鑄造用液壓機械手的液壓系統(tǒng)設計開題報告

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畢業(yè)設計（論文）開 題 報 告學生姓名 學 號 專 業(yè) 班 級 指導教師 課題題目及來源畢業(yè)設計題目：鑄造用液壓機械手的液壓系統(tǒng)設計題目來源：指導教師自擬課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，工業(yè)自動化的迅速提高，實現(xiàn)工件的裝卸，轉向，傳送，搬運蹬工具進行加工，裝配等作業(yè)的自動化，已經(jīng)越來越引起人們的重視。機械手是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置，被廣泛應用各種工業(yè)現(xiàn)場，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。大大的減輕了工人勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)效率。近年來，隨著電子技術特別是電子計算機的廣泛應用，機器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術領域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結合。機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，制成能夠獨立按程序控制實現(xiàn)重復操作，使用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”簡稱通用機械手。由于通用機械手能夠很快地改變工作程序，適用性強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的應用。動機械手已經(jīng)廣泛應用在生產(chǎn)自動化的各個行業(yè). 近 20 年來，液壓技術的應用領域迅速拓寬，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應用。電氣可編程控制技術與液壓技術相結合，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；液動機械手、柔性自動生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對液壓技術提出了更多更高的要求；微電子技術的引入，促進了電氣比例伺服技術的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使液壓技術從開關控制進入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于液壓脈寬調(diào)制技術具有結構簡單、抗污染能力強和成本低廉等特點，國內(nèi)外都在大力開發(fā)研究。我國液壓技術開始于 20 世紀 50 年代，最初用于機床和鍛造設備，后來用與拖拉機和工程機械。1964 年從國外引進一些液壓元件生產(chǎn)技術，同時自行設計液壓產(chǎn)品，經(jīng)過 20 多年的艱苦探索和發(fā)展，特別是 20 世紀 80 年代引進美國，日本和德國的先進技術和設備，使我國的液壓技術水平有了很好的提高。到目前為止，我國的液壓行業(yè)已經(jīng)形成一個門類比較齊全，有一定生產(chǎn)能力和技術水平的工業(yè)體系。據(jù)統(tǒng)計，2004 年液壓行業(yè)的總產(chǎn)值達約 103 億，首次突破100 億元，創(chuàng)造歷史最高水平。液壓驅動是機械手中使用最為廣泛的一種驅動方式?？p紉機的拋光工作可用幾臺機械手與拋輪相配合，進行協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)拋光工作自動化。機械手的手指夾持縫紉機針在即旋轉又往復移動的拋輪上進行上下擺動，根據(jù)拋光工藝過程，各機械手見互相傳遞的縫紉機針，調(diào)換縫紉機針的大小頭，并進行粗精拋光等操作。由于液壓傳動系統(tǒng)使用安全、可靠，因此，有利于縮短機器設備的設計制造周期并降低成本。而液壓機械手作為機械手的一種，它具有結構簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復雜的動作等優(yōu)點。所以，液壓機械手被廣泛應用于汽車制造業(yè)、半導體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。現(xiàn)代汽車制造工廠的生產(chǎn)線，尤其是主要工藝的焊接生產(chǎn)線，大多采用了液壓機械手。車身在每個工序的移動；車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指定工位的夾緊和定位；點焊機焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點焊，都采用了各種特殊功能的液壓機械手。高頻率的點焊、力控的準確性及完成整個工序過程的高度自動化，堪稱是最有代表性的液動機械手應用之一。液壓技術經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程，隨著液動伺服技術走出實驗室，液壓技術及液動機械手迎來了嶄新的春天。目前在世界上形成了以日本、美國和歐盟液壓技術、液動機械手三足鼎立的局面。我國對液壓技術和液動機械手的研究與應用都比較晚，但隨著投入力度和研發(fā)力度的加大，我國自主研制的許多液動機械手已經(jīng)在汽車等行業(yè)為國家的發(fā)展進步發(fā)揮著重要作用。隨著微電子技術的迅速發(fā)展和機械加工工藝水平的提高及現(xiàn)代控制理論的應用，為研究高性能的液動機械手奠定了堅實的物質技術基礎。由于液動機械手有結構簡單、易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復雜的動作等諸多獨特的優(yōu)點，可以預見，在不久的將來，液動機械手將越來越廣泛地進人工業(yè)、軍事、航空、醫(yī)療、生活等領域。液壓傳動的優(yōu)點： （1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速； （3）換向容易，在不改變電機旋轉方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構旋轉和直線往復運動的轉換； （4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制；（5）由于采用油液為工作介質，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； （6）操縱控制簡便，自動化程度高； （7）容易實現(xiàn)過載保護。課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法：機械手總體布局設計及動作分析，重點進行液壓系統(tǒng)的設計計算。具體任務如下：(1)熟悉題目、收集資料、寫開題報告、方案論證； (2)機械手總體布局圖（1A0） ； (3)液壓系統(tǒng)設計與計算，液壓系統(tǒng)原理圖（1A1） ； (4)泵站裝備圖（1A0） ，集成塊零件圖（1A1） ； (5) 設計計算說明書、外文資料翻譯和中英文摘要各一份。 在機械手設計過程中，我們需要解決的問題有如下幾點：（1） 分析工藝過程對設計機器的要求，確定主要技術規(guī)格和動作線圖。（2） 總體設計方案的確定。（3） 主要零部件強度和剛度計算。（4） 液壓系統(tǒng)設計。（5） 集成塊設計。（6） 整體校驗，確定方案可行性。解決步驟大致如下：（1） 明確工作要求，對工作件有明確認識，進行工況分析。（2） 查閱相關資料，在網(wǎng)上了解相關新聞。（3） 請教導師，并及時報告進程。（4） 在相關工廠進行參觀實習以研究實例。課題研究所需的參考文獻： （1） 劉延俊，關浩，周德繁.液壓與氣壓傳動.高等教育出版社，2007.（2） 雷天覺.液壓工程手冊.機械工業(yè)出版社，1990：50—60.（3） 張世偉，朱福元.液壓系統(tǒng)的設計與結構計算.寧夏人民出版社，1987.（4） 劉延俊.液壓與氣壓傳動.機械工業(yè)出版社。（5） 鄂中凱，方昆凡，李紹榮.機械零件設計手冊續(xù)篇液壓傳動與氣壓傳動.冶金工業(yè)出版社，1979：1—497.（6） 張利平.液壓傳動系統(tǒng)及設計.化學工業(yè)出版社，2005.（7） Frank Yeaple.Fluid Power Design Handkook.Marcel Dekker,Inc,1990:54—58.（8） Peter Rohner.Industrial Hydraulic Control.Prentice-Hall,Inc,1986:30—36. 指導教師審查意見：指導教師簽字：2012 年 月 日指導委員會意見審核意見：組長簽字：2012 年 月 日