1、1宁波理工学院气动系统设计与分析大作业题 目 题目三气动系统的设计与分析 姓 名 朱 齐 昊 学 号 3100612085 专业班级 机电 102班 学 院 机电与能源工程学院 21、 设计任务3.如下图所示的阀门低压开启密封检测系统，其功能是检测燃气阀门在 0.05MPa压力下的密封性能。已知工装盘大小为 400400，工装盘和阀门总质量为 15kg。气缸动作如下：顶起气缸（图片中被支架挡住）伸出下压气缸伸出支撑气缸伸出堵嘴气缸伸出密封性测试开始密封性测试结束堵嘴气缸缩回支撑气缸缩回下压气缸缩回顶起气缸缩回。要求选择气缸、控制电磁阀的型号，并画出控制程序流程图（忽略密封性测试，只设计气动动作
2、）。（提交设计说明书，automation 仿真图）图 1：气动示意图3图 2：气动示意图（反面）2、 方案设计有四个气缸，每个气缸由一个三位五通换向阀控制，在气缸伸出位置有传感器。于是设计如下图 3所示图 3：气动原理图3、 相关选择和计算、43.1 确定管道直径、计算压力损失（1）确定管道直径：根据下式计算管道内径：式中 q管道内压缩空气的流量 m3/sv管道内压缩空气的流速 m/s。24d0.9（2） 计算压力损失ppl0.863pMa总的压力损失, 沿程压力损失之和l局部压力损失之和 允许压力损失3.2.列出气动执行元件的工作程序1、工作流程顶起气缸伸出下压气缸伸出支撑气缸伸出堵嘴气缸
3、伸出密封性测试开始密封性测试结束堵嘴气缸缩回支撑气缸缩回下压气缸缩回顶起气缸缩回2.对程序进行校核及校正，写出校正后的程序程序校核如表，校正后的程序为：A1 X1 A0 B0 X0 B153.3 选择执行元件气缸1.确定类型：根据题目要求，并考虑到气缸的受力，可采用两个单作用、缓冲型、中间摆轴式气缸。2.气缸内径计算：系统压力 p=0.4MPa，气缸活塞杆平均速度 v=600/6=100mm/s，效率 =0.8。则顶部料钟气缸内径为： = A4F35.104.8p= 0.142（m） = 142（mm ）若考虑 =0.160.4 ，底部料钟气缸内径为 =（1.01BdDBD1.09） 因炉体总
4、体布置限制，底部料钟气缸的操作力为拉力，同B4Fp时考虑缸径较大，前面系数取 1.03。故底部料钟气缸内径为： = 1.03 = 0.318（m） = 318（mm） 。 BDB4F42.1053.8p查机械设计手册取标准缸径 Da=160mm,Db=320mm，活塞杆直径dA=80mm,dB=80mm,缸行程均为 s=600mm。3.选择气缸：气缸型号为：顶部料钟气缸 A：QGB160600MT4 , 底部料钟气缸 B：QGB320600MT4。4.验算气缸力的大小：顶部料钟气缸： 2253.140.610.86430ADpF 底部料钟气缸： A62 225()3.14(08)410.824
5、154BDdpF3.4 选择控制元件根据系统对控制元件工作压力及流量的要求，选定下列各阀。行程阀、逻辑阀、手动换向阀、延时阀等均为控制气路上的阀，所以可选通径较小的阀，此处通径选为 6mm。1.主控换向阀：缸 A主控换向阀：系统要求压力 p=0.4MPa,qa=2.2310 -3m3/s，查表，故通径为 15mm，主控换向阀 A型号为：23Q2-L15-G1。缸 B主控换向阀：系统要求压力 p=0.4MPaqb=8.37 10-3 m3/s，查表，故通径为 25mm，主控换向阀 B型号为：23Q2-L25-G1。2.减压阀：根据系统要求的压力、流量，同时考虑 A、B 缸不会同时工作的特点，减压
6、阀可按流量、压力最大的缸（ B缸）选取，选择气动三联件型号为：Q3LJW-C25-F1。3.行程阀： a0、a1、b0、b1 均为二位三通常闭杠杆滚轮式行程阀。型号为：Q23JC3-L6。3.5 计算压力损失因 A缸的管路较 B缸细，压力损失较大，所以验算供气管从 y处到 A缸进气口 x处的压力损失是否在允许的范围内，即 ppppl1） 沿程压力损失：72llvpd式中 沿程阻力系数，值由雷诺数和管壁相对粗糙度确定； 管道的长度，m；ld 管道直径，m；v 气体的运动速度，m/s； 气体的密度，kg/m3，在基准状态下， =1.293kg/m3。2）流经元、辅件的压力损失：查表得流经分水滤气器的压力损失 =0.02 流经油雾器的压力损失 bp=0.015MPa；流经截止阀式换向阀的压力损失 =0.015MPa。dp gp则流经元、辅件的局部压力损失为 2pppbdg=0.02+0.015+0.015=0.05 （MPa） 。总的局部压力损失： 12pp=0.0077+0.05=0.0576（ MPa ）
