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1、第十四章 气动系统设计,第一节 气动行程程序回路的设计方法第二节 气动系统设计的主要内容及设计程序,第十四章 气动系统设计,气动系统设计中一个很重要的内容是回路设计。在回路设计中，将着重介绍行程程序回路的设计方法，通过本章的学习要求我们能熟练地掌握这种方法进行回路设计。第一节 气动行程程序回路的设计方法 一、概述 程序控制(简称程控)是实现自动化广泛采用的一种控制方法。程序控制可分为行程程序控制和时间程序控制两类。简单行程程控与时间程控的一般组成方式如图14-1和图14-2所示。,3.右上角带*号的信号称其为执行信如、.等；而把不带*号的信号叫做原始信号如 a0、b0等 A1,信号动作线图法是
2、利用绘制信号动作线图的办法设计出气动控制回路。此法的设计步骤大致如下：(一)根据生产自动化的工艺要求，写出工作程序；(二)绘制信号动作线图；(三)分析并排除控制障碍；(四)绘制逻辑原理图和气动回路原理图。1.用大写字母A、B、C等表示气缸，用下标“1”与“0”表示气缸活塞杆的两种不同的状态。(图14-3)。2.用带下标的小写字母a1、a0、b1、b0 等分别表示与动作A1、A0、B1、B0等相对应的行程阀及其输出信号。,二、气动行程程序回路的设计(一)列出工作程序下面举例说明：例 某专用气动机械手的结构示意图如图14-4所 示，它由四个气缸所组成，能在三个坐标内工作。,(二)绘制信号-动作状态
3、线图(X-D线图)1.多缸单往夏系统X-D线图的绘(1)画方格图(如图14-6)(2)画动作状态线(D线)下面以气动机械手动作为例说明动作线图的画法。如图10-7所示，用横粗实线画出了各执行元件的动作状态线。画法如下：动作状态线的起点是该动作程序的开始处。动作状态线的终点是该动作状态变化的开始处,其工作程序如图14-5所示。,(3)画信号线(X线)用横的细实线在图10-7上画出了程信号线。信号线的画法如下：信号线的起点与同一组中动作状态线的起点相同。信号线的终点是和上一组中产生该信号的动作线终点相同。,(三)确定并排除障碍信号，找出执行信号 1.障碍信号的确定 2.I型障碍信号的排除,排除障碍
4、的实质就是缩短控制信号存在的时间，使长信号变为短信号(信号线最长等于它所控制的动作线)。(1)脉冲信号法 将有障碍的原始信号变成脉冲信号。1.采用机械活络挡铁或可通过式行程阀。（图14-18）2.采用脉冲阀或脉冲形成回路排除I型障碍。（图14-19）,(2)逻辑回路法排除I型障碍 1由“与门”逻辑元件排除障碍(图14-10)如图14-11所示，制约信号x的起始点应选在障碍信号m开始之前及m障碍段之后范围中(图中3区域)。x的终点应选在障碍信号m的无障碍段中。,2.用中间记忆元件排除I型障碍如图14-12b所示，常为双气控二位三通(或二位五通)阀，当x1有气时使K阀有输出，而当x0有气时K阀无输
5、出。很明显x1与x0不能同时存在，只能一先一后存在，x1或x0可用脉冲阀得到。选择K阀的原则是(见图14-13)：,(四)气动回路的简化及对操作要求等的考虑(1)用弹簧及单向控制阀(或单作用缸)代替双向控制阀(如图10-14b)(2)用“禁门”回路及差压阀(如图10-15所示),(3)用阀的合并法（如图14-16所示）,(五)对回路其它要求的设计 1.回路的复位及启动（图14-17）2.手动及自动操作（图14-18）3.联锁保护(六)绘制气控逻辑原理图与气控回路原理图 1.气控逻辑原理图的绘制(1)气动逻辑原理图的基本组成及符号(2)气动逻辑原理图的画法（图14-19）2.气控回路原理图的绘制
6、,第二节 气动系统设计的主要内容及设计程序一、明确工作要求（一）运动和操作力的要求（二）工作环境条件（三）和机、电、液控制相配合的情况，以及对气动系统的要求。二、设计气控回路（一）列出气动执行元件的工作程序图（并用字母表示）。（二）画信号动作状态线图。（三）应用逻辑符号按行程程序画出逻辑的原理图。（四）根据逻辑原理图并参考各种气动基本回路（和常用回路）绘制气动回路原理图。（五）为得到最合理的气动回路，设计时，可根据逻辑原理图作出几种方案进行比较，如对气控制、电-气控制和射流控制方案进行合理的选定。三、选择、设计执行元件 四、选择控制元件 1.确定控制元件类型，其中对于全气阀控制、电磁气阀控制、
7、逻辑元件或射流元件控制要根据表14-1进行比较而定。,表14-1 几种气控元件选用比较表,2.确定控制元件的通径,表10-2标准控制阀各种通径对应的额定流量,注：额定流量是限制流速在1525米/秒范围以内所测得阀的流量。,五、选择气动辅件（一）分水滤气器 其类型主要根据过滤精度要求而定。（二）油雾器 根据油雾颗径大小和流量来选取。（三）消声器 可根据工作场合选用不同形式的消声器，其通径大小根据通过的流量而定，可查有关手册。（四）储气罐 其理论容积可按第五章经验公式计算，具体结构、尺寸可查压缩空气站设计手册。六、确定管道直径、计算压力损失 七、选择空压机（一）计算空压机的供气量Qj，以选择空压机的额定排气量（二）计算空压机的供气压力，以选择空压机的排气压力,
