【文章內(nèi)容簡介】 ⑶ 機械手除能實現(xiàn)自動循環(huán)外，還設(shè)有調(diào)整電路，可通過手動按鈕 SB 進行單個動作調(diào)試。 ⑷ 液壓泵的供油與卸載和每步動作之間的對應(yīng)關(guān)系由控制電器保證：只有在 2K、 3K、4K、 5K、 6K、 7K、 8K、 9K、 10K 等九個中間繼電器全部不通電（所有液壓缸不動作）時，中間繼電器 12K 才通電，使電磁鐵 1Y、 2Y 得電，大、小泵同時卸載；中間繼電器中任意一個通電（即任一液壓缸動作）， 12K 則斷電，小泵停止卸載；中間繼電器 2K、 3K、 5K、6K 中任意一個通電（即手臂升降，手臂伸縮），大泵則停止卸載。 ⑸ 手臂定位與手臂回轉(zhuǎn)由繼電器互鎖。在插定位銷后，定位缸壓力上升，壓力繼電器 K升壓發(fā)令，一方面由常開觸點接通手臂升降、手臂伸縮、手指松夾、手腕回轉(zhuǎn)等部分的自動循環(huán)電氣線路；另一方面由常閉觸點斷開手臂回轉(zhuǎn)的電氣線路。同時在定位缸用電磁鐵 12Y的線圈兩邊串聯(lián)有中間繼電器 9K 和 10K（手臂回轉(zhuǎn)）的常閉觸頭和 11K（定位插銷）的常開觸頭，這些互鎖措施保證了任何情況下手臂回轉(zhuǎn)只在拔定位銷之后進行。 ⑹ 因機械手工作環(huán)境存在金屬粉塵，在電磁鐵 Y 的線圈兩邊各串聯(lián)了一個中間繼電器的常開觸頭，用以保證繼電器斷電之后常開觸頭可靠脫開，液壓缸即時停止工作。 計算和選擇液壓元件 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 第 11 頁 共 21 頁 液壓元件包括執(zhí)行元件、動力元件、控制元件、輔助元件、工作介質(zhì)。 執(zhí)行元件 —— 液壓缸、液壓馬達 手腕回轉(zhuǎn)液壓馬達手臂回轉(zhuǎn)液壓馬達G=1000N手臂升降液壓缸手臂伸縮液壓缸定位液壓缸手指夾緊液壓缸 工業(yè)機械手受力示意圖 手指夾緊缸 ∵∑ Y=0 ∴ 2 Nf — G=0 又 Nf =? N ∴ N=?2G= ? =5000N ∵∑ M(o)=0 ∴ N39。 2 a— F2 22 a=0 ∴ F2 =2 N39。 =2 5000=10000N 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 第 12 頁 共 21 頁 又 ? = 12VV =21FF = ∴ F1 =13300N ∵ D=PF?4 =10133004 ??? = 根據(jù)液壓行業(yè)技術(shù)標(biāo)準，圓整為 40mm.,查《機械設(shè)計手冊》 P 28617? 選 HSG 型液壓缸。 手腕回轉(zhuǎn)缸 當(dāng)手指夾著工件，手腕旋轉(zhuǎn)時，液壓缸需克服的摩檫力矩最大。 Mf =f r= rG39。? = 1500 =15NM 查《機械設(shè)計手冊》 20417?P 選 CMC10C 型液壓馬達。 手臂伸縮缸 F=f= G? = 2022=200N ∴ D=PF?4 =42022 ??? = 根據(jù)液壓行業(yè)技術(shù)標(biāo)準，圓整為 10mm.,查《機械設(shè)計手冊》 P 28617? 選 HSG 型液壓缸。 手臂升降缸 D=PF?4 =440004 ??? = 根據(jù)液壓行業(yè)技術(shù)標(biāo)準，圓整為 40mm.,查《機械設(shè)計手冊 》 P 28617? 選 HSG 型液壓缸。 手臂回轉(zhuǎn)缸 當(dāng)手指夾著工件，手臂旋轉(zhuǎn)時，液壓缸需克服的摩檫力矩最大。 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 第 13 頁 共 21 頁 Mf =f r= rG39。? = 4500 = 查《機械設(shè)計手冊》 20417?P 選 CMC18C 型液壓馬達。 定位缸 f= G? = 5000=500N D=PF?4 =pf?4 =45004 ??? = 根據(jù)液壓行業(yè)技術(shù)標(biāo)準，圓整為 20mm.,查《機械設(shè)計手冊》 P 28617? 選 HSG 型液壓缸。 液壓缸計算結(jié)果： 型號 速度比 活塞缸內(nèi)徑 (mm) 活塞桿直徑 (mm) 活塞桿工進 速 度(m/min) 實際壓力(MPa) 流量(L/min) 手指夾緊缸 HSG 40 20 3 10 手臂伸縮缸 HSG 10 5 12 4 手臂升降缸 HSG 40 20 36 4 定位缸 HSG 20 10 3 4 液壓馬達計算結(jié)果： 型號 額定轉(zhuǎn) 速(r/min) 額定轉(zhuǎn) 矩(NM) 額定壓 力(MPa) 排量 (mL/r) 流量(L/min) 手腕回轉(zhuǎn)缸 CMC10C 1800 10 手臂回轉(zhuǎn)缸 CMC18C 1800 29 10 術(shù)要求： 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 第 14 頁 共 21 頁 ⑴ 缸筒與端蓋的連接形式 由于機械手要求外形尺寸小，重量輕，故采用螺紋式連接 ⑵ 缸筒、端蓋和導(dǎo)向套的基本要求 缸筒內(nèi)孔一般采用鏜削、鉸孔、滾壓或磨等精密加工工藝制造，要求表面粗糙度在 ～ m? ,使活塞及其密封件、支承件能順利滑動，從而保證密封效果，減少磨損；缸筒要承受很大的液壓力，因此，應(yīng)具有足夠的強度和剛度。 端蓋裝在缸筒兩端，形成封閉油腔，同樣承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應(yīng)有足 夠的強度和剛度。 導(dǎo)向套對活塞桿起導(dǎo)向和支承作用，一般采用摩檫系數(shù)小、耐磨性好的聚四氟乙烯制作。 ⑶ 活塞和活塞桿的連接形式 由于機械手工作時振動較大，要求連接強度高且具有減振能力，故選擇半環(huán)式連接 ⑷ 活塞組件的密封 在活塞的外圓表面一般開幾道寬 ～ 的環(huán)形溝槽，稱平衡槽，其作用如下：使活塞具有自位性能，由于活塞的幾何形狀和同軸度誤差，工作壓力油在密封間隙中的不對稱分布形成一個徑向不平衡力，稱為液壓卡緊力，它使摩檫力增大，開平衡槽后，使得 徑向油壓力趨于平衡，使活塞能夠自動對中，減小摩檫力；由于同心環(huán)縫的泄漏要比偏心環(huán)縫小得多，活塞的對中減小了油液的泄漏量，提高了密封性能；自潤滑作用，油液儲存在平衡槽內(nèi)，使活塞能自動潤滑。 同時還采用 Y型密封。 Y 形密封的截面為 Y形，屬唇型密圈，主要用于往復(fù)運動的密封。Y形圈的密封作用取決于它的唇邊對耦合面的緊密接觸程度。在壓力油作用下，唇邊對耦合面產(chǎn)生較大的接觸壓力，從而達到密封的目的。當(dāng)液壓力升高時，唇邊與耦合面貼得更緊，接觸壓力更高，密封性能更好。 ⑸ 緩沖裝置 當(dāng)液壓缸拖動負 載的質(zhì)量較大、速度較高時，一般應(yīng)在液壓缸中設(shè)緩沖裝置，必要時還需在液壓缸傳動系統(tǒng)中設(shè)緩沖回路，以免在行程終端發(fā)生過大的機械碰撞，導(dǎo)致液壓缸損壞。緩沖的原理是當(dāng)活塞或缸筒接近行程終端時，在排油腔內(nèi)增大回油阻力，從而降低液壓缸的運動速度，避免活塞與缸蓋相撞。 —— 液壓泵 液壓泵是標(biāo)準件，其選擇依據(jù)是額定壓力和流量。 當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)、手腕回轉(zhuǎn)、手指松緊及定位缸工作時，只有小流量泵供油。 手臂回轉(zhuǎn)時，液壓馬達的額定壓力為 10MPa，流量為 tq =nV=1800 =手腕回轉(zhuǎn)時，液壓馬達的額定壓力為 10 MPa,流量為 tq =nV=1800 =手指松緊時，液壓缸的工作壓力為 10 MPa ，流量為 tq = A1 maxV =4? 2D maxV =4? 3 310 =定位缸工作時 , 液壓缸的工作壓力為 4 MPa，流量為 tq = A1 maxV =4? 2D maxV =4? 3 310 =工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 第 15 頁 共 21 頁 實際流量： pq = 1K maxq = =實際壓力： p = 2K maxp = 10=11 MPa 查《機械設(shè)計手冊》 13017?p 選 CB30 型液壓泵。 工作時液壓泵所需的最大功率為： wp = ?ppq = 36 ? ??? ?= 查《機械零件手冊》 274p 選 Y160M型電機。 當(dāng)手臂伸縮、手臂升降時，大、小泵同時供油。 手 臂 升 降 時 ， 液 壓 缸 工 作 壓 力 為 4 MPa ， 流 量 為 tq = A1 maxV =4? 2D maxV =4? 36 310? =。 手 臂 伸 縮 時 ， 液 壓 缸 工 作 壓 力 為 4 MPa ， 流 量 為 tq = A1 maxV =4? 2D maxV =4? 12 310? =實際流量： pq = 1K maxq = =實際壓力： p = 2K maxp = 4= MPa 查《機械設(shè)計手冊》 13017?p 選 CB50 型液壓泵。 工作時液壓泵所需的最大功率為： wp = ?ppq = 36 ? ??? ?= 查《機械零件手冊》 274p 選 Y160L型電機。 泵的計算結(jié)果： 型號 排量 (mL/r) 額 定 壓 力(MPa) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 流量 (L/min) 小泵 CB32 10 1450 大泵 CB50 10 1450 電機的計算結(jié)果： 型號 功率 (KW) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 第 16 頁 共 21 頁 小電機 Y160M 11 1500 大電機 Y160L 15 1500 —— 方向閥、壓力閥、流量閥 控制元件是標(biāo)準件，其選擇依據(jù)是系統(tǒng)的最 高工作壓力和通過該閥的最大流量 電液換向閥：按 P=11 aMP ,q= minL 選 DSHG033c 型電液換向閥 2 個（ 3 位 4通 O 型機能） 電磁換向閥：按 P=11 aMP ,q= minL 選 DSG013c 型電磁換向閥 4 個（其中 3位 4通 O型機能 2個， 2位 3通 2個） 單向閥：按 P=11 aMP ,q= minL 選 S型單向閥 4個 液控單向閥：按 P=11 aMP ,q= minL 選 SV10型液控單向閥 1個 壓力繼電器：按 P=11 aMP ,q= minL 選 HED1K型壓力繼電器 1個； 減壓閥：按 P=11 aMP ,q= minL 選 DR10DP型直動式減壓閥 1個； 卸荷溢流閥：按 P=11 aMP ,q