數(shù)因為液壓泵的轉(zhuǎn)速為因為液壓泵的轉(zhuǎn)速為1450 r/min

23、,所以選電機的轉(zhuǎn)速為所以選電機的轉(zhuǎn)速為1450 r/min.功率大于功率大于0. 34 Kw.(5)選擇油箱選擇油箱油箱容量通常取泵的額定流量的油箱容量通常取泵的額定流量的24倍倍.故設(shè)計油箱的容量為故設(shè)計油箱的容量為714 L。因為鉆削缸要支撐動力頭因為鉆削缸要支撐動力頭.又雙向受力又雙向受力.所以選直徑大一點的所以選直徑大一點的液壓缸。另外由于有差動連接液壓缸。另外由于有差動連接.因此使得快進和退回的速度較因此使得快進和退回的速度較接近接近.因而選活塞桿直徑較粗的液壓缸。因而選活塞桿直徑較粗的液壓缸。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計綜上應(yīng)選內(nèi)徑活塞桿徑綜上應(yīng)選內(nèi)

24、徑活塞桿徑d=50X32(mm)的液壓缸作為鉆削的液壓缸作為鉆削缸缸.則當液壓缸內(nèi)油的壓力大于則當液壓缸內(nèi)油的壓力大于p=F/A=4X2 946/(3.14X502)=1.55(MPa)時時.就可鉆削工件就可鉆削工件;由于鉆削快由于鉆削快進采用差動連接進采用差動連接.因此當輸入流量達到因此當輸入流量達到就能滿足鉆削缸快速進給的要求就能滿足鉆削缸快速進給的要求;選該液壓缸的行程不小于選該液壓缸的行程不小于35mm選內(nèi)徑選內(nèi)徑X活塞桿徑活塞桿徑=32X 16mm的液壓缸作為送料缸，當?shù)囊簤焊鬃鳛樗土细?，當輸入流量達到輸入流量達到就能滿足送料速度要求就能滿足送料速度要求;液壓缸的行程根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定

25、。液壓缸的行程根據(jù)具體結(jié)構(gòu)確定。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(6)選擇閥選擇閥送料缸換向選用二位四通電磁閥送料缸換向選用二位四通電磁閥.能滿足送料要求能滿足送料要求;夾緊缸換夾緊缸換向選用二位四通電磁閥向選用二位四通電磁閥.在夾緊工件時在夾緊工件時.能一直保持一定的壓能一直保持一定的壓力力;鉆削缸換向選用三位四通電磁閥。鉆削缸換向選用三位四通電磁閥。由于鉆削缸的壓力小于夾緊缸的壓力由于鉆削缸的壓力小于夾緊缸的壓力.因此在鉆削支路上接一因此在鉆削支路上接一個減壓閥個減壓閥.以保證夾緊力在切削過程中不下降。以保證夾緊力在切削過程中不下降。由于鉆削缸垂直安裝，因此，為

26、使運動平穩(wěn)，采用液壓缸出由于鉆削缸垂直安裝，因此，為使運動平穩(wěn)，采用液壓缸出口節(jié)流調(diào)速回路?？诠?jié)流調(diào)速回路。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計以泵的額定壓力為以泵的額定壓力為6. 3 MPa.流量為流量為3. 6 L/min為基準為基準.選選擇各種電磁換向閥、溢流閥、減壓閥、調(diào)速閥等元件擇各種電磁換向閥、溢流閥、減壓閥、調(diào)速閥等元件.元件的元件的性能參數(shù)可參考液壓傳動設(shè)計手冊有關(guān)資料性能參數(shù)可參考液壓傳動設(shè)計手冊有關(guān)資料.在此不再一一敘在此不再一一敘述。述。為節(jié)約能源為節(jié)約能源.鉆削缸快進采用差動回路。鉆削缸快進采用差動回路。(7)液壓回路設(shè)計液壓回路設(shè)計根據(jù)以上計算

27、參數(shù)根據(jù)以上計算參數(shù).結(jié)合液壓傳動的基本回路結(jié)合液壓傳動的基本回路.設(shè)計本系統(tǒng)的設(shè)計本系統(tǒng)的液壓回路如液壓回路如圖圖8-6所示。所示。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計8. 1. 2 液壓傳動系統(tǒng)的電氣控制部分設(shè)液壓傳動系統(tǒng)的電氣控制部分設(shè)計計1.液壓回路的電氣控制設(shè)計步驟液壓回路的電氣控制設(shè)計步驟在電氣控制液壓回路中在電氣控制液壓回路中.液壓缸的位置是由微動開關(guān)來控制的液壓缸的位置是由微動開關(guān)來控制的.方向閥則采用電磁閥方向閥則采用電磁閥.常用的電磁閥如常用的電磁閥如圖圖8-7所示。所示。液壓回路電氣控制設(shè)計步驟如下液壓回路電氣控制設(shè)計步驟如下: 畫出動作順序圖。畫

28、出動作順序圖。根據(jù)動作順序圖設(shè)計液壓回路。根據(jù)動作順序圖設(shè)計液壓回路。根據(jù)液壓回路設(shè)計電氣控制回路。根據(jù)液壓回路設(shè)計電氣控制回路。下面通過介紹從單缸回路到多缸回路電氣控制設(shè)計下面通過介紹從單缸回路到多缸回路電氣控制設(shè)計.說明液壓說明液壓回路電氣控制設(shè)計方法?；芈冯姎饪刂圃O(shè)計方法。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計2.單缸液壓傳動電氣控制回路設(shè)計單缸液壓傳動電氣控制回路設(shè)計例例8-2有一液壓缸有一液壓缸A.其動作為伸出一縮回其動作為伸出一縮回.試設(shè)計其電氣液壓試設(shè)計其電氣液壓回路。回路。根據(jù)動作順序畫出動作順序圖根據(jù)動作順序畫出動作順序圖.如如圖圖8-8所示。所示。設(shè)計

29、液壓回路。本例中采用設(shè)計液壓回路。本例中采用圖圖8-7所示的兩種電磁閥各設(shè)所示的兩種電磁閥各設(shè)計一液壓回路計一液壓回路.如如圖圖8-9所示。在圖所示。在圖8-9中中.通電后使通電后使A缸前進缸前進的線圈稱為的線圈稱為YA1;通電后使通電后使A缸后退的線圈稱為缸后退的線圈稱為YA0。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(3)設(shè)計電氣回路設(shè)計電氣回路若采用目視操作若采用目視操作.則可得如則可得如圖圖8-10所示的電路。因為圖所示的電路。因為圖8-10(a)所示的電磁閥一端有彈簧所示的電磁閥一端有彈簧.如不加繼電器如不加繼電器.當手放開前當手放開前進按鈕時進按鈕時.A缸就會立

30、即后退，所以需用缸就會立即后退，所以需用K1繼電器自保持回路繼電器自保持回路來確保來確保A缸的繼續(xù)前進。圖缸的繼續(xù)前進。圖8-10(b)所示的情況與圖所示的情況與圖8-10(a)所示的類似所示的類似.分別作分別作YA1,YA0線圈的自保持繼電器。線圈的自保持繼電器。當前進、后退按鈕同時按下時當前進、后退按鈕同時按下時.YA1,YA0線圈會同時通電而線圈會同時通電而使電磁閥無法控制使電磁閥無法控制.所以特別在電路中加上所以特別在電路中加上K1,K2的的b接點接點.以防止其發(fā)生。以防止其發(fā)生。若要使按鈕按下后若要使按鈕按下后A缸能自動前進、后退一次缸能自動前進、后退一次.此時就要用裝此時就要用裝在

31、液壓缸在液壓缸A進到底和退到底位置上的行程開關(guān)進到底和退到底位置上的行程開關(guān)a1,YA1來通來通知電路知電路.A缸是否有進到底或退到底缸是否有進到底或退到底.依此設(shè)計出依此設(shè)計出圖圖8-11所示所示的電路。因為在電路設(shè)計中的電路。因為在電路設(shè)計中.當所有的動作完成時當所有的動作完成時.需將電全需將電全部切斷部切斷.所以所以.圖圖8-11(b)中需用中需用YA1來切掉來切掉YA0的電。的電。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計若要使若要使A缸能連續(xù)地自動前進、后退缸能連續(xù)地自動前進、后退.則用如則用如圖圖8-12所示的所示的電路即可，但在使用這種電路時電路即可，但在使用這

32、種電路時.若要使若要使A缸停止就得切斷電缸停止就得切斷電源源.若要使若要使A缸動作就得再把電源接上缸動作就得再把電源接上.因此操作非常不便因此操作非常不便.此此時就需用主控繼電器來作電源控制時就需用主控繼電器來作電源控制.圖圖8-13所示就是依此設(shè)所示就是依此設(shè)計的電路圖計的電路圖.或僅用繼電器來作第一步動作的電源控制或僅用繼電器來作第一步動作的電源控制.其電其電路如路如圖圖8-14所示。所示。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計3.多缸液壓傳動的電氣控制回路設(shè)計多缸液壓傳動的電氣控制回路設(shè)計例例8-4 一液壓系統(tǒng)兩個氣缸的動作順序為一液壓系統(tǒng)兩個氣缸的動作順序為A+B

33、+A+B-(“+”表示伸出表示伸出.“-”表示縮回表示縮回).設(shè)計其電氣、液壓回路。設(shè)計其電氣、液壓回路。(1) 畫出兩缸的動作順序圖畫出兩缸的動作順序圖. (2)根據(jù)兩缸的動作順序圖設(shè)計液壓回路根據(jù)兩缸的動作順序圖設(shè)計液壓回路.(3)設(shè)計電氣控制回路。具體步驟如下。設(shè)計電氣控制回路。具體步驟如下。第一步第一步.由動作順序圖由動作順序圖(見見圖圖8-20(a) )和液壓回路決定各線和液壓回路決定各線圈應(yīng)在何時通、斷電圈應(yīng)在何時通、斷電.如如圖圖8-20(b)所示。所示。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計第二步第二步.每當一動作完成時每當一動作完成時.必會引起液壓缸位置

34、的改變必會引起液壓缸位置的改變.因而因而產(chǎn)生不同的微動開關(guān)信號產(chǎn)生不同的微動開關(guān)信號.下面就根據(jù)動作順序圖和液壓回路下面就根據(jù)動作順序圖和液壓回路來研究微動開關(guān)信號來研究微動開關(guān)信號.在研究之前先對微動開關(guān)信號加以定義在研究之前先對微動開關(guān)信號加以定義:0表示開關(guān)末被觸動的狀態(tài)表示開關(guān)末被觸動的狀態(tài);1表示開關(guān)被觸動的狀態(tài)。表示開關(guān)被觸動的狀態(tài)。圖圖8-20(c)所示給出了在整個動作過程中所示給出了在整個動作過程中.微動開關(guān)變化的情微動開關(guān)變化的情形形.每一步完成時必會產(chǎn)生一組新的開關(guān)信號。每一步完成時必會產(chǎn)生一組新的開關(guān)信號。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計從此圖

35、中可發(fā)現(xiàn)有從此圖中可發(fā)現(xiàn)有3種信號變化的情形種信號變化的情形:00或或11表示液壓缸靜止不動表示液壓缸靜止不動;10表示液壓缸剛剛離開原位表示液壓缸剛剛離開原位.正在繼續(xù)移動中正在繼續(xù)移動中;01表示液壓缸剛好到達某一定位。表示液壓缸剛好到達某一定位。真正有意義的是真正有意義的是01這一個信號這一個信號.因為只有它才能說明某一因為只有它才能說明某一動作已完成動作已完成.可進行下一動作了?？蛇M行下一動作了。第三步第三步.根據(jù)下列法則畫電路圖根據(jù)下列法則畫電路圖:接點使線圈通電。接點使線圈通電。b接點使線圈斷電。接點使線圈斷電。因為微動開關(guān)所有的因為微動開關(guān)所有的a,b接點均不獨立接點均不獨立.所

36、以若其接點需用所以若其接點需用兩次以上時兩次以上時.則得用一繼電器作接點擴充。則得用一繼電器作接點擴充。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計若線圈另一側(cè)有彈簧若線圈另一側(cè)有彈簧.則需用自保持電路則需用自保持電路.但若接點接通時但若接點接通時間大于線圈通電時間間大于線圈通電時間.則不必用之。則不必用之。首先首先.根據(jù)法則根據(jù)法則.線圈通、斷電圖及開關(guān)動作圖畫出如線圈通、斷電圖及開關(guān)動作圖畫出如圖圖8-21(a)所示的線圈通電圖。所示的線圈通電圖。其次其次.根據(jù)開關(guān)信號圖及線圈通、斷電圖在圖根據(jù)開關(guān)信號圖及線圈通、斷電圖在圖8-21(a)上標上標出接點接通時間、線圈通電時間

37、出接點接通時間、線圈通電時間.若接點接通時間不少于線圈若接點接通時間不少于線圈通電時間通電時間.就不用自保持線路就不用自保持線路.反之則需要使用繼電器產(chǎn)生自反之則需要使用繼電器產(chǎn)生自保持線路。保持線路。根據(jù)法則根據(jù)法則.線圈通、斷電圖及開關(guān)動作圖來設(shè)計如何斷電線圈通、斷電圖及開關(guān)動作圖來設(shè)計如何斷電.若接點接通時間等于線圈通電時間若接點接通時間等于線圈通電時間.就不用考慮斷電了就不用考慮斷電了.最后最后就可得到完整的電路圖就可得到完整的電路圖.如如圖圖8-21(b)所示。所示。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計4.液壓傳動系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計下

38、面以實例分析液壓傳動系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計。下面以實例分析液壓傳動系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計。例例8-6以例以例8-1的設(shè)計數(shù)據(jù)的設(shè)計數(shù)據(jù).設(shè)計它的電氣控制部分。設(shè)計它的電氣控制部分。1.電氣控制回路設(shè)計。電氣控制回路設(shè)計。該自動鉆床送料桿和夾緊桿同時伸出到位時會產(chǎn)生干涉該自動鉆床送料桿和夾緊桿同時伸出到位時會產(chǎn)生干涉.因此因此要等送料缸退回才能夾緊要等送料缸退回才能夾緊.但為了節(jié)約時間但為了節(jié)約時間.在送料缸剛好退在送料缸剛好退出干涉位置時出干涉位置時.夾緊缸就動作夾緊缸就動作.使得夾緊缸與送料缸后退同步。使得夾緊缸與送料缸后退同步。繪制各液壓缸動作順序圖繪制各液壓缸動作順序圖.如如圖圖8-27(a)所

39、示所示.其中其中A為送為送料缸料缸.B為夾緊缸為夾緊缸.C為鉆削缸。為鉆削缸。以行程開關(guān)壓下為以行程開關(guān)壓下為1.彈起為彈起為0.繪制開關(guān)信號圖繪制開關(guān)信號圖.如圖如圖8-27(b)所示。所示。由于在第由于在第4步和第步和第7步有兩組相同的信號步有兩組相同的信號.因此將所有信號因此將所有信號分成兩級分成兩級.如如圖圖8-27(b)所示。所示。上一頁 下一頁返回.8.1 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計以以01為觸發(fā)信號為觸發(fā)信號.繪制開關(guān)動作圖繪制開關(guān)動作圖.如如圖圖8-27(c)所示。所示。在第在第7步步.因為和第因為和第4步信號相同步信號相同.所以在該組加一個繼電器所以在該組加一個繼電器K

40、常開觸點。常開觸點。繪制線圈繪制線圈(電磁鐵、繼電器電磁鐵、繼電器)通、斷電圖通、斷電圖(注意注意:在工級和在工級和11級交界處增加一個繼電器通電級交界處增加一個繼電器通電.以便進行分級的轉(zhuǎn)換以便進行分級的轉(zhuǎn)換.在在11級級結(jié)束時繼電器斷電結(jié)束時繼電器斷電).如圖如圖8-27(d)所示所示根據(jù)圖根據(jù)圖8-27(c)、圖、圖8-27(d)所示繪制電氣控制回路圖所示繪制電氣控制回路圖.如圖如圖8-28所示。圖中繼電器所示。圖中繼電器K5為圖為圖8-27(d)所示的分級轉(zhuǎn)所示的分級轉(zhuǎn)換繼電器換繼電器K工作時按一下帶自鎖的按鈕工作時按一下帶自鎖的按鈕SB1使使YA通電通電.即可即可連續(xù)地重復(fù)本例所要求

41、的工作循環(huán)過程連續(xù)地重復(fù)本例所要求的工作循環(huán)過程.如要短暫停機如要短暫停機.則按則按S川使其斷電川使其斷電.再按再按SB32使液壓泵卸荷。使液壓泵卸荷。也可采用也可采用PLC控制控制.可將可將圖圖8-28所示的電氣控制回路圖轉(zhuǎn)換所示的電氣控制回路圖轉(zhuǎn)換為梯形圖為梯形圖.在此本書不再贅述在此本書不再贅述.讀者可以把它完成。讀者可以把它完成。上一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計8. 2. 1 行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟行程程序控制系統(tǒng)在氣壓傳動中被廣泛采用行程程序控制系統(tǒng)在氣壓傳動中被廣泛采用.其設(shè)計步驟如下。其設(shè)計步驟如下。1.明確工作任務(wù)與環(huán)境

42、的要求明確工作任務(wù)與環(huán)境的要求工作環(huán)境的要求工作環(huán)境的要求.如溫度、粉塵、易燃、易爆、沖擊、及振如溫度、粉塵、易燃、易爆、沖擊、及振動情況。動情況。動力要求輸出力和轉(zhuǎn)矩的情況。動力要求輸出力和轉(zhuǎn)矩的情況。運動狀態(tài)要求運動狀態(tài)要求.執(zhí)行元件的運動速度、行程和執(zhí)行元件的運動速度、行程和l回轉(zhuǎn)角速度回轉(zhuǎn)角速度等。等。工作要求工作要求.即完成工藝或生產(chǎn)過程的具體程序。即完成工藝或生產(chǎn)過程的具體程序?？刂品绞綖槭謩?、自動等控制方式?？刂品绞綖槭謩印⒆詣拥瓤刂品绞?。下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計2.回路設(shè)計回路設(shè)計回路的設(shè)計是整個氣動控制系統(tǒng)的核心回路的設(shè)計是整個氣動控制系統(tǒng)

43、的核心.其設(shè)計步驟如下。其設(shè)計步驟如下。根據(jù)工作任務(wù)要求列出工作程序根據(jù)工作任務(wù)要求列出工作程序.包括用幾個執(zhí)行元件及動包括用幾個執(zhí)行元件及動作順序作順序.以及執(zhí)行元件的形式。以及執(zhí)行元件的形式。根據(jù)程序畫出信號一動作根據(jù)程序畫出信號一動作(X-D)狀態(tài)圖或卡諾圖等。狀態(tài)圖或卡諾圖等。找出障礙并消除障礙。找出障礙并消除障礙。畫出邏輯原理圖和氣動回路圖。畫出邏輯原理圖和氣動回路圖。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計3.選擇和計算執(zhí)行元件選擇和計算執(zhí)行元件確定執(zhí)行元件的類型及數(shù)目。確定執(zhí)行元件的類型及數(shù)目。計算和選定各運動和結(jié)構(gòu)參數(shù)計算和選定各運動和結(jié)構(gòu)參數(shù).即運

44、動速度、行程、角速度、即運動速度、行程、角速度、輸出力、轉(zhuǎn)矩及氣缸的缸徑等。輸出力、轉(zhuǎn)矩及氣缸的缸徑等。計算耗氣量。計算耗氣量。4.選擇控制元件選擇控制元件確定控制元件的類型及數(shù)目。確定控制元件的類型及數(shù)目。確定控制方式及安全保護回路。確定控制方式及安全保護回路。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計5.選擇氣動輔助元件選擇氣動輔助元件選擇過濾器、油霧器、儲氣罐、干燥器等的形式及容量。選擇過濾器、油霧器、儲氣罐、干燥器等的形式及容量。確定管徑、管長及管接頭的形式。確定管徑、管長及管接頭的形式。驗算各種阻力損失包括沿程損失和局部損失。驗算各種阻力損失包括沿程損失和局

45、部損失。6.根據(jù)執(zhí)行元件的耗氣量、定出壓縮機的容量及臺數(shù)根據(jù)執(zhí)行元件的耗氣量、定出壓縮機的容量及臺數(shù)按上述步驟進行按上述步驟進行.便可設(shè)計出比較完整的氣動控制系統(tǒng)。便可設(shè)計出比較完整的氣動控制系統(tǒng)。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計8.2.2 障礙信號的判斷和排除障礙信號的判斷和排除為了說明什么是障礙信號為了說明什么是障礙信號.現(xiàn)舉一簡單地按回路的控制程序要現(xiàn)舉一簡單地按回路的控制程序要求、動作和信號之間的順序關(guān)系繪制出來的求、動作和信號之間的順序關(guān)系繪制出來的A1B1B0A0程序程序回路的例子回路的例子.如如圖圖8-29所示。由于該回路沒有考慮障礙信號所示。

46、由于該回路沒有考慮障礙信號的存在，所以它是不能正常工作的。的存在，所以它是不能正常工作的。如圖如圖8-29所示的回路一旦供氣后所示的回路一旦供氣后.由于信號閥由于信號閥b0一直受壓一直受壓.信信號號b0就一直供給閥就一直供給閥A的右側(cè)的右側(cè)(A0位位).這樣這樣.即使操作啟動閥即使操作啟動閥q,向閥向閥A左側(cè)左側(cè)(A1位位)供氣供氣.閥閥A也不能切換。由此可見也不能切換。由此可見.信號信號b0對對q是個障礙信號。是個障礙信號。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計若沒有若沒有b0信號信號.則啟動閥則啟動閥q后后.氣流經(jīng)氣流經(jīng)a0閥通過閥通過q閥進入閥閥進入閥A的的

47、左側(cè)左側(cè).使使A1位工作位工作.活塞活塞A伸出伸出.發(fā)出信號發(fā)出信號a1給閥給閥B的左側(cè)的左側(cè)(B1位位).使閥使閥B切換切換.活塞活塞B伸出伸出.再發(fā)出信號給閥再發(fā)出信號給閥B的右側(cè)的右側(cè)(從位從位)。此時此時.由于活塞由于活塞A仍在發(fā)出信號仍在發(fā)出信號a1給閥給閥B的左側(cè)的左側(cè)B1位位.使使b1向向閥閥B的從位信號輸送不進的從位信號輸送不進.也就是說也就是說.信號信號a1也妨礙了也妨礙了b1信號信號的送入。的送入。因此可見因此可見.在這個回路中在這個回路中.信號信號b0和和a1都妨礙其他信號的輸入都妨礙其他信號的輸入.形成了障礙形成了障礙.致使回路不正常工作致使回路不正常工作.因而必須設(shè)法

48、將其排除。因而必須設(shè)法將其排除。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計這種一個信號妨礙另一個信號輸入這種一個信號妨礙另一個信號輸入.使程序不能正常進行的信使程序不能正常進行的信號號.稱之為稱之為型障礙信號型障礙信號.它經(jīng)常發(fā)生在單往復(fù)程序回路中。它經(jīng)常發(fā)生在單往復(fù)程序回路中。而把由于信號多次出現(xiàn)而產(chǎn)生的障礙而把由于信號多次出現(xiàn)而產(chǎn)生的障礙.稱之為稱之為型障礙信號型障礙信號.這種障礙通常發(fā)生在多往復(fù)往路中。這種障礙通常發(fā)生在多往復(fù)往路中。行程程序控制往路設(shè)計的關(guān)鍵行程程序控制往路設(shè)計的關(guān)鍵.就是要找出這種障礙信號和設(shè)就是要找出這種障礙信號和設(shè)法排除它們。法排除它們。

49、8.2.3 行程程序回路的設(shè)計方法行程程序回路的設(shè)計方法行程程序往路設(shè)計的目的主要是為了解決信號和執(zhí)行元件動行程程序往路設(shè)計的目的主要是為了解決信號和執(zhí)行元件動作之間的協(xié)調(diào)和連接問題。一般有以下幾種設(shè)計方法。作之間的協(xié)調(diào)和連接問題。一般有以下幾種設(shè)計方法。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計(1)試湊法試湊法選用氣動基本回路、常用回路試湊在一起組成控制回路選用氣動基本回路、常用回路試湊在一起組成控制回路.然后然后分析能否滿足要求。分析能否滿足要求。(2)邏輯設(shè)計法邏輯設(shè)計法邏輯運算法邏輯運算法:此法根據(jù)控制要求此法根據(jù)控制要求.直接應(yīng)用邏輯代數(shù)等進行直接應(yīng)用邏輯

50、代數(shù)等進行計算簡化計算簡化.但計算過程復(fù)雜但計算過程復(fù)雜.特別對于復(fù)雜的控制回路不易得特別對于復(fù)雜的控制回路不易得到最佳結(jié)果。到最佳結(jié)果。圖解法圖解法:圖解法是利用邏輯代數(shù)的特性圖解法是利用邏輯代數(shù)的特性.把復(fù)雜的計算用圖把復(fù)雜的計算用圖解的方法表示出來解的方法表示出來.如信號一動作如信號一動作(X -D)線圖法和卡諾圖法線圖法和卡諾圖法等。等?？焖傧戏焖傧戏?這是在圖解法的基礎(chǔ)上這是在圖解法的基礎(chǔ)上.找出了一些規(guī)律省去找出了一些規(guī)律省去作圖過程的快速設(shè)計方法。作圖過程的快速設(shè)計方法。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計計算機輔助邏輯綜合法計算機輔助邏輯綜

51、合法:在變量多的情況下在變量多的情況下(如如6個變量以上個變量以上)采用卡諾圖法、快速消障法來簡化邏輯函數(shù)也很困難采用卡諾圖法、快速消障法來簡化邏輯函數(shù)也很困難.因此可因此可借助計算機簡化邏輯函數(shù)、設(shè)計氣控行程程序邏輯回路。借助計算機簡化邏輯函數(shù)、設(shè)計氣控行程程序邏輯回路。采用步進控制回路或程序器采用步進控制回路或程序器:此法當改變控制對象時此法當改變控制對象時.回路回路變換迅速、控制適應(yīng)性好、機動性強變換迅速、控制適應(yīng)性好、機動性強.但成本較高。但成本較高。(3)分組供氣法分組供氣法在控制回路中增加若干個控制元件對行程閥采取分組供氣的。在控制回路中增加若干個控制元件對行程閥采取分組供氣的。如

52、產(chǎn)生障礙如產(chǎn)生障礙.可切斷障礙信號的氣源可切斷障礙信號的氣源.防止障礙的產(chǎn)生此法在防止障礙的產(chǎn)生此法在單往復(fù)系統(tǒng)中應(yīng)用比較方便。單往復(fù)系統(tǒng)中應(yīng)用比較方便。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計8. 2. 4 多缸單往復(fù)行程程序控制回路多缸單往復(fù)行程程序控制回路X-D線圖法設(shè)計線圖法設(shè)計常用的行程程序控制回路設(shè)計方法主要是信號一動作常用的行程程序控制回路設(shè)計方法主要是信號一動作(X-D)狀態(tài)圖法和卡諾圖圖解法狀態(tài)圖法和卡諾圖圖解法;本書只介紹多缸單往復(fù)行程程序控本書只介紹多缸單往復(fù)行程程序控制回路的制回路的X-D狀態(tài)圖法狀態(tài)圖法.用這種方法設(shè)計行程程序控制回路、用這

53、種方法設(shè)計行程程序控制回路、故障診斷和排除比較簡單而又直觀故障診斷和排除比較簡單而又直觀.由此而設(shè)計出的氣動回路由此而設(shè)計出的氣動回路控制準確、回路簡單、使用和維護方便。多缸單往復(fù)行程程控制準確、回路簡單、使用和維護方便。多缸單往復(fù)行程程序控制回路序控制回路.是指在一個循環(huán)中是指在一個循環(huán)中.所有的氣缸都只作一次往復(fù)所有的氣缸都只作一次往復(fù)運動的回路。運動的回路。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計1.常用的符號規(guī)定常用的符號規(guī)定把所用的氣缸依次用大寫字母把所用的氣缸依次用大寫字母A,B,C,D等表示等表示;字母下標字母下標“1”或或“0”表示氣缸活塞桿的伸縮狀

54、態(tài)表示氣缸活塞桿的伸縮狀態(tài).如如A1表示氣缸表示氣缸A活活塞桿的伸出狀態(tài)塞桿的伸出狀態(tài).A0表示氣缸表示氣缸A活塞桿的縮回狀態(tài)?；钊麠U的縮回狀態(tài)。用與各氣缸對應(yīng)的小寫字母用與各氣缸對應(yīng)的小寫字母a,b,c,d等表示相應(yīng)的行程閥等表示相應(yīng)的行程閥發(fā)出的信號發(fā)出的信號;其下標其下標“1”表示活塞桿伸出時發(fā)出的信號表示活塞桿伸出時發(fā)出的信號.下標下標“0”表示活塞桿縮回時發(fā)出的信號。表示活塞桿縮回時發(fā)出的信號?？刂茪飧讚Q向的主控閥控制氣缸換向的主控閥.也用與其控制的氣缸相應(yīng)的文字符也用與其控制的氣缸相應(yīng)的文字符號表示。號表示。經(jīng)過邏輯處理而排除障礙后的執(zhí)行信號在右上角加經(jīng)過邏輯處理而排除障礙后的執(zhí)行

55、信號在右上角加“*”號號.如如a1*、a0*等等.而不帶而不帶“*”號的信號則為原始信號號的信號則為原始信號.如如a1 ,a0等。等。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計2. X-D線圖法設(shè)計行程程序控制回路的步驟線圖法設(shè)計行程程序控制回路的步驟用用X-D線圖法設(shè)計行程程序回路的步驟為線圖法設(shè)計行程程序回路的步驟為:根據(jù)生產(chǎn)自動化的工藝要求根據(jù)生產(chǎn)自動化的工藝要求.列出工作程序或工作程序圖列出工作程序或工作程序圖;繪制繪制X-D線圖線圖;尋找障礙信號并排除尋找障礙信號并排除.列出所有執(zhí)行元件控制信號的邏輯表列出所有執(zhí)行元件控制信號的邏輯表達式達式;繪制邏輯原理圖

56、繪制邏輯原理圖;繪制氣動回路圖。繪制氣動回路圖。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計3.X-D線圖法介紹線圖法介紹下面以攻螺紋機為例下面以攻螺紋機為例.對對X-D線圖設(shè)計法進行說明。線圖設(shè)計法進行說明。(1)根據(jù)工藝要求列出工作程序根據(jù)工藝要求列出工作程序攻螺紋機由攻螺紋機由A,B兩個氣缸組成兩個氣缸組成.其中其中A為送料缸為送料缸. B為攻螺紋缸為攻螺紋缸.其自動循環(huán)動作要求為其自動循環(huán)動作要求為用字母簡化后的工作程序為用字母簡化后的工作程序為略去箭頭和小寫字母略去箭頭和小寫字母.可進一步簡化工作程序為可進一步簡化工作程序為上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序

57、控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計(2)繪制繪制X-D線圈線圈畫方格圖。如畫方格圖。如圖圖8-30所示所示.由左至右畫方格由左至右畫方格.并在方格的頂并在方格的頂上依次填上序號上依次填上序號1,2,3,4等。在序號下面填上相應(yīng)的動作狀等。在序號下面填上相應(yīng)的動作狀態(tài)態(tài)A1、B1、B0、A0.在最右邊留一欄作為在最右邊留一欄作為“執(zhí)行信號表達執(zhí)行信號表達式式”(簡寫為執(zhí)行信號簡寫為執(zhí)行信號)。在方格圖最左邊縱欄由上至下填上。在方格圖最左邊縱欄由上至下填上控制信號及控制動作狀態(tài)組的序號控制信號及控制動作狀態(tài)組的序號(簡稱簡稱X -D組組)1 ,2,3。每個每個X - D組包括上、下兩行組包括上、下兩

58、行.上行為行程信號行上行為行程信號行.下行為該信下行為該信號控制的動作狀態(tài)。號控制的動作狀態(tài)。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計畫動作狀態(tài)線畫動作狀態(tài)線(D線線)。用橫向粗實線畫出各執(zhí)行元件的動。用橫向粗實線畫出各執(zhí)行元件的動作狀態(tài)線。動作狀態(tài)線的起點是該動作程序的開始處作狀態(tài)線。動作狀態(tài)線的起點是該動作程序的開始處.用符號用符號“O”問出問出;動作狀態(tài)線的終點處用符號動作狀態(tài)線的終點處用符號“”問出。動作狀態(tài)問出。動作狀態(tài)線的終點是該動作狀態(tài)變化的開始處線的終點是該動作狀態(tài)變化的開始處.如缸如缸A伸出狀態(tài)小伸出狀態(tài)小A1,變換成縮回狀態(tài)變換成縮回狀態(tài)A0,此

59、時此時A1的動作線的終點必然是在的動作線的終點必然是在A0的開的開始處。始處。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計畫信號線畫信號線(X線線)。用細實線畫各行程信號線。信號線的起。用細實線畫各行程信號線。信號線的起點與同一組中動作狀態(tài)線的起點相同點與同一組中動作狀態(tài)線的起點相同.用符號用符號“O”畫出畫出;信號信號線的終點和上一組中產(chǎn)生該信號的動作線終點相同。需要指線的終點和上一組中產(chǎn)生該信號的動作線終點相同。需要指出的是出的是.若考慮到閥的切換及氣缸啟動等的傳遞時間若考慮到閥的切換及氣缸啟動等的傳遞時間.信號線信號線的起點應(yīng)超前于它所控制動作的起點的起點應(yīng)超前于

60、它所控制動作的起點.而信號線的終點應(yīng)滯后而信號線的終點應(yīng)滯后于產(chǎn)生該信號動作的終點。當在于產(chǎn)生該信號動作的終點。當在X-D圖上反映這種情況時圖上反映這種情況時.則則要求信號線的起點與終點都應(yīng)伸出分界線要求信號線的起點與終點都應(yīng)伸出分界線.但因為這個值很小但因為這個值很小.因而除特殊情況外一般不予考慮。因而除特殊情況外一般不予考慮。上一頁 下一頁返回.8.2 氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計(3)確定并排除障礙信號并找出執(zhí)行信號確定并排除障礙信號并找出執(zhí)行信號1)障礙信號的確定障礙信號的確定用用X-D線圖設(shè)計氣動回路時線圖設(shè)計氣動回路時.很重要的問題是確定障礙信號并很重要的問題是確定障礙