气动打标机的设计.docx

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1、燕山大学课程设计说明书（气压传动及控制课程设计）项目名称：气动打标机的设计组员姓名：刘宝夏子青赵俊伟马牙川张文辉指导教师：吴晓明2012-10-26目录燕山大学课程设计（论文）任务书 3.一、气动打标机的发展及其现状4.1.1 气动打标机简介 4.1.2 气动气动打标机主要特点 4.1.3 气动打标机主要应用范围 4.二、 气动控制系统设计及参数计算5.2.1 画 X-D 线路图 5.2.2 绘出利用行程开关控制的气动控制回路 5.2.3 选择执行元件 6.2.4 选择控制元件 8.2.5 选择辅助元件 8.2.6 确定管道直径及压力损失 8.2.7 选择空气压缩机 9.三、电控系统设计1.1

2、.3.1 绘出气动回路 1.1.3.2 画 X-D 线路图 1.1.3.3 绘出电气控制回路1.2四、 实验小心得1.3.五、项目心得1.4.参考文献 1.7.燕山大学课程设计说明书燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：机械工程学院项目名称气动打标机的设计指导教师姓名吴晓明项目要求1 .查阅相关文献，了解气动打标机的发展及现状。2 .掌握气动兀件的原理及功能，正确选用气动兀器件。3 .设计并建造简易的气动打标机。项目设计参数动作为：夹紧-打标-退料。要求实现往复动作。打标压力为600n,生产率为5b打40000件，夹紧缸的夹紧压力为1000n,行程为250mm打标输出力800n,行程60mm

3、退料缸的输出压力小于 100n,行程为250mm项目实施要求1、给出设计计算过程，设计X-D线路进行消障分析，并搭建气控和电气回路。小组成员分工刘宝项目总分工，x-d图绘制，系统回路搭建马牙川系统设计、说明书的编写，回路搭建夏子青系统回路搭建，系统选型分析赵俊伟汇报ppt的编写，系统回路搭建张文辉气动电气回路逻辑分析及搭建（注：所有成员均参加实验系统的搭接）一、气动打标机的发展及其现状随着经济的发展，人们生活水平的提高，每一种流通的商品都需要注明 生产日期保质期等相关信息，包装是信息的载体， 对商品贴标是实现的途径。 打标机就是在包装件或产品上加上标签的机器，不仅有美观的作用，更重要 的是可以

4、实现对产品销售的追踪与管理，特别在医药、食品等行业，如出现 异常可准确及时的启动产品召回机制。打标机是现代包装不可缺少的组成部分。1.1 气动打标机简介气动打标机是计算机控制打印针在 X、Y二维平面内按一定轨迹运动的 同时，打印针在压缩空气作用下做高频冲击运动，从而在工件上打印出有一 定深度的标记。1.2 气动气动打标机主要特点有较大深度，通过电脑直接打标输出，标记工整清晰；采用打印针头按照编辑好的字符或图形轨迹运动，控制高压气体高频冲击打印针，在工件表 面形成由密集点阵组成的字符或图形。它可打标任意字符、图形、商标、图 案等，具有的特点是：标记速度快，对标记材料无特殊要求；抗干扰能力强， 能

5、够在较恶劣的环境下工作；采用气体作为动力源，生产成本低，无污染； 特别适合速度要求较快的流水线场合，在我国有着良好的发展前景。1.3 气动打标机主要应用范围1、汽车、摩托车等发动机、活塞、身、车架、底盘、连杆、发动机、汽 缸等零部件进行编号、名称、商标、生产日期的打印；2、电动车、自行车、摩托车等加架号打印；3、各种商品、车辆、设备产品的标牌打印；4、各种机械零部件、机床工具、五金制品、金属管、齿轮、泵体、阀门、 紧固件、钢材、仪器仪表。机电设备等金属打标；塑料制品。气动控制系统设计及参数计算2.1 画X-D线路图方相156QT3De11Ai机也） hibi (EJChTbiAilAi(&i

6、tCs)carWWr, (CJCiOLf2.2 绘出利用行程开关控制的气动控制回路2.3 选择执行元件1 .根据参数要求：A缸行程250mm夹紧力1000M B缸行程60mm打标力800N;C缸行程250mm推力小于100N;每个缸往复动作次数为8000次/小时。选择三个活塞式双作用单活塞杆气缸作执行元件。2 .计算气缸内径D = I-4R xi0(m):二 P式中R 工作负荷（N）;P工作压力（MPa）;m 机械效率。选定气缸工作压力为1.6MPa、机械效率为0.7,则气缸的内径分别为: 夹紧缸A :Ra =1000NDa4 10003.14 1.6 0.7u 0.033m共15页第18页打

7、标缸B :Rb =800NDb4 800”103.14 1.6 0.7=0.030m退料缸C :RC =100NDc4 1001d3.14 1.6 0.7-0.0106m3 .选标准气缸根据缸径和行程查设计手册选：夹紧缸A :,缸径0.04m、活塞杆径0.020m、行程0.250m ;打标缸B :,缸径0.032m、活塞杆径0.016m、行程0.06m ；退料缸C :,缸径0.020m、活塞杆径0.010m、行程0.25m ； 4.计算各气缸往复 动作一次的耗气量：3 S(m3)二(2D2 -d2)V -4式中D 气缶!内径（m）; d 活塞杆径（m）; S 气缶!行程（m）送料缸A :VA

8、=1.40 10与m3冲印缸B :v=0i5i0m推料缸C :VC =0.35 10J3m3上式各值是按压缩空气计算的耗气量，为选择空压机，需要按自由空气计算 耗气量：V自=V压Ph +0.10130.1013(m3)式中V自一一按自由空气计算的耗气量（m3）;V压一一按压缩空气计算的耗气量（m3）;Ph一气缸的工作压力(MPa)。因此，送料缸A：VA1 =6.39 10” m3冲印缸B :VB1 =1.43 10m3推料缸C :VC1 =1.65 10“m32.4 选择控制元件1 .动力回路中的主控阀均为双气控二位四通滑阀（共4件），其公称通径根据所通过流量选定。该气动钻床系统对每个气缸的动

9、作时间无特殊要求。因此 上述各阀流量等于该系统单位时间内平均耗气量（压缩空气），即Q =8aVa bBVB bcVc）T（m3/s）式中bA、bB、be A、B和C缸在一个工作周期中往复动作次数，本例中均为1;Va、Vb、Vc A、B和C缸往复动作一次的按压缩空气计算的耗气量，其330.35 10 m3值分别为 va 7.4。、1。、3、0301dm 和 vcT 工作周期，T = 0.45s(1.40 0.30 0.35) 1043 3,由此得 Q = = 0.34 10 m3 /s6根据Q选定公称通径为10mm2 .在电控系统中三位五通先导式电磁换向阀 3件.2.5 选择辅助元件1 .分水滤

10、气器（图未画出）选用过滤精度为 50Nm的QSL-L8M 50-C1型，其 公称通径与减压阀相一致。2 .油雾器（图未画出）选用油雾颗粒大小为 50Nm的QYW-L8-Wn型，其公 称通径与减压阀相一致。2.6确定管道直径及压力损失1 .空气压缩机至设备的管道直径根据各气缸所需压缩空气量和推荐流速，按 下式计算式中di 管道内径(m);Q 各气缸单位时间内平均耗气量的总和(m3/s)。本例中Q =0.34x10J3m3/s；u推荐流速(m/s),选8m/s。4 0.27 10代入上式得：d10.0065m3.14 8最后选定公称通径为8mm勺标准管道。2 .设备内部管道直径根据与元件的公称通经

11、相一致原则，选定动力回路管道公称通径为8mm控制回路管道公称通径为 3mm3 .计算管道中的压力损失。由于本系统中管道中的流量小，管道不长，可不计压力损失，而直接确定压缩机至设备的管道中压力损失不大于 0.05MPa ,设备内部管道中压力损失不大于0.01MPa。因此，管道中的总压力损失：p管 M 0.05 +0.01 = 0.06MPa4 .计算动力回路各元件中的压力损失。本系统动力回路中装有分水滤气器、减压阀、油雾器、总气源开关阀、主控 阀和消声器。查手册可得其压力损失分别为 0.01MPa、0.02MPa、0.015MPa、 0.022MPa、0.022MPa和0.012MPa。这样，压

12、缩空气流经动力回路各元件时 的总压力损失：p 元=0.01 + 0.02 +0.015 + 0.022 + 0.022 + 0.012 = 0.1(MPa)5 .计算回路中的总压力损失。总压力损失等于管道中和元件中压力损失的总和，即：p=Ap 管 +Ap 元=0.06+0.1 =0.16MPa2.7选择空气压缩机1 .计算空压机的供气量mQ = #2(bjVj)/Tj=KKSaVa bBVB bcVc)/T(m3/s)式中，中=1 (查手册)，(=1.2； K2=1.4; T = 0.45s。根据前面计算结果，可得空压机的供气量：3“一 (4.41 0.735 2.842) 10坨壬Q =1.

13、2 1.4 =2.24 10 m3/s =62 .计算空压机的供气压p = p工+Ap (MPa)根据前面计算结果，可得空压机的供气压：p =1.6 0.16 =1.76MPa3 .3.根据计算出的供气量和供气压，选取额定排气量为2.5m /min3 ,2.1m /min,额定压力为1.9MPa三、电控系统设计3.1绘出气动回路4AltCTA17OA。 -0 1 3Oal工5Bl:BOCTB1 图CTB0rmObOOblcOCTC1Ocl3.2画X-D线路图节相113j6gh IIF:S-9.M*h*WXAAAj-% gih卜aT11 A JAikftCJ c,4-AAAZ1CiOK3.3绘出

14、电气控制回路四、实验小心得通过纯气动和电气控制两种方法的实验搭接， 在实践中我们发 现了很多在画原理图过程中的疏漏，导致整个回路不能实现其功 能。在实验室呆的两天多时间里通过不断地探索研究终于将两种方 法都在实验台上成功完成。很多错误都是没有用到互锁功能导致很 多不应该同时得电的线圈同时得电，在逐步排除故障后，实现了系 统的自动、手动控制。在这三天的课程设计过程中，我们收集资料、设计计算、绘制 原理图、搭接实验系统等，由浅到深的理解了气动和电气控制的原 理。把书本上的理论知识应用到实践中。 通过气动打标机的纯气动 和电控实验系统的搭接得出结论，纯气动回路使用快速接头可以非 常简单的进行配管，采

15、用纯气动系统较继电控制回路较为复杂。 气 动回路中做完功的空气可以直接排放到大气中， 不需要设置回程管 道，即使系统中有泄漏也不至于造成环境污染，但是也有一些缺点， 系统稳定性较差，速度控制精度较差，气动系统本身缺少润滑等。五、项目心得作为一名大四学生，即将步入工作岗位。我觉得这样的课程设计是十分必要的，在 做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅的大量设计资料。为了让自己的设计 更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。在搭接实验系统时，我们发现自己在绘制原理图过程中的一些疏忽，导致系统无法 按照预计的工作。结果我们一次又一次的重新搭建系统，在失败中摸索经验，最后终

16、于 一步一步的解决问题。在设计过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解 的不够深刻，掌握的不够牢固。我们通过查阅大量的有关资料，并在小组中讨论，交流 经验，若遇到搞不明白的问题就会及时请教老师，是自己学到了不少知识，也经历了不 少艰辛，但收获同样巨大。最后感谢指导我们的吴老师和实验室的各位老师们！姓名：刘宝在这次课程设计的过程中，我主要工作是搭建系统回路，还参与了系统设计。在系统 设计中我发现在没有经验的基础上想要设计一个复杂的系统是不容易的，在参考类似的 系统的基础上再设计会得心应手一些。而且，我们发现一个系统会有多种方案，要学会 从中选择最优的！在搭建系统时最大的感受是要细心、认

17、真，中间出一步错最终就可能需要全部拆除重 新接线，而且还发现了理论与实践的区别，在搭建过程中我们在认为非常好的系统图中 发现了不少错误！在整个过程中我深刻感受到了团队合作的重要性， 沟通使我们的思维更加宽阔， 集思 广益使我们在遇到问题时更快的得到解决。这次课程设计我从中学到了很多东西！姓名：夏子青经过几天的项目整理，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。首先感谢老师对我们的指导和支持，在做设计的过程中，我们遇到很多困难。比如 设计电控回路与搭建回路，我们遇到很多问题，搭建了很多次，失败了很多次，最后在

18、 我们总结了失败的经验后，成功完成。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必 须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一 个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致 整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻 炼我们这一点，这也是非常宝贵的。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是 一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！这次气动打标机课程设计我们历时3天完成， 对我来说学到的不仅仅是专业知识,更多的是团队和合作

19、。现在想来，也许老师安排的课程设计以小组为单位有着它更深的 意义吧，它不仅仅让我们能综合那些理论知识运用到实际中，还让我们知道了凝聚在一 起时所发挥的巨大潜能！姓名：赵俊伟我们做的是气动钻床的系统设计，要求要用电控和气控两种方式来实现该电路。对 于这个题目，我们先是收集资料，分析理解，然后小组进行讨论，很快就拿出了项目的 解决方案。当然，在这个过程中会遇到一些比较复杂的问题，在老师的指导下都被我们 一一化解。接着我们就按照我们设计的系统图在在实验台上进行模拟实验，将理论知识 与实践结合起来，在搭建模拟回路时发现了很多实际性的问题，比如：电路短路，信号 干扰等等。但是通过对系统图的分析和集体的讨

20、论把问题全部解决。当我们设计的系统 在实验台上正确的运行时，那种心情真是无与伦比。通过这次课程设计，让我深深的认识到一下几点：1:团队的力量永远大于个人的力量2:理论与实践应该紧密结合，不断完善和提高自己的专业能力。3:通过这次课程设计， 让我认识到自己的不足， 尤其是自己的薄弱环节应该努力的去提 高。这次课程设计，我们要感谢我们的指导老师和实验室的老师们，没有他们我们也 不可能进行的如此顺利，每次遇到问题求助老师时，他们总是不厌其烦的给我们讲解， 直到我们全部理解为止，在老师的影响下，我们收获的不仅是知识还有对科学的严谨， 给我们树立了一个良好的榜样。姓名：马牙川这次项目设计收获颇多，感受很深。这次设计不仅使我对老师上课讲的内容有了更深 的理解和进一步的认识，我还学到了很多书本上没有的知识与技能。在这个过程中发现 了自身很多问题，比如说知识掌握不熟练，所以在运用起来感觉很吃力。经过在过程中不断发现问题和改正问题使我明白，求学一定要严谨，不要似懂非懂就去搞设计，一定要细心认真对待每一个环节，不能有丝毫的马虎。 遇到困难，不要退缩,因为只有遇到问题，解决问题，才能在不断地改进中提升自己的能力。在这次实践中， 我还认识到了合作的重要性，让我明白了团结的力量。总之，在这次项目设计中我学到了很多，收获了很多姓名：张文辉参考文献1.吴振顺.气压传动与控制.哈尔滨工业大学出版社.2010.