气压传动系统多功能组合式实验台架的设计.docx

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1、气压传动系统多功能组合式实验台架的设计 摘 要：为了满意气压传动科研过程中“气电一体化”限制试验的需求，本项目研制了多功能组合式试验台架。通过计算机实现试验操作数据的设计、系统执行元件的限制、试验数据的处理和试验曲线的输出。与传统的气压传动试验台相比，能够实现气动系统限制过程的自动化、可视化、数字化，有效提高试验效率，显著提高学生学习爱好。 关键词：气压传动；试验台架；组合式 中图分类号：TH138 文献标记码：A 文章编号：2095-294503-0092-02 Abstract： In order to meet the demand of gas and electricity inte

2、gration control experiment in the process of pneumatic transmission research， a multifunctional combined test bench was developed in this project. The design of experimental operation data， the control of system execution element， the processing of experimental data and the output of experimental cu

3、rve are realized by computer. Compared with the traditional pneumatic transmission test bench， it can realize the automation， visualization and digitization of the pneumatic system control process， effectively improve the experimental efficiency and significantly improve the students interest in lea

4、rning. Keywords： pneumatic transmission； experimental bench； combined type 气动技术因为具有高效、节能、环保、成本低、结构简洁等优点，在各种生产线上都有广泛应用。随着经济和工业的发展，食品、医药等行业发展水平飞速提高，对高效率和自动化生产线的要求越来越高1。气压传动试验台是应用在气压与液压传动技术实践课程当中的试验装置。气压与液压传动技术实践课程是很多高校机械专业学生的实践必修课，所以气压传动试验台在高等院校专业教学当中的应用特别广泛。本文所介绍的是气压传动系统多功能组合式试验台架的设计过程。与传统气压试验台相比，本项目

5、所设计的组合式多功能气压传动试验台架是开放式的。在这个平台上，学生们能够自行设计和组装气动限制电路。通过这种方式，学生们会更有动力去学习，培育他们的实践实力，通过实践阅历了解理论学问，实现理论与实践的和谐统一。不仅如此，本设计既可用于教学试验，更适合工业用阀组和限制元器件的组装，实现限制过程的数字化、自动化和可视化，达到教学科研二者兼顾2。可以显著提高学生学习爱好，激发学生创建力，培育创新精神。 1 气压传动系统多功能组合式试验台架的工作原理 气压传动系统多功能组合式试验台架的工作原理是：计算机作为上位机限制该试验台架所在的气动系统，依据人为设置的数据，通过输出模拟信号限制气动系统的执行机构，

6、可以依据设定的值自动调整流量和压力，并进行闭环限制。试验台安装教学或探讨相关传感器，如压力、流量、速度传感器，通过数据采集卡，试验数据被传送到到计算机软件进行处理，虚拟仪器干脆输出相关曲线，直观显示试验结果。试验台架所在的气动系统限制原理如图1所示。 2 试验台架的总体结构设计 查阅国内外有关文献，收集气动系统试验台架、限制阀组、传感器和继电器等相关元器件的技术资料和设计参数，结合试验台架工作特点进行分析和探讨，确定整个机身的设计；应用CAD/CAE机械设计和虚拟仿真软件，进行台架的整体结构设计和各部分零件的具体设计；建立整机和零件的虚拟装配，建立整个机器的三维模型，制作虚拟样机显示和工作流程

7、仿真视频。 气压传动系统多功能组合式试验台架主要由试验台框架、电气限制系统支架、升降机构和底座等四部分组成，整机机械结构外部框架如图2所示。升降台与试验台框架、电器限制系统支架和底座形成了内外结构。设计成这种结构的好处，一方面实现空间高效利用；另一方面把升降机构放置在试验平台的内部，能够降低外界因素的干扰，有效提高试验数据精确度。底座上的6根钢条与电气限制系统支架的顶部连接，实现了升降机运动对外部平台影响的减弱，显著提高整个台架的稳定性。 3 试验台架结构具体设计方案 气压传动系统多功能组合式试验台架底座是整个台架的全部承重部位，要用密度较大的材料以保证整个台架的平衡，底座几乎承载了整个机身的

8、重量，所以它应当具有较强的刚度。试验台框架要放置试验协助用具以及计算机，故它要有良好的承重性；同时它是整个台架唯一可以与外界联通的地方，为了便利日后的保养和修理，应当做到可以打开并且材料密度不能太大。电气限制系统支架支撑着整个气压传动系统，为了防止升降台上下运动对支架造成拉伸和挤压导致支架变形，该部分要有较强的刚度，且不易变形。升降机构因为长期经受摩擦，故材料要有较强的耐磨性能；粗糙度低的材料能够有效降低试验误差；升降机顶部因为要运动，所以材料的密度须要依据工作缸的工作特点测算之后选择；另外因为工作缸内压强大，工作缸的材料要有较强的刚度，不易变形。连接底座和电气限制系统支架的六根钢条起连接和支

9、撑作用，故要有很好的刚度特性和韧性，不易变形。因为试验台架要连接传感器、计算机和信息采集卡，所以试验台架的外部不能完全封閉，要预留出接口线可以通过的圆孔。为了爱护内部结构，外部材料要有韧性，抗碰撞。为整个台架的重量考虑，外壁应选择密度较小的材料，以便于运输。 4 结束语 由于气压传动系统多功能组合式试验台架须要与计算机、传感器和信息采集卡等仪器组合运用，所以在加工之前须要设计合理的尺寸，以便它们能够最大限度的利用空间且有效的相互协作。考虑到普及问题，整个台架要实现体积最小化，重量最轻化，以便于运输，节约空间。气压传动系统多功能组合式试验台架满意了气压传动科研过程中“气电一体化”限制试验的需求，

10、实现了气动系统限制过程的自动化、可视化、数字化，有效提高学生学习爱好， 激发创新意识，培育创新实力，有广袤的前景。 参考文献： 1胡云堂，李军.插装式液压与气动综合教学试验台的研制J.液压与气动，2022：23-25. 2王磊.我国气动技术的现状及发展趋势J.林业机械与木工设备，2022：14-16. 3瞿爱琴，王同建，罗士军.快速连接气压传动柔性教学试验台的开发与研制J.试验技术与管理，2022：45-48. 4梁云峰，丁璞，祝爱萍.液压与气压传动课程虚拟试验的开发与实现J.流体传动与限制，2022：52-56. 5王超，许连阁.基于机电液一体化的液压与气压传动试验台开发J.内蒙古科技与经济，2022：95-96+101. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页