電空閥氣密性試驗用夾具設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 本科畢業設計（論文）電空閥氣密性試驗用夾具設計畢業論文目錄第1章 緒論 4 選題的目的與意義 4 氣動夾具的發展趨勢 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 7第3章 夾具的設計 8 部件工藝的分析 8 夾具的總體設計 9 定位方案的設計 10 夾緊方案的設計 12 夾緊的工作原理 13 夾緊力的計算 13 其他部分的設計 13第4章 氣壓傳動的設計 15 氣壓傳動 15 氣壓傳動系統組成 15 能源裝置及輔件 15 執行元件 15 控制元件 16 氣壓傳動系統的工作原理 16 氣動元件的選擇 17 氣缸的選擇 17 空壓機的選擇 20 控制元件的選擇 22 確定管道直徑 26 26 氣壓傳動的優點 26 氣壓傳動的缺點 27 27結束語 28致謝 30參考文獻 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是電空轉換技術，電空閥分為開環和閉環。電空閥氣密性試驗用夾具的設計，氣密性試驗對于大規模生產的企業來說，生產效率也是極其重要的。將高精度的壓力傳感器應用于工件的氣密性檢測中的同時，夾具的夾緊和松開也應用自動控制。對于試驗用夾具的設計需要考慮到夾具的設計要求。通過對其夾具的設計來縮短時間，進而提高工作效率。 電空閥在鐵路機車上、內燃機車電動車組的氣動操作設備和電控制動系統有著重要的作用。氣動夾具是以壓縮空氣為動力源的一種夾具，采用氣動夾具有許多優點，如操作方便能大大的減輕勞動強度；氣動反應速度快，因而生產中縮短輔助時間，提高生產率；氣動夾具對氣動元件的精度要求不是很高，易于制造，同時氣動夾具便于實現自動化操作。 氣動夾具的發展趨勢隨著交通的發展，交通工具也得到了迅速的發展，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系統要求也越來越高。電空閥在鐵路機車上、內燃機車電動車組的氣動操作設備和電控制動系統有著重要的作用。在國內，電空閥的發展也非常的迅速。對于氣密性試驗用夾具在國內的發展不是很廣闊，氣密性試驗夾具對電空閥有著重要的作用。近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統、（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；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床夾具；能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具； 采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；提高機床夾具的標準化程度。在國外，近20年多來，有關氣動的行業發展迅速。70年代，液壓與氣動元件的產值比9:1，而20年后的今天，在工業發達的歐美、日本等國家，該比例已達到6:4。氣動夾具的價格要比液壓的夾具低的多，相信在不久的將來氣動行業必定超過液壓。所以氣動夾具也會慢慢的成為主流。 日本的SMC、德國的FESTO、英國的NORGREN和美國的PARKER都是知名的啟動行業企業。隨著社會的發展，夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環保方向發展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發展。同時隨著加工制造業的發展高速切削的結果，機動工時大大縮短，勞動生產率提高；推廣氣動夾具是必要的，氣動夾具操作方便，能大大的減輕勞動強度；氣動反應速度快，因而生產中縮短輔助時間，提高生產率；氣動夾具對氣動元件的精度要求不是很高，易于制造，同時氣動夾具便于實現自動化操作。 本課題主要討論問題在電空閥氣密性試驗用夾具的設計中，選取一種型號的電空閥，設計專用氣密性試驗用夾具。在設計的過程中，選取合適氣缸是極其重要的。相關零件的位置關系和連接方式是設計中比較重要的環節。氣密性試驗對于大規模生產的企業來說，生產效率也是極其重要的。如何檢驗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車上、內燃機車電動車組的氣動操作設備和電控制動系統有著重要的作用。電空閥是借電磁吸力來控制壓縮空氣管路的導通或關斷。從而達到遠距離控制氣動器械目的的裝置。在電空制動系統中最重要的是電\空轉換技術。具體的講就是電空閥的技術。 電空閥的分類在電磁鐵無電狀態下，電空閥的主閥口的狀態是開還是閉，將電空閥分為開環電空閥和閉環電空閥。開環控制，控制精度不是很高。另一種是帶反饋的閉環控制，控制精度很高。閉環控制分為線性閉環控和模擬閉環控制，現在一般都采用線性的數字式閉環控制，性能穩定，控制精度也很高。無論開式還是閉式，電空閥都是由電磁機構和氣閥兩部分組成。在國產的SS系列電力機上統一裝用螺管式電磁鐵、立式安裝的閉式電空閥；而在進口的8K型電力機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通或關斷。從而達到遠距離控制氣動器械目的的裝置。在電空制動系統中最重要的是電、空轉換技術。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狀態，失電狀態和得電狀態。1． 失電狀態，當線圈失電時，銜鐵在彈簧的反作用力下打開，帶動閥桿上移，使下閥門關閉，大氣不能進入電空閥；上閥門打開，傳動風缸的壓縮空氣經電空閥排向大氣，氣動器械恢復原狀。2． 得電狀態，銜鐵吸合，閥桿動作，使上閥門關閉，下閥門打開，大氣進入電空閥，從而進入傳動風缸。推動氣動機械動作。由此可見，所謂的閉式電空閥是指作用原理為得電時上閥口關閉而下閥口開啟，失電時上閥口開啟而下閥口關閉的電空閥。而開式電空閥的作用原理與閉式正好相反。 氣密性試驗氣密性試驗主要是檢驗容器的各聯接部位是否有泄漏現象。介質毒性程度為極度、高度危害或設計上不允許有微量泄漏的壓力容器，必須進行氣密性試驗。壓力容器應按以下要求進行氣密性試驗：（1）氣密性試驗應在液壓試驗合格后進行。對設計要求作氣壓試驗的壓力容器，氣 密性試驗可與氣壓試驗同時進行，試驗壓力應為氣壓試驗的壓力。（2）碳素鋼和低合金鋼制成的壓力容器，其試驗用氣體的溫度應不低于5℃，其它材料制成的壓力容器按設計圖樣規定。（3）氣密性試驗所用氣體，應為干燥、清潔的空氣、氮氣或其他惰性氣體。（4）進行氣密性試驗時，安全附件應安裝齊全。（5）試驗時壓力應緩慢上升，達到規定試驗壓力后保壓10分鐘，然后降至設計壓力，通過對儲氣缸外部氣壓表的示數進行氣壓值觀察，以下降應不超過10%。如有泄漏，修補后重新進行液壓試驗和氣密性試驗。氣密性試驗與氣壓試驗是不一樣的。首先，它們的目的不同，氣密性試驗是檢驗壓力容器的嚴密性，氣壓試驗是檢驗壓力容器的耐壓強度。其次試驗壓力不同，氣密性試驗壓力為容器的設計壓力，第3章 夾具的設計 由于電空閥的多種多樣，在這里我選取了型號為TFK5—110的電空閥為夾具設計的對象。 部件工藝的分析 對于TFK5—110型號的電空閥氣密性試驗用夾具的設計，其中主要是對如何將TFK5—110型號電空閥進行裝夾。—110電空閥。 TFK5—110電空閥TFK5—110電空閥進行裝夾，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體圖，： 閥座 通過對實體以及相關資料的查詢，TFK5—110電空閥的閥座的加工工藝是鑄造，閥座表面運用涂漆進行反腐，其中相關大小尺寸比較粗糙。加工較為簡單，裝夾較為復雜。該工件的工藝性比較差。 夾具的總體設計夾具的總體設計，更具定位方案與夾緊方案，下面是電空閥氣密性試驗用夾具的整體設計圖，： 電空閥氣密性試驗用夾具，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 定位方案的設計由于TFK5—110電空閥的閥座其表面有平整，以及在平整面的兩側有兩個直徑為8mm與機車相固定的孔，并且另外一面由一個直接約為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（）進行定位，一面兩銷是由2個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個自由度，使其牢牢地固定在擋片上，這樣一來，減少了實驗的誤差。同時加上使用弧形夾（）的方案進行裝夾。 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零件。同時也是定位的一部分，也是包括了電空閥進出口的位置關系。當閥座平面與擋片相接觸，擋片中間的孔2與閥座中進、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行定位。本次試驗用夾具對于限制工件的自由度的要求不是很高，所以這樣的設計能夠滿足TFK5—110型電空閥氣密性試驗用夾具的定位要求。所以此方案可取。 夾緊方案的設計氣缸的活塞與弧形夾進行螺紋連接，運用螺栓將弧形夾固定，然后通過氣動系統對氣缸的控制，使得其活塞桿進行伸縮運動。利用弧形夾將閥座與擋片進一步接觸。然而，氣缸推力的大小通過氣動傳動系統來控制。： 試驗用夾具 夾緊的工作原理通過氣壓傳動控制系統給予氣缸動力，運用活桿將閥座固定在擋片上，同時運用一面兩銷的定位方式，將工件夾緊。通過擋片中孔2進出氣孔與空氣壓縮機和儲氣缸連接。需要在閥座與擋片之間插入一個密封裝置，這樣一來可以減少試驗中的誤差。 夾緊力的計算夾緊力的計算，是由很多因素所構成。本次試驗用夾具的夾緊力主要是由氣缸提供。通過氣壓傳動系統對氣缸的控制，通過氣缸活桿（其中活桿與弧形夾進行螺紋連接）的橫向往返運動對電空閥進行加緊。所以對于夾緊力的計算。也就是對氣缸的選擇的計算。在第4章。 其他部分的設計當底座小于1400mm*1400mm時，則底座的厚度選為20mm。： 底座根據氣缸尺寸與定位元件的尺寸。然而與 底座是螺栓連接，這樣可以減少試驗中的位置誤差。氣密性試驗對位置的要求很高，這樣就會減少漏氣的幾率。在夾具的底座上，合理的放置氣缸，同時也要控制氣缸的高度，也要確定氣缸的位置精度，確保在試驗的過程中不會發生位置的相對變化。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 氣壓傳動的設計氣動夾具的設計，主要是對氣壓傳動元件的設計，其中氣缸它是以壓縮空氣為動力驅動機構作直線往復運動。在氣缸的設計中我們必須要了解關于氣壓傳動的知識。 氣壓傳動氣壓傳動（pneumatic）一詞來源于希臘文，原意為風吹。氣壓傳動是指以壓縮空氣為工作介質來傳遞能量和實現控制的一門技術，它包含了傳動技術和控制技術兩個方面的內容。氣壓傳動由氣源、氣動執行元件、氣動控制閥和氣動輔件組成。氣源一般由Link title壓縮機提供。氣動執行元件把壓縮氣體的壓力能轉換為機械能，用來驅動工作部件，包括氣缸和氣動馬達。氣動控制閥用來調節氣流的方向、壓力和流量，相應地分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。氣動輔件包括：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，管子聯接件等。在氣壓傳動中還有用來感受和傳遞各種信息的氣動傳感器。 氣壓傳動系統組成 能源裝置及輔件氣源裝置由空壓機、壓縮空氣的凈化儲存設備（后冷卻器、油水分離器、儲氣罐、干燥器及輸送管道）、氣動三聯件（分水過濾器、油霧器及減壓閥）組成，還有一些必要的輔件，如自動排水器、消聲器、緩沖器等，該些輔件是向系統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）能源裝置外觀應美觀，色澤應與主機協調；2）能源裝置上所裝元件的排列布置應勻稱，維護方便簡易3）能源裝置應節能；4）能源裝置應工作平穩，產生振動小，噪聲小；5）和電氣、電子控制結合使用時，能遠程控制動源裝置以符合主機對所需的工作參數變化的要求