气压传动系统实例
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气压传动系统设计实例分析气动技术是实现工业生产机械化、自动化的方式之一,由于气压传动本身所具有的独特优点,所以应用日益广泛。
以土木机械为例,随着人们生活水平的不断提高,土木机械的结构越来越复杂,自动化程度不断提高。
由于土木机械在加工时转速高、噪声大,木屑飞溅十分严重。
在这样的条件下采用气动技术非常合适,因此在近期开发或引进的土木机械上,普遍采用气动技术。
下面以八轴仿形铣加工机床为例加以分析。
(1)八轴仿形铣加工机床简介八轴仿形铣加工机床是一种高效专用半自动加工木质工件的机床。
其主要功能是仿形加工,如梭柄、虎形腿等异型空间曲面。
工件表面经粗、精铣,砂光和仿形加工后,可得到尺寸精度较高的木质构件。
八轴仿形铣加工机床一次可加工8个工件。
在加工时,把样品放在居中位置,铣刀主轴转速一般为8000r/min左右。
由变频调速器控制的三相异步电动机,经蜗杆\蜗轮传动副控制降速后,可得工件的转速范围为15~735r/mino纵向进给由电动机带动滚珠丝杠实现,其转速根据挂轮变化为20~1190r/min或40~2380r/mino工件转速、纵向进给运动速度的改变,都是根据仿形轮的几何轨迹变化,反馈给变频调速器后,再控制电动机来实现的。
该机床的接料盘升降,工件的夹紧松开,粗、精铣,砂光和仿形加工等工序都是由气动控制与电气控制配合来实现的。
(2)气动控制回路的工作原理八轴仿形铣加工机床使用加紧缸B(共8只),接料盘升降缸A(共2只),盖板升降缸C,铣刀上、下缸D,粗、精铣缸E,砂光缸F,平衡缸G共计15只气缸。
(3)气控回路的主要特点①该机床气动控制与电气控制相结合,各自发挥自己的优点,互为补充,具有操作简便、自动化程度较高等特点;②砂光缸、铣刀缸和平衡缸均与气容相连,稳定了气缸的工作压力,在气容前面都设有减压阀,可单独调节各自的压力值;③用平衡缸通过悬臂对吃刀量和自重进行平衡,具有气弹簧的作用,其柔韧性较好,缓冲效果好;④接料托盘缸采用双向缓冲气缸,实现终端缓冲,简化了气控回路。
气压传动在机械工程中的应用案例气压传动是一种常见且广泛应用于机械工程中的传动方式。
它利用气体压力的传递来实现机械部件的移动和控制,具有结构简单、动力强劲、不易受环境温度变化的影响等优点。
本文将介绍几个气压传动在机械工程领域中的典型应用案例。
案例一:气动缸控制机械臂的运动在自动化生产线上,机械臂广泛应用于物料的搬运、组装等工作。
而气动缸作为驱动机械臂运动的一种常见方式,具有速度快、力矩大的优势。
通过将气动缸安装在机械臂的关节处,当气源供给时,气动缸的压缩空气将被释放,驱动机械臂的伺服阀打开,从而实现机械臂的精确位置调节和部件的抓取、放置等动作。
案例二:空气压缩机控制机床的切削加工在金属加工行业中,机床是最常见的设备之一。
而空气压缩机则作为提供动力的关键装置,通过将气源压缩为高压气体,再通过管路传递给机床,控制机床上的气动切削工具进行切削加工。
与传统的电动或液压驱动方式相比,气压传动具有响应速度快、力矩大等优势,可以满足机床切削过程中对速度和力量的要求,并且其使用过程中几乎没有温度变化的影响。
案例三:气动输送机的物料输送在工业生产中,常常需要将物料从一个位置输送到另一个位置,而气动输送机则被广泛应用于此类需求。
气动输送机通过空气压缩机产生的压缩空气,将物料吸入管道中,并通过调节气源的压力、流量和控制气体的开关,实现物料的快速、连续、均匀地输送。
这种输送方式在灰尘多、环境恶劣等工艺条件下具有明显的优势,通常应用于建材、粮食、化工等行业。
案例四:气动液压打孔机的应用在汽车制造等行业中,常常需要对材料进行打孔处理,而气动液压打孔机则是一种常见的工具。
它通过将压缩空气转化为液压能量,通过压缩空气驱动液压缸进行工作。
通过控制气源的压力、流量以及液压系统的工作压力等参数,实现工件的快速、准确、高效打孔。
气动液压打孔机不仅具有操作简单、成本低等优点,还可以精确控制打孔的深度和径向力度,满足不同材料和形状的加工需求。
项目六气压传动系统实例(结合公共实训基地及友嘉机电设备展开)任务一气动机械手气压传动系统气动机械手是机械手的一种,它具有结构简单,重量轻,动作迅速,平稳可靠,不污染工作环境等优点。
在要求工作环境洁净、工作负载较小。
自动生产的设备和生产线上应用广泛,它能按照预定的控制程序动作。
图1为一种简单的可移动式气动机械手的结构示意图。
它由A、B、C、D四个汽缸组成,能实现手指夹持、手臂伸缩。
立柱升降。
回转四个动作。
图1 气动机械手的结构示意图图2为一种通用机械手气动系统工作原理图(手指部分分为真空吸头,既无A气缸部分),要求工作循环为:立柱上升→伸臂→立柱顺时针转→真空吸头取工作→立柱逆时针转→缩臂→立柱下降。
图2 为一种通用机械手气动系统工作原理图三个气缸均有三位四通双电控换向阀1、2、7和单向节流阀3、4、5、6组成换向、调速回路。
各气缸的行程位置均有电气行程开关进行控制。
表1为该机械手在工作循环中各电磁铁的动作顺序表。
表1 电磁铁的动作顺序表下面结合表1来分析它的工作循环:按下它的启动按钮,4YA通电,阀7处于上位,压缩空气进入垂直气缸C下腔,活塞杆上升。
当缸C活塞上的挡块碰到电气行程开关a1时,4YA断电,5YA通电,阀2处于左位,水平气缸B活塞杆伸出,带动真空吸头进入工作点并吸取工作。
当缸B活塞上的挡块电气开关b1时,5YA断电,1YA通电,阀1处于左位,回转缸D顺时针方向回转,使真空吸头进入下料点下料。
当回转缸D活塞杆上的挡块压下电气行程开关c1时,1YA断电,2YA通电,阀1处于右位,回转缸b复位。
回转缸复位时,其上挡块碰到电气行程开关c0时,6YA通电,2YA断电,阀2处于右位,水平缸B活塞杆退回。
水平缸退回时,挡块碰到b0,6YA断电,3YA通电,阀7处于下位,垂直缸活塞杆下降,到原位时,碰上电气行程开关a0,3YA断电,至此完成一个工作循环,如再给启动信号。
可进行同样的工作循环。
根据需要只要改变电气行程开关的位置,调节单向节流阀的开度,即可改变各气缸的运动速度和行程。
项目六气压传动系统实例
(结合公共实训基地及友嘉机电设备展开)
任务一气动机械手气压传动系统
气动机械手是机械手的一种,它具有结构简单,重量轻,动作迅速,平稳可靠,不污染工作环境等优点。
在要求工作环境洁净、工作负载较小。
自动生产的设备和生产线上应用广泛,它能按照预定的控制程序动作。
图1为一种简单的可移动式气动机械手的结构示意图。
它由A、B、C、D四个汽缸组成,能实现手指夹持、手臂伸缩。
立柱升降。
回转四个动作。
图1 气动机械手的结构示意图
图2为一种通用机械手气动系统工作原理图(手指部分分为真空吸头,既无A气缸部分),要求工作循环为:立柱上升→伸臂→立柱顺时针转→真空吸头取工作→立柱逆时针转→缩臂→立柱下降。
图2 为一种通用机械手气动系统工作原理图
三个气缸均有三位四通双电控换向阀1、2、7和单向节流阀3、4、5、6组成换向、调速回路。
各气缸的行程位置均有电气行程开关进行控制。
表1为该机械手在工作循环中各电磁铁的动作顺序表。
表1 电磁铁的动作顺序表
下面结合表1来分析它的工作循环:
按下它的启动按钮,4YA通电,阀7处于上位,压缩空气进入垂直气缸C下腔,活塞杆上升。
当缸C活塞上的挡块碰到电气行程开关a1时,4YA断电,5YA通电,阀2处于左位,水平气缸B活塞杆伸出,带动真空吸头进入工作点并吸取工作。
当缸B活塞上的挡块电气开关b1时,5YA断电,1YA通电,阀1处于左位,回转缸D顺时针方向回转,使真空吸头进入下料点下料。
当回转缸D活塞杆上的挡块压下电气行程开关c1时,1YA断电,2YA通电,阀1处于右位,回转缸b复位。
回转缸复位时,其上挡块碰到电气行程开关c0时,6YA通电,2YA断电,阀2处于右位,水平缸B活塞杆退回。
水平缸退回时,挡块碰到b0,6YA断电,3YA通电,阀7处于下位,垂直缸活塞杆下降,到原位时,碰上电气行程开关a0,3YA断电,至此完成一个工作循环,如再给启动信号。
可进行同样的工作循环。
根据需要只要改变电气行程开关的位置,调节单向节流阀的开度,即可改变各气缸的运动速度和行程。
任务二数控加工中心气动换刀系统
图3为某数控加工中心气动换刀系统原理图。
该系统在换刀过程中实现主轴定位、主轴送刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作。
具体工作过程如下:当数控系统发出换刀指令时,主轴停止旋转,同时4YA 通电,压缩空气经气动三联件1、换向阀4、单向节流阀5进入主轴定位缸A的右腔,缸A的活塞左移,使主轴自动定位。
定位后压下无触点开关,使6YA通电,压缩空气经换向阀6、梭阀8进入气液增压缸B的上腔。
增压腔的高压油使活塞伸出,实现主轴松刀。
同时使8YA通电,压缩空气经换向阀9、单向节流阀11进入缸C的上腔,缸C下腔排气,活塞下移实现拔刀。
由回转刀库交换刀具,同时1YA通电,压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气。
稍后1YA断电、2YA通电。
停止吹气,8YA断电、7YA通电,压缩空气经换向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔,活塞上移,实现插刀动作。
6YA断电、5YA 通电。
压缩空气经换向阀6进入气液增压缸B的下腔。
使活塞退回。
主轴的机械机构使刀具夹紧。
4YA断电、3YA通电,缸A的活塞在弹簧力作用下复位,回复到开始状态,换刀结束。
图3 数控加工中心气动换刀系统原理图
1- 气动三联件2、4、6、9-换向阀
2- 3、5、10、11单向节流阀7、8-梭阀
任务三气动生产线气压传动系统
机械手是机电一体化设备或自动化生产系统中常用的装置,用来搬运物件或代替人工完成某些操作,根据驱动机械手工作的动力的不同,可分为气动机械手、液压机械手和电动机械手;按照机械手的工作性质,可分为搬运机械手。
焊接机械手和注塑机械手,常见的机械手如图4所示。
助力机械手垛码机械手工业机械手
高难度机械手焊接机械手压铸机械手
横走机械手全伺服机械手
图4 常见的机械手
拆装气动机械手
用气动元件组成的机械手为气动机械手。
YL-235A型光机电一体化实训装置中的气动机械手及各部分的名称如图5所示。
在本任务中,通过完成机械手拆装的工作任务,了解气动机械手的组成和工作原理,学会气动机械手的组装。
图5 YL-235A型光机电一体化实训装置上的气动机械手及各部分名称工作任务
1、请按要求拆卸YL-235A型光机电一体化实训装置中的气动机械手。
(1)将左右限位挡块从支架上拆卸下来。
(2)将悬臂气缸从支架上拆卸下来。
(3)取出旋转气缸。
(4)将手臂气缸从悬臂上拆卸下来。
(5)将气爪气缸从手臂上拆卸下来。
2、将拆卸后的YL-235A型光机电一体化实训装置中的气动机械手按要求组装。
(1)组装的机械手应与原来相同。
(2)调节左右限位当快上的螺栓,使机械手选装的角度约为56°。
3、按图6所示的安装图将机械手安装在安装平台上。
(1)机械手安装位置的尺寸与图纸要求误差不大于1mm。
(2)机械手悬臂安装的高度与图纸要求误差不待遇1mm。
(3)机械手左、右摆角与图纸要求相符。
(4)机械手支架固定后,在气缸动作过程中不会发生摇动现象。
4、按图7所示机械手气动系统图连接机械手的气路。
(1)机械手气缸(含气爪)与电磁阀的气路连接。
(2)气源与电磁阀的气路连接。
(3)按工艺规范要求完成气路的走线与捆扎。
图6 机械手安装位置图
悬臂气缸手臂气缸气爪气缸
图7 机械手气动系统图。