工業(yè)機(jī)械手液壓驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】
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學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 班 級: 姓 名 : 學(xué) 院: 專 業(yè): 題 目: 工業(yè)機(jī)械手液壓驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計 指導(dǎo)教師: 職稱 : 職稱 : 20**年 **月 **日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 開題報告 課題名稱:工業(yè)機(jī)械手設(shè)計 一、 課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 題研究的主要內(nèi)容 工業(yè)機(jī)器人一般指用于機(jī)械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求的工作,如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、某些家電產(chǎn)品、化工等行業(yè)自動化生產(chǎn)線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機(jī)器人 。 工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、 控制器、驅(qū)動 控制 系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成,是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用 。 機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動,而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的機(jī)械裝置,既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力,又有機(jī)器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力,從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物,它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生 產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備,也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。 2. 國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 近 20 年來, 機(jī)器人或機(jī)械手 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬,尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。電氣可編程控制技術(shù)與液壓技術(shù)相結(jié)合,使整個系統(tǒng)自動化程度更高,控制方式更靈活,性能更加可靠;液壓機(jī)械手、柔性自動生產(chǎn)線的迅速發(fā)展,對液壓技術(shù)提出了更多更高的要求;微電子技術(shù)的引入,促進(jìn)了電 代控制理論的發(fā)展,使液壓技術(shù)從開關(guān)控制進(jìn)入閉環(huán)比例伺服控制,控制精度不斷提高;由于液壓脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗污染能力強(qiáng)和 成本低廉等特點,國內(nèi)外都在大力開發(fā)研究。隨著微電子技術(shù)、 術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,液壓技術(shù)已成為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。 自上世紀(jì)六十年代,機(jī)械手被實現(xiàn)為一種產(chǎn)品后,對它的開發(fā)應(yīng)用也在不斷發(fā)展,最典型的發(fā)展是生產(chǎn)者將此產(chǎn)品大量應(yīng)用于衛(wèi)生行業(yè)(全自動生化分析儀),從而實現(xiàn)了衛(wèi)生檢驗中急需短時間、大量樣品數(shù)據(jù)的要求,但在衛(wèi)生領(lǐng)域的機(jī)械手因采用樣品加單一酶試劑顯色法,且采用濾光片結(jié)構(gòu)設(shè)計,造成試劑價格昂貴,限制了產(chǎn)品市場的發(fā) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 展。 隨著技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)械手的設(shè)計已經(jīng)實破了單 一試劑、加熱及濾光片的束縛。比如美國 司的產(chǎn)品,可針對單一項目,次序加 4 種試劑,加熱溫度也提高到 50 ℃ ,檢測器則采用二極管陳列技術(shù),這些進(jìn)步為新領(lǐng)域的應(yīng)用提供了強(qiáng)大支持。有專家估計未來 10 年,全自動流動分析儀的市場份額中,將有 50 %被全自動化學(xué)分析機(jī)械手取代。 通過了解上述兩類產(chǎn)品的技術(shù)特點我們不難看出,機(jī)械手具有微升級試劑消耗,不受模板束縛,分析中不同檢測項目可穿插完成,可完成研發(fā)性波長掃描優(yōu)化檢測條件,用戶可自行設(shè)計新的檢測項目,體積小,甚至可做現(xiàn)場快速分析等特點。 由此也不難看出,以前 流動分析中不適合的用戶群,如樣品檢測單一種類少而樣品量多的情況,為機(jī)械手的應(yīng)用提供了可能性。對衛(wèi)生行業(yè)的快速分析中,也因新型機(jī)械手的設(shè)計特點而使取代昂貴的試劑,降低分析成本成為可能。機(jī)械手不能完全取代流動分析產(chǎn)品一個重要的理由是:一些特殊樣品處理技術(shù)不能在線實現(xiàn),如萃取、高溫蒸餾,需要離線進(jìn)行,相信隨著技術(shù)的進(jìn)步,這些方面的技術(shù)也會提高。 參考文獻(xiàn): [1]. 工業(yè)機(jī)器人 徐元昌 編制 中國輕工業(yè)出版社 2]. 液壓傳動與控制 賈銘新 主編 國防工業(yè)出版社 3]. 液壓與氣壓傳動 左健民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 4]. 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù) 孟繁華 編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 5]. 濮鳳根,胡偉民 . 關(guān)于 液壓集成塊 的進(jìn)一步探討 . 1997 [6]. 馮毅,田樹軍,李利 . 基于計算智能的液壓集成塊優(yōu)化設(shè)計 2003( 17) [7]. 機(jī)器人和機(jī)械手控制系統(tǒng) (蘇 )劉興良等譯 新時代出版社 8]. 機(jī)器人基礎(chǔ)知識 劉興良編著 新時代出版社 [9]. 濮鳳根,胡偉民 . 關(guān)于 液壓集成塊 機(jī)電設(shè)備 1997 [10]. in of in 996(4) 二、本課題擬解決的問題 目前液壓機(jī)械手被廣泛地應(yīng)用于各種加工試驗等工作場所,由于現(xiàn)在的科技進(jìn)步與發(fā)展,工業(yè)機(jī)械手逐步追求一種 智能化,小型化,進(jìn)一步體現(xiàn)在液壓系統(tǒng)控制的微縮?,F(xiàn)階段液壓集成塊技術(shù)被廣泛用應(yīng)于液壓系統(tǒng)的控制,以減小液壓系統(tǒng)控制管路連接。 液壓機(jī)械手控制設(shè)計中液壓集成塊設(shè)計是一項關(guān)鍵的工作,液壓集成塊是安裝各種液壓元件,并在其內(nèi)部按照系統(tǒng)控制原理要求實現(xiàn)元件之間油道連通的復(fù)雜功能塊。它 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 的應(yīng)用使液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊,安裝和調(diào)試也更加方便。在一定尺寸限制的塊體上如何按照系統(tǒng)原理要求,正確合理的設(shè)計多個通道,對設(shè)計人員來說是一項艱巨的任務(wù),因而單靠手工設(shè)計集成塊不僅速度慢,而且難免在設(shè)計過程中發(fā)生錯誤,影響工作的正常進(jìn)行,造成很大的時間與資源的浪費。 本課題擬在利用現(xiàn)在專業(yè)應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù),方法,工具來促使人們更深入地開展工業(yè)機(jī)械手液壓集成系統(tǒng)的開發(fā)與研究。液壓集成系統(tǒng)的 研究與開發(fā)已為液壓控制工程設(shè)計提供了有力的支持。由于液壓集成塊的高附價值,液壓集成控制技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)不但能夠滿足個別企業(yè)專業(yè)急需,同時也有望走上商品化專業(yè)軟件市場。 三、解決方案及預(yù)期效果 在整個的液壓控制系統(tǒng)中液壓集成塊為一個重要的中間控制元件,利用它可以減少很多復(fù)雜管路以及控制元件的連接,實現(xiàn)控制系統(tǒng)的集成化。 鑒于現(xiàn)在液壓工業(yè)機(jī)械手國 內(nèi)外趨勢的發(fā)展,主要解決機(jī)械手液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究,并利用液壓集成塊 用軟件獲得最優(yōu)的布局布孔方案。實現(xiàn)了液壓集成塊布局孔集成方案的自動優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計合理的液壓原理圖以及選用標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件,明確各元件之間的連通關(guān)系,實現(xiàn)液壓元件在集成塊體上的布局定位,實時干涉校核下的孔道自動連通,連通方案的目標(biāo)評價和布局方案的自動調(diào)整等步驟。最后形成集成塊的布局布孔最優(yōu)方案。在優(yōu)化設(shè)計過程中,需要以下幾項數(shù)據(jù): 于裝配時進(jìn)行外型干涉校核 括元件底版上各油孔,螺紋孔等的坐標(biāo)位置和孔道大小,以及深度要求和安裝精度要求等 括元件裝配的優(yōu)先面,優(yōu)先角度等 利用 三維實體造型功能,可以將液壓集成塊自動設(shè)計結(jié)果,即集成塊外部元件布局和內(nèi)部孔道布局的集成方案,在 形庫中自動生成集成塊的三維結(jié)構(gòu)圖和裝配圖,在 三維瀏覽工具的支持下,可以實現(xiàn)對集成塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和裝配圖的多方位,多角度的觀察,進(jìn)而對檢驗方案結(jié)果及優(yōu)劣程度進(jìn)行改造。其中,液壓集成塊三維裝配圖生成需要液壓元件圖形庫的支持。 就設(shè)計全過程來說,工作從液壓控制系統(tǒng)原理方案分析開始,確定集 成范圍和目標(biāo)要求,構(gòu)思總體部署方案和確定全部元件規(guī)格及其安裝位置,根據(jù)原理要求設(shè)計塊體孔系,設(shè)計師在塊體設(shè)計中要遵循設(shè)計規(guī)范與準(zhǔn)則,獲得集成塊裝配草圖與零件設(shè)計草圖,孔道校驗和技術(shù)文件編制。然而集成塊 究開發(fā)的目標(biāo)在于促使設(shè)計師發(fā)揮創(chuàng)造性,即應(yīng)用開發(fā)應(yīng)定位于集成塊設(shè)計的前端。根據(jù)過程改進(jìn)要求獲得設(shè)計過程規(guī)范是過 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 程建模的前提。按照設(shè)計及開發(fā)能力以及過程改進(jìn)的方法學(xué)框架,逐步建立行之有效的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計模型。設(shè)計師利用軟件高效完成工作的同時,能充分發(fā)揮創(chuàng)造潛力,完成工作的創(chuàng)造性部分。 四 、課題進(jìn)度安排 3 月 19 日~ 4 月 1 日.畢業(yè)實習(xí)階段。 畢業(yè)實習(xí),查閱資料,到多個公司實踐,撰寫實習(xí)報告。 4 月 2 日~ 4 月 15 日.開題階段。 提出總體設(shè)計方案及草圖,填寫開題報告。 4 月 16 日~ 5 月 23 日. 設(shè)計初稿階段。 完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。 5 月 24 日~ 6 月 7 日. 中期工作階段。 完善設(shè)計圖紙,編寫畢業(yè)設(shè)計說明書,中期檢查。 6 月 8 日~ 6 月 10 日.畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。 6 月 11 日~ 6 月 18 日.畢業(yè)設(shè)計整改。 圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿,材料復(fù)查。 6 月 19 日~ 6 月 21 日.畢業(yè)設(shè)計材料評閱。 6 月 22 日~ 6 月 24 日.畢業(yè)答辯。 6 月 25 日~ 6 月 28 日.材料整理裝袋。 五、指導(dǎo)教師意見 年 月 日 六、專業(yè)系意見 年 月 日 七、學(xué)院意見 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 目 錄 摘要 ............................................................................................................................................................... 5 ........................................................................................................................................................ 7 引言 ............................................................................................................................................................... 8 第一章 機(jī)械手設(shè)計要求分析 ..................................................................................................................... 8 計目的和要求 ........................................................................................................................... 8 ....................................................................................................................... 8 第二章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................................................... 9 根據(jù)工作要求確定一個工作循環(huán)周期的運動過程 ................................................................. 9 工作循環(huán)過程確定系統(tǒng)工況分析圖,確保工作運動中的動作連續(xù)性 ............................ 10 訂液壓系統(tǒng)的工作原理圖 .................................................................................................... 10 據(jù)整個系統(tǒng)的液壓元件需求選擇標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件 ............................................................ 11 液壓缸尺寸的確定及安全強(qiáng)度的校核 .................................................................................. 11 第三 章 . 集成塊的設(shè)計 ............................................................................................................................ 13 計分析 ..................................................................................................................................... 13 據(jù)具體的要求進(jìn)行設(shè)計計算 ............................................................................................... 14 面為集成塊的設(shè)計步驟 ........................................................................................................ 16 液壓集成塊的加工工藝 .......................................................................................................... 18 第四章 液壓集成塊 術(shù) ............................................................................................................... 19 結(jié)束語 ....................................................................................................................................................... 21 致謝 ........................................................................................................................................................... 22 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................... 23 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 摘要 本文主要介紹了上下料用機(jī)械手的設(shè)計過程,它包括了對于整個系統(tǒng)的工作要求和情況的分析,通過系統(tǒng)的工作過程確定整個液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。分析整個循環(huán)過程,確定系統(tǒng)工作原理圖,根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)要求選擇標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件,完成液壓系統(tǒng)的裝配圖。液壓集成塊作為現(xiàn)在液壓系統(tǒng)的主要部件,當(dāng)前液壓集成塊應(yīng)用開發(fā)受到了國內(nèi)外液壓界的廣泛重視,液壓集成塊的 研究與開發(fā)已為液壓工程設(shè)計提供了有力的支持,在對機(jī)械手液壓系統(tǒng)集成塊設(shè)計過程中,能夠與實際的加工工藝相結(jié)合。并且對現(xiàn)在的 液壓集成塊的 術(shù)有很好的認(rèn)識。 關(guān)鍵詞: 工業(yè)機(jī)械手,驅(qū)動,集成塊,原理 充值后就可以下載此設(shè)計說明書。全套資料包含有相應(yīng)的 明書(附帶:開題報告)和 紙(共計 9 張圖紙)及答辯 要全套資料的朋友請 加 1: 1459919609 或 2:1969043202, 需要其他設(shè)計題目直接聯(lián)系!?。? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 of it to of of in of of to in as of at of of AD of of of of AD to 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 引言 工業(yè)機(jī)器人一般指用于機(jī)械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求的工作,如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、某些家電產(chǎn)品(電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī))、化工等行業(yè)自動化生產(chǎn)線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機(jī)器人 。 工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成,是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。 機(jī)器人技術(shù)是綜合了計算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù),是當(dāng)代研究十分活躍,應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況,是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。 機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動,而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置,既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力,又有機(jī)器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力,從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物,它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備,也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。 第一章 機(jī)械手設(shè)計要求分析 計目的和要求 上下料用機(jī)械手能在不同高度與不連續(xù)的工作臺之間實現(xiàn)機(jī)械零件的重復(fù)取放,代替人工勞動,減輕了人工勞動強(qiáng)度,提高了自動化水平和勞動生產(chǎn)率, 保證了產(chǎn)品和工人的質(zhì)量與安全。 要的組成部分有:升降機(jī)構(gòu),回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),手臂伸縮結(jié)構(gòu)等,在這三中機(jī)構(gòu)中采用液壓驅(qū)動傳動方式,能保證機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)的緊湊性,運動平穩(wěn)以及可以方便的實現(xiàn)無級調(diào)速。 2. 如圖所示,機(jī)械手在工作過程中需三種運動,其中手臂的伸縮和立柱的升降為兩種直線運動,而手臂的回轉(zhuǎn)為圓周運動,所以采用圓柱坐標(biāo)形式。其特點是,結(jié)構(gòu)簡單,手臂運動范圍大,有較高的定位準(zhǔn)確度。 圖 1 機(jī)械手運動坐 標(biāo)形式 3. 機(jī)械手的工作范圍 機(jī)械手在水平方向上的伸縮范圍為至兩個不同高度的工作臺的距離,手臂伸縮總行程為 500臂回轉(zhuǎn)的運動范圍為 90 度,立柱升降的垂直方向的距離為兩工作臺的高度差,總行程為 200 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 第二章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)工作要求確定一個工作循環(huán)周期的運動過程 1) 1) 時 20s,確保工件被抓?。? 工作臺( 2) ,至位置( 2) 時 20s,確保工件被成功釋放) — α,至位置( 1) 1) 圖 2 上下料機(jī)械手運動位置示意圖 圖 3 上下料機(jī)械手工作行程范圍示意圖 工作行程范圍: 角度 0;手作工作范圍 200度工作范圍 200 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 據(jù)工作循環(huán)過程確定系統(tǒng)工況分析圖,確保工作運動中的動作連續(xù)性 圖 4 機(jī)械手運動循環(huán)工況分析圖 擬訂液壓系統(tǒng)的工作原理圖 根據(jù)整個系統(tǒng)的工作完成步驟,選擇合適的液壓缸。伸縮運動和升降運動 選擇單桿活塞液壓缸,回轉(zhuǎn)運動選擇擺動液壓缸,保證整個系統(tǒng)能夠達(dá)到穩(wěn)定的運動效果。 確定液壓執(zhí)行元件以后,根據(jù)設(shè)備的共組特點和工作要求確定對主要性能起決定性影響的主要回路,機(jī)械手液壓系統(tǒng)主要有針對伸縮運動,升降運動和回轉(zhuǎn)運動的三個主要運動回路。 合 液壓回路的綜合就是把選擇的液壓回路放在一起,進(jìn)行歸并整理,增加必要的液壓元件和輔助回路,確定完整的液壓傳動系統(tǒng)。同時注意: 少不必要的液壓元件使用; 全,沒有元件與機(jī)構(gòu)之間的相互干涉問題的存在; 少不必要的功耗的浪費; 綜合以上的動作,原理以及元件,繪制液壓系統(tǒng)原理圖。下圖為本機(jī)械手液壓系統(tǒng)的工作原理圖: 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 5 上下料機(jī)械手液壓系統(tǒng)的工作原理圖 (注:上圖中的 行程控制開關(guān)) 根據(jù)整個系統(tǒng)的液壓元件需求選擇標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件 機(jī)械手液壓系統(tǒng)的主要液壓元件選擇包括:油箱,濾油器,油泵,溢流閥,減壓閥,單向閥,電磁換向閥,單向節(jié)流閥,以及相應(yīng)的電器開關(guān)等 主要液壓元件規(guī)格如下表: 壓力表 流閥 L— 10H 三位四通電磁換向閥 34— 向閥 壓閥 10B 兩位四通電磁換向閥 24— 安裝方法參照液壓系 統(tǒng)工作原理圖) 液壓缸尺寸的確定及安全強(qiáng)度的校核 根據(jù)設(shè)計的參數(shù)要求,確定合理的液壓缸尺寸 由于工件相對于整個系統(tǒng)較小,并且工件運動為水平運動垂直于重力方向和摩擦力方向,所以對于運動過程來說負(fù)載較小,故不進(jìn)行負(fù)載分析。 伸縮液壓選擇單桿式活塞缸 工作行程為 500于此工業(yè)機(jī)械手屬于小型的工程機(jī)械,故選初始壓力 P=10取 q=30L/1=100mm/s(活塞伸出的速度) 30mm/s(活塞縮回的速度) 則: A = q / 50 D= 4 80A ? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 由于 222 1 2211V A D D???進(jìn)偏故2D=40標(biāo)準(zhǔn) e 速比 D=80 2D=40 工作腔面積 2111 164??222 1 21 124A D D??? ? ? 塞穩(wěn)定性較核 活塞工作總行程 S=500 活塞桿直行2D=40mm e/d=500/400=0 需進(jìn)行穩(wěn)定性校核 由材料力學(xué)中有關(guān)公式,根據(jù)液壓缸一端支承一端 鏈取末端數(shù)據(jù)2?=2 活塞桿選用普通碳鋼,則: 材料強(qiáng)度實驗值 f=810 1?=85 104k ? ? ? 因為 12500 5 0 1 2 010?? ? ? ? 所以它的載荷2251 ( )???當(dāng)取安全系數(shù)為 時 4 9 2 3 5 6 6 7 2n ? 所以滿足穩(wěn)定性要求 則對于伸縮而言 則取缸徑1D=80半徑2D=40液壓缸流量: 11 1 6 0 0 1 0 0 5 0 2 . 4q A V m m?? ? ?進(jìn)22 1 2 1 3 4 9 0q A V m l?? ? ? ?回轉(zhuǎn)角度 090?? 液壓缸和工作壓力1 10P 輸出壓力2 0P?取 q=30L/取 b=30 2R=70 1R= 50 41122 ( ) 3 . 6 1 0 .R b P P r d N m T? ? ? ? ??故可驅(qū)動基于手臂的回轉(zhuǎn)運動 由于手臂伸縮機(jī)構(gòu)與擺動機(jī)構(gòu)等重量全載與升降機(jī)構(gòu),故算的 3000液壓缸工作壓力 P=10 工作負(fù)載500N 473000 3 1 010 ?? ? ? ? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 取1D=100 2D=50 q=30L/ 0 0 0 / 6 0 6 . 3 / 6 3 /25qV c m s m m ? ? ? ? 取 V=50mm/s 則耗時約為 4s 第三章 . 集成塊的設(shè)計 計分析 在整個液壓系統(tǒng)中,由于整個系統(tǒng)由若干個液壓閥有機(jī)組合在一起的,各個液壓閥之間的連接方式主要有:管式連接,板式連接,集成式連接。集成式連接又可以分為集成塊式連接, 疊加閥式連接,插裝錐閥式連接。 由于管式連接結(jié)構(gòu)分散,尤其對于復(fù)雜的液壓系統(tǒng),占據(jù)空間很大,管路交錯,接頭較多,裝卸維修困難,并且在接頭處容易造成油液的泄露與空氣的滲入,有時會產(chǎn)生噪音和震動。 板式連接一般油管較多,而且易在兩板之間形成間隙,出現(xiàn)漏油,串腔等問題。而集成塊式連接是集成式連接中的一種,即借助于集成塊把標(biāo)準(zhǔn)式的板式連接的液壓元件連接起來,它是一種代替管路把元件連接起來的六面連接體,在連接體內(nèi)根據(jù)各控制油路設(shè)計出需要的油路通道,液壓閥裝在集成塊周圍。集成塊的上下面是塊與塊的結(jié)合面,在結(jié)合面上加工有 相同位置的壓力油孔 P,回油孔 T,泄露油孔 L,以及安裝螺栓孔。集成塊與裝在周圍的閥類元件之間組成一個集成塊組,可以完成一定典型回路的功能。將所有的集成塊組疊加在一起,就可以構(gòu)成整個集成塊式的液壓傳動接系統(tǒng)。 在所有的集成塊組的下面應(yīng)該有底板結(jié)構(gòu),底板上有壓力油孔 P,回油孔 T,泄露油孔 L 等,通過底板來實現(xiàn)集成塊組與油泵和油箱的連接,在所有的集成塊組上面還應(yīng)該有頂蓋結(jié)構(gòu),在頂蓋上可以安裝壓力表開關(guān),以便于測量系統(tǒng)中各連接點或者某一油路的壓力情況,這種集成方式的優(yōu)點是它的機(jī)構(gòu)緊湊,占地面積小,易于裝卸和維修,并且具 有標(biāo)準(zhǔn)化和系列化產(chǎn)品。以選用組合,因而被廣泛用于各種中高壓液壓系統(tǒng)和各種中低壓液壓系統(tǒng)中,但是對于它的設(shè)計,工作量比較大,加工工藝復(fù)雜,不能任意修改等缺點。 下面就簡單的集成塊舉一個例子。包括三維造型的線形結(jié)構(gòu)和實體結(jié)構(gòu)。(如下圖) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 6 集成塊三維造型的線形結(jié)構(gòu) 圖 7 集成塊的三維實體造型 據(jù)具體的要求進(jìn)行設(shè)計計算 上下料用的機(jī)械手液壓系統(tǒng)的集成塊設(shè)計系統(tǒng)見集成塊裝 配圖,它包括地板塊,升降機(jī)構(gòu)控制集成塊,回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制集成塊,伸縮機(jī)構(gòu)控制集成塊以及頂蓋等五個集成塊組成。 下面針對整個系統(tǒng)中的伸縮缸液壓控制回路集成塊為例子,具體說明整個集成塊的設(shè)計計算過程: 為了能滿足整個循環(huán)的工作要求,則該回路共需四個液壓元件,有相關(guān)手冊查得它們的型號和規(guī)格,以及安裝底板在安裝這些元件時候應(yīng)考慮的油孔的相對位置情況等 a. 減壓閥 型號: 通徑:Φ 10 連接底板標(biāo)準(zhǔn): 型尺寸: 841裝螺栓孔和油孔的相對位置如下: 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 b. 單向閥 型號: 徑: Φ 10 直角單向閥板式連接 外型尺寸: 600裝螺栓孔和油孔的相對位置如下: c. 三位四通電磁換向閥 彈簧對中型 代號 O 型號: 34- 徑: Φ 10 規(guī)格:流量 40 L/稱壓力 向頻率 60 次 /壓 220V 50 ± 10% 12V 24V ± 10% 功耗 40W 42W 安裝螺栓孔和油孔的相對位置如下: d. 單向節(jié)流閥 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 型號: L 式連接 通徑: Φ 10 外型尺寸: 1300裝螺栓孔和油孔的相對位置如下: 面為集成塊的設(shè)計步驟 1. 根據(jù)上面查得的標(biāo)準(zhǔn),做液壓元件樣板,根據(jù)閥的油孔和外型尺寸確定液壓集成塊的外型尺寸,以及閥體在集成塊某一面上所占的空間。 2. 確定通道的孔徑,集成塊上的公用通道,即壓力油孔 P,回油孔 T,泄露油孔 L,以及四個安裝孔,壓力油孔由液壓泵流量決定,本回路流量約為 30 L/則取壓力油孔的孔徑為 Φ 12回油孔和泄露油孔也取孔徑為 Φ 12 直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定,由于所選液壓閥的通徑都為Φ 10統(tǒng)一取孔徑為Φ 12便加工。而孔與孔之間的連接孔(即工藝孔)也取Φ 12,并且要求用螺塞在集成塊表面堵死,不允許堵孔用的螺塞對其他的液壓元件和結(jié)合面有干涉作用。 3. 集成塊上液壓元件的布置,把做好的液壓元件樣板在集成塊各個視圖上進(jìn)行布局,有的液壓元件需要連接板,則樣板以 連接板為準(zhǔn)。 在布局時應(yīng)該避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與其他部分或元件想干涉,液壓元件的布置應(yīng)以在集成塊上加工的孔最少為最佳。如圖 5 所示,孔道相通的液壓元件應(yīng)該盡可能布置在同一水平面上,或在直徑 圖 5 a), 否則要鉆中間油孔(如圖 5 b, c),不通油孔之間的最小壁厚 圖 5 d)。 液壓元件在水平上的孔道若與公共油孔相通,則應(yīng)盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑 d 的范圍(如圖 5 a, b),否則要鉆中間孔道(如圖 6 c),集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)相互垂直,不然也要鉆中間孔道(如 圖 6 d)。 設(shè)計專用集成塊時,要注意其高度應(yīng)該比裝在其上的液壓元件最大橫向尺寸大,以避免上下集成塊上的液壓元件相互干涉,影響集成塊組之間的緊固問題。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 8 液壓元件在垂直面內(nèi)的孔道關(guān)系 4. 集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面,先布置垂直位置,后布置水平位置,要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道、集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄漏孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分為三層進(jìn)行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要,液壓元件可以上下左右移動一段距離,具 體可參見圖 6。溢流閥的先導(dǎo)閥部分可伸出集成塊外,有的元件如單向閥,可以橫向布置。 圖 9 液壓元件在水平面內(nèi)的孔道關(guān)系 由于集成塊內(nèi)部油道很多,而且連接方式比較復(fù)雜,這樣就給內(nèi)部孔道的設(shè)計和校核帶來了一定的麻煩。在做整個集成塊設(shè)計的過程中首先要了解整個液壓回路所需要的液壓元件,然后考慮合適的結(jié)構(gòu)布局,在外觀上,盡量避免在一個面上安裝兩個多個占地面積比較大的液壓元件,這樣會給集成塊內(nèi)部孔道的設(shè)計帶來很多麻煩,還有要注意液壓元件 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 外型上的干涉問題,有的液壓元件基本參數(shù) 的調(diào)節(jié)要靠手動來完成,也就是說在液壓元件的外型空間以外有足夠的空間,從而實現(xiàn)對它的調(diào)節(jié)。在內(nèi)部孔道設(shè)計上,要注意如圖 8和圖 9 中要注意的情況。就拿 來說,首先確定 壓力油孔 P,回油孔 T,泄露油孔 L 和連接螺栓孔的位置,然后選擇液壓回路需要的液壓元件:減壓閥,單向控制閥,三位四通電磁換向閥和節(jié)流閥等,首先放置減壓閥的底面模板于集成塊一面,在放置的過程中要注意使減壓閥的進(jìn)油孔道與壓力油孔P 連接方式要盡可能簡單并且容易加工,然后考慮減壓閥的出油孔道加工深度,綜合考慮單向閥的孔道位 置關(guān)系,在合適的減壓閥外部空間以外放置單向閥的底板模型,確定單向閥的孔道位置,同時要考慮整個液壓回路各個液壓元件之間的孔道連接關(guān)系綜合考慮孔道的設(shè)計。之后在集成塊另一表面放置電磁換向閥,孔道設(shè)計同樣要考慮加工簡單,結(jié)構(gòu)合理,外型布局合理等因素,然后在一面放置節(jié)流閥,設(shè)計過程同上。 然后綜合考慮孔道以及外型關(guān)系,確定合理的液壓集成塊的合理尺寸,以及內(nèi)部孔系結(jié)構(gòu)。 液壓集成塊的加工工藝 隨著液壓系統(tǒng)向高壓化,高精度化發(fā)展,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式也向著集成化的方向發(fā)展,在這種趨勢下尤其顯示出液壓集成塊的優(yōu)越性。 集成塊加工質(zhì)量的好壞直接影響到系統(tǒng)和設(shè)備的工作性能。集成塊在設(shè)計時應(yīng)合理布置油道,盡可能節(jié)省工藝孔。 集成塊的選料:當(dāng)工作壓力 =,集成塊可以采用 45#或 35#鋼材鍛件或厚板材,且相鄰孔間距 δ為 6~ 7 集成塊的加工工藝過程為: 1) 下料 一般每邊至少留 2 2) 銑六面 每邊留 3) 磨六面至圖紙尺寸 保證兩對應(yīng)面不平行度不大于 相鄰面垂直度小于 4) 鉗 劃線并鉆各孔,表面精確度 對孔徑適宜需要者,可攻絲。鉆孔遇有相交時應(yīng)考慮油液流動方向,避免產(chǎn)生渦流和沖擊性震動,如圖 7 所示; 5) 車 對需要鏜孔或車螺紋的各孔進(jìn)行車(鏜)加工; 6) 鉗 去除毛刺鐵屑,保證清理干凈。目前針對不同形狀的零件和不同的材質(zhì)以及 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 部位已經(jīng)有多種不同的去毛刺方法和設(shè)備,針對集成塊主要有以下兩種方法: a) 要用于精加工前,熱處理后進(jìn)行去毛刺處理,除銹,除氧化皮及銳邊倒角處理; b)柔性毛刷去毛刺,針對集成塊加工中各個油孔,臺階孔,直角棱邊出現(xiàn)的毛刺 ,在精加工后使用毛刷進(jìn)行光整,加工效果好; 7) 焊 堵焊工藝孔并且打磨平整??捎寐萑驴?,堵塞和工藝孔的過盈量在 間,堵塞和孔均留 45 度的焊接坡口,坡口深 3接牢固,不得有裂縫,磨平焊渣,也可以用螺塞加密封墊圈旋緊堵住工藝孔,注意外型不要對其他的元件干涉; 8) 磨 將各個表面磨至所要求的粗糙度要求; 9) 清洗 對于高精度的集成塊,清洗要跟隨每一道工序進(jìn)行,這樣才能保證整個元件的清潔度。 10) 表面處理 鍍鎘或鍍鋅 在裝配前要進(jìn)行粗洗和精洗。 1) 粗洗 主要清除附在零件表面的各種顆粒污染物,腐 蝕物,油脂等,常用的方法有: 洗,沖洗,可以除去灰塵殘留顆粒物,油脂等;洗,可以除去灰塵,油脂,可溶性金屬氧化物; 洗,可以除去氧化皮,銹蝕物,有機(jī)物和無機(jī)物質(zhì); 洗,可以除去油脂,潤滑液,有機(jī)物等; 除表面沾附的污染物。 2) 精洗 由于集成塊表面清潔度要求極高,所以要進(jìn)行精洗,精洗的清潔度可以達(dá)到表面殘留一個分子層的污染物,常用的精洗方法有兩種: a)蒸汽浴洗 將被清洗零件放置在加熱的溶劑蒸氣中,蒸汽在零件表面冷凝從而將污染物洗去; b)超聲波清洗 它是一種有效的清洗方法,將集成塊浸泡在盛有清潔溶劑的超聲波槽中,利用超聲波清除集成塊表面的污染物。 裝配和試驗 加工完所有的零件后,在清潔的環(huán)境進(jìn)行集成塊系統(tǒng)的裝配,以防止元器件的銹蝕或受環(huán)境的污染,裝配后的集成塊的進(jìn)出油口用螺塞加組合密封墊圈進(jìn)行密封。 裝配后的產(chǎn)品需要進(jìn)行壓力試驗和功能試驗,耐壓試驗需要按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,試壓時間在 10 分鐘左右,各個接頭處不得有油液泄露,不允許有其他異?,F(xiàn)象,功能實驗根據(jù)不同功能要求進(jìn)行。 第四章 液壓集成塊 術(shù) 利用 三維實體造型功能,可以 將液壓集成塊自動設(shè)計結(jié)果,即集成塊外部元件布局和內(nèi)部孔道布局的集成方案,在 形庫中自動生成集成塊的三維結(jié)構(gòu)圖和裝配圖,在 三維瀏覽工具的支持下,可以實現(xiàn)對集成塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和裝配圖的多方位,多角度的觀察,進(jìn)而對檢驗方案結(jié)果及優(yōu)劣程度進(jìn)行改造。其中,液壓集成塊三維裝配圖生成需要液壓元件圖形庫的支持。 在液壓集成塊設(shè)計應(yīng)用開發(fā)中仍拘泥于產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果信息建模,而在孔道校驗繪圖軟件中,集成塊的設(shè)計信息轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型記錄到相關(guān)描述文件,據(jù)此得到集成塊的三維幾何模型,并生成二維圖紙作為設(shè)計結(jié)果,此外對設(shè)計過 程建模并無涉足?,F(xiàn)在關(guān)于集成塊 研究開發(fā),不能停留于結(jié)果信息建模,而要面向整個設(shè)計過程的建模。為此,需要強(qiáng)調(diào)完善集成塊的設(shè)計規(guī)范,特別是其設(shè)計過程規(guī)范,不斷完善集成塊設(shè)計規(guī)范和過程建模對液壓集成塊 究開發(fā)的深入是當(dāng)務(wù)之急。 就設(shè)計全過程來說,設(shè)計師的工作從液壓控制系統(tǒng)原理方案分析開始,確定集成范圍和目標(biāo)要求,構(gòu)思總體部署方案和確定全部元件規(guī)格及其安裝位置,根據(jù)原理要求設(shè)計塊體孔系,設(shè)計師在塊體設(shè)計中要遵循設(shè)計規(guī)范與準(zhǔn)則,獲得集成塊裝配草圖與零件設(shè)計草 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖,孔道校驗和技術(shù)文件編制。然而集成塊 究開發(fā)的目標(biāo)在于促使設(shè)計師發(fā)揮創(chuàng)造性,即應(yīng)用開發(fā)應(yīng)定位于集成塊設(shè)計的前端。根據(jù)過程改進(jìn)要求獲得設(shè)計過程規(guī)范是過程建模的前提。按照設(shè)計及開發(fā)能力以及過程改進(jìn)的方法學(xué)框架,逐步建立行之有效的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計模型。設(shè)計師利用軟件高效完成工作的同時,能充分發(fā)揮創(chuàng)造潛力,完成工作的創(chuàng)造性部分,即為集成塊 究開發(fā)的最高目標(biāo)。明確這一目標(biāo),液壓集成塊 液壓集成塊 用軟件將能自動生成與獲得最優(yōu)的布局不孔集成方案。實現(xiàn)了液壓集成塊布局孔集成方案的自動優(yōu)化設(shè)計。利用該軟件用戶只需要輸入液 壓原理圖所提供的液壓元件及其元件之間的連通關(guān)系,則計算機(jī)自動完成中間的處理過程,包括液壓元件在集成塊體上的布局定位,實時干涉校核下的孔道自動連通,連通方案的目標(biāo)評價和布局方案的自動調(diào)整等步驟。最后形成集成塊的布局布孔最優(yōu)方案。在優(yōu)化設(shè)計過程中,需要以下幾項數(shù)據(jù): 于裝配時進(jìn)行外型干涉校核 括元件底版上各油孔,螺紋孔等的坐標(biāo)位置和孔道大小,以及深度要求和安裝精度要求等 括元件裝配的優(yōu)先面,優(yōu)先角度等 液壓集成塊的 研究與開發(fā)已為液壓 工程設(shè)計提供了有力的支持,但其發(fā)展?jié)摿€沒有充分發(fā)掘。由于液壓集成塊的高附價值,液壓集成塊 術(shù)的應(yīng)用開發(fā)不但能夠滿足個別企業(yè)液壓集成塊的專業(yè)急需,同時也有望走上商品化專業(yè)軟件市場。對液壓集成塊 術(shù)的研究開發(fā)提出全面的商品化,工程化要求并采取有效的方法學(xué),技術(shù)和工具,將液壓集成塊 術(shù)應(yīng)用軟件推向用戶市場是液壓集成塊 域的重要工作。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 結(jié)束語 在實際的生產(chǎn)中,為了提高生產(chǎn)率,減少勞動強(qiáng)度,機(jī)械手也就被廣泛地用于工業(yè)生產(chǎn)中,它可以無疲勞地進(jìn)行重復(fù)的動作。在這次的畢業(yè)設(shè)計整個過程中,我不僅對 工業(yè)機(jī)械手的現(xiàn)階段的運用情況和范圍得到了很深的了解,而且對于簡單的機(jī)械手設(shè)計知識有一定的掌握不論從結(jié)構(gòu)還是從驅(qū)動的形式。還有對于集成塊的設(shè)計,以前并不知道液壓集成塊是什么樣的工業(yè)產(chǎn)品,通過這一階段的學(xué)習(xí),不僅僅對于液壓集成塊有很深的了解,而且也可以制作一定難度的液壓集成塊,通過 術(shù)的三維建模,對集成塊進(jìn)行內(nèi)部孔道的加工仿真,從而達(dá)到避免內(nèi)部所設(shè)計孔道的不干涉問題的存在。在集成塊外型設(shè)計上要保證裝在集成塊外表面的液壓元件外型的不干涉問題,只有集成塊在液壓元件外型和內(nèi)部設(shè)計的連接孔都不干涉,并且內(nèi)部孔道之 間要進(jìn)行強(qiáng)度的校核,這樣才能保證集成塊工作的安全性能。雖然說這次設(shè)計做的時間有限,但是它貫徹了我們四年以來所學(xué)習(xí)的所有知識,能夠把我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識貫穿在一起,同時也真正的了解到產(chǎn)品開發(fā)所需要的設(shè)計過程,應(yīng)注重的設(shè)計要求等。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 致謝 在這次課程設(shè)計過程中,我得到了丁蘭英老師的指導(dǎo),使我的專業(yè)知識又得到了更全面的提高,在此深表感激。 同時也感謝同組的陳華榮同學(xué)在這次的畢業(yè)設(shè)計過程中給我的幫助。 通過丁蘭英老師的悉心指導(dǎo)與我們相互的協(xié)作與配合,我對于這次設(shè)計的過程和結(jié)果都是比較滿 意。 在今后的工作中,我會盡力將所學(xué)用于實踐,做到理論與實踐相結(jié)合,以次來回報我的母校,尤其是教過我的老師們。也感謝機(jī)械工程系的領(lǐng)導(dǎo)們給我們安排的這次設(shè)計,使我們有- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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