气动传动实验指导书-2015年度

适用于机械设计专业气压传动实验指导书编写陈子顺刘瑞素高春艳河北工业大学机械学院机电系2012年2月目录实验一双作用气缸的换向回路 (2)实验二单气缸连续往复动作回路 (4)实验三两气缸顺序动作回路 (8)附录 (13)实验一双作用气缸的换向回路一、实验目的1、初步了解和熟悉双作用气缸、单向节流阀、双气控二位五通换向阀、手动（人控）二位五通换向阀、三联件等气动元件的结构、性能和气动方向控制回路的设计方法及工作原理。

2、练习本实验设备的使用及接线方法。

3、学习Festo Fliudsim软件的使用方法。

4、进一步学习领会气动方向控制回路的原理。

二、预习要求按本实验指导书中的内容进行预习，包括气压传动原理和PLC控制等。

三、实验设备及器材1、Festo气动实验台。

2、空气压缩机。

3、双作用气缸、单向节流阀、双气控二位五通换向阀、手动（人控）二位五通换向阀、三联件等。

四、实验原理气动方向控制回路是通过控制气缸进气方向，从而改变活塞运动方向的回路。

图1-1是用双气控二位五通换向阀控制双作用气缸伸、缩的回路。

在回路中，手控式两位五通阀用于控制气控两位五通阀的“位”。

当手控阀使用“左位”时，主阀也使用“左位”；当手控阀使用“右位”时，主阀也使用“右位”，从而控制气缸活塞的运动方向。

五、参数设定1、气泵工作压力8bar（1bar=0.1Mpa）；2、气缸工作压力4bar。

六、实验步骤1、按图1-1（双作用气缸的换向回路）依次连接各气动元件。

2、仔细检查回路，确保实验回路的连接无误后，先将空气压缩机出气口的阀门关闭，接通电源，待气源压力达到8bar后，打开阀门使用。

3、通过调节装在气缸进出气管路上的单向节流阀，调节气缸的动作速度。

使气缸动作平缓，实验现象明显。

图1-1 双作用气缸换向回路七、注意事项1、本气动实验台采用插入式管接头。

使用时，将气管通过弹簧片和密封圈达到底部，即可牢固地连接、密封。

拆卸管子时，用手将管子向接头里推一下，然后向里推压顶套，即可拔出管子（不要强行拔出）。

2、注意单向节流阀的连接方向。

3、实验时，所加气压信号或气压源的压力不要过大，一般以4bar压力为宜。

4、工作状态下，不要插拔回路中的气管。

如果要拆卸或修改回路，先将空气压缩机出气口的阀门关闭，排净回路中的残余气体，再重新搭建。

5、实验完毕，气管、气管塞头及各元气件放回原位。

八、总结要求1、试述此气动回路的工作原理并画出原理图。

2、列出所有气动元件的功能，分析实验现象，简述心得体会。

3、编写实验报告。

实验二单气缸连续往复动作回路一、实验目的1、初步了解和熟悉双作用气缸、单向节流阀、单电磁二位五通换向阀、三联件等气动元件的结构、性能和单缸连续往复动作回路的设计方法。

2、学习掌握用电磁换向阀实现的连续往复动作回路。

3、深入理解单缸连续往复动作回路的原理。

4、学习OMRON PLC编程方法。

二、实验设备及器材1、Festo气动实验台。

2、空气压缩机。

3、双作用气缸、单向节流阀、单电磁二位五通换向阀、行程开关、三联件。

三、实验原理实验回路为采用电磁换向阀的单缸连续往复动作回路，如图1-2所示。

工作时，当电磁铁得电，则方向阀使用“左位”，此时活塞杆伸出；活塞杆外伸压下前端行程开关时，电磁铁失电，方向阀由弹簧复位而使用“右位”，此时活塞杆缩回。

当活塞杆缩回到行程终点压下另一个行程开关，换向阀再次换向，如此循环往复，连续动作。

其中，图1-3为该气动回路的电气控制PLC梯形图。

图1-2 使用行程开关的单往复运动回路图1-3 单气缸往复循环动作电气控制PLC梯形图四、实验步骤1、按图1-2（单缸连续往复动作回路）依次连续各气动元件。

2、使用欧姆龙手持编程器将图1-3所示PLC梯形图写入欧姆龙可编程控制器。

图1-3所示PLC对应的指令助记符语言如下：注：1、手持式编程器需要口令时，输入“CLR”+“MONTR”；2、清除PLC内存中程序时，按“SET”+“NOT”+“RESET”+“MONTR”；3、重复按几次“CLR”键，直至屏幕显示“00000 LD 00000”即可。

3、此实验的电气控制回路接线图如图1-4所示。

按照图1-4进行接线。

4、仔细检查回路，确保实验回路的连续无误后，先将空气压缩机出气口的阀门关闭，接通电源，待气源达到8bar后，打开阀门使用。

5、通过调节装在气缸进出气管上的单向节流阀，调节气缸活塞的动作速度。

使气缸动作平缓，实验现象明显。

6、认真观察实验现象，思考行程开关如何发出控制连续往复运动的信号。

五、注意事项1、电源、电磁阀的接线要正确。

2、本气动实验台的电和气均采用插入式接头。

使用时，插线和插管都要可靠。

3、实验时，所加气压信号或气压源的压力不要过大，一般以4bar压力为宜。

4、工作状态下，不要插拔回路中的气管或插线；如果要拆卸或改建回路，先将空气压缩机出气口的阀门关闭，切断控制回路电源，排将回路中的残余气体，再重新搭建。

六、总结要求1、试述此气动回路的工作原理并画出原理图。

2、讨论用行程开关来实现单缸的连续往复动作的工作特点，画出气动回路图。

3、列出所有气动元件的功能，分析实现现象，简述心得体会。

4、讨论如果去掉SB2，回路的动作会发生何种变化。

4、编写实验报告。

实验三两气缸顺序动作回路一、实验目的1、了解和熟悉双作用气缸及行程开关、单向节流阀、双电磁二位五通换向阀、三联件等气功元件的结构、性能和多缸顺序动作回路的设计方法。

2、学习电磁阀、行程开关等的使用及接线方法。

3、掌握气动方向控制回路的原理。

二、预习要求复习本实验指导书中PLC、电磁阀控制等相关内容。

三、实验设备及器材1、Festo气动实验台。

2、空气压缩机。

3、双作用气缸及行程开关、单向节流阀、双电磁二位五通换向阀、三联件。

四、实验原理多缸顺序动作回路如图1-5所示。

采用行程开关和磁性开关的双缸连续动作回路。

工作时，接通气源、电源，按下启动按钮SB1，气缸A活塞杆外伸；当气缸A的活塞杆挡块压下行程开关ST2后，气缸B的活塞杆外伸；当气缸B的活塞外伸到前端行程终点时，活塞A的活塞杆返回；当活塞A的活塞杆缩回到原点时，活塞B的活塞杆缩回，并当缩回到原点时活塞A的活塞杆外伸，进入新的动作循环，直到按下停止按钮SB2为止。

①→②→③←④←图1-5 双气缸顺序动作回路图1-6双气缸顺序动作电气控制PLC梯形图五、实验步骤1、按图1-5（多缸顺序动作回路）依次连接各气动元件。

2、使用欧姆龙手持编程器将图1-6所示PLC梯形图写入欧姆龙可编程控制器。

图1-6所示PLC梯形图对应的指令助记符语言如下：3、电源要接正确，电磁阀、行程开关、磁性开关的连线要正确地插到电气控制面板上，插接方法如图1-7 所示。

4、仔细检查回路，确保实验回路（气路和电路）的连接正确无误后，请实验老师复查。

5、先将空气压缩机出气口的阀门关闭，接通电源，待气源压力达到8bar后，打开阀门使用。

6、调节装在气缸进出气管上的单向节流阀，调节气缸的动作速度。

使气缸动作平缓，实验现象明显。

7、观察实验现象并作记录。

六、注意事项1、电源要接正确，电磁阀，行程开关的连线要正确地插到电气控制面板上。

2、本气动实验台采用插入式管接头。

拆卸气管时，用手将管子向接头里推一下，然后向里推压顶套，即可拔出管子。

3、注意单向节流阀的连接方向。

4、实验时，所加气压信号或气压源的压力一般以4bar压力为宜。

5、工作状态下，不要插拔回路中的气管；如果要拆卸或改建回路，先将空气压缩机出气口的阀门关闭，排净回路中的残余气体，再重新搭建。

6、实验完毕，关闭气源和电源，释放管路中残压，按要求拆卸各元件并将各元件放回原位。

七、总结要求1、试述此气动回路的工作原理并画出原理图。

2、讨论多缸顺序动作是如何实现的及各阀的作用和特点。

3、分析实验现象，理解设计思维。

4、编写实验报告。

附录 FESTO气动-PLC控制实验台简介安全和操作说明为了自身安全，请注意下列安全事项：♦压缩气管线的断开可能会引起事故。

要马上关闭气源！♦在打开气源时，首先要安全连接所有气管。

♦警告! 当接通气源时，气缸可突然伸出。

♦在检查错误时不要手动操作滚动杆(使用工具)。

♦遵守所有安全规则！(DIN 58126)。

♦限位开关要牢固的安装以保证它们只在凸轮上与气缸接触。

♦不要超出最大允许操作压力(见数据表)。

♦构建气动回路：使用外径尺寸为4mm 的塑料气管来连接元件。

塑料气管要完全插入到CU 快插连接器中；不需要额外的固定！♦轻推CU 快插连接器以松开连接：气管可以通过压下夹头来松开。

♦在断开连接前关闭气源。

♦实验板的安装方法分为A，B 或C ：A:卡座安装式系统，固定时无需使用其他元件。

元件固定在卡座上。

夹紧卡座两侧的手柄就可以在铝合金底板的T 型槽内移动卡座，松开手柄固定卡座。

用于轻质，无负载的元件。

B：旋转安装式系统，固定时无需使用其他元件。

带有锁紧圆盘，通过旋紧元件底座上的螺帽和底座下面的T 型螺钉来垂直或水平固定元件。

用于较重，带负载的元器件C：螺丝固定式系统，固定时需使用其他元件。

通过内六角螺钉和T 型螺母垂直或水平固定元件。

用于重型，带较重负载的元件或无需经常取下的元器件。