【文章內(nèi)容簡介】 裝尺寸打上安裝孔再用如圖的底板安裝在面板上，以用作固定元件在面板上采用平式安裝法，將各氣動元件分別安裝，再用做不同的實驗可隨即改變接線方式以完成不同的實驗。缺點是有機玻璃價格高昂，重量大，搬動不方便，且不易于在其面板上打孔。功能。各個元件的位置只能固定不變，缺少靈活性，在一定程度上減少了實驗臺的多功能性。c）方案三，本方案是根據(jù)部分參考文獻所提出的將面板設計為孔型，再在元器件上固定銷，實現(xiàn)元器件的固定。１——銷孔　　　?。病姘鍒D 23 方案三面板陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 8圖 24 方案三固定裝置如圖 23 所示，在面板上加工出一系列的點即可。配合原理為該方案將各種元件都安裝底座上，通過底座上的長銷（可以是一個或多個）插入安裝面板上的小孔內(nèi)，這樣保證能讓所有元件在安裝面板上隨意布置而不受限制。d）方案四，采用輕質(zhì)開口鋁型材，在槽內(nèi)安裝彈簧螺栓固定自制的連接件，連接行程閥、換向閥、手動按鈕。再用彈簧螺栓固定氣缸 LB 支架，將氣缸固定在鋁型材上，所有元件按照單元分組布局安裝。整體采用立式安裝，將其垂直安放在實驗桌面板上。缺點是鋁型材不可以承受過大的力，否則會發(fā)生輕微變形。圖 25所選鋁合金型材如圖 26 所示氣動實驗臺開發(fā)——電控 9圖 26 鋁合金型材用于固定氣缸的型材如圖圖 27 方案比較方案一的元器件定位機構(gòu)首先在設計上很巧妙，活動楔塊的上升和下降依靠的是與活動楔塊伸出段相配合的平面凸輪，回復依靠的是彈簧的回復力。其次裝夾簡單、方便，當要將元器件固定在面板上時，只需將其推入燕尾槽內(nèi)即可，并不需要太大的外力，欲拆卸元器件時，通過輔助機構(gòu)（即平面凸輪）使活動楔塊下降即可實現(xiàn)。但是設計巧妙也是我們加工的一大難點，首先活動楔塊由于尺寸較小，用一般的刀具不能達到工藝要求；其次凸輪的加工，雖然該凸輪并不復雜，但是還是由于尺寸過??；第三，各部分結(jié)構(gòu)都較復雜。如圖 210 所示。陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 10圖 28 固定凸臺方案二缺點是有機玻璃價格高昂，重量大，搬動不方便，且不易于在其面板上打孔。功能。各個元件的位置只能固定不變，缺少靈活性，在一定程度上減少了實驗臺的多功能性。方案三的機構(gòu)原理也很簡單，面板為一系列盲孔，元器件定位機構(gòu)為插銷，但是該方案在定位過程中兩元器件的位置不能任意改動。如果存在干涉現(xiàn)象，不能方便的移動元器件，但如果是槽時水平移動元器件即可，而需要相應改變多個元器件位置和插管。方案四的元器件固定裝置輔助元件也較多，但是大多數(shù)都是標準件，可以根據(jù)國標尺寸選擇即可，裝夾過程也較簡單。面板為 T 型槽加工起來也較簡單。通過上述優(yōu)缺點的簡述，選擇方案四。 3 實驗臺的設計和制作 元器件的選擇購買的亞德克（AIRTAC）公司的系列產(chǎn)品，其中包括：單作用氣缸（MAL20*50CA） 、二位五通雙向電磁換向閥（4V12O06） 、接近開關(guān)（LJ12A342/BX）和氣動三大氣動實驗臺開發(fā)——電控 11件（分水濾氣器）等，同時還購買了 OMRON CPM1A 可編程控制器。 單作用氣缸（MAL20*50CA）氣缸行程參數(shù)可根據(jù)實驗臺面板尺寸而定。設計參數(shù)要求實驗臺整體尺寸在1200mm800mm 以內(nèi)，參考如下具體氣缸參數(shù)，初步定氣缸行程為 50mm。由于實驗臺尺寸有限，并且本實驗臺所使用的氣壓僅為 ，因此在氣缸缸徑的選擇上則盡量小些，如 MAL 系列氣缸，最小缸徑為 20mm，考慮到缸徑 20mm 的氣缸足以滿足實驗要求，因此選擇 MAL 系列氣缸 2 臺，具體尺寸為 20（缸徑）50（行程） ，具體型號為 MAL 20X50CA。此氣缸可不必附磁環(huán)，可用接近開關(guān)為其位置的傳感器。陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 12圖 31 雙作用氣缸產(chǎn)品特性：a）執(zhí)行亞德客企業(yè)標準，采用鋁圓管缸體；b）前后蓋與鋼管采用螺紋連接；c）活塞密封采用異型雙向密封結(jié)構(gòu)，尺寸緊湊，有儲油功能；d）前端蓋采用自潤滑軸承導向，潤滑與導向性能好；e）多種后蓋型式，使氣缸安裝更方便；f）多種規(guī)格的氣缸及氣缸安裝附件可供客戶選擇使用。圖 32 單作用氣缸規(guī)格氣缸可根據(jù)主機需要進行設計，但盡量直接選用標準氣缸a)安裝形式的選擇:安裝形式由安裝位置、使用目的等因素決定。在一般場合下，多用固定式安裝方式：軸向支座（MS1 式）前法蘭（MF1 式）、后法蘭（MF2 式）等。b)輸出力的大小: 根據(jù)工作機構(gòu)所需力的大小，考慮氣缸載荷率確定活塞桿上的推力和拉力，從而確定氣缸內(nèi)徑。氣缸由于其工作壓力較小（～），其輸出力不會很大，一般在 10000N（不超過 20220N）左右，輸出力過大其體積（直徑）會太大，因此在氣動設備上應盡量采用擴力機構(gòu)，以減小氣缸的尺寸。c)氣缸行程:氣缸（活塞）行程與其使用場合及工作機構(gòu)的行程比有關(guān)。多數(shù)情況下不應使用滿行程，以免活塞與缸蓋相碰撞，尤其用來夾緊等機構(gòu)，為保證夾緊效果，氣動實驗臺開發(fā)——電控 13必須按計算行程多加 10～20mm 的行程余量。氣缸使用注意事項 a）一般氣缸的正常工作條件：環(huán)境溫度為35～80℃，工作壓力為 ～b）安裝前，應在 倍工作壓力條件下進行試驗，不應漏氣。c）裝配時，所有密封元件的相對運動工作表面應涂以潤滑脂。d）安裝的氣源進口處必須設置氣源調(diào)節(jié)裝置：過濾器減壓閥油霧器。e）安裝時注意活塞桿應盡量承受拉力載荷，承受推力載荷應盡可能使載荷作用在活塞桿軸線上，活塞桿不允許承受偏心或橫向載荷。f）載荷在行程中有變化時，應使用輸出力足夠的氣缸，并附設緩沖裝置。g）如前所述，盡量不使用滿行程。 雙向電磁閥（4V12O06）根據(jù)實驗臺整體尺寸以及何其配套使用的氣缸尺寸，綜合來考慮電磁換向閥的尺寸。亞德客電磁換向閥有 4V100 系列、4V200 系列和 4V300 系列，而 4V200 系列和4V300 系列的電磁閥尺寸過大，與實驗臺其它元件很不相稱，影響美觀，整體效果不好。4V100 系列電磁換向閥可以滿足實驗要求且尺寸適中，因此選其為本實驗臺電磁換向閥。電磁閥位數(shù)的選擇只要是選擇兩位五通還是三位五通，三位五通效果較好但較貴，經(jīng)濟性不好；而兩位五通亦能完成本次要求，因此選用兩位五通，如圖 34 所示。考慮到電磁閥將由 PLC 控制，考慮編程情況，則選用單電控較為適合，電壓為AC220V。綜上，電磁換向閥的最終選擇為亞德客 4V100 系列的單電控兩位五通電磁換向閥，其具體型號為 4V11006。電磁閥上有定位的螺紋孔或是通孔，這樣為我們的定位裝置設計提供了可靠的依據(jù)，同時在公司網(wǎng)站上也給出了相應的尺寸，以便我們做整體設計。4V11006 電磁換向閥具體尺寸及安裝尺寸如下圖所示。陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 14圖 33 亞德客 4V11006 單電控兩位五通電磁換向閥產(chǎn)品特性a）先導方式：外部與內(nèi)部可選；b）滑柱式結(jié)構(gòu)，密封性好，反應靈敏；c）三位置電磁閥有三種中央功能可供選擇；d）雙頭二位置電磁閥具有記憶功能；e）內(nèi)孔采用特殊工藝加工，摩擦阻力小，啟動氣壓低，使用壽命長；f）無需加油潤滑；g）可與底座集成閥組，節(jié)省安裝空間；h）附設手動裝置，利于安裝調(diào)試；i、有多種標準電壓等級可供選用。氣動實驗臺開發(fā)——電控 15產(chǎn)品規(guī)格及電性能參數(shù)：圖 34 電磁換向閥規(guī)格 接近開關(guān)（LJ12A342/BX）接近開關(guān)的作用是當某物體與接近開關(guān)接近并達到一定距離時，能發(fā)出信號。它不需要外力施加，是一種無觸點式的主令電器。它的用途已遠遠超出行程開關(guān)所具備的行程控制及限位保護。 接近開關(guān)可用于高速計數(shù)、檢測金屬體的存在、測速、液位控制、檢測零件尺寸以及用作無觸點式按鈕等。就目前應用較為廣泛的接近開關(guān)按工作原理可以分為以下幾種類型： 高頻振蕩型：用以檢測各種金屬體 電容型：用以檢測各種導電或不導電的液體或固體 光電型：用以檢測所有不透光物質(zhì) 超聲波型：用以檢測不透過超聲波的物質(zhì) 電磁感應型：用以檢測導磁或不導磁金屬 由于檢測體是氣缸柱頭上的螺母為金屬，我們選擇與之對應的磁性感應型接近開關(guān)。 按其外型形狀可分為園柱型、方型、溝型、穿孔（貫通）型和分離型。園柱型比方型安裝方便，但其檢測特性相同，溝型的檢測部位是在槽內(nèi)側(cè)，用于檢測通過槽內(nèi)的物體，貫通型在我國很少生產(chǎn)，而日本則應用較為普遍，可用于小螺釘或滾珠之類的小零件和浮標組裝成水位檢測裝置等。處于安裝方便的目的我們選擇安裝方便的圓柱型接近開關(guān)。陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 16接近開關(guān)按供電方式可分為；直流型和交流型，按輸出型式又可分為直流兩線制、直流三線制、直流四線制、交流兩線制和交流三線制。兩線制接近開關(guān)安裝簡單，接線方便；應用比較廣泛，但卻有殘余電壓和漏電流大的缺點。因此我們選用相對安全的直流三線制。綜上所述，本次電控多缸聯(lián)動氣動實驗臺開發(fā)我們選擇直流三線圓柱型磁性感應接近快關(guān)，如圖 35。圖 35 接近開關(guān) 歐姆龍 PLC（CPM1A30CDRAV1