回转油缸说明书

1 / 15 回转油缸说明书 时间： 2016-06-14 来源：唯才教育网 本文已影响 人 绪 论 第3 页 第 1章 液压传动的基础知识 第 4页 第 2 章 第 3 章 D G DG 第 4 章 总 结 液压传动系统的组成 第 4 页 液压传动的优缺点 第 4 页 液压传动技术的发展及应用 第 6 页 液压传动系统的执行元件 液压缸 第 8页 液压缸的类型 特点及结构形式 2 / 15 第 8 页 液压缸的组成 第 11 页 型车辆用液压缸的设计 第 19 页 简介 第 19 页 型液压缸的设计 - 第 20 页液压缸常见故障分析与排除方法 第 27 页 第 29 页 绪论 第一章 液压传动的基础知识 液压传动系统的组成 液压传动系统由以下四个部分组成： 1动力元件 液压泵 其功能是将原动机输出的机械能转换成液体的压力能，为系统提供动力。 2执行元件 液压缸、液压马达。它们的功能是将液体的压力能转换成机械能，以带动负载进行直线运动或者旋转运动。 3控制元件 压力、流量和方向控制阀。它们的作用是控制和调节系统中液体的动力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力、运动速度和运动方向。 4辅助元件 保证系统正常工作所需要的辅助装置。包括管道、管接头、油箱过滤器和指示仪表等。 3 / 15 5工作介质 -工作介质即传动液体，通常称液压油。液压系统就是通过工作介质实现运动和动力传递的。 液压传动的优缺点 优点： 1体积小、重量轻，单位重量输出的功 率大。 2可在大 范围内实现无级调速。 3操纵简单，便于实现自动化。特别是 和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。 4惯性小、响应速度快，起动、制动和换 向迅速。 5易于实现过载保护，安全性好；采用矿 物油作为工作介质，自润滑性好。 6液压元件易于实现系列化 标准化和通 用化。 缺点： 1由于液压传动系统中存在的泄漏和油液 的压缩性，影响了传动的准确性，不易实现定比 传动。 2不适应在温度变化范围较大的场合工作。 3由于受液体流动阻力和泄漏的影响，液 压传动的效率还不是很高，不易远距离传动。 4 / 15 4液压传动出现故障不易查找。 液压传动技术的发展及应用 液压技术，从年英国制造出世界上第一台水压机诞生算起，已经有多年的历史了，然而在工业上的真正推广使用却是世纪中叶的事情了。第二次世界大战期间，在一些武器装备上用上了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，大大的提高了武器装备的性能。 同时， 也加速了液压技术本身的发展。战后，液压技术迅速由军事转入民用，在机械制造、工程机械、锻压机械、冶金机械、汽车、船舶等行业中得到了广泛的应用和发展。世纪年代以后，原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展，再次将液压技术向前推进，使其在各个工业领域得到了更加广泛的应用。 现代液压技术与微电子技术、计算机技术、传感技术的紧密结合已经形成并发展成为一种包括传动、控制、检测在内的自动化技术。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进 展， 在完善发展比例控制和伺服控制、开发数字控制技术上也有许多新成果。同时，液压元件和液压系统的计算机辅助设计和测试、微机控制、机电一体化、液电一体化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液压5 / 15 技术发展和研究的方向。继续扩大应用服务领域，采用更先进的设计和制造技术，将使液压技术发展成为内涵更加丰富完整的综合自动化技术。 目前，液压技术已广泛应用于各个工业领域的技术装备上，例如机械制造、工程、建筑、矿山、冶金、船舶等机械，上至航空、航天工业，下至地矿、海洋开发工程，几乎无处不见液压技术的踪迹。 液压技术的应用领域大致上可以归纳为以下几个主要方面： 各种举升、搬运作业。尤其在行走机械和较大驱动功率的场合，液压传动已经成为一种主要方式。如起重机、起锚机等。 各种需要作用力大的推、挤、挖掘等作业装置。例如，各种液压机、塑料注射成型机等。 高响应、高精度的控制。飞机和导弹的姿态控制等装置。 机械系统设计课程设计 说明书 设计课题：工业机械手手爪和手腕设计 指导教师：洪林教授 设计者：周炜晨 班级：机械设计制 造及其自动化 1001 学号： 20161335 一、设计概述 6 / 15 1 工业机器人由操作机、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。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产 ;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重 大。液压传动机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是 :介质李源极为方便，输出力小，液压动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在 30 公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 二、设计要求 对机械手的手部、腕部进行结构设计，相关设计计算，校核计算。要求机械手能够夹持圆柱形铁质工件。铁质工件重 12kg，直径 120mm。 三、滑槽杠杆式手部结构设计 工件高度计算 7 / 15 由密度公式 = ，推知工件高度 h= = 式中 m=12kg=12000g， =/cm3， r=60mm=6cm 夹紧力的计算 手指对工件的夹紧力可按下式计算： N K1K2K3G 1） K1 安全系数，这里取 K1= 2） K2 工件情况系数，主要考虑惯性力的影响，近似估算为： K2=1+ 3） K3 方位系数，由于工 件轴线与水平面垂直，故取 K3 4 4） G 被抓取工件重量，已知 G=12kg NK1K2K3G = 夹紧缸驱动力计算 1）由于设计选取夹持式手爪，故得驱动力公式： P= 其中设计 c=48mm， b=170mm， =30o，则 2 P=2）取 ?= P实际 = =1368 = 液压缸相关尺寸设计 8 / 15 1）设计油缸直径 D： 由于 P实际 =P油 选取活塞杆直径 d=，压力油工作压力 P油 =40kgf/cm D= = 2 则活塞杆直径为： d=45mm 2）活塞杆直径校核 依公式 ,其中 =120MPa， F实际 =P实际 =，得到： =，满足强度要求。 3）缸筒壁厚的设计 缸筒直接承受压缩空液压力，须有一定厚度。一般液压缸缸筒壁厚与内 径之比小于或等于 1/10，其壁厚可按薄壁筒公式计算： 缸筒壁厚， mm D 液压缸内径， mm PP 实验压力，取 PP=油 =6x105Pa 材料为： 45#钢， =116 MPa 代入己知数据，则壁厚为： 3 9 / 15 = 取 ，即可满足。则缸筒外径为： D外 =90+6x2=102mm 四、机械手腕部结构设计 腕部回转力矩计算 手腕的回转、上下和左右摆动均为回转运动，驱动手腕回转时的驱动力矩必须克服手腕起动时所产生的惯性力矩，手腕的转动轴与支承孔处的摩擦阻力矩，动片与缸径、定片、端盖等处密封装置的摩擦阻力矩以及由于转动件 的中心与转动轴线不重合所产生的偏重力矩。 回转油缸所产生的驱动力矩必须大于总阻力矩 M总。 1）腕部在回转时需要克服以下三种阻力： 1 .腕部回转支承处的摩擦力矩 M 摩 为简化计算，一般取 M摩 =总 2 .克服由于工件重心偏置，所需的力矩 M 偏 M 偏=G1e 3 .克服起动惯性，所需的力矩 M 惯 起动过程近似等于加速运动，根据手腕回转的角速度及起动时间 t起， 按下式计算： M惯 = 式中， J工件 工件对手腕回转轴线的转动惯量 J 手腕回转部分对手腕回转轴线的转动惯量 10 / 15 秒 手腕回转所需的驱动力矩相当于上述三项之和： M总 =M摩 +M偏 +M惯 2）假设手爪、手爪驱动油缸、回转油缸传动件等为一个等效圆柱体，其高为 350mm，直径为 110mm，其重量G2=26kgf；等速转动角速度 =150/s。 1 .求 M惯 = 手腕回转过程的角速度 t起 起动过剩中所需时间，一般取秒，这里取 查表有 J=mR2= J工件 = 代入 = = 4 M惯 = = 2 .不妨设手爪夹持在工件中间位置，所以工件重心到手腕回转轴线的垂直距离 e=0，所以 M 偏 =G1e=0 3 .M总 =M 摩 +M偏 +M惯 =总 +0+ M总 = 腕部重要尺寸设计计算 1）液压缸相关尺寸设计 由一、中油缸内径系列表，11 / 15 选择缸体内径 d=160mm，动片宽度 b=40mm，输出轴半径r=25mm。 1 .回转油缸工作压力计算 可以由此转换为 式中 ， M 阻 手腕回转总阻力矩 p 回转油缸工作压力 R 缸体内经半径 r 输出轴半径 b 动片宽度 得到， =5541pa，取 P=1Mpa 2 . 螺钉数量设计 t为螺钉间距，间距跟工作压力有关，每个螺钉在危险界面上承受的拉 力为： FQS =FQ+F QS 式中， FQ 为工作载荷， F QS为预紧力 5 级毕业设计 课题名称： DG型液压缸的设计 专 业：设 计 人： 指导老师 : 电 话： 绪 论 第 3页 第 1章 液压传动的基础知识 12 / 15 第 4页 液压传动系统的组成 第 4页 液压传动的优缺点 第 4页 液压传动技术的发展及应用 第 6页 第 2 章 液压传动系统的执行元件 液压缸 第 8页 液压缸的类型 特点及结构形式 第 8页 液压缸的组成 第 11页 第 3章 D G型车辆用液压缸的设计 第 19页 简介 第 19页 DG 型液压缸的设计 - 第 20页 第 4章 液压缸常见故障分析与排除方法 第 27 页 总 结 第 29 页 参考文献 13 / 15 第 30页 绪论 液压传动是研究以有压流体为传动介质来实现各种机械的传动控制的学科。液压传动是根据流体力学的基本原理，利用流体的压力能进行能量的传递和控制各种机械零部件运动。 郑州强盛液压制造股份有限公司主要生产： 一、 冶金设备用系列液压缸 二、 工程机械系列液压缸 三、 应用于冶金、矿山、石油化工、机床等 设备中的液压站、润滑站系统总成。 等产品的设计与生产。 由于液压系统用途广泛，内部结构原理复杂。再结合本公司的实际，本次设计主要是针对液压系统的执行元件 液压缸的设计。具体设计产品为 DG型液压缸。 在本次设计过程中，得到了洛阳大学机电工 程学院主任、郑州强盛液压制造股份有限公司产品技术开发部设计师赵建忠老师的悉心指导和大力支持。在此，对他们表示衷心的感谢！ 由于资料缺乏，时间仓促，加上设计者本人水平有限，毕业论文中不足之处在所难免，敬请批评指正。 编者： 年 月 日 第一章 液压传动的基础知识 14 / 15 液压传动系统的组成 液压传动系统由以下四个部分组成： 1动力元件 液压泵 其功能是将原动机输出的机械能转换成液体的压力能，为系统提供动力。 2执行元件 液压缸、液压马达。它们的功能是将液体的压力能转换成机械能，以带动负载进行直线运动或者旋转运动。 3控制元件 压力、流量和方向控制阀。它们的作用是控制和调节系统中液体的动力、流量和流动方向，以保证执行元件达到 所要求的输出力、运动速度和运动方向。 4辅助元件 保证系统正常工作所需要的辅助装置。包括管道、管接头、油箱过滤器和指示仪表等。 5工作介质 -工作介质即传动液体，通常称液压油。液压系统就是通过工作介质实现运动和动力传递的。 液压传动的优缺点 优点： 1体积小、重量轻，单位重量输出的功 率大。 2可在大范围内实现无级调速。 3操纵