毕业设计（论文）-冲压机械手-液压系统设计(含全套CAD图纸)

优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763冲压机械手液压系统设计摘要本次设计的课题为冲压机械手液压系统设计，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成对冲压机械手液压部分、液压泵站、电气控制系统进行了设计，并绘制必要装配图、液压系统图、PLC控制系统原理图等。冲压机械手的机械结构采用油缸、螺杆、导向筒等机械器件组成；在液压传动机构中，冲压机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的转动采用齿条油缸，冲压机械手的升降采用升降油缸，立柱的横移采用横向移动油缸；在PLC控制回路中，采用的PLC类型为FX2N，当按下连续启动后，PLC按指定的程序，通过控制电磁阀的开关来控制冲压机械手进行相应的动作循环，当按下连续停止按钮后，冲压机械手在完成一个动作循环后停止运动。关键词冲压机械手、液压系统、液压泵站、控制回路、PLC优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763THESTAMPINGMANIPULATORHYDRAULICSYSTEMDESIGNABSTRACTTHEDESIGNISSUESFORTHESTAMPINGMANIPULATORHYDRAULICSYSTEMDESIGN,INTEGRATEDUSEOFTHEBASICTHEORYOFLEARNING,THEBASICKNOWLEDGEANDRELATEDMECHANICALDESIGNEXPERTISE,THECOMPLETIONOFTHEPUNCHINGROBOTHYDRAULICPARTS,HYDRAULICPUMPSTATION,ELECTRICALCONTROLSYSTEMDESIGNANDDRAWNECESSARYASSEMBLYDRAWINGS,HYDRAULICSYSTEMDIAGRAM,PLCCONTROLSYSTEMSCHEMATICDIAGRAMSMECHANICALSTRUCTURESTAMPINGMANIPULATORUSINGCYLINDER,SCREW,GUIDETUBEANDOTHERMECHANICALDEVICESCOMPOSEDHYDRAULICTRANSMISSIONMECHANISM,STAMPINGROBOTARMRETRACTABLETELESCOPICCYLINDERS,WRISTROTATIONUSINGROTATINGCYLINDER,ROTATINGCOLUMNUSINGRACKCYLINDER,PUNCHINGROBOTMOVEMENTSUSINGTHELIFTCYLINDER,RACKINGUPRIGHTSUSINGLATERALMOVEMENTOFTHECYLINDERINPLCCONTROLLOOP,PLCTYPEUSEDFORTHEFX2N,WHENPRESSEDCONSECUTIVESTART,PLCPROGRAMSPECIFIEDBYCONTROLLINGTHESOLENOIDVALVESWITCHESTOCONTROLTHEPRESSMANIPULATORCORRESPONDINGACTIONCYCLE,WHENTHESTOPBUTTONISPRESSEDCONTINUOUSLY,PUNCHINGROBOTCYCLEAFTERTHECOMPLETIONOFANACTIONTOSTOPTHEMOVEMENTKEYWORDSSTAMPINGMANIPULATOR,HYDRAULICSYSTEMS,PUMPSTATIONS,CONTROLCIRCUIT,PLC优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111冲压机械手简介112我国冲压机械手的发展1第2章冲压机械手液压系统总体设计321参数选定3211臂力的选定3212工作范围的选定3213运动速度选定322液压系统简介352液压系统的组成4第3章液压部分的设计531控制回路的选择5311压力控制回路5312速度控制回路5313方向控制回路632液压系统原理图的拟定6321冲压机械手的动作顺序6322冲压机械手液压系统原理图733液压缸的设计7331手臂升降、伸缩缸，手指夹紧缸7332机械手回转缸10333手腕回转缸11第4章液压泵站的设计1341液压元件及介质的选择13411液压泵13优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763412液压介质的选择13413液压阀类元件的选择13414油箱的设计15415液压集成阀块设计1642其它辅助液压装置的设计选择16421过滤器的选择16423空气滤清器的选择18424液位计的选择1843动力系统的设计18431电动机的选择18432联轴器的选择1844液压系统性能校核19441液压系统压力损失19442系统发热计算20第5章电气控制系统设计2251液压系统的特点分析2252继电器接触器控制线路设计2453电器元件的选择2854可编程控制器PLC控制系统的设计29参考文献33致谢34优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载1第1章绪论11冲压机械手简介几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。如古希腊神话阿鲁哥探险船中的青铜巨人泰洛斯（TALOAS，犹太传说中的泥土巨人等等，这些美丽的神话时刻激励着人们一定要把美丽的神话变为现实，早在两千年前就开始出现了自动木人和一些简单的机械偶人。到了近代，冲压机械手一词的出现和世界上第一台冲压机械手问世之后，不同功能的冲压机械手也相继出现并且活跃在不同的领域，从天上到地下，从工业拓广到农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。冲压机械手的种类之多，应用之广，影响之深，是我们始料未及的。冲压机械手由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。冲压机械手并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。12我国冲压机械手的发展有人认为，应用冲压机械手只是为了节省劳动力，而我国劳动力资源丰富，发展冲压机械手不一定符合我国国情。这是一种误解。在我国，社会主义制度的优越性决定了冲压机械手能够充分发挥其长处。它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益，而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展做出卓越的贡献。我国的冲压机械手从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了冲压机械手操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分冲压机械手关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等冲压机械手；其中有130多台套喷漆冲压机械手在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊冲压机械手已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的冲压机械手优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载2技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如可靠性低于国外产品；冲压机械手应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产冲压机械手约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成冲压机械手产业，当前我国的冲压机械手生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模化设计，积极推进产业化进程。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载3第2章冲压机械手液压系统总体设计21参数选定211臂力的选定目前使用的冲压机械手的臂力范围较大，国内现有的冲压机械手的臂力最小为015N，最大为8000N。本液压冲压机械手的臂力为N臂1650（N），安全系数K一般可在153，本冲压机械手取安全系数K2。定位精度为1MM。212工作范围的选定冲压机械手的工作范围根据工艺要求和操作运动的轨迹来确定。一个操作运动的轨迹是几个动作的合成，在确定的工作范围时，可将轨迹分解成单个的动作，由单个动作的行程确定冲压机械手的最大行程。本冲压机械手的动作范围确定如下手腕回转角度115手臂伸长量150MM手臂回转角度115手臂升降行程170MM手臂水平运动行程100MM213运动速度选定液压冲压机械手的各运动速度如下手腕回转速度V腕回40/S手臂伸缩速度V臂伸50MM/S手臂回转速度V臂回40/S手臂升降速度V臂升50MM/S立柱水平运动速度V柱移50MM/S手指夹紧油缸的运动速度V夹50MM/S22液压系统简介冲压机械手的液压传动是以有压力的油液作为传递动力的工作介质。电动机带动油泵输出压力油，是将电动机供给的机械能转换成油液的压力能。压力油经过管道及一些控制调节装置等进入油缸，推动活塞杆运动，从而使手臂作伸缩、升降等运动，将油液的压力能又转换成机械能。手臂在运动时所能克服的摩擦阻力大小，以及夹持式手部夹紧工件时所需保持的握力大小，均与油液的压力和活塞的有效工作面积有关。手臂做各种运动的速度决定于流入密封油缸中油液容积的多少。这种借助于运动着的压力油的容积变化来传递动力的液压传动称为容积式液压传动，冲优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载4压机械手的液压传动系统都属于容积式液压传动。52液压系统的组成液压传动系统主要由以下几个部分组成油泵它供给液压系统压力油，将电动机输出的机械能转换为油液的压力能，用这压力油驱动整个液压系统工作。液动机压力油驱动运动部件对外工作部分。手臂做直线运动，液动机就是手臂伸缩油缸。也有回转运动的液动机一般叫作油马达，回转角小于360的液动机，一般叫作回转油缸（或称摆动油缸）。控制调节装置各种阀类，如单向阀、溢流阀、节流阀、调速阀、减压阀、顺序阀等，各起一定作用，使冲压机械手的手臂、手腕、手指等能够完成所要求的运动。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载5第3章液压部分的设计31控制回路的选择冲压机械手的液压系统，根据冲压机械手自由度的多少，液压系统可繁可简，但是总不外乎由一些基本控制回路组成。这些基本控制回路具有各种功能，如工作压力的调整、油泵的卸荷、运动的换向、工作速度的调节以及同步运动等。311压力控制回路调压回路在采用定量泵的液压系统中，为控制系统的最大工作压力，一般都在油泵的出口附近设置溢流阀，用它来调节系统压力，并将多余的油液溢流回油箱。卸荷回路在冲压机械手各油缸不工作时，油泵电机又不停止工作的情况下，为减少油泵的功率损耗，节省动力，降低系统的发热，使油泵在低负荷下工作，所以采用卸荷回路。此冲压机械手采用二位二通电磁阀控制溢流阀遥控口卸荷回路。减压回路为了是冲压机械手的液压系统局部压力降低或稳定，在要求减压的支路前串联一个减压阀，以获得比系统压力更低的压力。平衡与锁紧回路在机械液压系统中，为防止垂直机构因自重而任意下降，可采用平衡回路将垂直机构的自重给以平衡。为了使冲压机械手手臂在移动过程中停止在任意位置上，并防止因外力作用而发生位移，可采用锁紧回路，即将油缸的回油路关闭，使活塞停止运动并锁紧。本冲压机械手采用单向顺序阀做平衡阀实现任意位置锁紧的回路。油泵出口处接单向阀在油泵出口处接单向阀。其作用有二第一是保护油泵。液压系统工作时，油泵向系统供应高压油液，以驱动油缸运动而做功。当一旦电机停止转动，油泵不再向外供油，系统中原有的高压油液具有一定能量，将迫使油泵反方向转动，结果产生噪音，加速油泵的磨损。在油泵出油口处加设单向阀后，隔断系统中高压油液和油泵时间的联系，从而起到保护油缸的作用。第二是防止空气混入系统。在停机时，单向阀把系统能够和油泵隔断，防止系统的油液通过油泵流回油箱，避免空气混入，以保证启动时的平稳性。312速度控制回路液压冲压机械手各种运动速度的控制，主要是改变进入油缸的流量Q。其控制方法有两类一类是采用定量泵，即利用调节节流阀的通流截面来改变进入油缸或油马达的流量；另一类是采用变量泵，改变油泵的供油量。本冲压机械手采用定量优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载6油泵节流调速回路。根据各油泵的运动速度要求，可分别采用LI型单向节流阀、LCI型单向节流阀或QI型单向调速阀等进行调节。节流调速阀的优点是简单可靠、调速范围较大、价格便宜。其缺点是有压力和流量损耗，在低速负荷传动时效率低，发热大。采用节流阀进行节流调速时，负荷的变化会引起油缸速度的变化，使速度稳定性差。其原因是负荷变化会引起油缸速度的变化，使速度稳定性差。其原因是负荷变化会引起节流阀进出油口的压差变化，因而使通过节流阀的流量以至油缸的速度变化。调速阀能够随负荷的变化而自动调整和稳定所通过的流量，使油缸的运动速度不受负荷变化的影响，对速度的平稳性要求高的场合，宜用调速阀实现节流调速。313方向控制回路在冲压机械手液压系统中，为控制各油缸、马达的运动方向和接通或关闭油路，通常采用二位二通、二位三通、二位四通电磁阀和电液动滑阀，由电控系统发出电信号，控制电磁铁操纵阀芯换向，使油缸及油马达的油路换向，实现直线往复运动和正反向转动。目前在液压系统中使用的电磁阀，按其电源的不同，可分为交流电磁阀（D型）和直流电磁阀（E型）两种。交流电磁阀的使用电压一般为220V（也有380V或36V），直流电磁阀的使用电压一般为24V（或110V）。这里采用交流电磁阀。交流电磁阀起动性能好，换向时间短，接线简单，价廉，但是如吸不上时容易烧坏，可靠性差，换向时有冲击，允许换向频率底，寿命较短。32液压系统原理图的拟定液压系统图的绘制是设计液压冲压机械手的主要内容之一。液压系统图是各种液压元件为满足冲压机械手动作要求的有机联系图。它通常由一些典型的压力控制、流量控制、方向控制回路加上一些专用回路所组成。绘制液压系统图的一般顺序是先确定油缸和油泵，再布置中间的控制调节回路和相应元件，以及其他辅助装置，从而组成整个液压系统，并用液压系统图形符号，画出液压原理图。321冲压机械手的动作顺序本液压传动冲压机械手主要是从一个地方拿到工件后，横移一定的距离后把工件给立式精锻机进行加工。它的动作顺序是待料（即起始位置。手指闭合，待夹料立放）插定位销手臂前伸手指张开手指夹料手臂上升手臂缩回立柱横移手腕回转115拔定位销手臂回转115插定位销手臂前伸手优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载7臂中停（此时立式精锻机的卡头下降卡头夹料，大泵卸荷）手指松开（此时精锻机的卡头夹着料上升）手指闭合手臂缩回手臂下降手腕反转（手腕复位）拔定位销手臂反转（冲压机械手复位）立柱回移（回到起始位置）待料（一个循环结束）卸荷。上述动作均由电控系统发信控制相应的电磁换向阀，按程序依次步进动作而实现的。该电控系统的步进控制环节采用步进选线器，其步进动作是在每一步动作完成后，使行程开关的触点闭合或依据每一步动作的预设停留时间，使时间继电器动作而发信，使步进器顺序“跳步”控制电磁阀的电磁铁线圈通断电，使电磁铁按程序动作（见电磁铁动作程序表）实现液压系统的自动控制。322冲压机械手液压系统原理图定位缸手腕回转缸手指夹紧缸手臂回转缸手臂伸缩缸手臂升降缸图31液压系统原理图33液压缸的设计计算的主要内容是，根据执行机构所要求的输出力和运动速度，确定油缸的结构尺寸和所需流量、确定液压系统所需的油压与总的流量，以选择油泵的规格和选择油泵电动机的功率。确定各个控制阀的通流量和压力以及辅助装置的某些参数等。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载8在本冲压机械手中，用到的油缸有活塞式油缸（往复直线运动）和回转式油缸（可以使输出轴得到小于360的往复回转运动）及无杆活塞油缸（亦称齿条活塞油缸）。331手臂升降、伸缩缸，手指夹紧缸图32双作用单杆活塞杆油缸计算简图（1）流量、驱动力的计算当压力油输入无杆腔，使活塞以速度V1运动时所需输入油缸的流量Q1为Q1DV1402对于手臂伸缩油缸Q1098CM/S，对于手指夹紧油缸Q1102CM/S,对于33手臂升降油缸Q1083CM/S3油缸的无杆腔内压力油液作用在活塞上的合成液压力P1即油缸的驱动力为P1DP142对于手臂伸缩油缸P159783N，对于手指夹紧油缸P129961N，对于手臂升降油缸P13500N当压力油输入有杆腔，使活塞以速度V2运动时所需输入油缸的流量Q2为Q2（DD）V240对于手臂伸缩油缸Q2087CM/S，对于手指夹紧油缸Q2096CM/S,对于33手臂升降油缸Q2072CM/S3油缸的有杆腔内压力油液作用在活塞上的合成液压力P2即油缸的驱动力为P2（DD）P142对于手臂伸缩油缸P1172N，对于手指夹紧油缸P1108N，对于手臂升降油缸P1305N（2）计算作用在活塞上的总机械载荷冲压机械手手臂移动时，作用在冲压机械手活塞上的总机械载荷P为优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载9PP工P导P封P惯P回其中P工为工作阻力P导导向装置处的摩擦阻力P封密封装置处的摩擦阻力P惯惯性阻力P回背压阻力P831256680208562N（3）确定油缸的结构尺寸油缸内径的计算油缸工作时，作用在活塞上的合成液压力即驱动力与活塞杆上所受的总机械载荷平衡，即PP1（无杆腔）P2（有杆腔）油缸（即活塞）的直径可由下式计算D113厘米（无杆腔）41P对于手臂伸缩油缸D50MM，对于手指夹紧油缸D30MM，对于手臂升降油缸D80MM，对于立柱横移油缸D40MM或D厘米（有杆腔）142PD油缸壁厚的计算依据材料力学薄壁筒公式，油缸的壁厚可用下式计算厘米2P计P计为计算压力油缸材料的许用应力。对于手臂伸缩油缸6MM，对于手指夹紧油缸17MM，对于手臂升降油缸16MM,对于立柱横移油缸17MM活塞杆的计算可按强度条件决定活塞直径D。活塞杆工作时主要承受拉力或压力，因此活塞杆的强度计算可近似的视为直杆拉、压强度计算问题，即42P优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载10即D厘米P4对于手臂伸缩油缸D30MM，对于手指夹紧油缸D15MM，对于手臂升降油缸D50MM,对于立柱横移油缸D16MM332机械手回转缸图33齿条活塞缸计算简图流量、驱动力的计算Q132DD当D103MM,D40MM,095RAD/S时Q952N作用在活塞上的总机械载荷PPP工P封P惯P回其中P工为工作阻力P封密封装置处的摩擦阻力P惯惯性阻力P回背压阻力P66108208382（N）油缸内径的计算优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载11根据作用在齿条活塞上的合成液压力即驱动力与总机械载荷的平衡条件，求得D（厘米）PP4D45MM333手腕回转缸在液压冲压机械手上实现手腕、手臂回转运动的另一种常用机构是单叶片回转油缸，简称回转油缸，其计算简图如下图12回转油缸计算简图流量、驱动力矩的计算当压力油输入回转油缸，使动片以角速度运动时，需要输入回转油缸的流量Q为Q4032DDB当D100MM,D35MM,B35MM,095RAD/S时Q002M/S3回转油缸的进油腔压力油液，作用在动片上的合成液压力矩即驱动力矩MM82DPB得M08NM作用在动片（即输出轴）上的外载荷力矩MMM工M封M惯M回优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载12其中M工为工作阻力矩M封密封装置处的摩擦阻力矩M惯参与回转运动的零部件，在启动时的惯性力矩M回回转油缸回油腔的背反力矩M23085122108545NM回转油缸内径的计算回转油缸的动片上受的合成液压力矩与其上作用的外载荷力矩相平衡，可得D（厘米）28DBPD30MM优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载13第4章液压泵站的设计41液压元件及介质的选择411液压泵（1）确定液压泵的最大工作压力PP（41）P1P式中P1液压缸或液压马达最大工作压力为6MPA；P从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。P的准确计算要待元件选定并绘出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取管路简单、流速不大的，取P（0205）MPA；管路复杂，进口有调阀的，取P（0515）MPA。选择管路损失P1MPA。则可得液压泵的最大工作压力则PP516MPA（2）确定液压泵的流量QP（42）MAXKP式中K系统泄漏系数，一般取K1113；QMAX同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量，可从（QT）图上查得。对于在工作过程中用节流调速的系统，还须加上溢流阀的最小溢流量，一般取23L/MIN。由题知系统的最大工作流量为53L/MIN此处取K12，则可预选液压泵的流量QP60L/MIN（2）选择液压泵的规格根据以上求得的PP和QP值，按系统中拟定的液压泵的形式，从产品样本或本手册中选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大2560。根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后选取双联叶片泵YB35/18，其泵的流量为53L/MIN，额定压力6MPA，额定转速2700R/MIN。最高压力30MP,最高转速2500R/MIN，额定功率75KW，重量155KG。412液压介质的选择液压介质运动粘度，即液压介质的牌号的选择液压系统的压力不高，为低压系统，并且液压系统回路较为简单。在液压系统中，液压泵的负荷最重，所以根据液压泵来选择液压介质的粘度，前面选用的是齿轮泵，根据液压设计与使用，可以查到对于符合条件的液压介质在3070时推荐为HL46，这种液压油质量比机械油高，用于中低压或简单机具的液压系统，允许粘度范围为16850，其最佳SM/2粘度范围为70250。符合液压站的要求。SM/2优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载14413液压阀类元件的选择阀的规格，根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也允许有20以内的短时间过流量。（1）先导式溢流阀溢流阀我们根据简单实用的原则，选用先导式直动型溢流阀灵敏度高，压力溢流量的影响较小，适合在中高压大流量下工作。根据我们确定的流量为240L/MIN，并且前面我们已经确定了液压回路采用板式连接，根据机械设计手册我们选择采用BG10V32型，调压范围0525MPA，最大流量400L/MIN，重量87KG。（2）压力继电器压力继电器是利用液体的压力信号来启闭电气触点的液压电气转换元件。它在油液压力达到其设定压力时，发出电信号，控制电气元件动作，实现泵的加载或卸载、执行元件的顺序动作。本系统设定压力为6MPA。查询机械设计手册第五版可知其型号为SG02C20，最高使用压力35MPA。（3）三位四通电磁换向阀电磁换向阀的主要作用是用于切换油路的走向。在液压回路的设计中已经确定了采用电液换向阀，根据液压元件与选用选择用3WE0G24型电磁换向阀，其通径为10MM，额定流量为120L/MIN，质量为6KG，工作压力为315MPA，可以采用多种直流的供电方式。为了结合我们选用无管集成的需求，我们选用板式连接。（4）压力表开关压力表开关的作用主要是为了当压力表出现问题是截断油路。根据液压设计手册选用KFL8/E，公称压力为315MPA。（5）压力表根据系统压力6MPA，查询液压元件与选用选取型号为Y60。（6）调速阀在工进是流量为110L/MIN。调速阀工作状态是系统工进的时候。所以根据工进时流量和压力，查询液压元件与选用选取型号2FRM1621/160L,通径为16MM,最大流量为160L/MIN，工作压力315MPA。（7）二位二通电磁换向阀换向阀的换向有压力继电器控制，在快进和快退的时候油路从这里通过。所以在快进是最大流量为200L/MIN，系统压力最大为6MPA，查机械设计手册第四版，选择型号3WE1020/W22050，通径为10MM，额定压力315MPA，额定流量为120L/MIN。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载15（8）单向阀单向阀我们根据简单实用的原则，选择板式连接，选用S型单向阀，根据确定的油路流量为200L/MIN，查询液压元件与选用，我们发现当通径为10MM时，流量为260L/MIN，额定压力315MPA。我们选择开启压力为03MPA的S10P3A0型。所有元件具体规格型号及规格如表21。表41序号名称型号件数规格生产厂家额定压降MPA1先导式溢流阀BG06C321调压范围025MPA榆次油研液压公司2压力继电器SG02C201压力35MPA华德液压厂3三位四通电磁换向阀3WE0G241315MPA，120L/MIN北京液压厂054压力表开关KFL8/E1315MPA北京液压厂5压力表Y601华德液压厂026调速阀2FRM1621/160L1315MPA,160L/MIN华德液压厂057二位二通电磁换向阀3WE1020/W220501315MPA,120L/MIN北京液压厂058单向阀S10P3A01351MPA，260L/MIN华德液压厂414油箱的设计油箱的有效容积（油面高度为油箱高度的80时的容积）根据液压系统发热，散热平衡计算。但是对于液压站来说，根据液压泵的最大流量为53L/MIN，油箱容量的经验公式为43VQ式中QV液压泵每分钟排出压力油的容积（M3）；经验系数，见表22。表42经验系数系统类型行走机构低压系统中压系统锻压机械冶金机械12245761210优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载16由前面可知压力为6MPA，系统为中低压，取。初步确定油箱容量为3L2145QV根据液压站的设计与使用可以取油箱容量为250L最为接近，长宽高分别为400MM、250MM、250MM，油箱至少厚度3MM。根据以往设计的经验可知箱底厚度应大于箱壁厚度，取其厚度为6MM，箱盖厚度应比箱壁厚度和箱底厚度大，选取箱盖厚度为9MM。为了便于放油和搬运，应该把油箱升起来，油箱底离地50MM。并且设有支架，油箱是用钢板焊接成的，而支架是通过单独制作的焊接在油箱的箱底边缘。支架上设置有414的螺栓固定在底板上。415液压集成阀块设计（1）控制阀的布置液压站的控制回路较为简单，根据拟定的系统原理图来布置液压阀，为了保证用最短的回路连接各个液压阀，减少沿程压力损失，需要把相关的液压阀都布置在一起。具体的液压阀型号在前面的液压阀的选择中可以知道。（2）孔径的确定液压回路孔道的尺寸，根据前面选择确定的液压阀的型号。查阅机械设计手册，可以得到其外形尺寸，根据其通径尺寸确定与之对应的油路板上的尺寸。（3）油路板的安装形式油路板的安装有整体式，支架式盒框架式三种，但是三种情况都不太适合这种情况，虽然采用L型安装刚度好，但是会增加很多空间。结合情况，油路板尺寸比较小，油箱顶部平面很大。采用平板式安装，把油路板平铺在油箱顶面，完全是可以的，并且不用铸造成L型这样麻烦。此外，油路板的外接油口都采用螺纹连接管件。42其它辅助液压装置的设计选择421过滤器的选择根据题目要求和系统性能的考虑，选择将过滤器置于液压泵吸油管路上油，并查询机械设计手册第四卷，选取型号为ZUH25010FS，流量为250L/MIN，额定压力32MPA，过滤精度10M，压差指示器工作差035MPA，初始压力降015MPA。422管道和管接头的选择（1）管道内径计算QD1294（44）优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载17式中D管道内径（MM）；Q通过管道内的流量（M3/S）；管内允许流速（M/S），见表43。计算出内径D后，按标准系列选取相应的管子。分别取吸油、压油、回油管路的液压油流速分别如下SM/51（25）（A）对于液压泵压油管这段取流量为53L/MIN，压力为6MPA；（B）分支到各条液压支路的压油管取流量为30L/MIN压力为6MPA。（C）回油管选取流量为53L/MIN压力为6MPA。经计算可得吸油路、压油路、回油路管路的内径分别为0053M、0022M、0053M。并采用无缝钢管进行管路的连接。表43允许流速推荐值管道推荐流速（M/S）液压泵吸油管0515，一般常取1以下液压系统压油管36，压力高，管道短，粘度小取大值液压系统回油管1526（2）管道壁厚的计算根据系统压力和流量采用无缝钢管，选择相应满足要求的钢管厚（26）2PD式中管壁厚度（M）；P管道内最高工作压力（PA）；D管道内径（M）；材料许用拉应力，其值；NBB管道材料的抗拉强度（PA）；N安全系数，对钢管来说，P7MPA时，取N8；P175MPA时，取N6；P175MPA时，取N4。据机械设计手册表选择管的标准外径和内径。吸油路管路内径和外径为40MM、50MM，压油路管路内径和外径为20MM、28MM，回油路管管路内径和外径为40MM、50MM。对于液压泵站采用无缝钢管，可以采用多种接头形式，有焊接式优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载18管接头，扩口密封管接头，卡套式管接头。焊接式管接头式最常用的，它采用接管焊接油管，焊接工作很大，需要酸洗，耐振性很好。扩口密封接头，需要对油管进行扩口处理，耐振性很差并且只能用于管径小于34MM的系统。卡套式连接装配比较方便，但是对油管的要求很高。综合比较，我们发现采用焊接式管接头比较符合我们的要求，但是也有很多不足，接头型号也不是很全面，需要考虑专门设计接头，采用螺纹密封和连接。423空气滤清器的选择空气滤清器主要是保持液压油箱油液的纯洁度，以免灰尘进入。查机械设计手册选用型号为Y200L16。424液位计的选择液位计一般设置在油箱侧壁上，以指示油箱中的液面位置。通常油箱上还应该设置温度计，以检测其油温，为了结构设计的合理性，选取带温度计的液位指示器。所以，查机械设计手册选取型号AF3EA20B。43动力系统的设计431电动机的选择在前面已经确定了液压泵的型号双联叶片泵YB35/18，驱动功率为75KW,液压泵工作压力为6MPA，流量53L/MIN,根据表24取泵的总效率，则液压泵720P驱动电动机所需的功率为。KWQPP3672065表44液压泵的总效率液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率0607065080060075080085查阅机械设计手册取Y160M2三相异步电动机。额定功率为75KW,同步转速2970R/MIN，为915。432联轴器的选择电机与液压泵的传动一般有带传动或者联轴器连接两轴，一般联轴器是两轴转速相同，要求结构紧凑的场合。带传动是用于中心距离比较大，传动比不为1不能采用联轴器直接连接的传动。根据机械设计手册可以知道电动机机的转速为，液压泵的额定转速为,最高转速为2500R/MIN,可以知0R/MIN972N10R/MIN2N道柴油机的转速满足液压泵的转速范围，并且液压泵站要求结构紧凑，液压泵要求上置，所以可以确定采用联轴器传动。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载19下面进行联轴器的选择根据公式（47）N950PT其中P为电动机的输出功率，T为输出轴的转矩，N为额定转速，效率，由此可以计算出公称转矩TNMM。查机械设计第八版的工作系数3176，计算转矩。为了减小启动载荷，缓和71AKM108NTK3AC冲击，并且柴油机和齿轮泵安装在同一个机架上，没有较大的曲线偏移补偿，所以应该采用弹性联轴器，一般我们采用弹性柱销联轴器。型号的选择需要根据柴油机输出轴的直径才可以确定。通过查询电机转轴直径为55MM。查GB/T43231984选择LT型。44液压系统性能校核441液压系统压力损失压力损失包括管路的沿程损失，管路的局部压力损失和阀类元件的局部1P2P损失，总的压力损失为3P48321P（1）沿程压力损失沿程压力损失，主要是快速注射时进油管路的压力损失。此管路假设最长为2M，管内经40MM，快进是流量80L/MIN，选用LHL46号油正常运转后油的运动粘度，油的密度。查机械设计手册知在管路中的实/SM1064Y253/875MKG际流速为（49）24DQ代入相关数据SM/106123（410）YDRE代入数据418306425优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载20查液压传动可知，时油在管路中呈层流状态，其沿程阻力系数为230ER（411）16按如下公式求得压力损失（412）2RE01DLP代入相关数据MPA0821758041836可见，沿程压力损失的大小与流量成正比，这是有层流所决定的。（2）局部压力损失当流体经过局部装置（如弯头、阀等）时，其流速的大小、方向都发生变化。在此局部流速重新分布，形成漩涡产生能量损失。即局部损失4132/2P式中局部压力损失因数，平均取1，初取10。则。02/87501/6222（3）阀类零件压力损失阀类元件的局部压力损失，即进油油路上的损失（414）2N3Q/P式中换向阀阀压差（PA）；03MPA；NNP通过阀的实际流量（）；/SM3阀的额定流量（）；NQ则。MPA690241/PN34153N取2，因为在进油口共有3个阀，则。PA381N3总的系统压力损失为优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载2100080021381408MP（416）321PP因为1408MPA141MP系统按照初选值来计算符合验算情况，设计方案较为合理。442系统发热计算系统的发热功率（417）1NHKWP式中液压泵的总输入功率；P液压系统的总效率。由前述计算，液压泵的输入功率为129KW。则。K81501921NHP液压系统中产生的热量，主要由油箱的散热面进行散热。由于管道散热面相对较小，且与自身由于压力损失产生的热量平衡，故忽略不计，只计算油箱的散热，其散热功率可按下式计算（418）TAK210式中油箱的散热系数，通风条件良好取17（）1CMW03/A邮箱的散热面积；系统中油液的温度，即油温允许4070，系统正常取601T1T01TC0环境温度取20。2C0表45油箱散热系数K1（W/（M2）冷却条件K1通风条件很差89通风条件良好1517用风扇冷却23循环水强制冷却110170表46各种机械允许油温（）液压设备类型正常工作温度最高允许温度数控机床30505570一般机床30555570机车车辆40607080优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载22船舶30608090冶金机械、液压机40706090工程机械、矿山机械50807090则。一般工作机械允许温升为624053VACAKHT012，结果符合液压系统的允许温升。不需要加冷却装置。CT3第5章电气控制系统设计51液压系统的特点分析冲压机械手液压系统图如图51所示。各执行机构的动作均由电控系统发信号控制相应的电磁换向阀，按程序依次步进动作。电磁铁动作顺序见表51。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载23定位缸手腕回转缸手指夹紧缸手臂回转缸手臂伸缩缸手臂升降缸图51冲压机械手液压系统该液压系统的特点归纳如下1）系统采用了双联泵供油，额定压力为6MPA，手臂升降及伸缩时由两个泵同时供油，流量为（3518）L/MIN，手臂及手腕回转，手指松紧及定位缸工作时，只由小流量泵2供油，大流量泵1自动卸载。由于定位缸和控制油路所需压力较低，在定位缸去路上串联有减压阀8，使之获得稳定的1518MPA压力。2）手臂的伸缩和升降采用单杆双作用液压缸驱动，手臂的伸出和升降速度分别由单向调整阀15、13和11实现回油节流调速；手臂及手腕的回转由摆动液压缸驱动，其正反向运动亦采用单向调速阀17和18、23和24回油节流调速。3）执行机构的定位和缓冲是冲压机械手工作平稳可靠的关键。从提高生产率来说，希望冲压机械手正常工作速度越快越好，但工作速度越高，启动和停止时的惯性力就越大，振动和冲击就越大，这不仅会影响到冲压机械手的定位精度，严重时还会损伤机件。因此为达到冲压机械手的定位精度和运动平稳性的要求，一般在定位前要采取缓冲措施。该冲压机械手手臂伸出、手腕回转由死挡铁定位保证精度，端点到达前发信号优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载24切断油路，滑行缓冲；手臂缩回和手臂上升由行程开关适时发信号，提前切断油路滑行缓冲并定位。此外，手臂伸缩缸和升降缸采用了电液换向阀换向，调节换向时间，亦增加缓冲效果。由于手臂的回转部分质量圈套，转速较高，运动惯性矩圈套，系统的手臂回转缸除采用单向调速阀回油节流调速外，还在回油路上安装有行程和节流阀19进行减速缓冲，最后由定位缸插销定位，满足定位精度要求。4）为使手指夹紧缸夹紧工件后不受系统压力波动的影响，保证牢固地夹紧工件，采用了液控单向阀21的锁紧回路。5）手臂升降缸为立式液压缸，为支承平衡手臂运动部件的自重，采用了单向顺序阀12的平衡回路。冲压机械手液压系统电磁铁、压力继电器动作顺序表如表1所示。表51冲压机械手液压系统电磁铁、压力继电器动作顺序表动作顺序1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12YK26插销定位手臂前伸手指张开手指抓料手臂上升手臂缩回手腕回转拔定位销手臂回转插定位销手臂前伸手臂中停手指张开优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载25手指闭合手臂缩回手臂下降手腕反转拔定位销手臂反转待料卸载52继电器接触器控制线路设计对于线路的设计我们采用的是逻辑设计法，根据冲压机械手液压系统图和冲压机械手的动作要求，我作出了其继电器电气原理图，见图52。这里我们对其继电器电气原理图进行说明。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载26图52继电器电气原理图优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载27图中SB2实现开机功能，按下SB2能KM线圈得电，启动电动机，为下面的顺序动作做准备。当要进行顺序动作时，继电器工作顺序如下（1）插定位销按下SB3，中间继电器K1线圈得电并自锁；1Y，12Y，K26得电，冲压机械手的定位缸右移，到达极限位置时，插上定位销。（2）手臂前伸当定位缸到达极限位置时，同时会触动行程开关ST1，中间继电器K2得电并自锁，中间继电器K2的辅助动断点断开，1Y失电，同时5Y得电，手臂伸缩缸开始前伸，实现手臂前能。（3）手指张开当手臂伸缩缸伸到一定位置时触动行程开关ST2，中间继电器K3得电并自锁，中间继电器K3的辅助动断点断开，5Y失电；同时9Y得电，手指夹紧缸向右滑动，实现手指张开功能。（4）手指抓料当手指夹紧缸向右滑动到一定位置时触动行程开关ST3，中间继电器K4得电并自锁，中间继电器K4的辅助动断点断开，9Y失电；手指夹紧缸向左滑动，从而实现手指抓料功能。（5）手臂上升当手指夹紧缸向左滑动到一定位置时触动行程开关ST4，中间继电器K5得电并自锁，中间继电器K5的辅助动断点断开，1Y失电；同时3Y得电，手臂升降缸开始上升，从而实现手臂上升功能。（6）手臂缩回当手臂升降缸上升到一定位置时触动行程开关ST5，中间继电器K6得电并自锁，中间继电器K6的辅助动断点断开，3Y失电；同时6Y得电，手臂伸缩缸开始向右滑动，从而实现手臂缩回功能（7）手腕回转当手臂伸缩缸向右缩到一定位置时触动行程开关ST6，中间继电器K7得电并自锁，中间继电器K7的辅助动断点断开，6Y失电；同时10Y得电，手腕回转缸开始转动，从而实现手腕回转功能（8）拔定位销当手腕回转缸转动到一定位置时触动行程开关ST7，中间继电器K8得电并自锁，中间继电器K8的辅助动断点断开，12Y失电，K26失电，10Y失电；拔出定位销。（9）手臂回转优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载28当定位缸向左滑动到一定位置时会触动行程开关ST8，电磁阀7Y得电并自锁，手臂回转缸开始转动，实现手臂回转功能。（10）插定位销当手臂回转缸转动到一定位置时会触动行程开关ST9，中间继电器K10得电并自锁，其辅助动断点断开，7Y失电；中间继电器K9得电，其辅助动合点关闭，12Y得电，K26得电，冲压机械手的定位缸右移，触动行程开关ST11时，插上定位销。（11）手臂前伸当定位缸触动行程开关ST10，中间继电器K13得电并自锁，中间继电器K11得电，其动合触点关闭，5Y得电；中间继电器K12得电，其动断触点断开，1Y失电；手臂伸缩缸开始前伸，实现手臂前伸功能。（12）手臂中停当手臂伸缩缸触动行程开关ST11，中间继电器K14得电并自锁，同时其动断中间继电器K11得电，其动合触点关闭，5Y失电；同时6Y时间继电器KT0得电，开始延时。（13）手指张开延时1S，延时开关KT0闭合，中间继电器K15得电，其动短触点断开，此时，中间继电器K12失电，其动断触点闭合，1Y得电；中间继电器K16得电，其动合触点闭合，9Y得电；手指夹紧缸向右滑动，实现手指张开功能。（14）手指闭合当手指夹紧缸向右滑动到一定位置时，触动行程开关ST12中间继电器K17得电并自锁，其动断触点断开，9Y失电；手指夹紧缸向左滑动，实现手指闭合。（15）手臂缩回当手指夹紧缸向左滑动到一定位置时，触动行程开关ST13中间继电器K20得电并自锁，中间继电器K18得电，其动断触点断开，1Y失电；中间继电器K19得电，其动合触点闭合，6Y得电，手臂伸缩缸向右滑动实现缩回功能。（16）手臂下降当手臂伸缩缸向右滑动到一定位置时，触动行程开关ST14中间继电器K21得电并自锁，其动断触点断开，6Y失电；同时4Y得电，手臂升降缸开始下降实现手臂下降功能。（17）手腕反转当手臂升降缸下降到一定位置时，触动行程开关ST15，中间继电器K22得电并自锁，其动断触点断开，4Y失电；同时11Y得电。手腕回转缸开始转动，实现反转功能。（18）拔定位销优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载29当手腕回转缸转到一定位置时，触动行程开关ST16，中间继电器K23得电并自锁，其动断触点断开，11Y失电，12Y失电，压力继电器K26失电。定位缸开始向左滑动，拔下定位销。（19）手臂反转当定位缸向左滑动到一定位置时，触动行程开关ST17，中间继电器K24得电并自锁；同时8Y得电。手臂回转缸开始转动，实现手臂反转动。（20）待料卸载当手臂回转缸转到一定位置时，触动行程开关ST18，2Y得电，实现待料卸载。KT1得电开始计时，延时3S后，中间继电器K25得电,所有动作结束。53电器元件的选择在设备电气控制线路中，为了满足生产工艺及电力拖动的需要，电动机要经