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畢業(yè)論文—氣動通用機械手設(shè)計-手臂回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器部分(參考版)

2025-01-15 19:54本頁面
  

【正文】 畢業(yè)設(shè)計是對未來工作的一種模擬。機械手能模仿人體上肢的某些動作,就需要有一定的靈敏度,對設(shè)計的要求較高。 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)對機械手有了一定的了解 [2]。 第六章 畢業(yè)設(shè)計感想 兩個月的畢業(yè)設(shè)計轉(zhuǎn)眼間就到了掃尾階段,在這兩個月的設(shè)計學(xué)習(xí)過程中,我取得了長足的進步。 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(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。在計數(shù)過程中,即使輸入 X001 在接通或復(fù)電時,計數(shù)繼續(xù)進行,其累積時間為 ( 100 ms*345=)時觸點動作。定時器有兩個數(shù)據(jù)寄存器,一個為設(shè)定值寄存器,另一個是現(xiàn)時值寄存器,編程時,由用戶設(shè)定累積值。當(dāng)驅(qū)動輸入 X000 斷開或發(fā)生停電時,定時器就復(fù)位,輸出觸點也復(fù)位。即使如此,若備用電池電壓降低時,定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。定時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,它只起到一個自鎖的功能。它的電子常開 /常閉觸點使用次數(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)各軟元件的觸點驅(qū)動。各基本單元都是八進制輸出,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 /常閉兩種觸點供編程時隨時使用,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)測運行、檢查維護不可缺少的器件,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(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。進入運行后,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(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或電氣控制系統(tǒng)來實現(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 5. 1. PLC 基礎(chǔ)知識簡介 自動化控制領(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)裝過濾器或濾網(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,液壓泵運轉(zhuǎn)和清洗介質(zhì)加熱同時進行。清洗介質(zhì)可用液壓油,清洗時間一般為 24 小時,特殊情況下也不超過 10 小時,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)中安裝液壓泵時的注意事項: 液壓泵傳動軸與電動機驅(qū)動軸同軸度偏差小于 ,一般采用撓性聯(lián)軸節(jié)聯(lián)結(jié),不允許用 V 帶 直接帶動泵軸轉(zhuǎn)動,以防泵軸受徑向力過大,影響泵的正常運轉(zhuǎn); 液壓泵的旋轉(zhuǎn)方向和進、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)中安裝液壓元件時的注意事項: 液壓元件安裝前,要用煤油清洗,自制的重要元件應(yīng)進行密封和耐 壓試驗,試驗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,并與機床壁隔開,適當(dāng)加設(shè)支承管夾;調(diào)整電動機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,通過改變管路系統(tǒng)的固有頻率,變動控制閥的位置 或適當(dāng)?shù)丶有钅芷鳎瑒t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,二是加強維修和保養(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)移動不靈,引起系統(tǒng)壓力波動和噪聲。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: 空氣由油箱進入 系統(tǒng)的機會較多,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,甚至影響工作機構(gòu)的正常運動;( 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)不同的相對運動零件之間的間隙變小,甚至卡死,無法運動;( 4)引起機床或機械的熱變形,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,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)運動件表面間潤滑不良,形成干磨擦或半磨擦,也容易導(dǎo)致爬行。 2)由于相對運動部件間的磨擦阻力太大或磨擦阻力變化,致使工作部件在運動時產(chǎn)生爬行。同步運動執(zhí)行元件的流量控制閥應(yīng)同時調(diào)整,要保證運動的平穩(wěn)性 1)系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲和振動; 2)運動部件爬行; 3)系統(tǒng)中壓力不足; 4)運動部件速度不正常; 5)油溫太高; 6)換向或啟動不正常; 工作部件產(chǎn)生爬行的原因及排除方法 1)因為空氣的壓縮性較大,當(dāng)含有氣泡的液體到達高壓區(qū)而受到劇烈壓縮時,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(論文) 32 壓力繼電器的調(diào)整壓力一般應(yīng)低于供油壓力 。快速運動液壓泵的壓力閥,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,從壓力為零時開調(diào),逐步提高壓力,使之達到規(guī)定壓力值;然后依次調(diào)整各回路的壓力控制閥。加油時應(yīng)進行過濾,使油液清潔。 7)有排氣裝置的系統(tǒng)應(yīng)進行排氣,無排氣裝置的系統(tǒng)應(yīng)往復(fù)運轉(zhuǎn)多次,使之自然排出氣體。溫度過低時,應(yīng)進行預(yù)熱,或在運轉(zhuǎn)前進行間歇運轉(zhuǎn),使油溫逐步升高后,再進入正式工作運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 5)工作中應(yīng)隨時注意油液,正常工作時,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)人員動過,電氣開關(guān)和行程開關(guān)的位置是否正常,主機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行擦拭,而后才可開車。 盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化、 系列化設(shè)計,減少專用件設(shè)計。系統(tǒng)要安全可靠,對于做垂直運動提升重物的執(zhí)行元件應(yīng)設(shè)有平衡回路;對有嚴(yán)格順序動作要求的執(zhí)行元件應(yīng)采用行程控制的順序動作回路。 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)計算液壓缸的主要參數(shù);( 2)計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)計算系統(tǒng)實際工作壓力;( 6)計算功率,選用電動機;( 7)發(fā)熱和油箱容積計算; 進行必要的液壓系統(tǒng)驗算。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)行元件的動作循環(huán)圖和電氣元件的動作循環(huán)表,同時要列出標(biāo)準(zhǔn)(或通用)元件及輔助元件一覽表。此時應(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,保證自動工作循環(huán)的完成和順序動作和可靠。 擬定液壓傳動系統(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)濟性等。 ( 4)機床各部件的動作順序和互鎖要求,以及各部件的工作環(huán)境與占地面積等。 ( 2)機床的工作循環(huán)、執(zhí)行機構(gòu)的運動方式(移動、轉(zhuǎn)動或擺動),以及完成的工作范圍。舉個液壓系統(tǒng)在機床運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、計算機、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(論文) 26 螺柱的設(shè)計與校核 螺桿是機械手的主支承件,并傳動使手臂上
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