【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對未來工作的一種模擬。機(jī)械手能模仿人體上肢的某些動(dòng)作，就需要有一定的靈敏度，對設(shè)計(jì)的要求較高。 特別是 手臂 回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器， 我對它來說完全是一個(gè)陌生者，經(jīng)過指導(dǎo)老師的幫助和對參考資料的拜讀，我已經(jīng)對機(jī)械手有了一定的了解 [2]。 第六章 畢業(yè)設(shè)計(jì)感想 兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼間就到了掃尾階段，在這兩個(gè)月的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程中，我取得了長足的進(jìn)步。 3. 存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如 EPROM、 EEPROM 寫入器等。 2. 監(jiān)控設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。 五、 PLC 的外部設(shè)備 外部設(shè)備是 PLC 系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類 1. 編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流 220VAC 或 110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 46 的為 24V。 三、電源模塊： 有些 PLC 中的電源，是與 CPU 模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。在計(jì)數(shù)過程中，即使輸入 X001 在接通或復(fù)電時(shí)，計(jì)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行，其累積時(shí)間為 （ 100 ms*345=）時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器有兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)為設(shè)定值寄存器，另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器，編程時(shí)，由用戶設(shè)定累積值。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入 X000 斷開或發(fā)生停電時(shí)，定時(shí)器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會發(fā)生誤動(dòng)作。定時(shí)器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù) K 作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（ D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器、保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。如下圖中的 M300，它只起到一個(gè)自鎖的功能。它的電子常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。 三、 輔助繼電器（ M） PLC 內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由 PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為 Y000 ～ Y007， Y010～Y017， Y020～ Y027 。輸出繼電器的電子常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。 二、 輸出繼電器（ Y） PLC 的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。各基本單 元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為 X000 ～ X007， X010 ～ X017，X020 ～ X027 。內(nèi)部有常開 /常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。 輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，如 EPROM、EEPROM 寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。 七、 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。電源 輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC），直流電源（常用的為 24VAC）。 五、電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。 除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。常用的 I/O 分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離 。 I/O 分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 配置。 二、 PLC 的構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。為了使各位初學(xué)者更方便地了解 PLC，本文對 PLC 的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、配置、應(yīng)用等基本知識作一簡介，以期對各位網(wǎng)友有所幫助。 第五章 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5． 1． PLC 基礎(chǔ)知識簡介 自動(dòng)化控制領(lǐng)域， PLC 是一種重要的控制設(shè)備。 在清洗油路的回路上，應(yīng)裝過濾器或?yàn)V網(wǎng)。不能用煤油、汽油、酒精、蒸氣或其它液體，防止液壓元件、管路、油箱和密封件等受腐蝕； 清洗過程中，液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)和清洗介質(zhì)加熱同時(shí)進(jìn)行。清洗介質(zhì)可用液壓油，清洗時(shí)間一般為 24 小時(shí)，特殊情況下也不超過 10 小時(shí)，清洗效果以回路濾網(wǎng)上 無雜質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)中，液壓系統(tǒng)的清洗通常有主系統(tǒng)清洗和全系統(tǒng)清洗。 在液壓系統(tǒng)中安裝液壓泵時(shí)的注意事項(xiàng)： 液壓泵傳動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸同軸度偏差小于 ，一般采用撓性聯(lián)軸節(jié)聯(lián)結(jié)，不允許用 V 帶 直接帶動(dòng)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以防泵軸受徑向力過大，影響泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)； 液壓泵的旋轉(zhuǎn)方向和進(jìn)、出油口應(yīng)按要求安裝； 各類液壓泵的吸油高度，一般要小于 。 在液壓系統(tǒng)中安裝液壓元件時(shí)的注意事項(xiàng)： 液壓元件安裝前，要用煤油清洗，自制的重要元件應(yīng)進(jìn)行密封和耐 壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力可取工作壓力的 2 倍，或取最高使用壓力的 倍。試裝后，拆下油管，用 20%的硫酸或鹽酸溶液酸洗，再用 10%的蘇打水中和，最后用溫水清洗，待干燥后涂油進(jìn)行二次安裝。對此應(yīng)采取的措施有：較長油管應(yīng)彼此分開，并與機(jī)床壁隔開，適當(dāng)加設(shè)支承管夾；調(diào)整電動(dòng)機(jī)和液壓泵的安裝精度；重新安裝聯(lián)軸節(jié)，保證同軸度小于 等。這時(shí)，通過改變管路系統(tǒng)的固有頻率，變動(dòng)控制閥的位置 或適當(dāng)?shù)丶有钅芷?，則能防振降噪。在這種情況下，若換向閥是液壓換向閥，則應(yīng)調(diào)整控制油路中的節(jié)流元件，使換向平穩(wěn)無沖擊。面對上述原因，一是選擇質(zhì)量好的液壓泵或液壓馬達(dá)，二是加強(qiáng)維修和保養(yǎng)，例如若齒輪的齒形精度低，則應(yīng)對研齒輪，滿足接觸面要求；若葉片泵有困油現(xiàn)象，則應(yīng)修正配油盤的三角槽，消除困油；若液壓泵軸向間隙過大而輸油量不足，則應(yīng)修理，使軸向間隙在允許范圍內(nèi)；若液壓泵選用不對，則應(yīng)更換； 溢流閥不穩(wěn)定，如由于滑閥與閥孔配合不當(dāng)或錐閥與閥座接觸處被污物卡住 、阻尼孔堵塞、彈簧歪斜或失效等使閥芯卡住或在閥孔內(nèi)移動(dòng)不靈，引起系統(tǒng)壓力波動(dòng)和噪聲。液壓泵的制造質(zhì)量不好，精度不符合技術(shù)要求，壓 力與流量波動(dòng)大，困油現(xiàn)象未能很好消除，密封不好，以及軸承質(zhì)量差等都是造成噪聲的主要原因。針對這個(gè)原因，常常在液壓缸上設(shè)置排氣裝置，以便排氣。 液壓系統(tǒng)中噪聲產(chǎn)生原因及解決措施 空氣侵入液壓系統(tǒng)是產(chǎn)生噪聲的主要原因。因此，要盡量防止各處的壓力低于大氣壓力；各個(gè)密封部件均應(yīng)使用良好的密封裝置，管接頭和各接合面處的螺釘應(yīng)擰緊；經(jīng)常清洗液壓泵吸油口處的過濾器，以防止吸油阻力增大而把溶解在油中的空氣游離出來進(jìn)入系統(tǒng)； 對于主要的液壓設(shè)備，液壓缸上最好設(shè)有排氣裝置，以排除系統(tǒng)中的空氣。 解決措施： 空氣由油箱進(jìn)入 系統(tǒng)的機(jī)會較多，如油箱的油量不足；液壓泵吸油管侵入油中太短；吸油管和回油管在油箱中距離太近或沒有用隔板隔開；回油飛濺，攪成泡沫；液壓泵吸入空氣；回油管沒有插入油箱，使回油沖出油面和箱壁，在油面上會產(chǎn)生大量氣泡，使空氣與油一起吸入系統(tǒng)。 油溫升高會引起一系列不良后果：（ 1）使油液粘度下降，泄漏增加，降低了容積效率，甚至影響工作機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)；（ 2）使油液變質(zhì)，產(chǎn) 生氧化物雜質(zhì)，堵塞液壓元件中的小孔或縫隙，使之不能正常工作；（ 3）引起熱膨脹系數(shù)不同的相對運(yùn)動(dòng)零件之間的間隙變小，甚至卡死，無法運(yùn)動(dòng)；（ 4）引起機(jī)床或機(jī)械的熱變形，破壞原有的精度。 液壓系統(tǒng)油溫升高的原因、后果及解決措施 液壓系統(tǒng)在工作中有能量損失，包括壓力損失、容積損失和機(jī)械損失三方面，這些損失轉(zhuǎn)化為熱能，使液壓系統(tǒng)的油溫升高。 6）在工作過程中由于負(fù)載變化，引起系統(tǒng)供 油波動(dòng)，導(dǎo)致工作部件爬行。 5）因液壓缸泄漏嚴(yán)重，導(dǎo)致爬行。 4）若液壓缸的活塞和活塞桿的密封定心不良，也會出現(xiàn)爬行。 3）運(yùn)動(dòng)件表面間潤滑不良，形成干磨擦或半磨擦，也容易導(dǎo)致爬行。 2）由于相對運(yùn)動(dòng)部件間的磨擦阻力太大或磨擦阻力變化，致使工作部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生爬行。同步運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的流量控制閥應(yīng)同時(shí)調(diào)整，要保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性 1）系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)； 2）運(yùn)動(dòng)部件爬行； 3）系統(tǒng)中壓力不足； 4）運(yùn)動(dòng)部件速度不正常； 5）油溫太高； 6）換向或啟動(dòng)不正常； 工作部件產(chǎn)生爬行的原因及排除方法 1）因?yàn)榭諝獾膲嚎s性較大，當(dāng)含有氣泡的液體到達(dá)高壓區(qū)而受到劇烈壓縮時(shí)，會使油液體積變小，使工作部件產(chǎn)生爬行。 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 壓力繼電器的調(diào)整壓力一般應(yīng)低于供油壓力 。快速運(yùn)動(dòng)液壓泵的壓力閥，其調(diào)整壓力一般大于所需壓力 10%20%。 10）對壓力控制元件的調(diào)整，一般首先調(diào)整系統(tǒng)壓力控制閥 溢流閥，從壓力為零時(shí)開調(diào)，逐步提高壓力，使之達(dá)到規(guī)定壓力值；然后依次調(diào)整各回路的壓力控制閥。加油時(shí)應(yīng)進(jìn)行過濾，使油液清潔。 7）有排氣裝置的系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行排氣，無排氣裝置的系統(tǒng)應(yīng)往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)多次，使之自然排出氣體。溫度過低時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，或在運(yùn)轉(zhuǎn)前進(jìn)行間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，使油溫逐步升高后，再進(jìn)入正式工作運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 5）工作中應(yīng)隨時(shí)注意油液，正常工作時(shí)，油箱中油液溫度應(yīng)不超過60℃ 。 4）液壓油要定期檢查更換，對于新投入使用的液壓設(shè)備，使用 3 個(gè)月左右即應(yīng)清洗油箱，更換新油。 2）開車前應(yīng)檢查系統(tǒng)上各調(diào)整手柄、手輪是否被無關(guān)人員動(dòng)過，電氣開關(guān)和行程開關(guān)的位置是否正常，主機(jī)上工具的安裝是否正確和牢固等，再對導(dǎo)軌和活塞桿的外露部分進(jìn)行擦拭，而后才可開車。 盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化、 系列化設(shè)計(jì)，減少專用件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)要安全可靠，對于做垂直運(yùn)動(dòng)提升重物的執(zhí)行元件應(yīng)設(shè)有平衡回路；對有嚴(yán)格順序動(dòng)作要求的執(zhí)行元件應(yīng)采用行程控制的順序動(dòng)作回路。 防止液壓沖擊，對于高壓大流量的系統(tǒng)，應(yīng)考慮用液壓換向閥代替電磁換向閥，減慢換向速度；采用蓄能器或增設(shè)緩沖回路，消除液壓沖擊。 提高系統(tǒng)的工作效率，防止系統(tǒng)過熱。 繪制液壓系統(tǒng)工作圖，編制技術(shù)文件。（ 1）計(jì)算液壓缸的主要參數(shù)；（ 2）計(jì)算液壓缸所需的流量并選用液壓泵；（ 3）選用油管；（ 4）選取元件規(guī)格；（ 5）計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際工作壓力；（ 6）計(jì)算功率，選用電動(dòng)機(jī)；（ 7）發(fā)熱和油箱容積計(jì)算； 進(jìn)行必要的液壓系統(tǒng)驗(yàn)算。圖中應(yīng)標(biāo)注出各液壓元件的型號規(guī)格，還應(yīng)有執(zhí)行元件的動(dòng)作循環(huán)圖和電氣元件的動(dòng)作循環(huán)表，同時(shí)要列出標(biāo)準(zhǔn)（或通用）元件及輔助元件一覽表。此時(shí)應(yīng)注意選擇合適的調(diào)速方案、速度換接方案，確定安全措施和卸荷措施，保證自動(dòng)工作循環(huán)的完成和順序動(dòng)作和可靠。 擬定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 （ 6）其它要求，如污染、腐蝕性、易燃性以及液壓裝置的質(zhì)量、外形尺寸和經(jīng)濟(jì)性等。 （ 4）機(jī)床各部件的動(dòng)作順序和互鎖要求，以及各部件的工作環(huán)境與占地面積等。 （ 2）機(jī)床的工作循環(huán)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式（移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)），以及完成的工作范圍。舉個(gè)液壓系統(tǒng)在機(jī)床運(yùn)用的例子來和大家聊，并歡迎大家提出意見。伴隨著數(shù)學(xué)、控制理論、計(jì)算機(jī)、電子器件和液壓流體學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了液壓伺服系統(tǒng)，并作為一門應(yīng)用科學(xué)已經(jīng)發(fā)展成熟，形成自己的體系和一套行之有效的分析和設(shè)計(jì)方法。）178。）178。）178。）178。）178。）178。 螺距 P=6mm 梯形螺紋 螺 紋 的 工 作 高 度 h= （ ） =3mm 螺 紋 牙 底 寬 度 b== 6= （ ） 螺桿強(qiáng)度 [ σ ]= σ s/3 ～ 5 （ ） =150/3～ 5 =30～ 50Mpa 螺紋牙剪切 [τ ]=40 彎曲 [σ b]=45～ 55 當(dāng)量應(yīng)力 〖 6〗 ? ???? ??????????????????? 231221 4dTdF () 式中 T—— 傳遞轉(zhuǎn)矩 N 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 螺柱的設(shè)計(jì)與校核 螺桿是機(jī)械手的主支承件，并傳動(dòng)使手臂上