【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄第1章 緒論 4 選題的目的與意義 4 氣動(dòng)夾具的發(fā)展趨勢 4 本課題主要討論問題 5第2章 電空閥 6 電空閥的分類 6 電空閥的工作原理 7 氣密性試驗(yàn) 7第3章 夾具的設(shè)計(jì) 8 部件工藝的分析 8 夾具的總體設(shè)計(jì) 9 定位方案的設(shè)計(jì) 10 夾緊方案的設(shè)計(jì) 12 夾緊的工作原理 13 夾緊力的計(jì)算 13 其他部分的設(shè)計(jì) 13第4章 氣壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 15 氣壓傳動(dòng) 15 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)組成 15 能源裝置及輔件 15 執(zhí)行元件 15 控制元件 16 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理 16 氣動(dòng)元件的選擇 17 氣缸的選擇 17 空壓機(jī)的選擇 20 控制元件的選擇 22 確定管道直徑 26 26 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 26 氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) 27 27結(jié)束語 28致謝 30參考文獻(xiàn) 31附錄 32第1章 緒論 選題的目的與意義電空閥主要的工作技術(shù)是電空轉(zhuǎn)換技術(shù)，電空閥分為開環(huán)和閉環(huán)。電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)，氣密性試驗(yàn)對于大規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)來說，生產(chǎn)效率也是極其重要的。將高精度的壓力傳感器應(yīng)用于工件的氣密性檢測中的同時(shí)，夾具的夾緊和松開也應(yīng)用自動(dòng)控制。對于試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)需要考慮到夾具的設(shè)計(jì)要求。通過對其夾具的設(shè)計(jì)來縮短時(shí)間，進(jìn)而提高工作效率。 電空閥在鐵路機(jī)車上、內(nèi)燃機(jī)車電動(dòng)車組的氣動(dòng)操作設(shè)備和電控制動(dòng)系統(tǒng)有著重要的作用。氣動(dòng)夾具是以壓縮空氣為動(dòng)力源的一種夾具，采用氣動(dòng)夾具有許多優(yōu)點(diǎn)，如操作方便能大大的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；氣動(dòng)反應(yīng)速度快，因而生產(chǎn)中縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；氣動(dòng)夾具對氣動(dòng)元件的精度要求不是很高，易于制造，同時(shí)氣動(dòng)夾具便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。 氣動(dòng)夾具的發(fā)展趨勢隨著交通的發(fā)展，交通工具也得到了迅速的發(fā)展，交通工具的種類也變得多種多樣。其中主要的還是陸上交通工具。隨著交通速度的要求越來越高，所以對陸上交通工具的制動(dòng)系統(tǒng)要求也越來越高。電空閥在鐵路機(jī)車上、內(nèi)燃機(jī)車電動(dòng)車組的氣動(dòng)操作設(shè)備和電控制動(dòng)系統(tǒng)有著重要的作用。在國內(nèi)，電空閥的發(fā)展也非常的迅速。對于氣密性試驗(yàn)用夾具在國內(nèi)的發(fā)展不是很廣闊，氣密性試驗(yàn)夾具對電空閥有著重要的作用。近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；能裝夾一組具有相似性特征的工件；能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。在國外，近20年多來，有關(guān)氣動(dòng)的行業(yè)發(fā)展迅速。70年代，液壓與氣動(dòng)元件的產(chǎn)值比9:1，而20年后的今天，在工業(yè)發(fā)達(dá)的歐美、日本等國家，該比例已達(dá)到6:4。氣動(dòng)夾具的價(jià)格要比液壓的夾具低的多，相信在不久的將來氣動(dòng)行業(yè)必定超過液壓。所以氣動(dòng)夾具也會(huì)慢慢的成為主流。 日本的SMC、德國的FESTO、英國的NORGREN和美國的PARKER都是知名的啟動(dòng)行業(yè)企業(yè)。隨著社會(huì)的發(fā)展，夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。同時(shí)隨著加工制造業(yè)的發(fā)展高速切削的結(jié)果，機(jī)動(dòng)工時(shí)大大縮短，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高；推廣氣動(dòng)夾具是必要的，氣動(dòng)夾具操作方便，能大大的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；氣動(dòng)反應(yīng)速度快，因而生產(chǎn)中縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；氣動(dòng)夾具對氣動(dòng)元件的精度要求不是很高，易于制造，同時(shí)氣動(dòng)夾具便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。 本課題主要討論問題在電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)中，選取一種型號的電空閥，設(shè)計(jì)專用氣密性試驗(yàn)用夾具。在設(shè)計(jì)的過程中，選取合適氣缸是極其重要的。相關(guān)零件的位置關(guān)系和連接方式是設(shè)計(jì)中比較重要的環(huán)節(jié)。氣密性試驗(yàn)對于大規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)來說，生產(chǎn)效率也是極其重要的。如何檢驗(yàn)電空閥的氣密性也是重要的討論問題。第2章 電空閥電空閥在鐵路機(jī)車上、內(nèi)燃機(jī)車電動(dòng)車組的氣動(dòng)操作設(shè)備和電控制動(dòng)系統(tǒng)有著重要的作用。電空閥是借電磁吸力來控制壓縮空氣管路的導(dǎo)通或關(guān)斷。從而達(dá)到遠(yuǎn)距離控制氣動(dòng)器械目的的裝置。在電空制動(dòng)系統(tǒng)中最重要的是電\空轉(zhuǎn)換技術(shù)。具體的講就是電空閥的技術(shù)。 電空閥的分類在電磁鐵無電狀態(tài)下，電空閥的主閥口的狀態(tài)是開還是閉，將電空閥分為開環(huán)電空閥和閉環(huán)電空閥。開環(huán)控制，控制精度不是很高。另一種是帶反饋的閉環(huán)控制，控制精度很高。閉環(huán)控制分為線性閉環(huán)控和模擬閉環(huán)控制，現(xiàn)在一般都采用線性的數(shù)字式閉環(huán)控制，性能穩(wěn)定，控制精度也很高。無論開式還是閉式，電空閥都是由電磁機(jī)構(gòu)和氣閥兩部分組成。在國產(chǎn)的SS系列電力機(jī)上統(tǒng)一裝用螺管式電磁鐵、立式安裝的閉式電空閥；而在進(jìn)口的8K型電力機(jī)車上裝用拍合式電磁鐵、立式安裝的開式或閉式電空閥。下面是對TFK1B型電空閥介紹：TFK1B型電空閥是閉式電空閥，主要由線圈、密封墊、閥門、閥桿、閥道、接線柱等部件組成。： TFK1B型電空閥 電空閥的工作原理電空閥是借電磁吸力來控制壓縮空氣管路的導(dǎo)通或關(guān)斷。從而達(dá)到遠(yuǎn)距離控制氣動(dòng)器械目的的裝置。在電空制動(dòng)系統(tǒng)中最重要的是電、空轉(zhuǎn)換技術(shù)。下面是TFK1B型電空閥的工作原理的介紹:TFK1B型電空閥工作過程包括兩個(gè)狀態(tài)，失電狀態(tài)和得電狀態(tài)。1． 失電狀態(tài)，當(dāng)線圈失電時(shí)，銜鐵在彈簧的反作用力下打開，帶動(dòng)閥桿上移，使下閥門關(guān)閉，大氣不能進(jìn)入電空閥；上閥門打開，傳動(dòng)風(fēng)缸的壓縮空氣經(jīng)電空閥排向大氣，氣動(dòng)器械恢復(fù)原狀。2． 得電狀態(tài)，銜鐵吸合，閥桿動(dòng)作，使上閥門關(guān)閉，下閥門打開，大氣進(jìn)入電空閥，從而進(jìn)入傳動(dòng)風(fēng)缸。推動(dòng)氣動(dòng)機(jī)械動(dòng)作。由此可見，所謂的閉式電空閥是指作用原理為得電時(shí)上閥口關(guān)閉而下閥口開啟，失電時(shí)上閥口開啟而下閥口關(guān)閉的電空閥。而開式電空閥的作用原理與閉式正好相反。 氣密性試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)主要是檢驗(yàn)容器的各聯(lián)接部位是否有泄漏現(xiàn)象。介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害或設(shè)計(jì)上不允許有微量泄漏的壓力容器，必須進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。壓力容器應(yīng)按以下要求進(jìn)行氣密性試驗(yàn)：（1）氣密性試驗(yàn)應(yīng)在液壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行。對設(shè)計(jì)要求作氣壓試驗(yàn)的壓力容器，氣 密性試驗(yàn)可與氣壓試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，試驗(yàn)壓力應(yīng)為氣壓試驗(yàn)的壓力。（2）碳素鋼和低合金鋼制成的壓力容器，其試驗(yàn)用氣體的溫度應(yīng)不低于5℃，其它材料制成的壓力容器按設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定。（3）氣密性試驗(yàn)所用氣體，應(yīng)為干燥、清潔的空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。（4）進(jìn)行氣密性試驗(yàn)時(shí)，安全附件應(yīng)安裝齊全。（5）試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后保壓10分鐘，然后降至設(shè)計(jì)壓力，通過對儲(chǔ)氣缸外部氣壓表的示數(shù)進(jìn)行氣壓值觀察，以下降應(yīng)不超過10%。如有泄漏，修補(bǔ)后重新進(jìn)行液壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。氣密性試驗(yàn)與氣壓試驗(yàn)是不一樣的。首先，它們的目的不同，氣密性試驗(yàn)是檢驗(yàn)壓力容器的嚴(yán)密性，氣壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)壓力容器的耐壓強(qiáng)度。其次試驗(yàn)壓力不同，氣密性試驗(yàn)壓力為容器的設(shè)計(jì)壓力，第3章 夾具的設(shè)計(jì) 由于電空閥的多種多樣，在這里我選取了型號為TFK5—110的電空閥為夾具設(shè)計(jì)的對象。 部件工藝的分析 對于TFK5—110型號的電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)，其中主要是對如何將TFK5—110型號電空閥進(jìn)行裝夾?！?10電空閥。 TFK5—110電空閥TFK5—110電空閥進(jìn)行裝夾，在此我選擇了電空閥下面的黑色部分也就是閥座。下面是閥座部分的實(shí)體圖，： 閥座 通過對實(shí)體以及相關(guān)資料的查詢，TFK5—110電空閥的閥座的加工工藝是鑄造，閥座表面運(yùn)用涂漆進(jìn)行反腐，其中相關(guān)大小尺寸比較粗糙。加工較為簡單，裝夾較為復(fù)雜。該工件的工藝性比較差。 夾具的總體設(shè)計(jì)夾具的總體設(shè)計(jì)，更具定位方案與夾緊方案，下面是電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的整體設(shè)計(jì)圖，： 電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具，該夾具由兩部分組成，第一部分是氣缸部分，也就是夾緊部分。另外一部分是定位部分，； 夾緊部分 定位部分 定位方案的設(shè)計(jì)由于TFK5—110電空閥的閥座其表面有平整，以及在平整面的兩側(cè)有兩個(gè)直徑為8mm與機(jī)車相固定的孔，并且另外一面由一個(gè)直接約為32mm的半圓弧組成。所以TFK5—110電空閥的閥座可以采用一面兩銷（）進(jìn)行定位，一面兩銷是由2個(gè)M8六角頭螺栓C級GB/T5780—2000和擋板（）組成，通過一面兩銷，限制閥座的6個(gè)自由度，使其牢牢地固定在擋片上，這樣一來，減少了實(shí)驗(yàn)的誤差。同時(shí)加上使用弧形夾（）的方案進(jìn)行裝夾。 一面兩銷定位元件 擋板 弧形夾擋板()是閥座平面要配合的一個(gè)零件。同時(shí)也是定位的一部分，也是包括了電空閥進(jìn)出口的位置關(guān)系。當(dāng)閥座平面與擋片相接觸，擋片中間的孔2與閥座中進(jìn)、出口相接觸，銷通過孔4與閥座的定位孔連接。這樣不僅有弧形夾，還有一面兩銷對工件進(jìn)行定位。本次試驗(yàn)用夾具對于限制工件的自由度的要求不是很高，所以這樣的設(shè)計(jì)能夠滿足TFK5—110型電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的定位要求。所以此方案可取。 夾緊方案的設(shè)計(jì)氣缸的活塞與弧形夾進(jìn)行螺紋連接，運(yùn)用螺栓將弧形夾固定，然后通過氣動(dòng)系統(tǒng)對氣缸的控制，使得其活塞桿進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。利用弧形夾將閥座與擋片進(jìn)一步接觸。然而，氣缸推力的大小通過氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)來控制。： 試驗(yàn)用夾具 夾緊的工作原理通過氣壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)給予氣缸動(dòng)力，運(yùn)用活桿將閥座固定在擋片上，同時(shí)運(yùn)用一面兩銷的定位方式，將工件夾緊。通過擋片中孔2進(jìn)出氣孔與空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣缸連接。需要在閥座與擋片之間插入一個(gè)密封裝置，這樣一來可以減少試驗(yàn)中的誤差。 夾緊力的計(jì)算夾緊力的計(jì)算，是由很多因素所構(gòu)成。本次試驗(yàn)用夾具的夾緊力主要是由氣缸提供。通過氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)對氣缸的控制，通過氣缸活桿（其中活桿與弧形夾進(jìn)行螺紋連接）的橫向往返運(yùn)動(dòng)對電空閥進(jìn)行加緊。所以對于夾緊力的計(jì)算。也就是對氣缸的選擇的計(jì)算。在第4章。 其他部分的設(shè)計(jì)當(dāng)?shù)鬃∮?400mm*1400mm時(shí)，則底座的厚度選為20mm。： 底座根據(jù)氣缸尺寸與定位元件的尺寸。然而與 底座是螺栓連接，這樣可以減少試驗(yàn)中的位置誤差。氣密性試驗(yàn)對位置的要求很高，這樣就會(huì)減少漏氣的幾率。在夾具的底座上，合理的放置氣缸，同時(shí)也要控制氣缸的高度，也要確定氣缸的位置精度，確保在試驗(yàn)的過程中不會(huì)發(fā)生位置的相對變化。這里采取了氣缸支撐座（）。在氣缸支撐座上，通過螺栓將其與夾具底座、氣缸進(jìn)行連接與定位。從而確保了氣缸的位置。 氣缸支撐座第4章 氣壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì)氣動(dòng)夾具的設(shè)計(jì)，主要是對氣壓傳動(dòng)元件的設(shè)計(jì)，其中氣缸它是以壓縮空氣為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在氣缸的設(shè)計(jì)中我們必須要了解關(guān)于氣壓傳動(dòng)的知識。 氣壓傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)（pneumatic）一詞來源于希臘文，原意為風(fēng)吹。氣壓傳動(dòng)是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞能量和實(shí)現(xiàn)控制的一門技術(shù)，它包含了傳動(dòng)技術(shù)和控制技術(shù)兩個(gè)方面的內(nèi)容。氣壓傳動(dòng)由氣源、氣動(dòng)執(zhí)行元件、氣動(dòng)控制閥和氣動(dòng)輔件組成。氣源一般由Link title壓縮機(jī)提供。氣動(dòng)執(zhí)行元件把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來驅(qū)動(dòng)工作部件，包括氣缸和氣動(dòng)馬達(dá)。氣動(dòng)控制閥用來調(diào)節(jié)氣流的方向、壓力和流量，相應(yīng)地分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。氣動(dòng)輔件包括：凈化空氣用的分水濾氣器，改善空氣潤滑性能的油霧器，消除噪聲的消聲器，管子聯(lián)接件等。在氣壓傳動(dòng)中還有用來感受和傳遞各種信息的氣動(dòng)傳感器。 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)組成 能源裝置及輔件氣源裝置由空壓機(jī)、壓縮空氣的凈化儲(chǔ)存設(shè)備（后冷卻器、油水分離器、儲(chǔ)氣罐、干燥器及輸送管道）、氣動(dòng)三聯(lián)件（分水過濾器、油霧器及減壓閥）組成，還有一些必要的輔件，如自動(dòng)排水器、消聲器、緩沖器等，該些輔件是向系統(tǒng)輸送潔凈的壓縮空氣所必不可少的。對能源裝置的基本要求是：1）能源裝置外觀應(yīng)美觀，色澤應(yīng)與主機(jī)協(xié)調(diào)；2）能源裝置上所裝元件的排列布置應(yīng)勻稱，維護(hù)方便簡易3）能源裝置應(yīng)節(jié)能；4）能源裝置應(yīng)工作平穩(wěn)，產(chǎn)生振動(dòng)小，噪聲小；5）和電氣、電子控制結(jié)合使用時(shí)，能遠(yuǎn)程控制動(dòng)源裝置以符合主機(jī)對所需的工作參數(shù)變化的要求