【正文】 — 控制無件速度的流量閥的最小穩(wěn)定流量 ——液壓缸要求達到的最低工作速度液壓馬達主要參數確定液壓馬達所需排量V可按下式計算： （42）式中：T——液壓馬達的負載轉矩 ——馬達的兩腔工作壓差——液壓馬達的機械效率，一般取=。 復算執(zhí)行元件的工作壓力 對于單桿液壓缸，其工作壓力為可按下列公式復算： 執(zhí)行元件的計算和選擇 動力元件的選擇確定液壓泵的最高供油壓力 （43）式中：——執(zhí)行元件的最高工作壓力 ——從液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的壓力損失。對簡單系統(tǒng)流速較小時，取=，取=。確定液壓泵的最大供油量 ——系統(tǒng)在整個周期第i階段內的流量選擇驅動液壓泵的電動機驅動液壓泵的電動機根據驅動功率和泵的轉速來選擇。（44）1）在整個工作循環(huán)中， 若液壓泵的壓力和流量比較恒定，那么驅動泵的電動機功率為： 2）限壓式變量葉片泵的驅動功率，可按泵的實際壓力流量特性曲線拐點處功率來計算3）在工作循環(huán)中，泵的壓力和流量變化較大時，可分別計算出工作循環(huán)中各個階段所需的驅動功率，然后求其方根值 （45） 系統(tǒng)壓力損失驗算管路總的壓力損失為： （46）應按照系統(tǒng)工作循環(huán)的不同階段，對進油和回油路分別進行壓力損失計算。在對進、回油路分別算出后，將此驗算值與前述設計過程 中初步選取的進、回路壓力損失經驗值相比較。根據比較結果調整系統(tǒng)，降低壓力損失。系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗算假設功率損失全部變成熱量使油溫升高，單位時間的發(fā)熱量為： 若在一個工作循環(huán)中有幾個工作階段，則可根據各階段的發(fā)熱量求出系統(tǒng)的平均發(fā)熱量：即 （47）液壓系統(tǒng)在工作中產生的熱量，經過所有元件的表面散發(fā)到空氣中去，現假設全部熱量都是由油箱散發(fā)的。油箱在單位時間內的散熱量可按下式計算：式中： h——油箱的表面?zhèn)鳠嵯禂?A——油箱的散熱面積 ——液壓系統(tǒng)的溫升當液壓系統(tǒng)的散熱量等于發(fā)熱量時，=時，系統(tǒng)達到了熱平衡，這時系統(tǒng) 溫升為： （48）如果油箱三個邊的比例在1：1：1到1：2：3范圍內，且油面高度為油箱高度的80%，其散熱面積A近似為： （49）式中： V——油箱有效容積 流量控制閥是通過改變節(jié)流口通流面積的大小或通流通道的長短來改變局部阻力的大小從而實現對流量的控制，改變速度。 節(jié)流閥的工作原理 根據公式△p (410)式中： C——由孔口的形狀、尺寸和液體性質決定的系數，對于細長孔有：C=d；對于薄壁孔和短孔有：C=； ——孔口的過流斷面面積； ——孔口兩端壓力差； ——由孔口的長徑比決定的指數，薄壁孔=，細孔長=?？芍淖児?jié)流口過流面積，則可調節(jié)進入到液壓系統(tǒng)中的流量。節(jié)流閥的流量特性節(jié)流閥的輸出流量與節(jié)流口的結構形式有關，實用的節(jié)流口都介于理想薄壁孔和細長孔之間，故其流量特性都可用小孔流量通用公式來描述。圖42 節(jié)流閥特性圖節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性節(jié)流閥的流量特性決定于它的節(jié)流口的結構形式，通常希望節(jié)流口面積一經調定，通過節(jié)流閥的流量即不變化，以使執(zhí)行元件速度穩(wěn)定，但實際上做不到,如圖42節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量節(jié)流閥正常工作的最小流量限制值，稱為節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量。節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量與節(jié)流孔的形式有很大關系，目前軸向三角槽式節(jié)流口的最小穩(wěn)定流量為30—50mL/min，薄壁孔式節(jié)流口則可低達10—15Ml/min。單向節(jié)流閥的一種結構形式如下圖43所示。當液體從P口進入時，閥心保持在調節(jié)桿所限定的位置上，流體只能經過閥心上的三角形溝槽流向P，這時閥起節(jié)流作用；而當從P口流進時，閥心被壓下，流體流向P口，這時閥起單向閥作用。通過調節(jié)桿的移動來改變閥心的位置，從而改變節(jié)流口的調節(jié)通過的流量 。 圖43 單向節(jié)流閥擬定液壓系統(tǒng)換向回路 夾緊缸換向選 用二位二通電磁閥，其它缸全部選用o型 三位四通電磁換向閥。先電磁閥便于微機控制，先中位為O型使定位準確。如圖44 圖44換向回路調速方案 從工況圖可知，本系統(tǒng)功率較小，故先簡單的進油路節(jié)流閥調速。同樣理由選用單泵供油，力求獲得較好的經濟性。如圖57 圖45進油節(jié)流調速方案緩沖回路 選擇如下圖方案便于微機控制，提高自動化程度如圖46。圖46 回油節(jié)流緩沖回路系統(tǒng)的安全可靠性 為防止俯仰缸因自重自由下滑和伸縮缸在仰起一定角度后自由下滑，都采用單向順序閥來平衡。如圖47圖47液壓缸防滑保護回路合并成完善液壓系統(tǒng) 壓力繼電器34在夾緊工件，讓微機控制其他缸開始動作。二位二通電磁換向閥用于系統(tǒng)載荷。如圖48 圖48通用工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)原理圖 在手臂伸縮和升降，均裝有位置檢測器，其結構如圖49所示。手臂伸縮和升降的直線位移通過齒條1和齒條4傳送到電位器5的軸上，將直線位移轉換成電位器的角位移，此角位移換成電壓訊號輸出給電液壓控制系統(tǒng)。 手臂的手腕位置的檢測用電位器，直接裝在手臂和手腕回轉油缸的主軸的一端，與油罐主軸 同步回轉，把角位移轉變成電壓信號輸出給電液壓控制系統(tǒng)。 圖49 手臂伸縮、升降用位置檢測器機械手的電液壓控制采用用集成電路構成的程序控制，以及主要由電位計——比較放大器構成的位置控制。其方框圖如下圖410所示，電液壓控制原理圖如410所示。圖410 機械手電氣控制方框圖機械手程序步最多達32步。——。機械手各動作的停留位置有三個，并在一定范圍內可調。程序控制和位置控制兩大部分的原理分別簡述如下：1）程序控制部分 程序控制部分由控制單元、固定時標脈沖發(fā)生器、五位二進制計數器組成的程序時間計算單元、五位二進制計數器組成的步進單元以及程序步譯碼、矩陣等單元組成。機械手每按編排順序依次向下一工步動作時，必需滿足本步所給定的時間、給定位置、外部聯鎖等三個要求，以保證各種運動準確、可靠的進行。程序進行過程如下：當程序起動后，即由程序時間計算單元，按照在矩陣板上給定的各步不同的時間間隔、外部聯鎖及給定的位置要求，一步一步地向步進計數單元送入步進脈沖。步進單元是一個五位二進制計數器，當它每接受一個脈沖時，即計數一次，計數單元的狀態(tài)跟 著改變一次，并經譯碼轉換成步序信號。 程序步的步序信號是以“0”電平的形式，按照上述步進脈沖的節(jié)拍，在矩陣板的32縱線上向前依次跳進。當跳過32步線后即自行返回到零步線，此時如不停止程序，下一個程序循環(huán)將自動開始，從而達到連續(xù)自動循環(huán)的目的。2）位置控制部分 本機械手需要實行位置控制的運動共有四種，即手臂伸縮、升降、回轉和手腕回轉。四種運動 的位置控制均采用電位計作為“位置檢測”元件。機械手的各種運動均有三個停留位置，并且這三個停留位置均可根據需要調整相應的三個“給定位置”電位計。位置控制部分電路如圖411所示。它大致可分為四個部分：即運算放大器部分，正、負向放大部分，正、負向閥值部分，檢查電路。 圖411機械手位置檢查電路圖總結經過一學期的努力，我順利完成了畢業(yè)設計。在這次設計過程中，我遇到了許多困難，后來在趙老師的指導下，我找到了問題所在之處，并將之解決。同時我還對機械設計基礎的知識有了更進一步的了解。在機械手結構設計時，經過多次查找資料，才確定比較好的設計方案。畫出裝配圖和零件圖，并對前期計算比較充分的說校核。設計結束時，我又遇到了比較麻煩的事是最后的文檔編輯問題，通過努力的學習，觀察得到基本的解決。本次畢業(yè)設計，增強和豐富了我的理論知識，培養(yǎng)了我的創(chuàng)造性思維能力和增強獨立全面、科學的設計能力，提高了運用理論知識結合實際生產去分析和解決工程實際問題的能力，使我對大學四年所學的知識有了更進一步的認識和了解，如工業(yè)機械手圖冊、工業(yè)機械手設計、機械制圖、理論力學、材料力學、流體力學、機械制造技術基礎等。此次設計中，收獲最大的是那些分析和解決問題的思維方式和途徑。在整個過程中，我發(fā)現我最缺少的是經驗，空有理論知識，沒有對實物的感性認識。在今后的工作中，仍需要不斷地學習各種知識，提高自己。參考文獻：1）工業(yè)機械手設計 機械工業(yè)出版社 廣東機械學院 李允文 主編2）機械手理論及應用 中國鐵道出版社 陸祥生 楊秀蓮 編3）液壓與液壓壓傳動 高等教育出版社 姜繼海 宋錦春 高常識 主編4）實用機械機構圖冊 人民郵電出版社 黃繼昌 徐天巧 范天保 編5）工業(yè)機械手圖冊 6）機械設計 高等教育出版社 邱宣懷 編7）可編程控制器技術及應用 北京理工大學出版社 8）工業(yè)機械手設計基礎《第六章液壓傳動機械手》9）機械設計課程設計手冊 高等教育出版社性 清華大學 吳宗澤主編10）畫法幾何與工程制圖 上海科技大學出版社 朱輝 唐保寧 陳大復等編11）計算機輔助設計與繪圖 高等教育出版社 白云等編