工業(yè)機(jī)械手液壓及plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-06-25 16:05本頁(yè)面
【正文】 —壓力油路（進(jìn)油路）各部分壓力損失之和p泵= 60*10帕(2) 確定油泵的 Q泵 油泵的流量應(yīng)由系統(tǒng)的總泄漏來(lái)確定 Q泵 = K Q最大 — Q泵=53升/分 確定油泵電動(dòng)機(jī)功率NN = （千瓦）=（千瓦） 式中 p——油泵的最大工作壓力Q——所選油泵的額定流量——油泵總效率 液壓系統(tǒng)控制原理圖設(shè)計(jì) 機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理圖1液壓系統(tǒng)油箱 2過(guò)濾器4雙聯(lián)齒輪液壓泵 5單向閥21兩位二通電磁閥 7先導(dǎo)型溢流閥8三位四通電磁閥 9二位四通電磁閥10節(jié)流閥 11調(diào)速閥各缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析：機(jī)械手大臂下降 首先按下開(kāi)始啟動(dòng)按鈕，電磁鐵5DT收到PLC控制系統(tǒng)發(fā)出的指令后通電吸合。m) (2) 回轉(zhuǎn)液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算 上述作用的外載荷力矩與回轉(zhuǎn)液壓缸的合成液壓力矩相等，所以：D = mmD = 30mm 油泵的選擇一般的機(jī)械手液壓系統(tǒng)，大多采用定量油泵。手臂伸縮液壓缸手指夾緊液壓缸大臂升降液壓缸=6mm =17mm=16mm 活塞桿的計(jì)算：可按強(qiáng)度條件決定活塞直徑d ，即 = ≦ 即 d ≧mm手臂伸縮液壓缸手指夾緊液壓缸大臂升降液壓缸d =30mmd =15mmd=50mm 無(wú)桿活塞式液壓缸 齒條活塞缸計(jì)算簡(jiǎn)圖(1) 流量、驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算Q = 當(dāng)D=103mm,d=40mm,= rad/s時(shí) Q = 952N(2) 作用在活塞上的總機(jī)械載荷PP =P工 + P封 + P慣 + P回 其中 P工 為工作阻力 P封 密封裝置處的摩擦阻力 P慣 慣性阻力 P回 背壓阻力 P = 66+108+208=382（N）(3) 液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算 根據(jù)總機(jī)械載荷的平衡條件可得 D = mm= 45mm 單葉片回轉(zhuǎn)油缸單葉片回轉(zhuǎn)油缸是在液壓機(jī)械手上實(shí)現(xiàn)手腕、手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的另一種常用機(jī)構(gòu)，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： 回轉(zhuǎn)油缸計(jì)算簡(jiǎn)圖(1) 流量、驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 壓力油需要輸入到回轉(zhuǎn)液壓缸的流量Q為： Q = 當(dāng)D=100mm,d=35mm,b=35mm, = rad/s時(shí) Q= 作用在動(dòng)片上的合成液壓力矩M：M = 得M = (N完成上述的工作，需要用到兩個(gè)回轉(zhuǎn)液壓缸和三個(gè)活塞式液壓缸。手臂延伸900mm放松工件，最后手臂收縮900mm，大臂回轉(zhuǎn)90176。液壓機(jī)械手主要?jiǎng)幼魇牵菏紫扔蒔LC控制液壓系統(tǒng)使其大臂下降700mm，停留2秒，再夾緊工件，夾緊時(shí)間2秒，再手腕上翻90176。近幾年，又在太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)及緊急剎車(chē)裝置等沒(méi)備中，也采用了液壓技術(shù)。由于液壓技術(shù)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，所以在國(guó)防工業(yè)中、機(jī)床工業(yè)中、冶金工業(yè)中、工程機(jī)械中、汽車(chē)工業(yè)中等都有廣泛的應(yīng)用。（3）元件的制造精度又高又貴。（1）效率較低，容易污染環(huán)境。（6）容易實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（4）可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。（2）運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快。，所以選取厚度h=8mm。液壓缸的缸筒長(zhǎng)度L是由最大工作行程長(zhǎng)度l和活塞的寬度B及活塞導(dǎo)向長(zhǎng)度A等確定的，即：L=l+B+A+M+C式中：l為活塞的最大工作行程； B為活塞寬度，取B=； A為活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度，取A=1D；M為活塞桿密封長(zhǎng)度 取M=； C為其他長(zhǎng)度，C=60mm。最后計(jì)算出液壓缸的驅(qū)動(dòng)力： 液壓缸工作壓力和結(jié)構(gòu)的確定由上述可知液壓缸的驅(qū)動(dòng)力F=(1) 確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸： 液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算， 雙作用液壓缸示意圖當(dāng)油進(jìn)入無(wú)桿腔，當(dāng)油進(jìn)入有桿腔中， 液壓缸的有效面積：故有 （無(wú)桿腔） (54) （有桿腔） (55)F=，=，選擇機(jī)械效率將有關(guān)數(shù)據(jù)代入：根據(jù)表41，選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列及機(jī)械的工作范圍冗余設(shè)計(jì)，選擇D=40mm.(2) 液壓缸外徑的設(shè)計(jì)選擇液壓缸的外徑為54mm.(3) 活塞桿的計(jì)算校核對(duì)于桿長(zhǎng)L大于直徑d的15倍以上，按拉、壓強(qiáng)度計(jì)算： (56)設(shè)計(jì)中活塞桿取材料為碳剛，故，校驗(yàn)結(jié)論： 活塞桿的強(qiáng)度足夠。得 得 (52)運(yùn)動(dòng)零部件所受的總重力（N）；L——導(dǎo)向支撐的前端的距離（m）；a——導(dǎo)向支撐的長(zhǎng)度（m）；——當(dāng)量摩擦系數(shù)，與導(dǎo)向支撐的截面有關(guān)。圖 機(jī)械手臂部受力示意本設(shè)計(jì)的導(dǎo)向桿對(duì)稱(chēng)配置在伸縮桿的兩側(cè)。(2) 雙活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)。(2) 活塞桿和齒輪齒條機(jī)構(gòu)。(3)防止發(fā)生機(jī)構(gòu)卡死現(xiàn)象。三、手臂動(dòng)作應(yīng)該靈活(1) 用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。(3) 減少回轉(zhuǎn)半徑。減少慣量具體有4個(gè)途徑：(1) 手臂采用鋁合金材料。(2) 平均回轉(zhuǎn)角速度為90176。(5) 提高配合精度。(3) 合理布置作用力的位置和方向。 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑(JB106867)（mm）液壓缸內(nèi)徑40 5063809010011012514015016018020020鋼P(yáng)5060769510812113316814618019421924545鋼50607695108121133168146180194219245 5 臂部的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算 臂部設(shè)計(jì)的基本要求一、 臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕(1)根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸。則雙葉片擺動(dòng)液壓缸工作壓力為：，其中為液壓缸機(jī)械效率，據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五卷查得。（3）啟動(dòng)過(guò)程所轉(zhuǎn)過(guò)的角度=，等速轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。（2）腕部回轉(zhuǎn)支撐處的摩擦力矩。 腕部的結(jié)構(gòu)以及選擇 典型的腕部結(jié)構(gòu)（1）一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)腕部結(jié)構(gòu)（2）齒條活塞驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)（3） 兩個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)腕部結(jié)構(gòu)（4） 機(jī)液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu) 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇因?yàn)橐笫滞蠡剞D(zhuǎn)，腕部結(jié)構(gòu)選擇：一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)腕部結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇：液壓驅(qū)動(dòng) 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 腕部設(shè)計(jì)考慮的參數(shù)，回轉(zhuǎn)90176。初了保證有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)考慮布局方面問(wèn)題，合理的布局可以減小空間。顯然，腕部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響臂部的結(jié)構(gòu)，腕部的重量也會(huì)影響臂部的結(jié)構(gòu)。，所以選取厚度。L是由最大工作行程長(zhǎng)度加上各種結(jié)構(gòu)來(lái)確定的，即：L=l+B+A+M+C式中：l為活塞的最大工作行程；行程為34mm，B為活塞寬度，取B=12mm；A為活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度，取A=14mm；M為活塞桿密封長(zhǎng)度，由密封方式定；C為其他長(zhǎng)度，在此由于定位方式為定位塊式，以免在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中損傷到缸體，所以取C=44mm。夾持誤差一般
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