压泵的原则和根据有噪音指标属于低噪音的液压泵有啮合齿轮泵双作用叶片泵和螺杆泵,后两种泵理论上瞬时流量是均匀的。
工作压力各种液压泵目前压力都有提高,其中柱塞泵压力最高。
效率其中轴向柱塞泵的效率最高。
由于在额定情况下效率状态达到最佳,因此尽量在额定功率附近让其工作。
是否要求变量根据具体情况选择工作环境齿轮泵对环境的适应能力较强。
当前,叶片泵和齿轮泵,多采用的是定量泵。
在本次设计中采用双联叶片泵。
已知系统压力为,选取,查机械设计手册表选取其前泵排量为,后泵排量为,其允许最高转速,最低转速。
该泵使用普通液压油时前泵的最高使用压力为,后泵为,满足系统要求的。
前泵的流量前泵的排量泵的额定转速。
前前后泵的流量后泵的排量泵的额定转速。
后后液压泵所需电机功率的确定油泵所需要的电动机功率油泵的最大工作压力油泵最大流量泵油泵总效率,般叶片泵泵齿轮泵泵柱塞泵泵。
前泵所需电机功率前后泵所需电机功率后液压阀的选择液压阀通常与电磁配压阀组合使用,可用于远距离控制水电站油气水管路系统的通断。
常用于夹紧控制润滑等油路。
有直动型与先导型之分,多用先导型。
液压阀的要求动作灵活,作用可靠,工作时冲击和振动小。
油流过时压力损失小。
密封性能好。
结构紧凑,安装调试使用维护方便,通用性大。
它在液压传动中是用来控制液体压力﹑流量和方向的元件。
其中控制压力的称为压力控制阀,控制流量的称为流量控制阀,控制油路通断和流向的称为方向控制阀。
通过对本次设计任务的分析,按照额定流量和定压力大于通过该阀的最大流量和系统最高工作压力的原则选择液压阀。
选择换向回路的核心是选择换向阀的形式,从而实现对于换向平稳性和换向精度的要求。
在般情况下,在换向性能要求高时,应选用液动换向阀或机动换向阀在对于换向性能无特别要求时,应选用电磁阀。
根据本次设计任务书的要求和本设计液压系统的要求,夹紧缸换向选用两位两通电磁阀,其它缸全部选用三位四通电磁换向阀。
为了防止俯仰缸由于自重自由下滑和伸缩缸在仰起定角度后自由下滑,在本次设计中通过单向顺序阀平横。
为确保夹紧缸夹持工件的可靠性,采用液控单向阀保压和锁紧。
手臂升降缸选取的是立式液压缸,为了支承平衡手臂运动部件自重,本次设计中运用了单向顺序阀平衡回路。
液压辅助元件的择原则蓄能器作用蓄能器的作用是存储压力能,达到节约能量减少投资的目的,也可以起吸收压力脉动及减小液压冲击。
分类包括气瓶式蓄能器活塞式蓄能器气囊式蓄能器。
应用折合型气囊容量较大,可用来储存能量波纹型气囊适用于吸收冲击。
使用与安装蓄能器作为吸收液压冲击或压力脉动时,宜放在冲击源附近或脉动源旁补油保压时宜放在尽可能接近有关的执行元件处。
安装时注意气瓶式蓄能器要垂直安装,气体在上部,油液在下部,避免气体随液体起排出装在管路上的蓄能器必须用支架固定蓄能器与管路系统之间应安装截止阀,供充气检修时使用。
蓄能器与液压泵之间应安装单向阀,以防止液压泵停车时蓄能器内的压力油倒流。
二滤油器作用及性能参数作用不断净化油液,使其污染程度控制在允许范围内。
其原理是采用带有定尺寸滤孔的滤芯来过滤污染物。
性能参数主要有过滤精度压降特性。
过滤精度表示滤油器对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力,常用绝对过滤精度过滤比过滤效率来评定。
绝对过滤精度通过滤芯的最大坚硬球状颗粒的尺寸,它反应了滤芯的最大通孔尺寸,用表示。
压降特性油液通过滤油器滤芯和滤油器进出口时产生的压力损失。
类型及典型结构滤油器分为机械式和磁式两类,机械式又分为网式线隙式纸芯式和烧结式等。
网式滤油器过滤精度为,压力损失为,结构简单,通流能力大,清洗方便,但过滤精度低。
主要用于泵吸油口。
线隙式滤油器过滤精度通常为,精密的可达,压力损失约为,结构简单,通流能力大,但不易清洗。
可用于低压管道以及压力管道中。
纸芯式滤油器过滤精度为,压降为,过滤精度高,但纸芯强度低,且堵塞后不能清洗,必须更换纸芯。
液压系统广泛使用这种滤油器。
烧结式滤油器滤芯由粉末冶金烧结而成。
过滤精度般为,压降为,过滤精度高,但堵塞后不易清洗。
适用于精过滤。
选择和使用主要考虑三个问题滤孔尺寸选择合适的过滤精度。
通流能力要有足够的通流面积。
耐压考虑滤芯及壳有足够的强度。
滤油器在系统中有几种安装方式安装在液压泵吸油路上。
安装在液压泵压油路上。
安装在系统的回油路上。
安装在系统的支油路上。
独立的过滤系统。
管道尺寸的确定管道内径计算通过管道内的流量管内允许流速见表。
根据所得的内径尺寸,按下表标准系列选取相应的管子。
表软管内径尺寸系列表硬管外径系列管道壁厚计算管道内最高工作压力管道内径管道材料的需用应力,管道材料的抗拉强度安全系数,对钢管来说,时,取。
管头连接螺纹根据油管外径选取。
液压缸进出油口直径的确定缸的进出油口直径可用下式求得液压缸配管内的流量液压缸配管内液体的平均流量般取。
计算得出的数值并按液压的相关标准进行选取,如表所示表各液压缸进出油口直径进出油口直径液压缸俯仰摆动直线油缸手臂伸宿液压缸手指夹紧液压缸油箱容量的确定在确定油箱尺寸时,方面要满足系统供油的要求,还要保证执行元件全部排油时,油箱不能溢油,要保证即使在系统油量达到最大时也使油箱的油位保持在最低要求油位之上。
油箱容量经验公式液压泵每分钟排除压力油的容积经验系数,见下表。
表经验系数系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金系统计算可得油箱容量选用规格为的油箱。
液压原理图本次设计中通过电控系统发信号控制电液动换向阀或电磁换向阀进而控制各个执行机构的动作,各动作依次按照程序进行。
液压系统工作顺序是由控制各个液压缸换向阀电磁铁的得失电完成的。
执行机构缓冲和定位是机械手工作平稳可靠的关键。
为了提高生产率,机械手运动的越快越好,但是运动的太快则会影响控制的精度,运动速度越高,启动和停止时惯性力矩就越大,这不仅会影响到机械手的定位精度,严重时还会损伤机件。
为达到机械手对于运动平稳性和定位精度的要求,要在定位前采取缓冲措施。
通过压力传感器来控制机械手手指夹紧力度,要保证工件不被抓伤也不会在搬运过程中掉落手臂俯仰通过行程开关适时发信号,提前切断油路滑行缓冲并定位手腕回转手臂回转通过挡铁定位保证精度,在端点到达之前发信号以切断油路。
机械手控制要素包括工作顺序到达位置动作时间运动速度加减速度等,控制方式分为连续控制和点位控制两种,当前主要是点位控制为主,占以上。
本设计中采用可编程控制器来对机械手进行顺序点位控制。
是种数字运算操作电子系统,它是专门为在工业环境下应用而设计的。
它把继电器系统的控制简单使用方便抗干扰能力强价格便宜等优点和计算机的编程灵活功能齐全应用面广等优点结合了起来。
而其本身还具有质量轻体积小耗电省等优点。
为了增加机械手的使用灵活性,将机械手工作方式设置为自动和手动两种,自动方式又包括单步单周期连续这几种工作方式。
在此处不再多作介绍了。
图液压原理结论本文设计了个机械手来代替工人的工作,实现两条生产线之间圆柱形物件的搬运。
本次设计的主要任务是完成液压驱动系统方面以及其机械手结构方面的设计,主要任务包括通过查阅有关资料,简单介绍了国内外机器人机械手的历史及发展概况,介绍了目前机器人的几种分类形式,列举出了在生产生活上和高科技领域中几种常见的机器人。
根据本课题的给定的依据,提出了采用四自由度关节型机械手的方案,经过分析和论证,证明了这种结构的可以满足工作要求。
对机械手的驱动力和力矩进行计算,根据液压驱动的特点和实际工作需要,提出采用液压驱动的方案,并通过比较择优,证明这种驱动方案是最佳的。
根据实际的工作要求,选取适宜的液压元件并对其进行校核,最终确定所需液压元件的尺寸材料等,并画出了各主要部件的机械结构图。
根据实际工作条件对机械手动作进行规划,将机械手动作设计为顺序动作,并拟用来实现对其的顺序控制,并提出了手动自动单步单周期连续循环等几种工作模式以适应不同的操作需求,使系统满足不同工作条件下的需要。
在研究过程中发现在机械手领域还存在些具有挑战性的问题,需要进步的研究和探索,诸如如何根据不同的工作环境和要求,对机械手的物料要求动作顺序工作范围进行改进。
参考文献郭洪红工业机器人运用技术北京科学出版社原魁工业机器人发展现状与趋势工厂自动化第期周寿明,邓成良可用于生产线的工业机器人研究科技创新导报第期罗璟,赵克定,陶湘厅,袁锐波工业机器人的控制策略探讨,机床与液压第期张新聚,曹慧勤,杨雪程控通用机器人设计液压与气动第期李文明曲轴搬运机械手的研究与设计武汉华中科技大学郭洪红工业机械人技术西安西安电子科技大学王小玲工业机械手的控制机电工程技术第期许福玲,陈尧明液压与气压传动北京机械工业出版社成大先机械设计手册液压传动,第版北京化学工业社机械设计手册编委会机械设计手册液压传动与控制,第版北京机械工业出版社张培志,朱宏俊电气控制与可编程序控制器北京化学工业出版社哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学,第版北京高等教育出版社刘鸿文材料力学,第版北京高等教育出版社孙桓,陈作模,葛文杰