蠟?zāi)Ｖ茪C(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含全套CAD圖紙】

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購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 學(xué) 院： 專(zhuān)業(yè)： 任務(wù)起止時(shí)間： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 蠟?zāi)Ｖ茪C(jī)械手 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容： 1、實(shí)際調(diào)研，收集相關(guān)資料，完成開(kāi)題報(bào)告； 1— 3 周。 2、結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)機(jī)械手液壓系統(tǒng)； 4— 7 周。 3、設(shè)計(jì)機(jī)械手的液壓系統(tǒng)泵站結(jié)構(gòu)圖； 8— 11 周。 4、設(shè)計(jì)機(jī)械手的電氣控制原理 12— 13 周。 5、撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，準(zhǔn)備答辯； 14— 16 周。 注：要求全部用計(jì)算機(jī)繪圖和打印文稿（交打印件和電子稿 ） 資料： 1、工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)手冊(cè)； 2、非標(biāo)設(shè)計(jì)手冊(cè)； 3、液壓與氣壓傳動(dòng)； 4、相關(guān)的技術(shù)資料。 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽名： 系主任意見(jiàn)： 簽名： 購(gòu)買(mǎi)設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 學(xué) 院： 專(zhuān)業(yè)： 任務(wù)起止時(shí)間： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 蠟?zāi)Ｖ茪C(jī)械手 —— 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)： 該課題源于生產(chǎn)實(shí)踐，該同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，態(tài)度端正，畢業(yè)設(shè)計(jì)積極自動(dòng)，能把所學(xué)習(xí)相關(guān) 知識(shí)運(yùn)用設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)基本合理正確，設(shè)計(jì)論文論述正確、格式規(guī)范，能正確運(yùn)用所學(xué)基本知識(shí)，較好完成任務(wù)要求，可以參加答辯。 指導(dǎo)教師簽名： 指導(dǎo)教師職稱(chēng)： 評(píng)閱教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)： 該同學(xué)論文格式規(guī)范，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了一定了解，所指定的設(shè)計(jì)符合任務(wù)書(shū)要求，所做畫(huà)紙符合要求，但在圖紙的繪制和尺寸的標(biāo)注需要改進(jìn)，建議參加答辯。 評(píng)閱教師簽名： 評(píng)閱教師職稱(chēng)： 答辯委員會(huì)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)： 該同學(xué)的設(shè)計(jì)符合“畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)” 的要求，任務(wù)量適中，答辯表述清晰，能恰當(dāng)?shù)幕卮鹫撐牡挠嘘P(guān)提問(wèn)，概念清晰，條理性強(qiáng)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容合理，掌握了一定的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。符合學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。 答辯委員會(huì)評(píng)定，該生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)椋? 答辯委員會(huì)主席簽名： 職稱(chēng)： 年 月 日 教務(wù)處制表 I 蠟?zāi)Ｖ茪C(jī)械手 摘 要 最近，全球內(nèi)帶有夾子或手的機(jī)械手系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展起來(lái)了，多種方法應(yīng)用其上，有擬人化和非擬人化的，不僅調(diào)查了這些系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，而且 還包括其必要的控制系統(tǒng)，如同人手一樣，這些機(jī)械人系統(tǒng)可以用它們的手去抓不同的物體，而且不用改換夾子，這些機(jī)械手具備特殊的運(yùn)動(dòng)能力比如小質(zhì)量和小慣量，這使被抓物體在機(jī)械手的工作范圍內(nèi)做更復(fù)雜、更精確的操作變得可能。這些復(fù)雜的操作被抓物體繞任意角度和軸旋轉(zhuǎn)。 本論文介紹了用于夾持蠟?zāi)C(jī)械手的設(shè)計(jì)。它采用液壓驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)位程序控制，動(dòng)作平穩(wěn)，控制方便。本論文主要闡述該機(jī)械手的夾緊、伸縮、升降和回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。首先從機(jī)械手的基礎(chǔ)知識(shí)介紹有關(guān)機(jī)械手的組成、分類(lèi)、臂部設(shè)計(jì)、液壓控制的多種方案，再?gòu)谋敬卧O(shè)計(jì)所要求的功能原理 設(shè)計(jì)開(kāi)始，對(duì)于不同的方案加以比較和論證，從中可確定出最優(yōu)方案，并采用其方案，在對(duì)其的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)其驅(qū)動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力力矩進(jìn)行計(jì)算。著重闡述了機(jī)身的設(shè)計(jì)，具體闡述了機(jī)械手的設(shè)計(jì)原則和步驟，分析了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，并對(duì)機(jī)械手的平穩(wěn)性及定位精度給予詳細(xì)的論述。設(shè)計(jì)并分析了該機(jī)械手所用的液壓控制的方法和過(guò)程。由于經(jīng)驗(yàn)不足，知識(shí)有限，難免有誤，有待改進(jìn)。 關(guān)鍵詞 液壓；機(jī)械手；液壓缸 ax or a of on of as to do as in s a to to a It to a of s of in in in of a a to to in as to it’s of of as to it’s of in a of to of of is do to 目 錄 摘 要 .................................................................................................................................... I ................................................................................................................................ 1 章 緒論 ...........................................................................................................................械手的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)要求 ................................................................................. 1 壓系統(tǒng)的控制要求 ............................................................................................. 1 壓 泵站 的設(shè)計(jì) 步驟 ............................................................................................. 1 壓系統(tǒng)的注意事項(xiàng) ............................................................................................. 1 第 2 章 液壓元件的選擇與專(zhuān)用件設(shè)計(jì) .............................................................................. 3 壓泵的選擇 ......................................................................................................... 3 定液壓泵的流量 ...................................................................................... 3 擇液壓泵的規(guī)格 ...................................................................................... 4 定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 .............................................................................. 4 定電動(dòng)機(jī)型號(hào) ..................................................................................................... 5 壓閥的選擇 ......................................................................................................... 5 濾器 的選擇 ......................................................................................................... 6 路設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 7 道內(nèi)徑計(jì)算 .............................................................................................. 7 道壁厚 δ的計(jì)算 ...................................................................................... 8 箱容量的確定 ..................................................................................................... 9 壓介質(zhì)的選擇 ..................................................................................................... 9 第 3 章 液壓系統(tǒng) 的總體設(shè)計(jì)方案 ..................................................................................... 11 定基本方案 ........................................................................................................ 11 定工作方式 ............................................................................................. 11 定調(diào)速方案 ............................................................................................. 11 定壓力控制方案 ..................................................................................... 11 擇液壓動(dòng)力源 ........................................................................................ 12 制液壓系統(tǒng)圖 ................................................................................................... 12 第 4 章 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 ................................................................................................ 14 第 5 章 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 .................................................................................... 17 況分析 ............................................................................................................... 17 熱量計(jì)算 ........................................................................................................... 18 箱容量的計(jì)算 ................................................................................................... 19 第 6 章 設(shè)計(jì)液壓裝置，編制技術(shù)文件 ............................................................................ 20 壓裝置總體布局 ............................................................................................... 20 壓閥的配置形式 ............................................................................................... 20 箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ................................................................................................... 21 第 7 章 機(jī)械手的自動(dòng)控制 ................................................................................................ 23 械手的工況分析 ............................................................................................... 23 械手電磁閥的動(dòng)作順序表 ............................................................................... 23 械手 制程序 .......................................................................................... 24 結(jié)論 ...................................................................................................................................... 25 致謝 ...................................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 27 附錄 ...................................................................................................................................... 28 1 第 1章 緒論 近幾年隨著技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的工廠實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的自動(dòng)化生產(chǎn)，尤其在模具制造工藝中液壓機(jī)械手的 應(yīng)用越來(lái)越廣范，而 我所設(shè)計(jì)的就 是蠟?zāi)Ｖ茪C(jī)械手 中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 。 本設(shè)計(jì)是為了完成蠟?zāi)Ｖ茪C(jī)的自動(dòng)生產(chǎn)，完成蠟?zāi)C(jī)的取件、灌漿、噴砂、灌漿等三次循環(huán)的工作。通過(guò)液壓系統(tǒng)的 5 個(gè)液壓缸來(lái)完成機(jī)械手臂的回轉(zhuǎn)、伸長(zhǎng)、升降等工作過(guò)程，實(shí)現(xiàn)蠟?zāi)Ｖ茪さ淖詣?dòng)化生產(chǎn)。 械手的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)要求 夾持式手部 ) 0. 942L/、鎖緊停止 液壓系統(tǒng)的卸荷 壓 泵站 的設(shè)計(jì) 步驟 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 定系統(tǒng)的主要參數(shù) 定液壓系統(tǒng)原理圖 壓系統(tǒng)的注意事項(xiàng) 況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等 作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何 動(dòng)速度 2 動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求 作控制方式的要求 爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求 3 第 2章 液壓元件的選擇與專(zhuān)用件設(shè)計(jì) 壓泵的選擇 p 1 +pp p p???式中1p—— 液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力 為 2p?? —— 從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失 。 p?? 的準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并繪出管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。? (1)管路簡(jiǎn)單、流速不 大的，取 ( 0 p??? (2)管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào) 速 閥的，取 ( 0 p??? 預(yù)取 p?? =可得液壓泵的最大工作壓力： 確定液壓 泵的流量 (1) 多液壓缸或液壓馬達(dá)同時(shí)工作時(shí)，液壓泵的輸出流量應(yīng)為 p m a q???（ ）式中 K —— 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 K= — 同時(shí)動(dòng)作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量，可從（ 上查得。對(duì)于在工作過(guò)程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小溢流量，一般取 430 0 m / s?? 。 由題知系統(tǒng)的最大工作流量為 p m a x = 1 . 3 1 8 . 8 4= 2 4 . 4 9 2 L / m i q??? 則查表可預(yù)選液壓泵的流量大概為 q =30L/4 擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本或本手冊(cè)中選擇相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25%～ 60%。 液壓泵參數(shù)見(jiàn)表 2 2壓泵的參數(shù)規(guī)格 排量， ml/s 32 額定壓力， 號(hào) 定轉(zhuǎn)速， r/60 驅(qū)動(dòng)功率， 定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 在工作循環(huán)中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，即（ （ 變化較平緩 。 ? 式中 p—— 液壓泵的最大工作壓力（ q—— 液壓泵的流量（ 3m/s ）； p? —— 液壓泵的總效率，參考表 2擇 。 表 2壓泵的總效率 液壓泵類(lèi)型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 壓式變量葉片泵的驅(qū)動(dòng)功率，可按流量特性曲線拐點(diǎn)處的流量、壓力值計(jì)算。 一般情況下，則 63 . 5 0 . 0 3 0 . 8 1 0 1 4 0 0 6P ? ? ??? 5 定電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 按平均功率選出電動(dòng)機(jī)功率后，還要驗(yàn)算一下每一階段內(nèi)電動(dòng)機(jī)超載量是否都在允許范圍內(nèi) ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知 電動(dòng)機(jī)允許的短時(shí)間超載量一般為25%。 電動(dòng)機(jī)型號(hào)見(jiàn)表 2 表 2動(dòng)機(jī)型號(hào) 型號(hào) 定功率， 步轉(zhuǎn)速， r/60 滿載電流， A 載功率因數(shù)， 轉(zhuǎn)電流 /額定電流， A 7 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 \2m 重， 0 壓閥的選擇 1. 閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過(guò)該閥的最大流量， 一般選擇有 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選?。贿x擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求 。 2. 控制閥的流量一般要選得比實(shí)際通過(guò)的流量大一些，必要時(shí)也允許有 20%以?xún)?nèi)的短時(shí)間過(guò)流量。 表 表 2導(dǎo)溢流閥的型號(hào)（參數(shù)如下）： 名稱(chēng) 先導(dǎo)溢 流閥 公稱(chēng)通徑， *壓范圍， 大流量， L/00 重量， 2向閥型號(hào) 名稱(chēng) 單向閥 通徑， 壓力， 2 流量， L/0 開(kāi)啟壓力， a： b： 制壓力， p ≥ 6 表 2向閥型號(hào)（參數(shù)如下） 名稱(chēng) 3 位 4 通換向閥 型號(hào) 徑， 0 最大流量， L/3 公稱(chēng)壓力， 5 允許背壓， 16 表 2壓閥型號(hào) 名稱(chēng) 減壓閥 型號(hào) 入壓力（油口 P）， 出壓力（油口 P）， 帶單向閥 ? 壓（油口 Y）， 大流量， L/ 15 液壓油 礦物油（ 磷酸酯液 粘度范圍 濾精度 級(jí) 表 2向節(jié)流閥型號(hào) 名稱(chēng) 單向節(jié)流閥 型號(hào) 徑， 0 流量， L/0 最大壓力， 啟壓力， 質(zhì) 礦物液壓油、磷酸酯油液 介質(zhì)溫度 質(zhì)粘度 濾器 的選擇 根據(jù)題目要求和系統(tǒng)性能的考慮，選擇將過(guò)濾器置于壓油路上， 并選擇紙質(zhì)過(guò)濾器型號(hào)（見(jiàn)表 2 表 2濾器型號(hào) 型號(hào) 80 流量， L/0 壓力損失， 濾精度，μ m 180 通徑， 0 連接形式 螺紋連接 7 路設(shè) 計(jì) 銅管、膠管、尼龍管和塑料管等 。 格低廉，但安裝時(shí)彎曲半徑不能太小，多用在裝配比較方便的地方。廠用電鋼管是無(wú)縫鋼管，，也可以用焊接鋼管。 般只在低壓系統(tǒng)使用。紫銅管在裝配時(shí)可按需要來(lái)彎曲，但價(jià)格較貴且抗振能力較弱，也可使用氮化，要盡量少用。 料管一般只用在回油管或卸油管。 管分為高低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架。 確定 的膠管，可用在壓力回路。低壓膠管是麻線或棉線編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的回油路。 道內(nèi)徑計(jì)算 4 ?? 式中 q —— 通過(guò)管道內(nèi)的流量（ 3/ ? —— 管內(nèi)允許流速（ m/s） 計(jì)算出 內(nèi)徑 d 后，按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子 及流速的選取見(jiàn)表 2 表 2道允許流速推薦值 管道 推薦流速（ m/s） 液壓泵吸油管道 般常取 1 以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3～ 6，壓力高，管道短，粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 知伸縮缸 q =轉(zhuǎn)缸 q =降缸q =算出油路管徑 假設(shè)吸油速度 為 2m/s 1 8 . 8 4 / m i 5 m m2 m /??伸 縮 缸 8 1 1 . 3 / m i 0 m m2 m /??升 降 缸0 . 4 9 2 / m i . 6 m m2 m /??回 轉(zhuǎn) 缸假設(shè)取壓油速度為 4m/s 1 8 . 8 4 / m i . 9 m m4 m /??伸 縮 缸1 1 . 3 / m i . 7 m m4 m /??升 降 缸0 . 4 9 2 / m i . 2 m m4 m /??回 轉(zhuǎn) 缸 假設(shè)取回油速度為 2m/s 1 8 . 8 4 / m i 5 m ??伸 縮 缸1 1 . 3 / m i 0 m m2 m /Ld s????升 降 缸0 . 4 9 2 / m i . 6 m m2 m /??回 轉(zhuǎn) 道壁厚 δ 的計(jì)算 根據(jù)系統(tǒng)壓力和流量以及鋼管的系列標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)滿足要求的鋼管壁厚 ? ?2??式中 q —— 管道內(nèi)最高工作壓力 ( d —— 管道內(nèi)徑 ( ? ?b? —— 管道材料的抗拉強(qiáng)度 ( ? ?? —— 許用應(yīng)力 ( 對(duì)于鋼管 ? ?? = （ b? —— 抗拉強(qiáng)度 S—— 安全系數(shù)，當(dāng) p＜ 7S=8；當(dāng) p＜ ， S=6；當(dāng) p＞ ， S=4）。對(duì)于銅管? ?? ＜ 25 在液壓泵站中宜采用鋼管連接 ? ? 1 M p a 2 5 m m= = 0 . 6 2 5 m 2 0 M p ? ?? ?伸 縮 缸 9 ? ? 1 M p a 1 0 m m= = 0 . 2 5 m 2 0 M p ? ?? ?升 降 缸? ? 1 M p a 5 . 6 m m= = 0 . 1 4 m 2 0 M p ? ?? ?回 轉(zhuǎn) 缸 箱容量的確定 初始設(shè)計(jì)時(shí)，先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核 。 油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為 q??式中 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（ 3m ）； ? —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) （見(jiàn)表 2 表 2壓系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 系統(tǒng)類(lèi)型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓機(jī)械 冶金機(jī)械 ? 1～ 2 2～ 4 5～ 7 6～ 12 10 經(jīng)計(jì)算得出油箱大致體積為 3V = 4 3 0 L / M i n = 0 . 1 2 m? 油箱容量見(jiàn)表 2 2箱容量 7938 0 25 40 63 100 250 315 400 500 630 800 1000 1600 2000 3150 4000 5000 6300 在 確定油箱尺寸時(shí)，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出， 液壓油在油箱中的容量一般為 75%，最低容量不得低于 50%，同時(shí)在油箱的設(shè)計(jì)中加入清洗油口，以及拆件口的安裝。 壓介質(zhì)的選擇 液壓介質(zhì)應(yīng)具有適宜的粘度和良好的粘 表 2性；油膜強(qiáng)度要高；具有良好的潤(rùn)滑性能；抗氧化穩(wěn)定性好；腐蝕作用小，對(duì)涂料、密度材料（見(jiàn)表 2具有良好的適應(yīng)性；同時(shí)液壓介質(zhì)還應(yīng)具有一定的消泡能力。 10 2壓介質(zhì) 的密度 介質(zhì)種類(lèi) 礦物型 液壓油 水包油 乳化液 水 磷酸酯 液化液 高水基 液化液 密度 85090030120 1000 表 2壓泵用油粘度推薦值 溫度 5 40輪泵 17 60片泵 P＜ 7 17157片 泵 P＜ 7向柱塞泵 徑向柱塞泵 25707據(jù)該機(jī)構(gòu)的使用條件等因素，其工作溫度在 60 C? ，且載荷較輕，所以選用機(jī)械油，根據(jù)該系統(tǒng)的工作狀況以及運(yùn)動(dòng)情況選用礦物型液壓油，粘度為 25mm/s。 在使用過(guò)程中，由于液壓介質(zhì)自身特性及工作環(huán)境的影響，高溫、高壓、氧化等物理、化學(xué)作用下，液壓介質(zhì)的性能指標(biāo)會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)變 化后的指標(biāo)不能保證系統(tǒng)正常高效運(yùn)行時(shí)，需要對(duì)工作介質(zhì)進(jìn)變換換油指標(biāo)見(jiàn)表 3 3壓油換油指標(biāo) 項(xiàng)目 換油指標(biāo) 換油方法 40 運(yùn)動(dòng)粘度變化率（％）超過(guò) +15 或 — 10 265 經(jīng)計(jì)算 水分 大于 260 色度增加（比新油 大于 2 6540 酸值降低（％）或增（％） 35 264， 正戊烷不容物（％） 8926A 法 銅片腐蝕（ 100， 3h） 2a 5096 注：允許采用 511 方法，使用 60石油醚作溶劑，測(cè)定式樣機(jī)械雜質(zhì)。 11 第 3章 液壓系統(tǒng) 的總體設(shè)計(jì)方案 定基本方案 定工作方式 根據(jù)其工作狀況確定其運(yùn)動(dòng)方案及其控制順序，因?yàn)橄災(zāi)Ｖ茪さ墓に図樞驗(yàn)橄热〖胖盟Ａд毫?，再放置于沙桶?nèi)噴砂，再回轉(zhuǎn)至水玻璃料筒，再回裝置沙桶噴砂，再回轉(zhuǎn)至水玻璃料筒，最后完成噴砂工藝，放置工件即可完成整個(gè)工藝過(guò)程。 定調(diào)速方案 該液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。 方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合 —— 容積節(jié)流調(diào)速。 容 積調(diào)速是靠改變液壓泵排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和 補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。 容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 故選擇采用柱塞式變量泵實(shí)現(xiàn)液壓回路的調(diào)速 。 定壓力控制方案 液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量 泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用 。 12 擇液壓動(dòng)力源 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵 ，容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助 油源 。 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過(guò)濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器 再次過(guò)濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 制液壓系統(tǒng)圖 整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。 如圖 3示 圖 313 液壓系統(tǒng)工況分析伸縮缸伸長(zhǎng)至工件處 ? 加緊缸取件 ? 伸縮缸收縮至原位處 ? 定位缸電磁閥通電收縮 ? 回轉(zhuǎn)缸回轉(zhuǎn) 60 度 ? 定位剛電磁閥斷電復(fù)位，回轉(zhuǎn)缸被定位 ? 電磁 閥 3 通電伸縮缸伸長(zhǎng) ? 電磁閥 6 通電，升降缸下降 ? 下降到位后， 5 通電升降缸上升 ? 電磁閥 4 通電伸縮缸收縮到位 ? 電磁閥 9 通電，定位缸得電松開(kāi) ? 電磁閥 1 通電轉(zhuǎn)動(dòng) 60 度 ? ? 定位剛電磁閥斷電復(fù)位，回轉(zhuǎn)缸被定位 ? 電磁閥 3 通電伸縮缸伸長(zhǎng) ? 電磁閥 6 通電，升降缸下降 ? 下降到位后， 5 通電升降缸上升 ? 電磁閥 4 通電伸縮缸收縮到位 ? 電磁閥 9 通電，定位缸得電松開(kāi) ? 電磁閥 2 通電轉(zhuǎn)動(dòng)60 度 ? 如此循環(huán) 3 次后完成工藝過(guò)程 ? 回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)動(dòng) 120 度放置工件工作循環(huán)完畢。 14 第 4章 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對(duì)一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是進(jìn)一步確切地計(jì)算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)效率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升 、各種液壓閥的壓力損失（ 見(jiàn) 表 4等。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施 。 表 4種液壓閥的壓 力損失 溢流閥， 向節(jié)流閥， 正向 反向 單向閥， 壓閥， 位 2 通電磁換向閥， 3 位 4 通電磁換向閥， 液壓系統(tǒng)壓力損失的計(jì)算如下： 壓力損失包括管路的沿程損失1p?，閥類(lèi)元件的局部損失2p?，總的壓力損失為 12p p p??2264==l v d d??? ? ??式中 l —— 管道的長(zhǎng)度（ m）； d —— 管道內(nèi)徑（ m）； ? — — 液流平均速度（ / ? —— 液壓油密度（ 3/kg m ）； ? —— 沿程阻力系數(shù)； ? —— 局 部阻力系數(shù)。 伸縮缸在工作時(shí)，其管路沿程壓力損失為 221 8 . 8 4 / 0 . 6 3 9 /2544q L M i n m m? ??? ? ??20 . 6 3 9 0 . 0 2 5R e = = 6 3 9 2 3 0 02 5 m m / ? ??? 15 根據(jù)液壓手冊(cè)規(guī)定液體的流態(tài)油臨界雷諾數(shù) 定。當(dāng) 位紊流。 根據(jù)計(jì)算公式 7 5 7 5= = = 0 . 1 1 7R e 6 3 9? 2 2 26 4 0 . 1 1 7 9 6 0 2 . 5 0 . 6 3 9= = = = 2 2 9 3 . 1 3 P 0 . 0 2 5 2l v lP d d d??? ? ?? ? ? ??根據(jù) 伸縮缸的液壓系統(tǒng)圖其工作時(shí)候要經(jīng)過(guò)單向閥、 3 位 4 通電磁換向閥、單向節(jié)流閥等其液壓閥的壓力損失為 = 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 2 = 0 . 8 M p ? ? ?? 所以其工作時(shí)總的壓力損失為 0 回轉(zhuǎn)缸在工作時(shí)，其管路沿程壓力損失為 12p p p??2264P = =l v ld d d??? ? ?? 220 . 9 4 2 / 0 . 5 5 5 /5 . 644q L M i n m m? ??? ? ??20 . 5 5 5 0 . 0 0 6R e = = 1 3 3 2 3 0 02 5 m m / ? ??? 根據(jù)計(jì)算公式 7 5 7 5= = = 0 . 5 6 3R e 1 3 3? 220 . 5 6 3 9 6 0 2 . 5 0 . 5 5 5= = = 3 4 7 0 0 P . 0 0 6 2lp d ??? ? ? ?? ?回轉(zhuǎn)缸在工進(jìn)時(shí)經(jīng)過(guò)單向閥、 3 位 4 換向閥、單向節(jié)流閥，所以其流量閥的總壓力損失 = 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 0 3 0 . 8 0 3p? ? ? ? ? ? ?? 以快退 時(shí)其總的壓力損失為： 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 2 1 . 0p? ? ? ? ? ? ?? 降缸在工作時(shí)，其管路沿程壓力損失為： 12p p p? ? ? ? ? 16 2264==l v d d??? ? ??式中 l —— 管道的長(zhǎng)度（ m）； d —— 管道內(nèi)徑（ m）； υ —— 液流平均速度（ m/s）； ρ —— 液壓油密度（ 3kg/m ）； λ —— 沿程阻力系數(shù)； ζ —— 局部阻力系數(shù)。 伸縮缸在工作時(shí)，其管路沿程壓力損失為： 221 1 . 3 L / M i n 2 . 3 9 91 0 m ??? ? ??m/s 22 . 3 9 9 0 . 0 1 0R e = = 9 5 9 . 6 2 3 0 02 5 m m / ??? 根據(jù)液壓 手冊(cè)規(guī)定液體的流態(tài)油臨界雷諾數(shù) 定。當(dāng) 位紊流。 根據(jù)計(jì)算公式 7 5 7 5= = = 0 . 7 8R e 9 5 9 . 6? 2 2 26 4 0 . 7 8 9 6 0 2 . 5 2 . 3 9 9= = = = 0 . 5 3 8 M P 0 . 0 1 2l v lp d d d??? ? ?? ? ? ??回轉(zhuǎn)缸在工進(jìn)時(shí)經(jīng)過(guò)單向閥、 3 位 4 換向閥、單向節(jié)流閥，所以其流量閥的總壓力損失 = 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 5 3 8 = 1 . 3 3 8 M p ???? 經(jīng) 過(guò)計(jì)算得給液壓系統(tǒng)在工作時(shí)其總的額外壓力損失為 于其 所選用的 壓力余量，該系統(tǒng)合格。 17 第 5章 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 液壓系統(tǒng)工作時(shí)，除執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。 油箱容量于系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大流量的 3。另外，油箱容量大小可從散熱角度去設(shè)計(jì)。計(jì)算出系統(tǒng)發(fā)熱量于散熱量，在考慮冷卻器散熱后，從熱平衡角度計(jì)算出油箱容量 。 況分析 液壓系統(tǒng)在工作時(shí)其各個(gè)工步的時(shí)間為，手臂升降缸工進(jìn)與工退時(shí)間均為 2s，手臂伸縮缸工進(jìn)與工退時(shí)間均為 3s，手臂回轉(zhuǎn)缸工進(jìn)與工退時(shí)間均為 2s、快退時(shí)間為 4s，定位缸工作時(shí)為使與回轉(zhuǎn)缸工作不出現(xiàn)沖突應(yīng)該停 1s，手指夾緊缸在工作時(shí)為使不與伸縮缸沖突一應(yīng)停頓 1s，一個(gè)周期內(nèi)該機(jī)械手各液壓缸工作次 數(shù)見(jiàn)表 5 5液壓缸一個(gè)工作周期工作次數(shù) 名稱(chēng) 升降缸 伸縮缸 回轉(zhuǎn)缸 夾緊缸 定位缸 工作次數(shù) 上升 6 伸長(zhǎng) 8 工進(jìn)、工退 7 夾緊 1 8 下降 6 收縮 8 快退 1 松開(kāi) 1 時(shí)間共計(jì)， s 24 32 25 2 8 所以該系統(tǒng)在工作時(shí)其總的工作時(shí)間 T： 1 2 3 4 5= = 2 4 3 2 2 5 2 8 = 9 1 sT t t t t t? ? ? ? ? ? ? ?計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率如下： 在液壓系統(tǒng)中，凡系統(tǒng)中的損失都變成熱能散發(fā)出來(lái)。每一個(gè)周期中，每一個(gè)工況其效率不同，因此損失也不同。一個(gè)周期發(fā)熱的功率計(jì)算機(jī)公式為 ? ?11 1ni i ????式中 T —— 工作循環(huán)周期（ s）； H — 一個(gè)周期時(shí)間（ s）； — 第 i 個(gè)工況的輸入功率（ W）； i? —— 第 i 個(gè)工況的效； — 第 i 個(gè)工況持續(xù)時(shí)間（ s）。 伸縮缸工作時(shí)其效率為 18 1 . 3= 0 . 62 . 1??出進(jìn)回轉(zhuǎn)缸工作時(shí)其效率為 1= = = 0 . 4 72 . 1出進(jìn)升降缸工作時(shí)其效率為 1= = = 0 . 4 72 . 1出進(jìn)各液壓缸在工作時(shí)的輸入功率計(jì)算： 6 - 3 3= = 1 0 p a 0 . 3 1 0 m / s = 3 0 0P F q? ? ?升 降 缸 W 6 3 3= = 1 0 p a 0 . 1 8 1 0 m / s = 1 8 0P F q ?? ? ?收 縮 缸 W 6 3 3= = 1 0 p a 0 . 0 1 5 7 1 0 m / s = 2 0P F q ?? ? ?回 轉(zhuǎn) 缸 W ? ?? ? ? ? ? ?1111