【正文】 真空吸盤(pán)的尺寸校核計(jì)算 真空吸盤(pán)的直徑尺寸初步選定為 D=250 毫米，下面對(duì)吸盤(pán)的安全尺寸 進(jìn)行校核計(jì)算： 已知夾具的額定負(fù)載 M 為 90 公斤，真空吸盤(pán)工作時(shí)內(nèi)部壓強(qiáng)為 ，則壓強(qiáng)差 P= 45 1 ???? Pa， 4 個(gè)吸盤(pán)同時(shí)工作。 第 29 頁(yè) 共 36 頁(yè) 費(fèi)斯托 FESTO 真空發(fā)生器 VNP，具有集成真空監(jiān)測(cè)功能，非常獨(dú)特，領(lǐng)先于同類(lèi)產(chǎn)品。 本設(shè)計(jì)中氣動(dòng)回路主要包括三個(gè)部分，個(gè)部分分別介 紹如下： 剎車(chē)氣動(dòng)回路 剎車(chē)氣動(dòng)回路由一個(gè)手動(dòng)閥、一個(gè)單氣控二位五通閥和一個(gè)剎車(chē)氣缸組成，如圖所示。 根據(jù)玻璃大小選擇吸盤(pán)的兩種不同的位置，方法是擰動(dòng)可調(diào)緊定手柄到快要退出時(shí)，抽推活動(dòng)臂到極限位置，鎖緊可調(diào)緊定手柄。 十字形方鋼管 十字形方鋼管是用來(lái)安裝四個(gè)真空吸盤(pán)的，在鋼管的末端都插入一節(jié)稍小型號(hào)的方鋼管，這樣就可以自由調(diào)節(jié)鋼管的總長(zhǎng)度 ，以滿足吸取不同面積玻璃的需要。上下運(yùn)動(dòng)是通過(guò)控制一個(gè)依據(jù)人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的手柄來(lái)實(shí) 現(xiàn)的。從受力情況分析，以T字形截面最為合理，但鍛造工藝較復(fù)雜。固定處的強(qiáng)度約為鋼絲繩自身的 7585%。 ，設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)和防護(hù)裝置。 1本系統(tǒng)額定負(fù)載為 G=90Kg,服務(wù)區(qū)域 R=，提升高度為 H=。 3) 配備一個(gè)真空儲(chǔ)能罐，容量 810 升，以防止真空發(fā)生裝置發(fā)生故障，所可能導(dǎo)致的安全隱患。第 9 頁(yè) 共 36 頁(yè) 主體結(jié)構(gòu)如下圖所示。通過(guò)設(shè)計(jì)研究，本課題小組設(shè)計(jì)了兩類(lèi)氣動(dòng)平衡吊供安裝單位選擇使用。配合不同的控制系統(tǒng)，則可實(shí)現(xiàn)多種平衡 狀態(tài)，滿足各種不同的應(yīng)用。傳統(tǒng)的物料搬運(yùn)設(shè)備（通常是指輔助設(shè)備，如關(guān)節(jié)臂、平衡器、提升器和起重機(jī)等）在人機(jī)工程學(xué)安全性方面雖然具有積極的影響，但它們?cè)谟行浴⒕_性和安全性方面的作用非常有限。它應(yīng)用壓縮空氣或電力為動(dòng)力。香港地鐵公司還負(fù)責(zé)修建了新機(jī)場(chǎng)快速軌道交通線。截止 1992 年 10 月西單站建成通車(chē)，北京保 持正常運(yùn)營(yíng)的地鐵線路共長(zhǎng) ，年客運(yùn)量已突破 5 億人次，與建成初期 1971 年的年客運(yùn)量 828萬(wàn)人次相比，運(yùn)量增長(zhǎng)已超過(guò)了 65 倍，其客運(yùn)量占全市公共交通總運(yùn)量的比重，已由當(dāng)初的 8％增長(zhǎng)到 15％強(qiáng)。日本修建地鐵效法歐洲技術(shù)建設(shè)，但他們?cè)诮ㄔO(shè)地鐵的同時(shí)，著重開(kāi)發(fā)主要車(chē)站及其鄰近的公眾聚集場(chǎng)所，這些場(chǎng)所與地下車(chē)站連成一片，而且能促進(jìn)地下商業(yè)中心的建設(shè)，使地鐵這一公益性基礎(chǔ)設(shè)施獲得了新的活力，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為舉辦“凡爾賽展覽會(huì)”，巴黎修建了第一條地下鐵道。列車(chē)是在地下隧道內(nèi)運(yùn)行的，盡管隧道里煙霧熏人，可是當(dāng)時(shí)的倫敦市民甚至皇親顯貴們，都非常樂(lè)于乘坐這種地下列車(chē)。 （ ZA）懸吊式控制器是為滿足可變負(fù)載的高速精確輸送搬運(yùn)而設(shè)計(jì)的。 1888 年美國(guó)弗吉尼亞州里士滿市世界上第一條有軌電車(chē)投入運(yùn)行。 RER 的年客運(yùn)量約 4 億人次。該地鐵建設(shè)速度之快，在當(dāng)時(shí)是空前的。 1975 年至 1995 年的 20 年時(shí)間里，地鐵建設(shè)在原有基礎(chǔ)上，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，世界上 30多座城市在此期間建成了地鐵或正在修建地鐵。該線全長(zhǎng) 19km，設(shè)有 13 座車(chē)站和一個(gè)停車(chē)場(chǎng)，保有車(chē)輛 24 列，共計(jì) 144 輛車(chē)。 第 5 頁(yè) 共 36 頁(yè) 平衡吊的優(yōu)點(diǎn) 實(shí)踐證明，應(yīng)用平衡吊有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小 平衡吊本身體積小，占地面積很小，也不受廠房結(jié)構(gòu)型式的限制，對(duì)于簡(jiǎn)易的不能安裝其他型式吊車(chē)的廠房尤為適用。平衡吊，又稱(chēng)助力機(jī)械手、手動(dòng)移載機(jī)，是一種新穎的、用于物料搬運(yùn)時(shí)省力操作的 助力設(shè)備，尤其適用于某些具有精確定位和裝配動(dòng)作要求的應(yīng)用場(chǎng)合。上海永乾機(jī)電有限公司作為美國(guó)英格索蘭公司所屬 ZIMMERMAN 公司平衡吊產(chǎn)品在華東地區(qū)的獨(dú)家代理和技術(shù) 服務(wù)商，是一家專(zhuān)業(yè)進(jìn)行各類(lèi)氣動(dòng)平衡吊搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造生產(chǎn)的工程第 7 頁(yè) 共 36 頁(yè) 公司。 4) 夾具與控制手柄集成為一體，方便操作人員控制所吊持之物件。本設(shè)計(jì)初步選擇英格索蘭公司 ZIMMERMAN原裝進(jìn)口，采用 ZA控制閥及專(zhuān)用控制的手柄（上、下操作用）。 針對(duì)最大負(fù)載范圍內(nèi)的任何等級(jí)重量，平衡助力器均可自動(dòng)適應(yīng)至重力平衡狀態(tài)而無(wú)需調(diào)節(jié)。 表 1 單位：毫米 規(guī)格（公斤） 外徑 D 壁厚δ 50 168 8 100 194 10 300 245 14 本次設(shè)計(jì)要求平衡吊額定載能力為 300KG，為保證平衡吊的工作安全，立柱的尺寸選定為外徑長(zhǎng)為 245毫米，壁厚為 14毫米的無(wú)縫鋼管。 安全性好 裝鋁合金軌道限制了 平臺(tái)在兩側(cè)的位置，且位置是密閉的，平臺(tái)不可能掉下來(lái)，保證了平臺(tái)運(yùn)行的安全性。 圖 3 第 17 頁(yè) 共 36 頁(yè) 旋轉(zhuǎn)桿的裝配結(jié)構(gòu) 如圖所示，此部分桿為整個(gè)立柱旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其中內(nèi)桿由車(chē)成多層臺(tái)階面的柱體和一個(gè)盤(pán)面組成。大大降低了操作工作的勞動(dòng)的強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。本設(shè)計(jì)內(nèi)容需要四個(gè)直徑為 250 毫米的真空吸盤(pán)，吸盤(pán)使用橡膠材料制成。連接處用一根軸及一對(duì)套筒連接，使夾具工作端可以 按要求垂直調(diào)節(jié) ??? 25~5 ，垂直肋板上端連接夾具的吊桿，垂直肋板中間連接一個(gè)方形鐵塊，中間穿直徑為 30 毫米的孔，并套上一個(gè)有螺紋的套筒，用直徑為 10 毫米的緊定螺釘固定在鐵塊上。 第 25 頁(yè) 共 36 頁(yè) 待真 空表指針達(dá)到或超過(guò) 時(shí)，將玻璃提起。 失壓保護(hù)回路 失壓保護(hù)回路是氣動(dòng)平衡吊在有負(fù)載的情況下突然斷氣后能夠確保所運(yùn)載的負(fù)載不掉下來(lái)保持平衡狀態(tài)。這類(lèi)真空發(fā)生器集成了真空監(jiān)測(cè)功能，通過(guò)存儲(chǔ)示范壓力值的平均值，即可非?？煽康嘏袛喑龉ぜ挠袩o(wú)。機(jī)械加工的主要零件的材料和技術(shù)要求、工裝夾具的設(shè)計(jì)與計(jì)算、其它輔助元件的選擇等一系列加工方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，這將使我走上工作崗位后更好的去適應(yīng)。 4) 更方便 免維護(hù) — VNP 采用了免維護(hù)的開(kāi)放式消聲器，因此可確整套系統(tǒng)的免維護(hù)操作。如果在真空產(chǎn)生的時(shí)候，吸盤(pán)未被覆蓋或僅僅部分覆蓋， ISV將自動(dòng)停止吸入空氣。 1 同時(shí)按住兩個(gè)卸載閥，使夾具與玻璃脫開(kāi)。卸載閥是用來(lái)操作夾具的工作的，真空壓力表用來(lái)及時(shí)地反映夾具的工作狀態(tài)，使操作者能夠準(zhǔn)確地使 用夾具。 該吸 盤(pán)和吸盤(pán)緩沖桿具有如下優(yōu)點(diǎn)，吸盤(pán)為扁平狀，鏜套特別適合搬運(yùn)平板、第 22 頁(yè) 共 36 頁(yè) 玻璃、大理石等。 （ 6）帶保險(xiǎn)裝置，如懸掛物超重，斷氣時(shí)，可立即鎖止，避免懸掛對(duì)象墜落。桿的上端與內(nèi)桿之間任以四個(gè)直徑為 12 毫米的粗牙六角頭螺栓聯(lián)接。 常用繩端的固定方法有： 編結(jié)法 鋼絲繩一端繞過(guò)套環(huán)后與自身編結(jié)在一起并用細(xì)鋼絲扎緊。 ，確定結(jié)構(gòu)尺寸。 系統(tǒng)有斷氣保護(hù)功能，當(dāng)主供氣源意外斷氣時(shí)，平衡吊及物料不會(huì)突然墜落。 立柱 立柱主要是承載整個(gè)夾具體的重量和玻璃的重量，同時(shí)，由于玻璃是從平臺(tái)外側(cè)起吊然后在轉(zhuǎn)動(dòng) 180 度后再進(jìn)行安裝，因此要求立柱能夠進(jìn)行 360 度旋轉(zhuǎn)。 10) 軌道是由模塊式的裝配夾具吊裝，為用戶在各種場(chǎng)合安裝調(diào)整提供了便利，根據(jù)需要服務(wù)面積可達(dá)到更大。 操作簡(jiǎn)單：不需要控制按鈕，人的動(dòng)作即為機(jī)械的動(dòng)作指令。從接受原材料和物料開(kāi)始，一直到加工、生產(chǎn)、保管及配送等物料流動(dòng)過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，平衡吊手動(dòng)移載系統(tǒng)所發(fā)揮的作用是令人矚目的。由 于平衡吊可以變更其升降速度，又可以按操作者的要求在三度空間內(nèi)自由動(dòng)作，這不但適應(yīng)于吊裝一般的零件，而且對(duì)于產(chǎn)品零部件的組裝都很方便。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上已有 40 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的 127 座城市都建造了地下鐵道，累計(jì)地鐵線路總長(zhǎng)度為 ，年客運(yùn)總量約為 230 億人次。由于 80％的香港居民都居住在依山傍水的窄小走廊地帶，不可選擇通過(guò)大規(guī)模拆除房屋、拓寬道路來(lái)減輕交通擁擠程度的方法。 第二次世界大戰(zhàn)以后，在 1950 年至 1974 年的 24年間，世界范圍內(nèi)地鐵建設(shè)蓬勃發(fā)展。西班牙也屬于歐洲比較早修建地下鐵道的國(guó)家之一。 受到倫敦成功建設(shè)地下鐵道的影響，美國(guó) 紐約于 1867 年建成了第一條地鐵。 （ 3）調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單 —— 能完全接觸到氣流校準(zhǔn)控制器，從而能快速方便地調(diào)節(jié)浮動(dòng)裝置。 （ 2）耗氣量低 —— 每個(gè)工作循環(huán)大約需要 1/8CFM（比氣動(dòng)葫蘆少 50 倍），這表示能源成本很低。目前，倫敦地鐵地鐵車(chē)輛保有量總數(shù)約 4139 輛，年客運(yùn)總量已突破 8億人次，線路總長(zhǎng)度約 410km（地下隧道 171km），共設(shè)置車(chē)站 275 座。共有 9 條地鐵線路，線路總長(zhǎng)度約 142km（其中地下隧道約占 104km），共設(shè)置車(chē)站 166 座。目前，莫斯科地鐵系統(tǒng)保有車(chē)輛總數(shù)約 3200 輛，年客運(yùn)量已突破 26 億人次。目前香港還在繼續(xù)修建地鐵，以滿足港島交通的需要。 其主要原因一是在戰(zhàn)后以和平發(fā)展為主流的年代里，亞洲、拉丁美洲、東歐的城市化進(jìn)程加快，數(shù)百萬(wàn)人口的城市不斷增加；二是發(fā)達(dá)國(guó)家中的小汽車(chē)激增于城市街道有限通行能力之間的矛盾日益突出，空氣嚴(yán)重污染，使這些城市都面臨著如何在較長(zhǎng)的距離 內(nèi)，以最有效而快速的方式來(lái)輸送大量乘客的問(wèn)題。 操作方便、工作效率高 對(duì)于大批量生產(chǎn)的形狀比較復(fù)雜的零件，可以在平衡吊上裝以專(zhuān)用夾具使用，這就更能減少裝卸零件的輔助時(shí)間，提高效率。由于具有無(wú)重力化、精確直觀、操作便捷、安全高效等特點(diǎn)， “ 平衡吊 ” 廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中的物料移載、高頻率搬運(yùn)、精確定位、部件裝配等場(chǎng)合。 從以上分析得出，助力設(shè)備之所以應(yīng)用廣泛，歸納主要原因是它具有以下特點(diǎn)： 輕松搬運(yùn)：“零重力”操作，可完成物料的搬運(yùn)、裝配。 9) 汽車(chē)玻璃的水平軸定位垂直系統(tǒng)調(diào)整范圍為 ??? 10~10 ，垂直傾斜度的調(diào)整范圍為 ??? 25~5 。初步選擇 英格索蘭公司 ZIMMERMAN 原裝鋁合金軌道。 夾具與控制手柄集成為一體，方便操作人員控制所吊持之物件。 在導(dǎo)軌的選擇和設(shè)計(jì)中，主要考慮如下的要求： 、承載特性，選擇導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、截面形狀及其組合形式。 根據(jù)平衡吊具體作業(yè)條件選用合適的鋼絲繩，本次設(shè)計(jì)方案中選用單股直徑為 5 毫米的鋼絲繩（ GB110274）作為平衡吊的選用材料。在外筒端蓋上安裝直徑為 75毫米的推力球軸承，再加厚度為 6 毫米的擋圈，并用直徑為 64 毫米的 A 級(jí)粗牙型六角螺母加以固定。 （ 5）易于操作氣動(dòng)，電氣及液壓工具。如下圖所示。 圖 7 閥件盒 閥件盒上裝有兩個(gè)卸載閥及一個(gè)真空壓力表。 1 安裝玻璃。費(fèi)斯托 FESTO 真空安全閥 ISV1/4,真空節(jié)能閥ISV 安裝于吸盤(pán)和真空發(fā)生器之間。 3) 更快速 循環(huán)時(shí)間更短 — 可在抓取范圍內(nèi)直接使用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是整個(gè)大學(xué)最后一次實(shí)踐性的學(xué)習(xí)，它能很好的檢驗(yàn)我們大學(xué)期間所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)于我們畢業(yè)生來(lái)講，不能有絲毫松懈。閾值比較器 可具有固定的或可變的遲滯。 起吊回路 起吊回路比較簡(jiǎn)單，主要是由氣路控制助力平衡器通氣和斷氣，從而控制助力平衡器的上下運(yùn)行，這里從略。 將玻璃移到車(chē)窗處。螺紋套筒套在直徑為 30 毫米的絲桿上，絲桿一端連接手輪，另一端連接在連有十字形方鋼管的肋板上，并可以保證絲桿在旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)吸盤(pán)作垂直方向的角度調(diào)節(jié)。工作時(shí)，通過(guò)氣壓抽取吸盤(pán)內(nèi)空氣形成真空，同時(shí)靠橡膠收縮的吸附力把安裝玻璃牢牢地吸附在吸盤(pán)上。 氣動(dòng)助力平衡器適用范圍一般包括： （ 1）使用于持續(xù)，單一的工作。內(nèi)桿下端制成直徑為 385 毫米的圓形盤(pán)面，并在下端留有直徑為 217 毫米的凸臺(tái)，