（优秀毕业全套设计）顶杆自动识别系统的设计（整套下载）

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使传感器不突出表面，光滑，密封表面保护传感器电缆，防止灰尘进入。所以本系统选用气动元件系列的型气缸作为气路的执行元件，因为本系统对精度要求很高，所以该气缸上的缓冲装置可以在气缸快速升降的时候消除惯性力和运动残余能量，分析气缸的运动要求后选用系列型的三位五通换向阀作为气路的主要控制元件，当阀作用在左工作位时，推杆回缩即气缸上升，当作用在右位时，推杆伸出，当阀作用在中位时，五口全封闭，液压泵不卸荷，气缸闭锁，这样，若系统出现异常，使阀作用在中位，推杆能立即停止运动。对齐气缸的型号为系列，与系列型二位五通阀相连，当阀处于左位时，活塞推出，右位时活塞缩回。两个气缸并联，由齐控制。由于气缸是安装在个移动支架上面，该支架又通过槽钢和两个滚动导轨副接在起，当手轮转动时，丝杠螺母就会升降，由于螺母通过螺母座和支架连接在起，这样整个升降机构就可以上下升降气缸和滚珠丝杠副不在同水平面，所以安装时要特别注意两平面之间的平行度问题。手柄因为手动控制是系统的个重要工作方式，每当系统报警或是运行不畅的时候都需要由手动来调节，所以不论是在水平方向还是在竖直方向上都需要安装个手柄装置，在手柄装置里面主要由对啮合的锥齿轮齿轮和传动轴之间用键连接来实现旋转方向上的变化，再通过滚珠丝杠副将旋转运动转化为直线运动，因为本系统为精密检测系统，所以当系统在工作中必须要能自锁，由于滚珠丝杠副不能自锁，这里在手轮上加上个压紧装置，当此压紧机构转动时安装在传动轴上的斜楔机构因为螺纹配合就会向右挤，而右边的间隙又是固定的，当整个斜楔被挤到极限位置时，手轮就无法转动，这样就可以实现竖直方向上的自锁，当这个调节装置手柄摇动时，整个检测装置就会上下升降，下图中小锥齿轮的分度圆直径，大锥齿轮的分度圆直径两锥齿轮的选型设计过程略，因为两锥齿轮的传动比等于它们分度圆直径的反比，所以两齿轮的传动比为,所以当手轮转过圈时丝杠就会转圈，因为本系统中丝杠的螺距为，所以此时丝杠螺母上升的距离为，钢管间直径相差，手轮大概需要转转，查手册得人手摇的速度为，所以钢管管径的差值通过手摇就可以解决，手动装置具体的构造如图，该图为手动装置的剖视图。图手动装置剖视图检测头部分顶杆检测头是个特殊设计的部件，其作用为检测头是个的传感器阵列，固定在块安装模架上，该安装模架为根据传感器安装的具体数据用树脂浇注而成，安装模架和连接板用个的螺栓连接，由于气缸的活塞杆长度有限，为了将升降气缸和整个检测头连为体，采用在活塞杆上安装附件，该附件为型带销连接杆，通过此装置将检测机构连接到气缸上。当系统正常工作的时候，有副传感器组作为备用，如果正在使用的传感器发生故障时，只需要把安装板拆下，换上备用传感器组就行，保证生产节奏不受影响。图型带销连杆机械部分的设计．气缸部分气缸和阀的选型考虑到在这个系统中无论气缸上升还是下降都是工作的部分，所以采用双作用标准气缸，初步估计传感器头部分传感器阵列以及些固定夹紧装置总质量为而气缸行程为，因为系统要求气缸下降到起始位置，上升到工作位置，所以气缸下降与上升的速度分别为气缸要在时间内压缩空气趋动质量为的装置运行距离，即计算得故采用缸径为肯定能满足工作要求。参考气缸系列，选取标准气缸型号为，气缸在工作时要实现上升，下降，停止控制功能，所以系统还需要个气动控制元件，这里选取型号的三位五通电磁阀，当阀处于中位时气缸不工作，这位置就为气缸的原点，当左边的线圈得电时，阀处于左工作位时气缸上升，右工作位下降。在顶杆右侧还安装有个对齐气缸，如果传感器阵列和顶杆编码部分有水平距离，对齐气缸就会将顶杆推到应有的位置。对齐气缸与型二位五通阀相连，当阀处于左位时，活塞推出，右位时活塞缩回。气缸的力学计算及校核选好气缸型号后还要确定气缸安装所需要的零件，附件如法兰，螺栓，耳轴，脚架等，这里主要为气缸端盖上面的螺栓，本设计采用的，为螺栓，气缸工作压力为，下面对它进行强度校核图连接示意图计算螺栓受力气缸盖最大压力螺栓工作载荷剩余预紧力螺栓最大拉力相对刚度系数采用铜皮石棉垫片预紧力螺栓拉力变化幅计算螺栓应力幅假设螺栓直径自定螺栓直径和几何尺寸查手册螺栓危险截面面积螺栓应力幅确定许用应力幅螺栓材料和性能等级号钢.级螺栓疲劳极限极限应力幅许用应力幅校核螺栓变载荷强度所以所选择的螺栓完全能满足工作要求。耗气量的计算，气缸单位时间内消耗的压缩空气量为当活塞杆伸出时式.式中气缸缸径气缸行程活塞伸出时,完成行程所需时间，由式.得当活塞杆缩入时式.式中活塞杆直径活塞杆缩入时,完成行程所需时间，由式.得因为对齐气缸和升降气缸的内径相同，只是行程不样，所以同规格的螺栓也能满足工作要求，强度校核略。气缸的图形及说明本气缸为普通型双作用标准气缸,其部分性能参数为缸径,行程图气缸设计资料,缸体具体重量为.，行程每增加部件重量增加.，轴衬盖和端盖的材料为压铸铝，缸筒材料为阳极氧化铝，活塞杆材料为高质合金钢，经过回火处理，连接螺纹尺寸，由于本系统中对齐气缸和升降气缸的主要参数是样的，只是行程不样，所以可都选用系列气缸。图为自动化公司的设计图纸。系统的气动回路结合系统的工作要求知道升降部分的气缸和对齐部分的气缸各自独立工作，所以他们肯定是并联关系，而气缸都是外接气源型，所以系统可采用同气源供气，气源由气管引出经过球阀与气管连接螺纹为之后与气源处理单元即三联件型号为公司气源处理装置系列，与气管连接螺纹为相连，然后皮管通过三通管接头分为二，各自与相应的气管连接，两条支路各接只过滤器，三位五通电磁阀与气管的连接螺纹为，二位五通阀与气管的连接螺纹为，两个气缸和气管的连接螺纹都为，这两个电磁阀各接两只消声器，三通管前面的气管选用，经过三通管后换用气管，通过上面的分析给出系统的气动回路如图图系统气动回路图．导轨部分滚珠丝杠副的选型在系统对工作方式的要求中，手动调节是种重要的工作方式，不管是在横梁上还是在竖直方向上，为了让传感器头处于最佳工作位置都要对横移机构或升降机构进行手动调节，我们可以通过安装手轮来实现手动，这里主要涉及到运动方向上的转换，能将旋转运动转换为直线运动的装置有螺旋传动装置，在所有的螺旋传动装置中由于滚珠丝杠装置摩擦阻力小，传动效率高可达，运行平稳无颤动且低速不爬行，定位精度高，工作寿命长不容易发生故障，所以本系统采用滚珠丝杠装置来达到工作要求，其具体型号为。由于丝杠的长度般都不会太长太长刚度就会减弱，根据具体工作要求可以选择选用几根丝杠连接在起，本系统中竖直方向上的丝杠螺纹长度为就可以达到要求,所以根丝杠完全可以满足工作要求，丝杆上面安装个铜螺母，该螺母通过螺母座和系统的横移支架相连，当手轮摇动时运动传递到丝杆上，丝杠转动螺母上升，螺母座带动横移支架升降。滚珠丝杠副的力学计算根据工作要求可知以下数据等效载荷，丝杠有效行程，等效转速，要求使用寿命左右，可靠度，精度为等级。求计算载荷由手册查得式.由式.得，因为，所以选用滚珠丝杠副型号为，主要尺寸为循环圈数为螺旋导程角稳定性计算，因为螺杆较长，应验算螺杆的稳定性，临界载荷为式中螺杆材料的弹性模量，螺杆危险截面的轴惯性矩长度系数，查表得，按端固定端铰支，丝杠螺纹全长，由得故，通过验算。刚度验算按最不利情况考虑，即在螺距应为导程内受轴向力引起的弹性变形与受转矩引起的弹性形变方向致，此时变形量为最大，计算公式为式中式中摩擦系数按.计，当量摩擦角剪切弹性模量则每米螺杆长度上的弹性变形本系统中滚珠丝杠副精度应选择等级，由手册查得的半为滚珠丝杠的图形及说明图滚珠丝杠外形图图为螺母的工作示意图图为螺母的工作示意图。图为丝杠工作明细图。该滚珠丝杠副为型内循环浮动返向器双螺母垫片预紧型。其丝杠总长为，有效螺纹长度为，螺距为,两螺母总长为，钢珠直径为，当手动调节装置转过圈时，转动传递到丝杠螺母实际上升距离为。图为丝杠工作明细图该滚珠丝杠副在安装的时候要注意的事项，两端支承方式尽可能采用“两端固定”或“端固定，端铰支”式两端轴承和螺母要精确到轴心线重合，同轴度级。本系统中的滚珠丝杠副安装方式都是端固定，端自由，由于滚珠丝杠副不能自琐，所以系统要配置相应的具有自锁功能的元件，水平放置的丝杆是通过压紧托板和滑板以限制相互运动，竖直方向上的丝杠的自锁是通过手动调节装置里面的斜楔机构来实现的，当手轮上的手柄转动时通过螺纹配合将斜楔往右挤，达到行程极限后就起到自锁的作用，本系统是高精度要求，在使用中要特别注意丝杠的防护和密封，经常润滑。．本章小结在第二章中只是对系统大体组成方面做了设计，在本章节中，根据具体工作要求，重点对机械部分进行设计，主要为升降机构和横移机构重要组成部分的零件选型以及些相应的力学计算，并说明了各个装置是如何实现传动的。电气部分的设计．系统的配电图及说明在前面的章节里对系统机械构造部分进行了设计之后，本章着重分析检测系统的控制环节，在做完宏观的了解后首先给出系统的配电原理图，在总线三相四线后安装个断路器线包，当系统出现异常情况时如报警或急停可以直接从干路上切断电源的连接，然后接变压器，因为工业用电是而系统中很多需要用电的元件都是或是的如传感器部分，降温部分，按钮指示灯部分，为了缓解的工作量，在电路中加入两个开关电源，个负责输入部分，另个负责输出部分，这样些其他用电点就可以和开关电源相连，比如冷却装置和些开关示意灯，通过对系统中所有要用电部分的研究后给出配电原理图图配电原理图．传感器的选择，安装及数据处理在本系统中顶杆检测也是个重要的环节，检测头上安装有个传感器，都是欧姆龙公司方型系列传感器，它通过探针接触式检测，其限位型触摸开关经常振动高频，当被检测物体与探针接触后，振动电路的常数将发生变化，开关电路发生动作输出信号，只要轻微触碰就能检测，通过发光二极管来显示动作，这个传感器通过螺钉安装在个树脂浇注的模架内，传感器是将感受到的外界信息，按照定的规律转化成所需的有用信息的装置，通常是将非电量转换成电量，在本系统中传感器将感受到的模拟信号转化成电信号。而的输入输出接口是可编程控制器和现场各类信号连接的部分，但是从传感器中出来的信号太微弱，需要经过放大器放大后才能达到的识别要求。通常采用三极管来达到放大的目的，下面依次为信号放大放大示意图，传感器实物图，传感器安装图图传感器实物图在本系统中所使用的传感器均选用欧姆龙公司的系列方型传感器，图为实际安装图，图为安装俯视图，整个模架通过四个螺钉和连接板连接在起，模架下面多出的长度用于和顶杆对齐，由于本型号的传感器重量很小所以不需要力学校核。另外本型号传感器需要使用传感器专用电源，通过开关电源供电。图安装正视图图安装俯视图图输出级电路图由于个传感器是并联使用，所以安装时天线之间的距离要大于,将连接软线蓝黑接地。．的组成及编程可编程序控制器简称机，为了和个人计算机区别，又称作为是种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用类可编程的存贮器，用于内部存贮程序，能够执行逻辑运算顺序控制定时记数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产进程。自从世纪年代问世以来，便引起了场工业控制技