卡车胎成型车间卸胎手的设计【11张PDF图纸+CAD制图+文档】
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大连水产学院本科毕业论文(设计) 第一章 绪论第一章 绪 论机器人是一种典型的、机电一体化的、独立的自动化生产工具。机械手则是机器人学的一个分支。各种生产过程的机械化和自动化是现代技术发展的总趋势。随着技术进步和国民经济的发展,为适应产品品种频繁更新所形成的中、小批量生产,作为现代最新水平的FMS(柔性制造系统)和FA(工厂自动化)技术的重要组成部分的工业机器人技术也得到了迅速发展。机械手设计技术是一门跨学科的综合性技术,它涉及到力学、机构学、机械设计、气动液压技术、自动控制技术、传感技术和计算机技术等学科领域,是一门新型的综合性技术。机械手的产生是在本世纪20年代,由于机械制造业的发展而出现了一种附属在自动机、自动化生产线上可以代替人力传递和装卸工件的专用装置。40年代开始,为处理危险作业(辐射、易爆、有毒、高强度、高难度等工作场合),出现了一种有操作者直接控制的操作机,它可以由操作者直接驱动或由电动机驱动,亦可采用遥控操作。由于机械手、操作机、机器人有许多共同点,他们在技术是相通的,有时很难严格区分。世界上对机器人的分类有很多种,参照日本按输入信息和示教方式来进行分类和定义,可分为下面六种,它们是:手控操作器用于手操纵的操作机。固定程序机器人按照事先设定好的作业顺序、条件和位置,逐个执行动作的操作装置,设定后的信息不能轻易变更。可变程序机器人事先设定好的作业顺序及其他信息可以方便地变更的操作装置。示教再现型机器人采用示教式完成编程,并记录这些信息,机器人能重复再现示教的全部动作(称为在线编程方式)。数控机器人事先将动作顺序及其他信息进行数控编程(称为离线编程方式,例如用穿孔纸带、磁带、磁盘等)的可变程序机器人。智能机器人具有感觉、识别环境和决策规划的功能,可根据任务指令要求,自动规划完成任务的步骤。即具有类似人的某些智能的机器人。总括起来,一般认为机械手(Mechanical Hand)是一种能模仿人手臂的动作,按事先设定的作业顺序、轨迹和其他要求,实现自动抓取、搬运等作业的机械化、自动化装置。机械手在多数情况下附属于主机,程序固定(也可以通过硬件稍作变更),如数控机床,加工中心上的上、下料、自动换刀机械手,因它们有一定的专用性,又称专用机械手。操作机(Manipulator)是一种独立的有人工操纵的半自动的搬运、抓取、操作的装置。工业机器人与专用机械手的重要区别是前者具有独立的控制系统(大多应用计算机技术);可以容易的通过再编程的方法实现动作程序的变化来适应不同的工作要求,而机械手则只能完成比较简单的搬运、抓取及上下料工作,常常作为机器设备上的附属装置,其程序是固定不变的,甚至没有程序控制,只是简单的手动操作。随着改革开放,市场经济的蓬勃发展,我国的制造业也随之日新月异。在新一轮的国际产业结构变革中,我国正逐步成为全球制造业的重要基地之一,以信息化带动工业化,发挥后发优势,推动社会生产力的跨越式发展战略,应用高新技术,特别是信息技术改造传统技术,促进产业结构的优化升级,向着机械化,自动化发展,将成为今后一段时间制造业发展的主题之一。在我国加入WTO以后,制造业成为我国具有竞争优势的行业之一,当前世界上正在进行着新一轮的产业结构调整,一些产品的制造也向发展中国家转移。中国已经成为许多跨国公司的首选之地。中国成为世界制造大国,已成为不争的事实。而在各行各业中,汽车制造当属重中之重。组成汽车的各个部件的制造过程成为现代工程师研究的主题,汽车的轮胎制造过程也当属其一。今天,我将完成的题目是:“卡车胎成型车间卸胎手”。轮胎是汽车必须的组成部分,众所周知,汽车的发展非常的快。从无到有、从小到大、从短到长。卡车有轻卡、小卡、中卡、重卡。总之,轮胎所承受的压力越来越大。如此以来,轮胎本身的重量也发生了很大的变化,从普通的20公斤增长到了60公斤,人力再也满足不了卸胎的速度要求,更不用说人力所不能及的重型车胎了。其次,据调查,2003年的家用轿车比1997年同期增长了10倍,而2003年的载重型货车比1997年同期增长了6倍这样看来,汽车车胎的需求量也会随之增长,随着载重量的加大,那么车胎就更容易损坏,在这种情况下,就急需提高车胎的生产效率,所以,机械自动化代替人工成为发展的必然。生产效率的提高成为制造业的迫切要求。在人为时,我们强烈的渴望着机械化生产。而今天为了进一步提高生产效率,我们更需要的是自动化。本次设计将会成功的解决卡车胎成型车间遇到的这两大问题。 针对汽车的发展形势,机械式自动化卸胎手也成为历史发展的必然。卡车胎成型车间卸胎手具有以下优点:首先,提高了生产率,满足了社会上的供求关系,方便了用户,增加了厂方效益,达到了双方受益。其次,降低了劳动强度,便于操作,减少了劳动力,减少了工人的劳动量,同样的一名工人,比过去的生产率提高了几倍,可以说是事半功倍。第三,卡车胎成型车间卸胎手的问世,减少了人的参与,避免了意外事故的发生率,提高了安全性,保证了工人的人身安全。最后,卡车胎成型车间卸胎手与人工相比,它使得胎筒受力均匀,行走路线一致,平衡性能好,不会造成车胎的变形或意外损伤。基于以上优点,我想卡车胎成型车间卸胎手将会成为轮胎车间的好助手。对于卡车胎成型车间卸胎手的设计,我已有了初步的构想,根据要求,所要完成的动作主要有以下:1, 将成型的胎筒从二次成型设备上取下;2, 旋转一周找准基准面,通过检验无误;3, 转移到包边机上进行包边;4, 将胎筒放置到圆盘上。对于以上的动作过程,我将拟采取以下设计方案:把这四个动作分别用两台机器完成,前三个动作为一体,后一个为一体,在完成所有的动作中,运动形式均采用汽缸或电机作为驱动力。由于空间位置的限制:1,胎筒距离地面的高度仅有550;2,胎下可利用的空间宽度只有500;3,取走胎筒后,此空间必须留给其它设备即离开胎下导轨。见于此种情况,设计思想如下图1-1所示:图11(此图不作为设计标准尺寸)1,支撑机构 2,托起机构 3,升举机构 4,行走机构第二部分是卸台机构,如图12所示,完成输送、翻转两个动作。图12(此图不作为设计标准尺寸)1滑台 2,翻转台 3,旋转气缸 4,划架气缸取胎车移向导轨,支撑汽缸落下,接触导轨,采用双层汽缸两次推进,直到胎筒下,托起汽缸托起胎筒,双层汽缸再退回到初位,胎筒被取下,支撑汽缸升起高于圆形水平导轨,取胎车通过电机带动齿轮齿条沿垂直导轨移向包边机,在此过程中,进行第一次卸胎,由电机带动的短拨杆将其卸到旋转台上,旋转180度,经检验合格后,进行第二次卸胎,再由电机带动的长拨杆卸到包边机上进行包边,完成后,人为将其推到翻转机上,由翻转机上的汽缸移到接近圆盘位置,升举汽缸升起一定角度,将胎筒卸到圆盘上,不包括卷边的时间,20秒内可以完成所有的动作。卡车胎成型车间卸胎手完全按照厂方提供的设计要求设计:1,将胎筒从成型机移到包边机,包边结束后,再将胎筒从包边机翻转90度垂直放在圆盘上。胎筒上印有O的一侧放在下面;2,此机构不能造成胎筒永久变形或刮伤胎筒表面;3,使用此机构不能减少产量。目前产量50个胎筒/班(8小时),卸胎筒的平均时间为12秒。该机构最多用时不能超过20秒; 4,此机构不能占用太多操作空间,车间建议使用地面卸胎;5,机构的结构尽量简单,便于操作和维修。一个人可以操作,至多两个人可以维修;6,此机构不能污染胎筒,材料为允许接触橡胶材料,润滑装置不能将润滑油沾到胎同上;7,设计应考虑到操作和维修的方便性和安全性。在我完成设计过程中,可能会遇到以下问题:1,由于首次采用PLC控制进行设计,所以首先得熟悉PLC的功能以及编程方法;2,本次设计是实体设计,要进行实体调试,并且要接入380V的强电,这就要求布线必须严谨,注意安全。设计完成后,将要进行安装和调试。由于驱动力由七个汽缸和四个电机组成,也就是调试的动作比较多,我将实施对每一个动作进行调试,以免造成不必要的混乱。其中汽缸和导轨都是精度非常高的设备,所以在安装过程中,首先应用水平尺进行测平,保证两导轨水平平行,达到最佳状态,运动流畅。汽缸的安装也要达到一定的标准,即汽缸要与被驱动体平行。保证汽缸的推杆只受轴向力,而不受径向力。不但可以减少驱动力,而且还延长了汽缸的寿命。在调试过程中,限位开关和传感器的位置也不可以忽视,触发的位置要得当,
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