液壓課程設(shè)計-機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)設(shè)計_畢業(yè)論文.doc

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1、液壓與氣壓傳動課程設(shè)計說明書學(xué)院:機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計題目:機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級:機(jī)械電子工程二班學(xué)生:設(shè)計題目:機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)設(shè)計題目說明:某型機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)裝置采用擺動缸驅(qū)動,基本設(shè)計參數(shù)如下:參數(shù)類別參數(shù)值參數(shù)類別參數(shù)值回轉(zhuǎn)角度220°最大回轉(zhuǎn)速度30o/s最大轉(zhuǎn)矩650Nm機(jī)械效率0.95容積效率0.88題目要求:1、驅(qū)動裝置:單葉片擺動缸;2、安裝方式:缸筒頂端法蘭固定,中心軸回轉(zhuǎn);3、調(diào)速方式:雙向回油節(jié)流調(diào)速,背壓1.5MPa。設(shè)計要求:1、進(jìn)行工況分析與計算,繪制工況圖(包括速度圖、負(fù)載圖)。2、擬定液壓系統(tǒng)原理圖,

2、選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓元件,繪制電磁鐵動作循環(huán)表。3、液壓缸設(shè)計計算、圖紙繪制。上交材料:1、設(shè)計說明書一份。2、液壓系統(tǒng)原理圖一張(A2)。3、液壓缸(A1)裝配圖及部分零件圖(A2)。1工況分析與計算1.1工況分析機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)是機(jī)械手完成整個動作的一部分,在工作過程中所受載荷相對比較平穩(wěn),沖擊和振動的比較小,驅(qū)動它所用的力矩也不大,在工作過程中要求機(jī)械手腰部所能回轉(zhuǎn)的角度為220°,最小回轉(zhuǎn)速度和最大回轉(zhuǎn)速度分別是12o/s和30o/s,其最大轉(zhuǎn)矩為650Nm,考慮在工作過程中還受到摩擦力等方面的影響所受摩擦轉(zhuǎn)矩為50Nm,液壓系統(tǒng)在工作中還會受到其他因

3、素的影響,該回路中的機(jī)械效率和容積效率分別是0.95和0.88。1.1.1工作循環(huán)機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)的工作循環(huán)為:啟動→快進(jìn)→工進(jìn)→快退。1.1.2工作循環(huán)圖1.2負(fù)載分析與計算工作循環(huán)負(fù)載見表一。表1工作循環(huán)負(fù)載工況負(fù)載組成負(fù)載值(Nm)快進(jìn)啟動T=Tfs+Tms50加速T=Tfd2+Tmd50恒速T=Tfd2+Tmd50工進(jìn)工進(jìn)T=Te+Tmd650快退啟動T=Tms+Tg50加速T=Tfd2+Tmd+Tg50恒速t=tfd2+tmd+Tg501.2.1負(fù)載分析工作負(fù)載Tmd=650Nm-50Nm=600Nm摩擦負(fù)載Tfs=50Nm1.2.2負(fù)載計算

4、負(fù)載流量計算在恒速時,T=50Nm,根據(jù)T=b(R22–R12)(p1-p2)/2和ω=2q/b(R22–R12)得q實=ωb(R22–R12)/2=1.39L/min表2負(fù)載流量工況負(fù)載值(Nm)流量(L/min)快進(jìn)啟動500加速50.150恒速5018.14工進(jìn)工進(jìn)6501.39快退啟動500加速50.150恒速5018.141.2.3負(fù)載圖與速度圖繪制快進(jìn)時w=30o/s,工進(jìn)時w=12o/s,快退時w=30o/s。負(fù)載圖與速度圖見圖2。圖2負(fù)載圖與速度圖2液壓系統(tǒng)圖的擬定2.1系統(tǒng)功能分析要求此液壓系統(tǒng)實現(xiàn)的工作循環(huán)是:啟動→快進(jìn)→工進(jìn)→快

5、退,快進(jìn)和快退的速度是30o/s,工進(jìn)速度是10o/s,快進(jìn)行程120o,工進(jìn)行程100o,快進(jìn)行程,最大轉(zhuǎn)矩為650Nm,摩擦轉(zhuǎn)矩為50Nm。對于此液壓系統(tǒng),要求加工過程中定位精確,能夠快速換向。在設(shè)計閥的時候,要考慮到工作在最低速度時節(jié)流閥的最小調(diào)節(jié)流量能否滿足要求。在行程方面,應(yīng)該比要求的工作行程大點,包括工作行程和最大行程,主要是考慮到安全方面和實際運用中,在壓力方面也要考慮到滿足最大負(fù)載要求。并且在滿足要求的情況下,盡量使液壓系統(tǒng)的成本降低。2.2調(diào)速方式的選擇考慮到機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)中,由于機(jī)械手在來回的旋轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致系統(tǒng)

6、中溫升比較高,而其要求運動過程中要平穩(wěn)和具有一定承受負(fù)值負(fù)載的能力,所以選擇雙向回油節(jié)流調(diào)速,因為在回油節(jié)流調(diào)速回路中有背壓力存在,它可以起到阻尼的作用,同時空氣也不容易進(jìn)入,而且也能阻止工作部件的前沖。2.3執(zhí)行元件的選擇因系機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)要求實現(xiàn)來回的旋轉(zhuǎn),而且統(tǒng)動作循環(huán)要求正向快進(jìn)和工作,反向快退,且快進(jìn)、快退速度相等,所以選擇單葉片擺動缸。2.4換向回路的選擇由于機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)的過程中要求具有換向精度高,為了便于工作臺在任意位置停止,方便調(diào)整,所以采用三位四通換向閥“O”型中位機(jī)能,因為“O”型中位機(jī)能具有鎖定和換向精度高的特點,雖然“O”型

7、中位機(jī)能在換向的過程中有沖擊,但是沖擊也是比較小的,對此系統(tǒng)的影響也不是特別大。2.5快速運動回路和速度換接回路因為快進(jìn)、快退和工進(jìn)的速度相差比較大,通過改變電磁體的通斷電情況和節(jié)流閥的同流量來實現(xiàn)此功能。2.6系統(tǒng)圖的繪制將上述所選定的液壓回路進(jìn)行組合,并根據(jù)要求作必要的修改補充,即組成如圖三所示的液壓系統(tǒng)圖。圖3液壓系統(tǒng)圖液壓系統(tǒng)中電磁鐵的動作順序見表3。表3電磁鐵的動作順序表動作電磁鐵工作狀態(tài)1YA2YA快進(jìn)+-工進(jìn)+-快退-+停止--3液壓元件的計算與選擇3.1液壓泵的選擇根據(jù)系統(tǒng)要求,選取變量葉片泵YBP-E作為系統(tǒng)液壓泵。該泵額定排量為2

8、0~125mL/r,額定壓力為16MPa,額定轉(zhuǎn)速為1000~1500r/min。3.2閥類元件及輔助元件的

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