引言
CTP(Computer-to-plate)即脱机直接制版。CTP就是计算机直接到印版,是一种数字化印版成像过程。CTP直接制版机与照排机结构原理相仿。起制版设备均是用计算机直接控制,用激光扫描成像,再通过显影、定影生成直接可上机印刷的印版。计算机直接制版是采用数字化工作流程,直接将文字、图象转变为数字,直接生成印版,省去了胶片这一材料、人工拼版的过程、半自动或全自动晒版工序。以前CTP供版过程大部分靠人工来完成,而且版材位置容易摆放不准确,造成版材不同程度损伤,而且也大大增加了劳工费用。为了解决这一问题,提高CTP的自动化程度,我们在现有的CTP设备上面增加了一套外围自动供版设备,使供版更加的安全和效率,大大的省去了劳动力。该设备主要通过真空泵进行抽气,使抽气端达到真空负压,然后靠在版材附近的吸盘因真空引力来垂直吸附版材,同时排气端对上升一定角度的版材吹气,产生向上的气流,吹落可能连带吸起的版材或者衬纸。
真空泵吸附系统设计
一般真空吸附通过真空发生器进行吸附,如下图所示:
1-减压阀2-真空供应电磁阀3-气控换向阀4-真空发生器5-真空压力开关6-过滤器7-真空电磁破坏阀8-消声器9-工作缸
真空发生器系统原理图如图所示, 图中的PV 为供压口,真空供应电磁阀2 通电后,气控换向阀3 左端进气,压缩空气通过气控换向阀3 和真空发生器4 喷射,使真空吸取口Ⅰ产生负压吸住工件。当吸稳工件,真空度达到真空压力开关5 所设定的压力时,则发出电信号,进行工作。当真空破坏电磁阀7 通电后(真空供应电磁阀2 同时断电),空气经真空破坏电磁阀7、密闭腔Ⅱ处进入真空吸附夹具密封腔,消除真空,释放工件。
但是由于我们要用真空泵来产生真空负压,并需要排气端对版材进行吹气,所以真空发生器无法满足要求。一般真空泵吸附物体的整个系统需要有过滤器,电磁阀,消声器等气动元件组成,为了满足真空泵抽气端吸气产生真空负压,排气端吹气产生正压,设计了2套不同气压回路,如图所示:
图1
图1这套回路主要有1-喷嘴、2-气泵、3-两位三通电磁阀、4-过滤器、5-气源、6-减压阀、7-压力表、8-单向阀、9-消音器、10-两位三通电磁阀、11-过滤器、12-吸盘组合、13-版材或者衬纸。当供版系统准备吸附版材时,2-真空泵和10-两位三通电磁阀通电工作,2-真空泵进行抽气,10-两位三通电磁阀换向。气体从12-吸盘进入,通过11-过滤器过滤掉外界气体中的杂质,防止气体的夹带的小颗粒物体损坏和堵塞后面的气动元件。然后推开9-单向阀,进入到6-减压阀,调节6-减压阀来控制回路中气体的压力,从来达到调节吸盘吸附力的效果。吹气时,3-两位三通电磁阀通电换向,气体由5-气源进入经过4-过滤器,对板材进行吹气;而12-吸盘处将不再进行抽气,8-单向阀防止气体回流,保持吸盘附近的回路的真空度。当供版过程完成时,10-两位三通电磁阀通电换向,由于1-吸盘处存在真空负压,气体将从9-消音器进入,调节吸盘中的气压,从而释放工件。为了防止泄气产生噪音加装了9-消声器,减轻整个系统的噪音。该回路的优点是可以调节流量和真空度,针对不同的吸附物体可以调节不同的吸附力,而且具有延时功能,能有效地对版材进行吹气;缺点是由于整个回路中各种气动元件容易产生泄露现象,回路比较复杂,系统协调程度要求比较高。
图2
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图2的回路是由1-消声器、2-喷嘴组合、3-真空泵、4-三位四通电磁阀、5-气源、、6-真空泵、7-过滤器、8-精密泄压阀、9-吸盘组合这些气动元件组成。该系统回路释放和吸附的过程主要由4-三位四通电磁换位进行。4-三位四通电磁阀左端通电,3-真空泵启动,9-吸盘吸附版材,并通过8-精密泄压阀来调节抽气端的负压;排气端气体从2-喷嘴吹出。当整个供版过程完成时,电磁阀右端通电,抽气端与1-消音器端连接,气体从外界进入,打破真空罐的真空度,压力减小,释放工件。当4-三位四通电磁阀不通电时,可作为一个保压回路,在供版过程中,负压由6-真空罐来保持。
吸附起吊能力
吸盘的吸附起吊能力受吸附版材表面的光洁程度和平整度很大的影响。如果在光洁平整的版材上面的完全吸附力可以用吸盘的吸附面积和真空度的乘积来表示。但是在实用过程中还要考虑安全系数S。水平调运时,并且版材表面状态良好,安全系数S可以选小些。移动搬运时要考虑加速度的问题,一般我们安全系数S取3左右。垂直搬运时要考虑吸盘到版材重心的之间的距离、重量等因素。查阅资料了解,计算吸盘的吸附面积时不考虑在吸附状态下吸盘直径要扩大5%-20%,而且真空度只能取最高值的90%。版材吸附表面比吸盘面积要大,并由足够的空间余量。
真空起吊力的计算公式:
F=
W==
F-完全吸附能力(Kg)
V-真空度(mm汞柱)
W-真空起吊力(kg)
A-吸盘吸附面积(cm2)
S-安全系数(取为3)
已知气泵的真空度为-50KPa,版材最大重量约为1Kg,由于版材只在前段吸附,重心位置偏离起吊力W要大于1Kg,W取2Kg。则通过计算得:
W=
2KG=50000Pa*π*D2*4/760/3/133.32
D=0.98cm
通过计算吸盘的半径要大于0.98cm。当然,这只是计算结果,在实际吸附过程中,只要在不损坏版材的情况下,吸盘一般吸附面积越大吸附力就越大。
抽气和吸附时间的计算
查阅资料得,真空泵对密闭容器抽真空时,容器部真空度的提高与抽气时间的函数关系如下:
式中:P为容器的压力(即:绝对真空度);t为自变量,是抽气时间
K3为泵的极限真空度值,K1、K2为与泵、容器大小、环境压力等相关的常数。
函数曲线示意图如下:
已知真空泵绝对真空度为50KPa,极限真空度一般取40KPa左右,容积取3L,流量为15L/min,计算得抽气时间约21S左右。下面计算吸附时间,由于存在真空罐,所以原理跟真空发生器类似。设吸盘的压力从大气压降至真空度达63%P的到达时间为T 1 , 降至真空度达95% P 的到达时间为T 2, 有
T1=60V/Q T2=3T1
V为真空泵到吸盘之间的配管容积,L为真空泵到吸盘之间的配管长度,为了减少吸附时间,L应该尽量取少一点,假设L=2m,配管径为4mm。
V=πd2L/4000=3.14*4*4*2/4000=0.025L Q 是通过真空泵的平均吸入流量Q1 和通过配管的平均吸入流量Q2 中的小者, 单位为L/ min。因P1 / P极限= 0.8, 由压力时间函数图查得到达时间T = 2T 1 , 根据机器的运行节拍要求吸盘吸着响应时间小于等于1.0s。
则有
Q=60*0.025*2/1=3L/min。
所以气泵的平均流量为3L/min。阻尼系数为0.2,但是实际上阻尼系数基本在0.8左右,所以真空泵流量15L/min偏大,可以通过节流阀进行调节。
则实际吸附时间T=2*60*0.025/0.8*15
=0.25s
回路吸附时间在0.25s左右,小于1秒,符合设计要求。
版材质量计算
由于气泵吸附版材和运行过程中所受的阻力主要为版材的重力,所以我们要对版材的最大质量进行计算。对14#版材进行计算:
L(版长)=1160mm S(版宽)=940mm H(版厚)=0.3mm
M(版材)=L*S*H
=1160mm*940mm*0.3mm
=327120mm3
版材的主要材料为铝,查阅得铝的密度约为2.702g/cm3。通过计算可以得出版材的最大质量约为0.9Kg,所以吸盘的吸附力约为9N。
由此,查阅资料气泵可以初步选择微型真空泵和气体采样泵。
气泵选型
从上面计算,我们气泵初步选定为微型真空泵和气体采样泵。微型真空泵,是指在密闭容器具备一进一出的抽气嘴、排气嘴各一个,并且在进口处能够持续形成真空或负压;排气嘴处形成微正压;工作介质主要为气体,体积小巧的一种仪器,微型真空泵一般的最大承重质量都在1Kg以上。而气体采样泵工作腔压差较小,带载能力也比较小,当抽气端有真空(部压强低于大气压)时,泵不能通电启动,否则会损坏微型泵。综上所述,气泵选择微型真空泵,可以满足设计要求。
微型真空泵根据不同工作要求,型号可以分为VM系列、VAA系列、PK系列、PC系列、VCA系列、VCC系列、VCH系列、PH系列、VBH系列、FM系列、FAA系列、PCF 系列。下面要对气泵的工作情况进行细分:
①判断微型真空泵抽气端工况
由于微型真空泵抽气端连着气管和吸盘,并且要吸附版材,抽气端口几乎完全堵塞,所以抽气端端口几乎完全堵塞,阻力较大。
②判断微型真空泵排气端的工况
微型真空泵排气端也有一定的要求,要将版材和纸进行吹起,排气端有一定的阻力,所以排气端需要提供一定的正压(10-100KPa)。
对于这种情况,我们气泵型号可以选择FM系列、FAA系列、PCF系列。
由于微型真空泵种类繁多,而且现在的微型真空泵一般都是电动的,即电机和泵体集成一体,通过直流供电让泵工作。所以可以从电机的种类分为:有刷微型真空泵、无刷微型真空泵。
①有刷微型真空泵
优点:采用大力矩的有刷电机作为驱动,所以流量和负载都会比较高。
缺点:有刷微型真空泵的寿命要比无刷微型真空泵的短。
②无刷微型真空泵
优点:寿命较长,特别是采用高档无刷电机的,寿命往往接近上万小时(满负荷下);特别适合昼夜不停连续运转的场合,比如做长期在线采样气泵使用;有的甚至可以连续运转1年以上,如果是间断使用,甚至可能到几年。而且还有“调速”功能,即可以采用占空比调电机的转速(PWM调速),从而达到间接调泵流量目的,配合相应的控制电路,甚至可以实现恒压、恒流、恒速等高级应用。
缺点:负压、正压、流量等参数比有刷的要小;成本较有刷的要高。
其次,由于版材之间有一白纸相隔,所以选择气泵时最好能选用可以调节流量和负载的真空泵。
所以在参数能达到的情况,应该尽量选择无刷微型真空泵。
气泵其他选型要求
微型真空泵对介质温度也有要求,CTP的工作环境一般在室温情况下,介质为气体,所以可以选择普通耐温型的微型真空泵就可以了。
其次就是泵的可靠性问题,根据微型泵出故障后产生后果的严重性而定,完全根据自己的要求。优质品的平均无故障连续运行时间都大于1000小时,有的高到数千小时。特别注意,这项参数是在满负荷、不间断的运行状态下测定的,是最恶劣的工况,如果实际使用不是满载或连续运行,该数值会高一些,高多少视泵的工况而定。
另外一个问题就是抗电磁干扰问题,由于气泵要进行机械运动,并受到电路控制,所以需要考虑选用配置无刷电机的微型泵(调速泵)。因为无刷电机调速泵基本无干扰,低干扰性能甚至比一些有刷微型真空泵的低干扰型号效果还要好。
还有版材要求表面平整洁净,所以在选真空泵时,最好选用无油型,震动小,噪音低的气泵。
气泵选型总结
针对这个取版设备的气泵要求,我们可以选用一套组合式的无刷微型真空调速泵来实现
引言 CTP(Computer-to-plate)即脱机直接制版。CTP就是计算机直接到印版,是一种数字化印版成像过程。CTP直接制版机与照排机结构原理相仿。起制版设备均是用计算机直接控制,用激光扫描成像,再通过显影、定影生成直接可上机印刷的印版。计算机直接制版是采用数字化工作流程,直接将文字、图象转变为数字,直接生成印版,省去了胶片这一材料、人工拼版的过程、半自动或全自动晒版工序。以前CTP供版过程大部分靠人工来完成,而且版材位置容易摆放不准确,造成版材不同程度损伤,而且也大大增加了劳工费用。为了解决这一问题,提高CTP的自动化程度,我们在现有的CTP设备上面增加了一套外围自动供版设备,使供版更加的安全和效率,大大的省去了劳动力。该设备主要通过真空泵进行抽气,使抽气端达到真空负压,然后靠在版材附近的吸盘因真空引力来垂直吸附版材,同时排气端对上升一定角度的版材吹气,产生向上的气流,吹落可能连带吸起的版材或者衬纸。 真空泵吸附系统设计 一般真空吸附通过真空发生器进行吸附,如下图所示: 1-减压阀 2-真空供应电磁阀 3-气控换向阀 4-真空发生器 5-真空压力开关 6-过滤器 7-真空电磁破坏阀 8-消声器 9-工作缸
真空发生器系统原理图如图所示, 图中的PV 为供压口,真空供应电磁阀2 通电后,气控换向阀3 左端进气,压缩空气通过气控换向阀3 和真空发生器4 喷射,使真空吸取口Ⅰ产生负压吸住工件。当吸稳工件,真空度达到真空压力开关 5 所设定的压力时,则发出电信号,进行工作。当真空破坏电磁阀7 通电后(真空供应电磁阀2 同时断电),空气经真空破坏电磁阀7、密闭腔Ⅱ处进入真空吸附夹具密封腔,消除真空,释放工件。 但是由于我们要用真空泵来产生真空负压,并需要排气端对版材进行吹气,所以真空发生器无法满足要求。一般真空泵吸附物体的整个系统需要有过滤器,电磁阀,消声器等气动元件组成,为了满足真空泵抽气端吸气产生真空负压,排气端吹气产生正压,设计了2套不同气压回路,如图所示: 图1 图1这套回路主要有1-喷嘴、2-气泵、3-两位三通电磁阀、4-过滤器、5-气源、6-减压阀、7-压力表、8-单向阀、9-消音器、10-两位三通电磁阀、11-过滤器、12-吸盘组合、13-版材或者衬纸。当供版系统准备吸附版材时,2-真空泵和10-两位三通电磁阀通电工作,2-真空泵进行抽气,10-两位三通电磁阀换向。气体从12-吸盘进入,通过11-过滤器过滤掉外界气体中的杂质,防止气体的夹带的小颗粒物体损坏和堵塞后面的气动元件。然后推开9-单向阀,进入到6-减压阀,调节6-减压阀来控制回路中气体的压力,从来达到调节吸盘吸附力的效果。吹气时,3-两位三通电磁阀通电换向,气体由5-气源进入经过4-过滤器,对板材进行吹气;而12-吸盘处将不再进行抽气,8-单向阀防止气体回流,保持吸盘附近的回路的真空度。当供版过程完成时,10-两位三通电磁阀通电换向,由于1-吸盘处存在真空负压,气体将从9-消音器进入,调节吸盘中的气压,从而释放工件。为了防止泄气产生噪音加装了9-消声器,减轻整个系统的噪音。该回路的优点是可以调节流量和真空度,针对不同的吸附物体可以调节不同的吸附力,而且具有延时功能,能有效地对版材进行吹气;缺点是由于整个回路中各种气动元件容易产生泄露现象,回路比较复杂,系统协调程度要求比较高。
气动马达选型 随着经济的发展,气动马达在工业自动化领域得到了广泛应用,托高公司长期致力于气动马达,气动设备的研发、设计、制造、销售与服务,我们在长期的生产制造实践中掌握了各类气动马达的结构,性能及特性,我们在气动马达选型方面有着非常丰富的经验,我们很乐意和大家一起分享气动马达选型和使用中的一些经验。 气动马达选型取决于四大因素:①功率;②扭矩;③转速;④耗气量 1.根据您的实际应用可以选择不同功率,不同扭矩,转速的马达,在此例举部分应用的选 型在工作压力增高,马达的输出功率、转矩和转速均大幅度增加;当工作压力不变时,其转速、转矩及功率均随外加载荷的变化而变化,样本所有数据和曲线都是在马达供气压力为6bar时测得的。以下图表表明的是压力对速度,指定扭矩,功率和耗气量的影响。 在(图一)曲线中从使用的供气压力点开始,然后向上看功率,扭矩和耗气量曲线。 举例:在4bar供气压力下,功率只有的0.55倍,扭矩0.67倍,速度0.87倍,耗气量0.65倍在6bar时参数. 这个实例表明如果供气压力下降,功率是如何下降的。空气必须通过合适尺寸的管子供给,以减少控制回路中任何的潜压降。 节流 最通常降低气马达速度的方法是在进气口安装流量调节阀。当马达用进气口也可用于排气口。流量调节也用于主要排气口上,这样可以在两个方向上控制速度。 压力调节 通过在上游供气处安装一只减压阀,也可以调节速度和扭矩。当连续供给马达低压的空气并且马达减速时,会在输出轴上产生很低的扭矩。 工作扭矩 (图二)表中曲线当负荷不断增加,空气马达停止,这就是停止扭矩。当负荷减少时马达恢复工作,马达不会烧毁,这就是气马达的最大特点,由于受润滑和摩擦的影响,起动扭矩一般是停止扭矩的75-80%,从图中可看出马达功率变得最大值的位置,大约是马达一半的旋转速度时。因此,可以通过降低马达速度获得马达最大功率,扭矩,并可以节约气源消耗。 马达减速 如果空气供应压力有限制,可通过减速得到高扭矩,举例5:1,10:1的减速,性能曲线变得如(图三)表所示,最大马力维持不变,即使在减速时,扭矩曲线是主要倾向由于扭矩的减速幅度曲线变化很大。 运行速度 1.活塞式空气马达是低速大扭矩型。但是,当它被认为是脉动变得比低速旋转限制较少。 即使是大扭矩,马力变小。当空气马达加减速结构,在这种情况下并行使用,它成为在低转速大扭矩,并能使用几乎在最大马力。推荐的旋转范围为(0.2-1)在最大输出转速. 2.叶片式气动马达是高速型,但空气马达寿命是比不上活塞马达,如果它与远远超过了在最大输出转速旋转使用,马达的效率变得比较低,最好在低速交替使用。在最大输出(0.3-1)建议旋转范围。 气动马达的供气 1.要供给马达的空气必须是经过过滤和减压的。方向控制阀需要向马达供气并在需要时
气动元件基础知识篇 第一章概述 气压传动是一种动力传动形式,也是一种能量转换装置,它利用气体的压力来传递能量,与机械传动相比有很多优点,所以近十机年来发展速度很快。目前在很多国民经济领域中,如机床工业,工程机械,冶金,轻工及国防部门应用日益广泛,随着现代科学技术事业的发展气动液压技术已成为一项专门的应用技术领域,目前我国气动元件,液压元件已逐步标准化,规范化,系列化。气压传动的动力传递介质是来自于取之不尽的空气,环境污染小,工程实现容易,所以气压传动较液压传动来说,更是一种易于推广普及实现工业自动化的应用技术,近年来,气动技术在机械,化工,电子,电气,纺织,食品,包装,印刷,轻工,汽车等行业,有尤其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用,极大地提高了制造业的生产效率和产品质量,作为重要机械基础的气动及液压执行元件的应用,引起了世界各国产业界的普遍重视,气动行业已成为工业国家发展速度最快的行业之一。另一方面,市场的需求和高速发展的自动化技术也促进气动技术的不断发展。 本教案的编是为公司内部有关人员的短期培训需要而编写,其内容特点是从气动技术基础知识入手,以我公司研制开发的各种气动元件为主,着力介绍其主要工作原理,以及他们相互之间的共性,及个性特点,及正确使用维护保养进行系统阐述。 第二章气动元件 第一节气源设备 定义:产生处理和储存压缩空气的设备 空压机按压力方式可分成1.低压型0.2—1MPa 2.中压型1.0—10MPa 3.高压型>10Mpa 按工作原理可分为:容积型;速度型 按结构形式可分为:活塞式;滑片式;螺杆式; 空压机输出压力Pc=P+∑△P P—气动执行元件的最高使用压力Mpa ∑△P—气动系统总压力损失0.15—0.2Mpa 空压机安装地点—周围空气必须清洁,粉尘少,湿度少,温度低,通风好,以保证吸入空气质量。 后冷却器—风冷式,水冷式 空压输出的压缩空气温度可达120℃以上,在此温度下,空气中的水分完全呈气态,其作用是将出口的高温空气,冷却至40℃以下,将大量的水蒸汽和油雾器冷凝成液态水滴和油滴以便将它们清除掉。 压缩空气出口温度为:≤100℃时可用风冷 >100℃空气量很大时,用水冷式。 气罐 作用:1.消除压力脉动 2.依靠绝热膨胀及自然冷却降温,进一步分离掉压缩空气中的水分和油分。
气动控制技术—速度控制回路 教案首页
课题:速度控制回路 课前准备: 1、气动实训一体化装置26台; 2、计算机26套,多媒体投影仪1台,云台摄像头系统1套; 3、常用电工工具、六角扳手各26套。 授课内容: 时间 教学内容和过程备注 2分钟 考勤、填写教学日志,调节课堂气氛,调动学生主动参与课堂, 创造和谐活泼课堂,做好接受新知识的准备工作。让学生把下课的心放到课堂上来,用故事、激励、表扬等方法实现。 5分钟 教师提问:1、我们前面所学的气动控制基本回路有哪几种? 学生回答:方向控制回路、压力控制回路 教师提问:2、常见控制阀的图形符号有哪些? 学生上黑板画或由教师画出符号,学生回答符号代表的意思和所 起的作用复习前面所学的控制回路,巩固所学的知识。 复习几种常见控制阀符号和作用,为新课做铺垫。 6分钟 让学生观看自动化生产线工件加工过程的视频,总结出工作台的动作过程。假如你们是工程技术人员,现在要你设计一台气动传动的机床,要求这台机床工作时自动刀架先带刀具快速接近工件,后以慢速工进,对工件进行加工,加工完快速退回原处。那么你启发学生,引导学生思考,让学生各抒己见,不一定要用课本的知识,只要有自己的见解或是创造性思维的就给予表扬,然后引入本课内容举例、演示、情境教学,让学生有主人翁的感觉。设疑,引起学生的兴趣。 一、组织教学 二、复习回顾 三、任务引入
们如何设计才能满足这种要求呢? 12分 钟 一、快进回路 二、工进回路 三、快退回路用逐步演示动画的方式让学生清清楚楚地看到速度控制回路的工作过程,对其原理及工作过程进行详细的分析。答疑,前面在导入新课时所设的问题这里给了明确的答复。 四、任务分析
其它气动回路 在气动系统中除了换向回路、速度控制回路和压力控制回路外,根据工作要求,还经常使用下列一些回路。 一、气液联动回路 目的:把气压传动转换为液压传动,这就使执行件的速度调节更加稳定.运动干稳。若采用气液增压回路,则还能得到更大的推力。气液联动回路装置简单,经济可靠。 1.气液速度控制回路 1)气液转换器 说明:执行元件3是液压缸;1、2是气液转换器。 作用:气压→液压,获得平稳易控制的活塞运动速度 调速:供气节流调速 注意:气液转换器中贮油量应不少于液压缸有效容积的1.5倍,同
时需注意气液间的密封,以避免气体混入油中。 2)气—液阻尼缸 在这种回路中,用气缸传递动力,由液压缸阻尼和稳速,并由液压缸和调速机构进行调速。由于调速是在液压缸和油路中进行的,因而调速精度高、运动速度平稳。因此,这种调速回路应用广泛,尤其在金属切削机床中用得最多。 图中所示为串联型气液阻尼缸双向调速回路。由换向阀1控制气液阻尼缸2的活塞杆前进与后退,阀3和阀4调节活塞杆的进、退速度,油杯5起补充回路中少量漏油的作用。 2.气液增压回路 当工作时既要求工作平稳,又要求有很大的推力时,可用气液增压回路。
1)气液增压缸:较低的气压→较高的液压力。该回路中用单向节流阀调节 2)气液缸:工进(右行)液压驱动,返回时用气压驱动。 二、安全保护回路 由于气动执行元件的过载、气压的突然降低以及气动执行机构的快速动作等原因,都可能危及操作人员或设备的安全。因此,在气动回路中,常常要加入安全回路。 l. 双手操作安全回路 所谓双手操作回路就是使用两个启动用的手动阀,只有同时按动这两个阀时才动作的回路。这在锻压、冲压设备中常用来避免误动作,以保护操作者的安全及设备的正常工作。
想了解一个行业大多数情况下都是去查阅你手边的所有元件,然后和你接触到的客户商量到他的使用场地去帮帮忙,或学习学习。这是你用自己的实践在,学习记得快,而且和客户关系快速拉近。其次是去图书馆,或者书店里找该类书籍学习,或者没事跑到其它卖该类产品的店里,没事找事的探讨。这是扩大自己的知识面。只要你不辞劳苦,不用一个月你就会有长足的进步,今天把我以前所学习的精华全部展示给大家,让你们几分钟就能了解气动元件行业! 一.气动元件行业的现状 1.经济运行态势良好,生产经营稳步上升 我国气动行业通过产品结构调整,改善经营管理,自20世纪90年代后期开始,一直保持着良好的经济运行态势,生产稳步、持续增长。近年来气动行业销售收入增长情况。 2.气动技术应用领域逐渐扩大,新产品不断涌现 国产气动元件的发展经历着联合设计、技术引进和自主开发三个阶段。近几年根据市场需求,开发了很多新产品,通用的气动元件有:椭圆缸筒气缸、平行双杆气缸、多级伸缩气缸、新型气液阻尼气缸、节能增压缸、振动缸、新型夹紧气缸、气控先导减压阀等;特殊用途的气动元件有:汽车尾气净化系统、环保汽车燃气系统、电力机车受电弓升降气控系统、汽车刹车气控电磁阀、高速列车喷脂用电磁阀、纺织和印刷用高频电磁阀、铁路扳道专用气缸、石油天然气管道阀门专用气缸、铝镁行业专用气缸、木工机械专用气缸、彩色水泥瓦气控生产线等等。这些产品的开发和应用,扩大了气动产品的应用领域,也为企业带来了良好的经济效益。
新产品正在向高新技术发展,例如高频电磁阀,工作频率为10~30Hz,最高可达40Hz,耐久性? 3亿次,接近国际水平;气电转换器的开发,为实现气电反馈控制奠定了基础,将气动技术提高到新水平。新产品开发中,新技术、新材料和新工艺被愈来愈多的采用,如工业陶瓷在气阀上的应用,大大提高了阀的技术性能、工作可靠性和使用寿命。 3.企业技术装备水平和产品质量普遍提高 据不完全统计,近几年气动专业分会40余个会员单位进行了不同程度的技术改造,提高了装备水平,数控机床等先进设备得到普及。建立质量保证体系是近几年改进企业管理的重点。会员单位中大多数企业已通过了ISO9000质量管理体系认证。不少国产气动元件的内在质量和外观质量已接近国外水平。 在标准方面,2003年标准化委员会气动分标委上报了6项国家标准制定计划,其中2项获国家标准化管理委员会批准立项。气动分标委还积极参与了ISO国际标准化组织下达的工作,两年来对5项国际标准草案进行了翻译、审核、投票等,还对所有与气动相关的行业标准、国家标准和国际标准进行了清理,公布了现行有效的标准目录,有助于各企业贯彻标准和向国际标准转化。 4.企业改制增添了活力,民营企业正在壮大 统计数据表明,行业中由国有企业转制为股份制的企业,经历了一段时间改革调整,大都增添了新的活力,2002年产值、工业增加值、销售收入和利润,与上年同期相比,都有大幅度增长。 近几年外资企业迅速增长,它们的规模、产值、销售、利润、技术水平等在行业中起着越来越重要的领先作用。
就我公司目前常用的气控元件进行规命名,使用下表所列元器件时必须按本规执行,未列元器件按样本执行 气路辅助元件 名称型号规格示例图片 命名规则命名示例 快速接头1、螺纹–管径 2、管径–管径 注: 1、一端有螺纹时,螺 纹写前面 2、一端有螺纹且为螺 纹时,在名称后面 加“()”注明 3、管径有大小时,大 管径写前面ZG1/2-φ12 φ12 -φ12 φ12-φ10 快速接头()快速接头 快速角接1、螺纹–管径 2、管径–管径ZG1/2-φ12 φ12 - φ12
T型快速三通管径–管径–管径φ12-φ10-φ12 φ12-φ12-φ12 T型快速三通管径–螺纹–管径φ12- ZG1/2-φ12 T型快速三通螺纹–管径–管径ZG1/2 -φ12-φ12 Y型快速三通管径–管径φ12-φ10 φ10-φ10 Y型快速三通螺纹–管径ZG1/2-φ12 快拧接头1、螺纹–管径 2、管径–管径ZG1/2-φ12 φ12 -φ12 快拧接头()
快拧角接1、螺纹–管径 2、管径–管径ZG1/2-φ12 φ12 - φ12 快拧角接 T型快拧三通管径–螺纹–管径φ12- ZG1/2-φ12 T型快拧三通管径–管径–管径φ12-φ10-φ12 φ12-φ12-φ12 堵头螺纹 注: 1、产品材质在PDM “材料”栏注明 2、默认为金属材质 3、六角头堵头需在名 称上注明ZG1/2 六角头堵头
消声器螺纹 注: 1、无品牌样式要求的 为默认按螺纹命名 2、有品牌或者样式材 料要求的按样本命 名ZG1/2 (默认结构)按样本 节流阀按样本 气管管径 注: 1、默认为橙色PU材 质 2、材料写PDM“材 料”栏 3、颜色写PDM“备 注”栏 4、特殊气管按供应商 φ12
气动技术基本知识 1. 气动技术中常用的单位 1个大气压=760mmHg =1.013bar =101kpa 压力单位换算 1N/㎡=bar 105-=1002.17-?kgf/m ㎡=1002.15-?kgf/c ㎡ 1kgf/c ㎡=0.1Mpa 2. 气动控制装置的特点 ⑴空气廉价且不污染环境,用过的气体可直接排入大气 ⑵速度调整容易 ⑶元件结构紧凑,可靠性高 ⑷受湿度等环境影响小 ⑸使用安全便于实现过载保护 ⑹气动系统的稳定性差 ⑺工作压力低,功率重量比小 ⑻元件在行程中途停止精度低 3. 气动系统的组成 气动系统基本由下列装置和元件组成 (1)气源装置——气动系统的动力源提供压缩空气 (2)空气处理装置——调节压缩空气的洁净度及压力 (3)控制元件 方向控制元件——切换空气的流向 流量控制元件——调节空气的流量 (4)逻辑元件——与或非 (5)执行元件——将压力能转换为机械功 (6)辅助元件——保证气动装置正常工作的一些元件 压缩机 a )气源装置 储气罐 后冷却器 过滤器 油雾分离器 减压阀 b )空气调节 油雾器
处理装置空气净化单元 干燥器 其它 电磁阀气缸 气压控制阀带终端开关气缸方向控制阀机械操作阀带制动器气缸 手动阀气缸带锁气缸 其它带电磁阀气缸 其它 速度控制阀 C)控制元件速度控制阀d)执行元件 节流阀 摆动缸 回转执行件 逻辑阀 空气马达管子接头 消音器 e)辅助元件压力计 其它 污染物质的去除能力 污染物质过滤器油雾分离器干燥器 水蒸气 微小水雾 微小油雾 水滴 固体杂质 × × × ○ ○ × ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ○ × 表1 二、空气处理元件 压缩空气中含有各种污染物质。由于这些污染物质降低了气动元件的使用寿命。并且会经常造成元件的误动作和故障。表1列出了各种空气处理元件对污染物的清除能力。 1.空气滤清器 空气滤清器又称为过滤器、分水滤清器或油水分离器。它的作用在于分离压缩空气中的水分、油分等杂质,使压缩空气得到初步净化。
標準 線路圖布置 與在 "基本氣動訓練教程" 中討論的相同, 電氣回路不能畫成 "接線圖" 式。 一個回路由若干個子回路, 或稱 "電流通路" 所組成, 每一個子回路為一個基本回路。它是由一個或更多的開關元件及一負載元件組成。兩條水平線則代表電源供應線。 各個電流通路以數字標出。繼電器的觸點並非置於其操作線圈旁, 而是安放於執行其功能的地方。觸點的編號列在繼電器線圈下方, 這樣一來便易於搜尋其於梯形線路圖上之所在位置。對檢查有關之線路設計提供一定指引。
美國於 1947 年引入的 JIC 標準正好提供有關近接開關於 "止定" 狀態時觸點的操作位置, 確閱讀提供了靜止位置動作的限位開關的單獨標志, 但歐洲標準 (即 BS3939) 則並未提及。本書中我們嚴格區分動作與不動作的開關。 注意圖4.1 回路中通路 4 的a1觸點與通路 3 中的 a0 觸點之間的不同操作位置。很清楚當循環繼電器 CR 閉合時 A+ 將加上電壓。開關 b0 是處於閉合狀態, 盡管它是常開型觸點。另一方面在通路 3 的 b0 觸點和通路 2 中的 "OFF" 有著根本的不同, 雖然兩者在機器靜止時均處于關閉, 但 "OFF" 是 "常閉" 型開關, 而b0 則是一個 "常開" 型近接開關, 動作程序一般由左到右。
如上圖所示, 線路 "2" 上 OFF 開關當被按動時, 其供電通路便馬上斷開, 而位處於線路 "3" 上的 "b0" 近接開關當其復位時便會馬上切斷供應外電磁閥的電線通路。 滾輪操作開關 常開型(N.O.) 常開型(N.O.), 處於閉合狀態 常閉型(N.C.)常閉型(N.C.), 處於閉合狀態 氣缸磁性開關 常開型(N.O.)常開(N.O.), 處於閉合狀態 表4.2 限位開關的主要符號 電-氣動回路
第二章 气动基础知识 2.1 气动技术常用单位换算 各换算关系入表2.1所示: 表2-1 单位换算表 一、长度 (Length ) cm m in ft 1 0.01 0.3937 0.0328 100 1 39.371 3.2809 2.54 0.0254 1 0.0833 30.48 0.3048 12 1 二、质量 (Mass) kg lb 1 2.2 0.4536 1 三、面积 (Area ) cm 2 m 2 in 2 ft 2 1 0.01 0.1550 0.001076 四、重量或力(Force) Kgf (千克力) Kp (千克力) N(Newton) lbf (磅-力) 1 1 9.81 2.2 五、压力 (Pressure) kg /cm 2 atm lb/in 2(psi) bar MPa(N/m 2) l 0.9678 14.223 0.9807 0.09807 六 、流量 (Flow) m 3/hr Ft 3/hr l /Min 1 35.317 16.6667 七、体积(Volume) m 3 dm 3或l ft 3 1 1000 35.317 0.02832 28.315 l 2.2 气动技术常用公式: 一、基本单位:长度l:m ,质量m :kg ,时间t :S ,体积:m 3 或l 一、基本公式: (一) 力(Force): a m F ?= (2s m kg N ?=); 牛顿定律 (二) 重量(weight):g m G ?= (2s m kg N ?=); (三) 压力: A F P = (2m N Pa =); 1Pa=10-5 bar 上式为巴斯卡原理(Pascal ’s theory) (四) 波义尔定律:见图2.1(说明压力与体积成 反比) 2211V P V P = (五) 查理定律(charle ’s Law ): 图2.1波义尔定律
一气缸选型 1.气缸的行程:标准气缸取决于ARM的打开角度和力臂的长短; 其它的气缸视情况而定;标准气缸在用于夹紧工件时,行程要 留5mm的余量(气缸在推出作用力时,余量留在气缸头部; 气缸在缩回作用力时,余量留在气缸尾部) 2.气缸的缸径: 1)气缸出力F的计算: 在工厂中一般使用的压力是P=5kgf/cm2,考虑到损失,则P=4.5kgf/cm2,D—气缸直径,d—活塞杆直径。推力效率,根 据缸径、密封阻力、摩擦阻力等不同,负载率η一般设定在50~ 70%。 气缸在推出作用力:F=η 气缸在缩回作用力:F=()η 2)夹具的夹紧力: 在中国工件的被夹紧力的理论值Q为40~50kgf/cm2,在日本工 件的被夹紧力的理论值Q为20~30kgf/cm2,如图1-1,根据杠杆原理得到: 气缸在推出作用力: 气缸在缩回作用力: ()
图1- 1 3)气缸的直径D: 推出作用力的气缸缸径:(mm) 缩回作用力的气缸缸径:(mm) 根据气缸的直径D选择标准的缸径 3. 气缸的运动轨迹:直线运动、摆动运动、旋转运动,如图1-2。 图1- 2 4. 气缸的安装方式,如图1-1,1-3。
图1- 3 5. 空间位置大则选用一般的气缸,空间位置小则选用薄型气缸。如图1-4。
6. 气缸开关分为:有节点气缸开关和无节点气缸开关,二者比较如表1-1。 表格1-1 气缸开关按功能可分为:双色显示开关,位置偏差检测开关和耐强磁场开关。由于汽车焊接现场属于强磁场环境,因此通常选用耐强磁场开关,如图1-4。 图1- 4 二气缸辅件选型 1.气动回路的基本构成,如图2-1。
气动元件型号及说明 K23D系列微型电磁阀: 分为常闭型和常通型,该阀具有排气迅速,换向频率高,结构紧凑,外型小巧,动作灵敏可靠等优点,可单独用来控制气动执行元件。在通常情况下,常作为电控换向阀的先导阀使用。 K 23 D -□□ K:气动元件;23:工作位置及通路数(二位三通);D:控制方式(电控); 后面代表公称通径(mm)“T”为常通型,不标注为常闭型。 工作介质:压缩空气压力范围:0.2∽1MPa 温度:5∽50℃ 额定电压(V):AC:220;110;36 DC:110;48;36;24;12 K25D系列二位五通电磁换向阀: 二位五通电控滑阀是一种软质密封滑柱式换向阀,它接受电信号使阀换向,达到改变气体流动方向的目的。具有密封性能好,启动压力低,性能可靠,耐久性长等优点,常被用作双作用气缸的控制元件。 K25D为单电控滑阀,当电信号接通,阀立即换向。信号消除后,阀即复位,常用于通电时间短,使用频率高的场合。 K25D2型为双电控滑阀,需两个电信号控制,当其中一电信号接通时,阀即换向,信号消除后,阀不复位,只有当另一电信号接通时,阀才能复位。因此双电控滑阀具有“记忆“功能。 K 25□-□ K:气动元件; 25:工作位置及通路数(二位五通); 后面代表控制方式“D”为单电控,“D2”为双电控;-□:公称通径 mm 工作介质:压缩空气压力范围:0.2∽1MPa 温度:5∽50℃ 额定电压(V):AC:220;36 ;其他DC:24;12;其他 K35D2系列三位五通双电控滑阀: 该系列阀是由两个常通电磁先导阀和一个主阀组合而成。当某一先导阀接受电信号后,主阀相应端的控制腔泄压,阀即换向,电信号消除后,阀芯自动复位到中间位置。 该系列阀主要用作气缸等执行机构有中间停顿状态等场合的控制元件。 按阀芯在中间位置时各腔相互关系的不同分为三种不同状态,相应有三种三位五通阀:中间加压式,(用P表示),A、B腔与P腔相通,A、B腔同时有输出。 中间泄压式,(用Y表示),A、B腔与O腔相通,A、B腔同时排气。 中间封闭式,各腔互不相通,A、B腔保压。 K 35 D2-□□ K:气动元件;35:工作位置及通路数(三位五通);D2:控制方式(双电控); 后面代表公称通径(mm)中间位置状态“P”-中压式;“Y”-中泄式,不标注为中封式。 工作介质:压缩空气压力范围:0.2∽1MPa 温度:5∽50℃ 额定电压(V):AC:220;36 DC:24;12 K22JD、K23JD系列电控截止阀 本系列电控截止阀分常闭和常通两种形式。当电路接通后阀立即换向,信号消除后阀即复位。该阀均为管式连接。注意:若堵住排气口,可成为二位二通开关阀。 K 23 J D - L □□- J K:气动元件;23:工作位置及通路数(二位三通);J:结构特征(截止阀);
气动系统元件的分类及气缸在机构中的应用 目的 在现代工业自动化设备中,气动元器件得到了广泛的运用。本节课主要带大家来了解气动系统中常用的气动元件及气缸应用情况。 课堂内容 一、气动元件简介 二、气动驱动系统的基本组成 1、气源 2、气缸 3、节流阀 4、电磁换向阀 5、磁性开关 6、真空吸盘 7、真空发生器 8、负压表(真空表) 9、快换接头 10、气管 三、气缸的安装形式 四、常用气动机构模块设计 1、气缸配直线轴承 2、气缸在快速夹具中的应用 3、气缸在步进送料系统中的应用 4、直线运动转换为旋转运动
一、气动元件简介 气动元件,指的是以压缩空气为动力的标准件(气缸),广泛应用于非标设计当中。 常见品牌有日本:SMC、CKD、小金井,台湾:亚德客、气立可,德国:费斯托、博世力士乐等。 选择气动元件的原则:以客户为向导,品质为前提,价格作参考三个原则来进行选择,进口品牌一般都比较贵,需要根据实际情况灵活选用。例如同样的一款气缸,亚德客的比SMC便宜不少,如果不是客户要求,可以优先选用。 气动和液动都属于流体传动范畴,他们各有特点。液动相对来说比较稳定,适用于大动力需求场合,而气动相对于液动来说有不少优势: 1、结构简单、轻便,介质是压缩空气,防火、防爆、防潮,和液动相比,气动可以在高温场合使用,安全性能好。 2、由于空气流动损失小,压缩空气可以集中供应、远距离输送,空气本身不花钱,压缩和排气处理简单,无污染。而油液需要回收处理,这也是在很多时候油路的电磁换向阀体通常比气动换向阀体多一通的原因。 3、输出力和速度的调节更加容易控制,气缸动作速度一般小于1m/s,比液动要快。 4、可靠性高,使用寿命长,由于液动元件要求密封性非常高,负载也是重型负载,负载决定油路工作压力的大小,所以更容易出现损坏。 二、气动驱动系统的基本组成
气压传动件的选用及维护 第一章 气压传动基础 本章的内容主要由三部分组成。第一部分为气压传动的基础知识和基本概念,如气动系统组成和特点,湿空气和压缩空气等。第二部分为气体力学基本方程。第三部分包括气体在管道中的流动特性,压力损失计算,有效截面积,气容充、放气温度与时间计算。 第一节 系统组成及传动特点 一. 气压传动及控制系统组成 气压传动及控制亦称气动技术,是指以压缩空气为动力源和工作介质来进行能量和信号的传递,从而生过程自动化的一门技术。气压系统的主要组成部分有: 1.气压发生装置;其作用是产生压缩空气,如空气压缩机。 2.气动执行元件;其作用是以压缩空气为介质产生机械运动,如气缸、气马达。 3.气动控制元件;其作用是调节、控制工作介质的压力、流量和方向,如压力控制阀、 流量控制阀、方向控制阀。 4.气动辅助元件;其作用是过滤、消音、冷却等,如过滤器、消声器、后冷却器。 5.气动传感元件;其作用是传感各种被测参数,如位置传感器、压力传感器。 二. 气压传动的优点与缺点 优点: 1.使用成本和制造成本低。这主要是因为不仅采用了空气作为工作介质而且可采用多种 材料如轻金属、塑料、尼龙等制造元件。 2.安全可靠、防爆性能好,使用寿命长。 3.装置结构简单,安装自由度大,使用维护方便。 4.动作迅速、反应快、流动阻力小、易于实现集中供气和远距离输送。 5.调节控制方便,既可组成全自动控制回路,也可与电气、液压结合实现混合控制。 缺点: 1.稳定性较差,工作速度受外加载荷的影响大。 2.工作压力低,一般小于1MPa,所以输出的驱动力或驱动转矩不会很大。 3.需对气源中杂质和水蒸气进行处理,排气时噪声较大。 4.信号传递速度仅限于声速范围内。不宜用在对信号传递速度要求很高的场合。 第二节 空气、湿空气和压缩空气 一. 空气 空气的主要成分是氮气和氧气。含有水蒸气的空气称为湿空气;不含有水蒸气的空气称为干空气。 二. 湿空气 通常大气中的空气或多或少都含有水蒸气,而水蒸气会使气动元件腐蚀生锈,因而含有水蒸气的湿空气将会对气压传递系统工作的稳定性和寿命造成很大影响。为了保证气动系统的正常工作,一般在压缩机出口处装有厚冷却器,以使空气中的水蒸气凝结析出,并在贮气罐的出口处装上过滤和烘干设备。 三. 压缩空气 气动系统采用的空气是有压状态下的空气,即压缩下的空气。自由状态下的空气经