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抓料机小臂及抓爪部分设计说明书[带图纸].doc

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抓料机小臂及抓爪部分设计说明书[带图纸].doc

1抓料机小臂设计摘要..................................................................................................................................................2Abstract.............................................................................................................................................2前沿................................................................................................................................................3绪论................................................................................................................................................4第一章抓料机总体设计.................................................................................................................61.1主要技术参数见表11.....................................................................................................6第2章手指设计.............................................................................................................................72.1设计时要注意的问题........................................................................................................72.2零件的计算......................................................................................................................82.3紧力的计算....................................................................................................................8第3章移动关节的设计计算.......................................................................................................103.1驱动方式的比较...............................................................................................................103.2汽缸的设计.......................................................................................................................10第4章小臂的设计.......................................................................................................................124.1设计时注意的问题..........................................................................................................124.2小臂结构的设计..............................................................................................................124.3轴的设计计算..................................................................................................................134.4轴承的选择......................................................................................................................144.5轴承摩擦力矩的计算..................................................................................................154.6驱动选择..........................................................................................................................15第5章大臂的设计计算...............................................................................................................165.1结构的设计......................................................................................................................165.2轴的设计计算................................................................................................................175.3轴承的选择.......................................................................................................................175.4轴承摩擦力矩的计算......................................................................................................185.5伺服系统的选择..............................................................................................................19第6章机身的设计.......................................................................................................................20鸣谢..............................................................................................................................................21参考文献.........................................................................................................................................212摘要抓料机小臂采用两个回转关节和一个移动关节两个回转关节控制前后左右运动,而移动关节则实现上下运动,其工作空间如工作空间图,它的纵截面为矩形的回转体,纵截面高为移动关节的行程长,两回转关节转角的大小决定回转体截面的大小、形状。关键词抓料机轴承汽缸AbstractSelectiveComplianceAssemblyRobotArmhavetwoslewjointsandonemovejoints,twoslewjointscontrolthemovingofthefrontandbackleftandright.themovejointscontrolthemovingofupanddown.theworkroomasworkroomdrawing.theverticalsectionisarectangleslew.thehighoftheverticalsectionismovejointsjourney,themoveangleofthetwoslewjointsdecidethebigandsmallandfigureoftheverticalsection.Keywordsmanipulatoraxletreecylinder3前沿受整个国民经济增长的影响,原材料工业、能源、石油、化工、汽车等各个行业都会有非常大的发展。在这些行业发展的同时直接会带动散料机械装备工业的发展。就钢铁工业而言,受建筑、汽车工业的影响,钢铁工业飞速发展,我国已经连续六年局世界第一产钢大国,同时又是第一钢铁消费大国。到2002年钢的产量已经达到1.8亿吨,并以每年300万吨的速度增长。近几年在股市上钢铁板块普遍看好,建筑业的发展和技术的提高加大了对钢铁的需求,中国建筑业在钢铁的应用数量方面和世界发达国家相比还有很大的差距,随着建筑业的不断发展这一行业对钢铁的需求会更会加大。汽车进入百姓耐用消费品市场已经开始,汽车产业的发展也拉动钢材的需求量。机械制造业、家用电器、造船业、石油天然气、集装箱等各行业的发展都会拉动中国钢铁企业的发展,使钢铁企业加大投入,并且现在已有部分民营资本进入钢铁行业。钢铁事业的发展离不开矿石和煤炭,而煤炭和矿石的运输和储存必须使用散料机械,这些设备包括皮带运输机,装船机、卸船机,抓料机等散料机械。在钢铁企业的发展过程中加大了钢的产量,也加大了对煤炭和矿石的需求,国产矿石和目前进口的矿石数量已经满足不了钢铁企业发展的要求,会有更多的矿石进口到中国,其中会有来自澳大利亚、巴西的铁矿石通过港口转运到各个钢铁企业。南部沿海的广西、广东各个口岸,华东地区、山东、渤海湾等各大港口会进口更多的来自国外的铁矿石,所以在钢铁企业的发展过程中最先发展的是沿海各个口岸的交通。在新建的矿石港口的泊位中也将以大吨位船只的泊位为主。在钢铁企业矿石需求发展港口的同时还会同时发展钢铁企业内的原料长场的建设,这里会包括在钢铁企业内部的一次料场和二次料场,同时钢铁企业也会加大对煤炭的需求,将有大量的煤炭经过北方港口装船运往南方,所以,在钢铁行业快速发展的推动下,在港口和钢铁企业,散料机械会有一个十分巨大的市场发展空间。散料机械在港口行业的高速发展已经开始并会持续一定的时间。在电力方面,前几年部分电力部门出现了供大于求的矛盾,部分电厂限制发电或只是部分机组开机,受国民经济持续增长的影响,各行各业用电量也在不断的增长。现在在南方的部分地区出现了电力紧缺的情况,为缓解和解决电力紧缺4的矛盾,在电力方面必然会加大其投入。电厂的增加使煤炭的需求量增加,各个煤矿会加大煤炭产量,以满足电力市场对煤炭的需求,在电力方面也存在着大量的煤炭北煤南运,同钢铁行业一样,也会大幅度增加散料机械的需求量。电厂和港口都会因为电力企业的发展增加对散料机械的需求。在沙石、水泥等建材行业也随着国民经济的发展和固定资产投入的加大而得到迅猛的发展。散料机械虽然在建材行业的应用设备形式较小,但其在全国的数量是巨大的,混匀堆取料机、刮板取料机、皮带运输机的数量同样会有一个大的发展。绪论国内堆取料机的设计已有近四十年年的历史,最早制造的一两台设备投入使用也有三十四年的历史。最早的抓料机设计可以追溯到1966年,当时参加设计和研制的单位有北京钢铁设计院、大连工矿车辆厂、北京起重机械研究所、鞍山钢铁设计院、哈尔滨重机厂、华北电力设计院、东北电力设计院、西北电力设计院等单位。当时国内部分钢厂、码头急需使用此类设备,国外当时已使用了十余年,为满足当时的社会需要开发了我国早期的抓料机。这些单位为中国抓料机事业的早期发展做出了贡献,奠定了这一行业的基础。虽然当时的产品和现代产品在质量上和控制水平上存在着很大的差别,但这些早期的产品对当时的电力企业和钢铁企业的发展起到了十分重要。八十年代,随着电力工业和钢铁工业的发展,抓料机的事业也得到了十分迅猛的发展,在电力部门的使用数量有很大的提高,并且在港口上的使用量剧增。宝钢的原料码头,秦皇岛港、连云港、北仑港、西基港、烟台港、天津港、大连港等相继一大批港口增设了散料码头用于煤炭或矿石的转运。九十年代国内抓料机的事业发展更是向数量更多,应用更广的方向发展。在钢铁企业、电力企业、各大港口几乎都可以看到抓料机的应用。在港口人们也已经把抓料机当作一种港口机械。5在抓料机的出口方面国内的产品还比较少,大多数出口的产品是和某些成套项目共同出口到其他国家。其次是和国外的某些公司联合制造,为其制造焊接件和机械加工件出口。在进口方面,最早的抓料机的进口是19801981年上海宝钢进口日本的十九台抓料机1981年北仑港进口两台抓料机1988年福州华能电厂,大连华能电厂等。在国内项目和国外合作制造的有1982年石臼港项目1984年秦皇岛港二期1986年秦皇岛港三期1994年秦皇岛港四期1990年青岛前湾港1984年广州西基码头1988年宝钢二期项目19951996年宝钢三期项目2000年宝钢马迹山港项目2001年天津港项目黄骅港的一期和二期项目以及上海罗径港、石洞口电厂、扬州电厂、北仑电厂、江由电厂、硌磺电厂等基本上采用了引进技术合作制造的模式生产的抓料机。进口和引进的主要国家来自日本、美国、德国、法国、奥地利、意大利等国。产品的进口和技术的引进大大缩短了国产设备和国外设备的差距,使国内本行业的产品在质量上有了很大的提高。目前国内的产品质量基本可以满足国内用户的要求,现在可设计制造抓料机的厂家达五六家。经过几十年的发展,我国的抓料机研制水平取得了较大提高,但同发达国家相比,仍存在明显差距,其控制技术仅限于基于可编程控制器(PLC)为核心的单机控制,作业水平也仅限于单机手动方式。现在国内的抓料机已经从最初的研究转向发展,向更高的产品质量和设计水平迈进。国内已经开展了抓料机自动控制方面的引进和开发工作,已能生产带有半自动微机程控系统的机型,控制水平已达到了20世纪70年代末国际水平。

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