多功能气动压力机的设计

作者简介 ： 金樟源（ １ ９ ６ ６ 一） ， 男， 中学一级教师 ， 从 事 机 械 设 计
及 自动 化 方 面 的教 学 工作 。
为 Ｒ， 其 大 小可 以根据 气缸 的缸 径查 询相关 气 动手 册
２ ０ １ ４年 第 １ 期
金樟源： 多功能 气动 压 力机 的设 计 示 意图 如图 ６所 示 。
多功能气动压 力机 的设计
金 樟 源
（ 嵊 州市 中等 职 业技 术 学校 ． 浙江 绍兴 ３ １ ２ ４ ０ ０ ）
摘要 ： 设 计 一 种 多 功能 气 动 压 力 机 ， 该机通过 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 内 部气 缸 的 伸缩 状 态 ， 从 而 实 现 压 头 的上 、 下伸缩 ， 完成 冲孔 、 铆合 、 轴 承 压
杆 ２可 推动 连杆 １ 。连杆 ｌ与连接螺 栓 之间也 为铰链
连接 ．所 以连杆 ｌ 可 以推 动连接 螺栓 作直 线运 动 ． 实 现 圆柱 面 的过盈 联接 。 图 ｌ中 的气 缸 为缩 回状态 。气缸 伸 出状态 如 图 ２
所示 。
２ 主 要 零 部 件 的 设计
２ ． １ 连杆
５ ． 连接 螺 杆 ； ６ ． 连杆 ｌ ； ７ ． 行 程 粗 调 螺母 ； ８ ． 连杆 ２ ； ９ ． 接头 ： １ ０ ． 气 缸 图１ 多 功能 气 动 压 力 机 结 构 示 意 图
Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ １ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｐ ｎ ｅ ｕ ｍａ ｉｃ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ
出 力 为 ｌ ５ ｌ ０ Ｎ。２ ）设 机 构工 作 时 构 件 ２的压 力
为 ， 以构 件 ｌ 为 分析 对 象 ， 在 气 缸输 出力 及构 件
机构 运 动简 图如百度文库图 ５所 示 。
３ ０
计 算 气 缸 的 输 出力 ： １ ）设 气 缸工 作 时 的 输 出力
图 ３ 连杆 １ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ ２ — ０ ６
Ｆｉ ｇ ｕｒ ｅ ３ Ｃｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｄ １
第 １ 期 总第 ２ ３ ５期
２ ０ １ ４年 １月
农业 科技 与装备
Ａ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ＆Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎｄ Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ
Ｎ ０． １ Ｔｏ ｔ ａ ｌ Ｎ ０． ２ ３ ５
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ４
连杆 是 多功能 气动压 力 机 的主要零 件 。 它是 组成
机构 的关 键 。 连杆 １和连杆 ２的形 状 尺寸 如图 ３和 图
４所 示 。
图 ２ 气缸 伸 出状 态
Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ ２ Ｐｒ ｏ ｔ ｒ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ｃ ｙ ｉ ｆ ｎ ｄ ｅ ｒ
２ ． ２ 气缸
１ 多功 能气 动 压 力机 的结 构 与 原 理
多功 能气 动 压 力机 主 要 由支 架 、 驱动气缸 、 连杆
ｌ 、 连杆 ２和标 准直 线滚 动导 轨 副等 构 件组 成 （ 如图 １
所示） 。当气 缸杆 伸 出时 ， 气 缸接 头推 动连 杆 ２ 。由于 连杆 ２ 、 气 缸 与支 架 之 间 是 固定 铰 链 连 接 ， 连 杆 ２与 连杆 ｌ 之 间、 接 头 和连 杆 ２之 间为 铰链 连 接 ， 因此 连
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图 ４ 连杆 ２
Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ ４ Ｃｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｄ ２
图 ６ 气 缸
Ｆｉ ｇｕ ｒ ｅ ６ Ｃｙ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ
２ ． ３ 回 路
气缸 的工 作状 态有 伸和 缩两 种 ． 这 两 种状 态都 需 要通 过气 动 回路 来 实现 。气 动 回路 主 要 由气 压 源 、 截 流阀、 两 位 三通 电磁 换 向 阀 、 气 缸等 零件 组 成 （ 如图 ７
所示 ） 。
图 ５ 机 构 运 动 简 图
Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ ５ Ｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈ ｏ ｆ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ
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得 出 。例如 ， 设 计 时选 用缸 径 为 ８ ０ ｍ ｍ 的气 缸 ， 查 阅
相 关手册 ， 在０ ． ６ ＭＰ ａ压缩 空 气压 力下 气 缸 的工作 输
入 等 作业 。介 绍 多 功 能 气 动 压 力机 的结 构 与 工 作 原 理 ， 说 明 主 要 零 部件 的设 计 ， 并 利用 Ｐ Ｒ Ｏ ／ Ｅ 软件 完 成 整 机 装 配 与 检 验 。
关键词 ： 压力机 ； 气动 ； Ｐ Ｒ Ｏ ／ Ｅ； 优 化 设 计 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ８ ． ９ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ － １ １ ６ ｌ （ ２ Ｏ １ ４ ） ０ ｌ 一 ０ ０ ２ ６ — ０ ４
目前 我 国 的铆 接设 备 大 多采 用 简 易气 体 驱 动方
式， 其 中最典 型 的是 气动 压力 机 。现有气 动 压力 机精
度低 、 输 出力有 限 、 功能单 一且 安全 度不 高 ， 工人 在操 作 时工作 强度 较 大 、 易疲 劳 、 有 一定 的危 险 。为此 ， 对 简 易气 动压 力机 进行改 进 ． 设 计一 种 多功能 气动 压力
机 。在 功能 方面 进行强 化 ， 以实现 圆柱 面 的过盈 联接
（ 可压入轴 承 、 冲孔 、 铆合 等） ； 同时 ， 在 结 构 上 加 入
Ｐ Ｌ Ｃ控 制 面板 ，以实 现对 气动 压力 机 的实 时控 制 ， 并
在Ｐ Ｌ Ｃ内加 人计数 器 ， 便于 工人计 算产 量 。
１ ． 支架 ； ２ ． 工作 台； ３ ． 直线滚动导轨副 ； ４ ． 行 程微 调螺 母 ；