沙发使用寿命测试系统设计.pdf
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1、 word 文档 可自由复制编辑 课 程 设 计 题 目:沙发使用寿命测试系统设计 学 院:专业班级:学生姓名:指导老师:学 号:时 间:2014 年 1 月 7 日 word 文档 可自由复制编辑 摘 要 最近几年,随着气动技术的飞速发展,气动控制系统得到了广泛的应用,它的功效给人们留下了深刻的印象。沙发使用寿命测试系统是利用气动控制原理进行的。它不但降低了公司成本,提高了工作效率,更解决了目前大气污染的环境问题,因为它的控制源取之于大气,空气是免费的且资源取之不尽用之不竭,排到大气中的气体只是经过空气压缩过,并没有受到任何的污染。气动控制系统的设计具有全自动性能好、稳定性好、可靠性高、效率
2、高、使用寿命长以及外观美的特点。并且设计了计数器可以知道沙发坐多少次弹簧会出问题,实现了全自动化。本论文首先论述了气动控制的基础技术,其次对气动控制系统进行设计及回路设计,并利用气动控制系统的工作原理进行沙发使用寿命测试的设计,在进行气动控制系统设计时主要是对气动元件的计算及选型。最后进行计数器PLC 的设计来完成沙发使用寿命测试系统的设计。关键词:气动控制技术,寿命测试,PLC word 文档 可自由复制编辑 目 录 第 1 章 绪论.1 1.1 课题研究背景与意义.1 1.2沙发使用寿命测试气动控制系统的主要特征.1 1.3课题研究目的.2 1.4课题主要要求.2 第 2 章 沙发使用寿命
3、测试气动控制系统的设计原理.3 2.1 引言.3 2.2气动控制系统的设计思路 .3 2.3 气动控制系统回路的设计 .3 2.3.1 换向回路.3 2.3.2 节流调速回路.4 2.4 沙发使用寿命测试气动控制系统的工作原理设计.5 2.5气动控制系统的控制电路设计.6 2.6本章小结.7 第 3 章 气动元件的选型.8 3.1 引言.8 3.2 气动元件的计算及选型.8 3.2.1 执行元件的计算及选型.8 3.2.2 换向阀的选型.10 3.2.3 单向节流阀的选型.11 3.2.4 管件、管接头的选择.11 3.2.5 气源装置及其辅助元件的选型.11 3.3本章小结.12 word
4、文档 可自由复制编辑 第 4 章 沙发使用寿命测试系统计数器的设计.13 4.1选用计数器.13 4.2计数器 PLC 的设计.13 4.3本章小结.14 第 5 章 结论.15 参考文献.16 word 文档 可自由复制编辑 第 1 章 绪论 气动技术是气动执行元件(气缸与气马达)和控制元件(各种控制阀)的工业实现和应用。气动技术是空气作为工作介质。由于气压传动具有能源便宜、防火防爆、能源损失小、适合于高速间歇运动、自爆持续能力强、可靠性高、寿命长、安全方便的优点,因此在自动化领域中具有广阔的发展前景。气压传动广泛应用于纺织、机械、汽车、电子、军事、钢铁、化工、食品、包装等行业中。随着原子能
5、、空间技术、计算机技术等的发展,气压传动技术必将更加广泛地应用于各个工业领域。1.1 课题研究背景与意义 现代沙发使用寿命测试系统汇集了多种学科最先进的技术,检测不再是重复性的劳动,从技术的角度来看,这是为了能够更好地提供具有机械连接性、硬件、软件一致性的需求。而气动控制技术在包装机械运用越来越广泛,并且随着气动控制技术的节能化、小型电气一体化和集成化的发展,降低了气动系统的电力消耗和空气消耗,更易于控制,缩短了设计和调试周期。所以此课题开设的意义在于要求我们掌握气动技术从原理、元件至回路系统的气压传动技术所必需的基础知识和分析问题的方法,为我们进一步应用气压传动技术,设计气压传动系统打下坚实
6、基础。1.2 沙发使用寿命测试气动控制系统的主要特征 气动控制系统是指以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号的,控制和 驱动各种机械和设备,以实现生产过程机械化、自动化的技术系统。它是流体传 动及控制学科的一个重要分支。因为以压缩空气为工作介质,具有防火、防爆、防电磁干扰,抗振动、冲击、辐射,无污染,结构简单,工作可靠等特点,所以 气动控制系统与液压、机械、电气和电互相补充,已发展成为实现生产过程自动 化的一个重要手段。气动控制与液压控制相主要特点比较:(1)没气压控制的使用压力一般为 0.21.0Mpa,因为它一般用于小动力的 场合;而液压控制可用于很高的压力(可达 32Mpa 甚至更高)
7、,可用于功率 word 文档 可自由复制编辑 大的 动力系统。(2)气压控制以空气为工作介质,取值不尽,用后可直接排入大气,不污染 环境,但噪音大,特别适于无线电元器件、食品、医药、服装等生产过程;液压 控制以液压油为工作介质,使机件在油中工作,润滑好,寿命长,但有污染。(3)气动控制动作速度及反应快,因液压油在管道中的流速一般为 15m/s,而气体流速可以大于 10m/s,因此气压控制能在 0.020.03s 内到达所要求的工 作压力及速度。(4)液压控制工作运动平稳;空气的压缩性远大于液压油的压缩性,导致气 压工作速度的平稳性较差,给系统的速度控制带来影响。(5)空气的粘性很小,在管路中的
8、阻力损失远远小于液压传动系统,适于远 程传输及控制;而液压传动不宜进行远距离传动。(6)气压元件用与低压,元件的材料和制造精度较低,成本较低;液压元件 制造精度高,造价高,对油液的污染比较敏感。1.3 课题研究目的 熟悉脉冲电磁阀及其它元件原理及应用,掌握气动回路设计基本知识。1.4 课题主要要求(1)按动控制开关 S3(连续循环)以后,双作用气缸 Z1 的活塞杆伸出并且在到达前终端位置后自动返回。该循环过程重复进行取决于控制开关 S3 保持在“接通”状态上的时间。(2)附加要求:点动按钮 S0 后,气缸的活塞杆将伸出和退回一次(单循环)。(3)气缸活塞杆的伸出速度可以调节。(4)采用一个(5
9、/2)二位五通脉冲式电磁还乡阀座位主控元件。气缸开关作为限位开关。(5)画出功能图和气动回路图。word 文档 可自由复制编辑 第 2 章 沙发使用寿命测试气动控制系统的设计原理 2.1 引言 气动控制是实现产品自动化控制易操作的重要元素,气动控制不仅降低的企业的生产成本,节省了大量的劳动力,降低了能源消耗且能快速、安全的实现测试的自动化。本文所设计的沙发使用寿命测试系统正是选用了气动控制系统的优势,采用以气动控制技术为基础,设计了一套基于沙发使用寿命测试的气动控制系统的装置。2.2 气动控制系统的设计思路 气动控制系统是有气压元件组成的控制系统,即执行元件能够自动、快速而 准确地按照输入信号
10、的变化规律而动作。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)、传感元件和气动辅助件连接起来。2.3 气动控制系统回路的设计 2.3.1 换向回路 换向回路是指在动力元件和执行元件之间连接换向阀,以控制执行元件的 启动、停止和运动方向的回路。其主要控制元件是方向控制阀,方向控制阀是指 气压传动系统中通过改变压缩空气的流动方向和气流的通断,来控制执行元件启 动、停止及运动。
11、因气动控制动作要求循环往复运动,所以此次换向回 路选的是二位五通双电控电磁换向阀,如图 2-1 所示为利用二位五通电磁换向阀 来实现的换向回路。word 文档 可自由复制编辑 图 2-1 换向回路 2.3.2 节流调速回路 根据气动控制系统的速度的要求,此回路设计的是单向节流调速。节流调速回路是由定量空气压缩机和流量阀及单向阀组成的的调速回路,可 以通过调节流量阀通流面积来控制流入或流出执行元件的流量,从而调节执行元 件的运动速度。如图 2-2 所示,当接通换向阀左位时,压缩空气进入气缸左腔,气缸右腔的气流通过节流阀而不能通过单向阀经换向阀排 出,气缸活塞向右运动。B2 B1 Y1 Y2 wo
12、rd 文档 可自由复制编辑 图 2-2 换向调速回路 当给(5/2)二位五通脉冲式电磁换向阀(双稳元件)的电磁铁 Y1 一个脉冲信号时,气缸 Z1 的或是向前运动并感应气缸开关 B2。当给(5/2)二位五通脉冲式电磁换向阀(双稳元件)的电磁铁 Y2 一个脉冲信号时,脉冲阀换向,气缸 Z1 的活塞退回到后端终点位置并感应气缸开。气缸活塞杆的伸出速度可以由单向节流阀(15)进行无级调速。2.4 沙发使用寿命测试气动控制系统的工作原理设计 本系统通过气动控制系统来代替传统的机械设备中的人工操作,实现了产品包装的自动化。沙发使用寿命测试气动控制系统完成了从压到回整个的循环过程,首先,气源经过空气压缩机
13、、冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器和气动三联件等气源装置及辅助元件后,气源通过换向回路和调速回路控制汽缸活塞杆的伸出与缩回。设计功能图如图 2-3所示 B2 B1 Y1 Y2 Y1 1 word 文档 可自由复制编辑 图 2-3 功能图(1)按动控制开关 S3(连续循环)以后,双作用气缸 Z1 的活塞杆伸出并且在到达前终端位置后自动返回。该循环过程重复进行取决于控制开关 S3 保持在“接通”状态上的时间。(2)附加要求:点动按钮 S0 后,气缸的活塞杆将伸出和退回一次(单循环)。(3)气缸活塞杆的伸出速度可以调节。(4)采用一个(5/2)二位五通脉冲式电磁还乡阀座位主控元件。气缸开关作为限位
14、开关。2.5 气动控制系统的控制电路设计 根据功能图设计控制电路(1)当控制开关 S3 被置于“接通”时,+24V 电压通过被感应的限位开关 B1 加到继电器 K1 上。(2)在 5 条控制线路上长开触点 K1 闭合,使电磁铁 Y1 带电,脉冲阀换向,气缸的活塞杆伸出。(3)当活塞到达限位开关 B2 位置时,B2 被感应,继电器 K2 吸合,在弟 6 条控制线路上的常开触点 K2 被闭合,电磁铁 Y2 带电,气缸的活塞返回。(4)如果按钮 S3 仍处于“接通”的话那么,气缸开关 B1 再次被感应,气缸的10 1 SS0 B1 1 1 1 1 2 3B1 word 文档 可自由复制编辑 活塞杆再
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