全自動洗車機 畢業(yè)設計.pdf

上傳人:小** 文檔編號:13308470 上傳時間:2020-06-14 格式:PDF 頁數(shù):9 大小:354.60KB
收藏 版權申訴 舉報 下載
全自動洗車機 畢業(yè)設計.pdf_第1頁
第1頁 / 共9頁
全自動洗車機 畢業(yè)設計.pdf_第2頁
第2頁 / 共9頁
全自動洗車機 畢業(yè)設計.pdf_第3頁
第3頁 / 共9頁

下載文檔到電腦,查找使用更方便

8 積分

下載資源

還剩頁未讀,繼續(xù)閱讀

資源描述:

《全自動洗車機 畢業(yè)設計.pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《全自動洗車機 畢業(yè)設計.pdf(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第7章 氣動系統(tǒng)設計 7.1氣動系統(tǒng)設計的依據(jù) 1. 氣缸的工作特性 氣缸活塞在運動過程中,腔室里的氣體壓力和活塞位移隨時間變化的關系, 稱為氣缸的力-位移特性。如圖7-1所示。 圖 7-1 氣缸壓力-位移特性 初始狀態(tài)時,氣缸處于伸的位置(指氣缸活塞桿處于伸的位置) ,有桿腔內 的氣壓 P1 為大氣壓。當三位四通電磁換向閥左位接通后(圖 7-1,點 1) ,無桿 腔和氣源接通,氣體以高速向無桿腔快速充氣,并很快上升為氣源壓力;有桿腔 的氣壓一直是大氣壓 P1。當無桿腔和有桿腔的壓力差為 P2-P1=P,超過活塞啟動 的最小壓差?;钊麠U就開始運動(圖7-1,點2) 。由圖可見,一旦活塞桿運動啟

2、 動,無桿腔中的壓力有所下降,主要原因是活塞和氣缸內壁之間的摩擦阻力由靜 摩擦力變?yōu)閯幽Σ亮Χ休^大的減小,活塞運動的起始段開始加速。若活塞在運 動過程中,負載保持恒定,那么活塞兩側的壓力差使活塞桿勻速向前運動,直至 達到最佳清洗狀態(tài)(圖 7-1,點 3) ,無桿腔壓力再次急劇上升到氣源壓力(圖 7-1,點4) 。 圖 7-1 為氣缸典型的壓力-位移曲線,實際上氣缸兩腔室的壓力差大小、位 移曲線的形狀與氣缸的負載(外負載、摩擦阻力的總稱)性質、大小以及工作壓 力、缸徑和行程等多種因素有關。 從上面的說明可知,氣缸活塞運動的速度在運動過程中是變化的。若在換向 閥和氣缸之間的鏈接管路上串連速度控制

3、閥,控制進排氣口的流通能力,就可以 調節(jié)活塞運動的速度。 2. 氣缸的輸出力和缸徑的確定 普通雙作用氣缸無桿腔為工作腔時理論推力 0 F 為: p 4 2 0 D F ? ? ? ? N (7—1) 式中: D—缸徑(mm) p—氣缸的工作壓力(MPa) 普通雙作用氣缸的有桿腔為工作腔時理論拉力 0 F 為: ? ?p 4 2 2 0 d D F ? ? ? ? ? N (7—2) 式中: d—活塞桿直徑(mm),一般估算時取d=0.3D。 p—氣缸的工作壓力(MPa) 實際中,由于活塞等運動部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力,活塞桿的 實際輸出力小于理論推力

4、,稱這個推力為氣缸的實際輸出力。 氣缸的效率η是氣缸的實際推力和理論推力的比值,即: 0 F F ? ? 氣缸的效率取決于密封的種類,氣缸內表面和活塞桿加工的狀態(tài)及潤滑狀態(tài)。 此外,氣缸的運動速度、排氣腔壓力、外載荷狀況及管道狀態(tài)等都會對效率產(chǎn)生 一定的影響。在考慮到活塞桿和活塞本身的摩擦力影響的情況下,實際輸出力要 以氣缸效率來修正,一般效率在0.7~0.95之間。 從對氣缸運行特性的研究可知,要精確確定氣缸的實際輸出力是困難的。于 是在研究氣缸性能和確定氣缸的出力時,常用到負載率的概念。 氣缸的負載率β定義為: % 100 0 ? ? F F 氣缸的理論輸出力 氣缸的實際負載 ? 氣缸的

5、實際負載是由實際工況所決定的,若確定了氣缸負載率β,則由定義 就能確定氣缸的理論輸出力,從而可以計算氣缸的缸徑。氣缸負載率的選取與氣 缸的負載特性及氣缸的運動速度有關,其取值見表7-1。 表 7-1 氣缸的運動狀態(tài)和負載率 阻性負載 (靜負載) 慣性負載的運動速度v <100㎜/s 100~500㎜/s >500㎜/s β≤0.8 ≤0.65 ≤0.5 ≤0.35 3. 耗氣量 氣缸的耗氣量是指氣缸往復運動時所消耗的壓縮空氣量。 耗氣量大小與氣缸 的性能無關,但它是選擇空壓機排量的重要依據(jù)。 氣缸活塞完成一次行程所需要的耗氣量Q為: t p S D Q 1 1 . 0 1 . 0 0

6、47 0 2 ? ? ? ? ? ? min / L (7—3) 式中: D—缸徑(cm) S—氣缸行程(cm) t—氣缸一次往復行程所需要的時間(s) p—工作壓力(MPa) 7.2 氣壓元件的選型 7.2.1 氣缸的選擇 首先,通過對公交車清洗設備氣動系統(tǒng)的工況分析,可確定氣缸應選用雙作 用氣缸。根據(jù)對氣缸的工作要求,選定氣缸的規(guī)格:缸徑和行程,按氣缸的工作 要求的行程加上適當?shù)挠嗔?,依此法選取詳盡的標準行程作為預選行程。 其次,還應考慮;環(huán)境條件(溫度、粉塵、腐蝕性等) ,安裝方式等。 1. 雙作用氣缸的結構 雙作用氣缸結構如圖7-2所示,它由前缸蓋、活塞、活塞桿、密封件等零件 組成。

7、缸內有與活塞桿相連的活塞,活塞上裝有活塞密封圈。為防止漏氣和外部 灰塵的侵入,前缸蓋上裝有活塞桿用密封圈和防塵圈。這種雙作用的氣缸被活塞 分為兩個腔室:有桿腔(簡稱頭腔或前腔)和無桿腔(簡稱尾腔或后腔) 。有活 塞桿的腔室稱為有桿腔,無活塞桿的腔室稱為無桿腔 [2] 。 圖 7-2 普通型單活塞桿雙作用氣缸 1—后缸蓋;2—密封圈;3—緩沖密封圈;4—活塞密封圈;5—活塞;6—緩沖柱塞;7—活 塞桿;8—缸筒;9—緩沖節(jié)流閥;10—導向閥;11—前缸蓋:12—防塵密封圈;13—磁鐵;14—導向環(huán) 當從無桿腔端的氣口輸入壓縮空氣時, 若氣壓作用在活塞右端面上的力克服 了運動摩擦力、負載等各種反作

8、用力,推動活塞前進,有桿腔內的空氣經(jīng)該端氣 口排入大氣,使活塞桿伸出。同樣,當有桿腔端氣口輸入壓縮空氣時,活塞桿退 回初始位置。通過無桿腔和有桿腔的交替進氣和排氣,活塞桿伸出或者退回,氣 缸實現(xiàn)往復直線運動。 由于在運行過程中,活塞均不必到達與缸蓋接觸的位置,選擇無緩沖雙作用 普通氣缸。 2. 缸徑的確定 在汽車清洗機的機械傳動系統(tǒng)中,裙刷、側刷支撐架的轉動及定位全是依靠 氣缸活塞桿拉動完成的。按照洗車機最佳洗車效果的要求來看,裙刷、側刷刷洗 時,其作用于車身的垂直壓力為40N左右時,清洗效果為最佳,根據(jù)各傳動機構 的結構計算,側刷支撐架作用于活塞桿上的軸向負載力約為 200N;裙刷支撐架 作

9、用于活塞桿上的軸向負載力約為90N。 在氣壓傳動系統(tǒng)中,系統(tǒng)的工作壓力為0.6MPa,而氣缸工作壓力計算時一般 選用0.4MPa。 根據(jù)以上要求,考慮氣缸運動平均速度在100~500㎜/s之間,因此取負載 率β=0.5,效率η=0.8,可計算出氣缸的理論缸徑。 由式7—1可得側刷氣缸的缸徑為: mm 9 . 39 4 . 0 200 2 5 5 0 ? ? ? ? ? ? ? ?p F D 根據(jù)標準氣缸的尺寸故選擇氣缸缸徑為40mm。 同理可得到裙刷氣缸的缸徑為: mm 8 . 26 4 . 0 90 2 5 5 0 ? ? ? ? ? ? ? ?p F D 根據(jù)標準氣缸的尺寸故選擇氣缸缸徑為

10、32mm。 3. 氣缸的行程確定 按照規(guī)定的氣缸行程允差, 選擇生產(chǎn)廠商提供的標準行程, 故確定結果如下: 側刷氣缸行程為250mm; 裙刷氣缸行程為200mm; 根據(jù)以上要求最終選用的側刷氣缸型號為 SC-40250-S-LB,其含義為:缸 徑為 40mm,行程為 250mm,附磁,采用 TC 固定型式的標準復動型氣缸。裙刷氣 缸型號為SC-32200-S-LB,其含義為:缸徑為32mm,行程為200mm,附磁,采 用TC固定型式的標準復動型氣缸。 7.2.2 減壓閥的選擇 為保證氣動系統(tǒng)正常工作,選擇減壓閥時根據(jù)要求的工作壓力,調壓范圍、 使用流量的最大值和穩(wěn)壓精度來選擇。 耗氣量的計算可

11、采用式7—3,設氣缸的工作壓力為0.4MPa, 每秒完成一次行 程,則: 側刷氣缸耗氣量為Q1=0.0474255=94L/min; 裙刷氣缸耗氣量為Q2=0.0473.2205=48.2L/min; 整個系統(tǒng)的耗氣量為Q=4Q12Q2=472.4 L/min; 所以選定的減壓閥型號為AR2000-02型標準額定流量為550L/min的減壓閥, 其調壓范圍為0.05~0.85MPa,最高使用壓力為1.0MPa,保證耐壓力1.5MPa。 總氣體選定的減壓閥型號為AR2500-02型標準額定流量為2000L/min的減壓 閥, 其調壓范圍為0.05~0.85MPa,最高使用壓力為1.0MPa,保證

12、耐壓力1.5MPa。 7.2.3 電磁換向閥的選擇 電磁換向閥控制力是電磁力, 它利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放直接推動 閥芯來切換氣流的方向或氣路通、斷,以控制氣壓系統(tǒng)相應的工作狀態(tài)。它是電 氣系統(tǒng)與氣壓系統(tǒng)之間的信號轉換元件,它的電氣信號由按鈕開關、限位開關、 行程開關等元件控制,使氣壓系統(tǒng)方便地實現(xiàn)各種操作及自動順序動作。 電磁換向閥按使用電源的不同,可分為交流(D 型)和直流(E 型)兩種, 交流電磁換向閥的電壓為 220V,其特點是啟動力較大,換向時間短,價廉。但 當閥芯卡住或吸力不夠而使鐵芯吸不上時,電磁鐵容易因電流過大而燒壞,故工 作可靠性較差,動作時有沖擊,壽 命較低。直流電磁

13、鐵電壓一般為24伏。其優(yōu) 點是工作可靠,不會因閥芯卡住而燒壞,壽命長,體積小,但啟動力較交流電磁 鐵小,而且在無直流電源時,需整流設備。 電磁換向閥只是采用電磁鐵來操縱滑閥閥芯運動, 而閥芯的結構及型式可以 是各種各樣的,所以電磁滑閥可以是二位二通、二位三通、二位四通、三位四通 和三位五通等多種型式。一般二位閥用一個電磁鐵,三位閥需用兩個電磁鐵。 按照氣壓驅動系統(tǒng)的控制要求,選用電磁換向閥的型號為34E1-125B。其中 “3”表示換向閥位置數(shù), “4”表示氣口通路數(shù), “E”表示直流電源, “125”表 示公稱流量為125L/min, “B”表示板式。其職能符號圖如圖7-3所示。 圖 7-3

14、 三位四通電磁換向閥的職能符號圖 三位電磁換向閥的閥芯在閥體孔內有 3 個位置,因此它需要 2 個電磁鐵,2 個中彈簧。當左、右電磁鐵均斷電時,閥芯在對中彈簧的作用下處于中間位置。 氣口 P、T、A、B 互不相通;當右邊電磁鐵通電(左邊電磁鐵斷電)時,閥芯在 推桿推動下移至左端位置,氣口 P 和 B,A 和 T 相通;當左邊電磁鐵通電(右邊 電磁鐵斷電)時,閥芯在推桿推動下移至右端位置,氣口P和A,B和T相通。 7.2.4 單向調速閥的選擇 單向調速閥一般根據(jù)流量調節(jié)范圍和使用條件, 根據(jù)市場上的單向調速閥性 能, 通過參考其他汽車清洗機的情況, 采用類比方法, 確定選用FCG-03-125-

15、N-30 型單向調速閥。其中“FC”表示單向調速閥, “G”表示底板安裝型, “03”表示 最大調節(jié)流量 125L/min,最小調節(jié)流量 0.2L/min, “N”表示帶壓力補償活塞開 度調節(jié)機構。 7.3氣動系統(tǒng)的工況分析 在本控制系統(tǒng)中有 2 個裙刷,4 個側刷,每個毛刷都安裝在毛刷支撐架上, 毛刷支撐架一端安裝軸承固定在設備的框架上,另一端與活塞桿相連,毛刷支撐 架在氣缸的驅動下就可旋轉。圖7-4為毛刷支撐架的實物圖。 圖 7-4 毛刷支撐架 在原位時,毛刷支撐架處于水平狀態(tài),當氣缸進氣時,活塞桿伸長,毛刷支 撐架通過軸承就可實現(xiàn)旋轉運動,從而使毛刷接近車輛達到最佳清洗距離。當清 洗完后

16、,氣缸排氣,活塞桿退回,毛刷支撐架回到初始位置。 7.4 氣動系統(tǒng)原理圖 由于裙刷和側刷的驅動控制要求相同,故其氣壓系統(tǒng)原理相同。在控制系統(tǒng) 中速度的調節(jié)是采用單向調速閥實現(xiàn)的, 在實現(xiàn)裙刷和側刷清洗距離的調節(jié)以及 回位要求時,可采用三位四通電磁換向閥進行換向,同時為使氣源壓力與氣缸工 作壓力匹配,選擇調壓閥來滿足控制要求,其氣動系統(tǒng)原理如圖7-5所示。 圖 7-5 毛刷氣動原理圖 1—減壓閥;2—三位四通電磁換向閥;3—單向調速閥;4—氣缸 其中元件 1 為減壓閥,它的作用是將較高的輸入壓力調到規(guī)定的輸出壓力, 并能保持輸出壓力穩(wěn)定,不受空氣流量變化及氣源壓力波動的影響。減壓閥的調 壓方式有

17、直動式和先導式兩種。直動式是借助彈簧力直接操縱的調壓方式;先導 式是用預先調整好的氣壓來代替直動式調壓彈簧進行調壓。 一般先導式減壓閥的 流量特性比直動式好。 直動式減壓閥通徑小于 20~25mm,輸出壓力在 0~1MPa 范圍內最為適當, 超過這個范圍應選用先導式。根據(jù)汽車清洗機的工作特點,直動式減壓閥可以滿 足氣動系統(tǒng)的要求,故選擇直動式減壓閥。 在圖7-5中,元件2為三位四通電磁換向閥,其初始位置氣路關閉,裙刷和 側刷停在原位;洗車機開始工作后,電磁閥左位接通,氣缸進氣,活塞桿伸出, 毛刷支撐架開始轉動。當毛刷達到最佳清洗距離后,電磁閥斷電,工作在中位。當毛刷清洗完后,電磁閥右位接通,氣

18、缸排氣,活塞桿退回,毛刷支撐架回轉至 初始位置。 綜上所述,將各個系統(tǒng)組合在一起,再配以氣動三聯(lián)件(空氣過濾器、減壓 閥、油霧器)就形成了整個系統(tǒng)的氣壓驅動系統(tǒng)原理圖,如圖7-6所示。 圖 7-6 氣壓驅動系統(tǒng)原理圖 1—空氣壓縮機;2—后冷卻器;3—分水排水器;4—儲氣罐;5—壓力計;6—空氣過濾器; 7、9、13、17、21、25、29—減壓閥;8—油霧器;10、14、18、22、26、30—三位四通電 磁換向閥;11、15、19、23、27、31—單向調速閥;12、16、20、24、28、32—氣缸 結 論 通過這次對公交車高壓清洗設備課題的設計,使我從中學習到了很多知識, 增長了自己的

19、經(jīng)驗,加強了自己的設計能力,并且更了解了機械、電氣、PLC自 動控制以及氣動系統(tǒng)之間的相互配合使用。 本系統(tǒng)設計主要是解決城市公交車能自動清洗的問題, 基于節(jié)水和環(huán)境保護 以及成本控制的要求,設計的一種既滿足公交站清洗速度快、效率高的要求,又 能節(jié)水環(huán)保且設備投資成本較低的洗車機,系統(tǒng)具有一體的經(jīng)濟性和實用性。在 具體的設計過程中, 特別體會到理論必須和實際相結合。 雖然收集了大量的資料, 但是實際運用中卻有很多的差異,出現(xiàn)了許多意想不到問題。從一開始的確定課 題,到后來的資料查找、理論學習,再有就是近來的調試和測試過程,這一切都 使我的理論知識和動手能力進一步得到提高。 也因此鍛煉了自己在社

20、會上的適應 能力,為自己以后在社會上的工作打下了結實的基礎。 本課題主要完成的工作主要包括以下幾個方面: 1.通過對汽車清洗機功能的要求,清洗機清洗過程中各主要清洗機構運動 軌跡分析,完成了清洗機總體方案的設計,實現(xiàn)了系統(tǒng)的技術性、經(jīng)濟性和可靠 性的要求。 2.完成了汽車清洗機驅動系統(tǒng)的設計,采用了本質安全設計方案,使洗車 機在斷電、過載時各機件都能處于安全位置。同時采用模擬電路電流互感控制器 來控制毛刷與車身之間的距離,從而達到最佳的清洗效果。 3.完成了汽車清洗機控制系統(tǒng)的設計,硬件設計采用了 PLC控制器,提高 了控制系統(tǒng)運行的可靠性。軟件設計采用自動模式和手動模式之間的互鎖,保證 了洗車機的安全運行。

展開閱讀全文
溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

相關資源

更多
正為您匹配相似的精品文檔
關于我們 - 網(wǎng)站聲明 - 網(wǎng)站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網(wǎng)站客服 - 聯(lián)系我們

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 裝配圖網(wǎng)版權所有   聯(lián)系電話:18123376007

備案號:ICP2024067431-1 川公網(wǎng)安備51140202000466號


本站為文檔C2C交易模式,即用戶上傳的文檔直接被用戶下載,本站只是中間服務平臺,本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有。裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對上載內容本身不做任何修改或編輯。若文檔所含內容侵犯了您的版權或隱私,請立即通知裝配圖網(wǎng),我們立即給予刪除!