度的机械手,如下图 2.1 所示: 1-机座 2-机身 3-俯仰手臂 4-手臂 5-手腕 6-手指 图 2.1 机械手总体结构简图 机座:起支撑机身的作用,同时与地面通过地脚螺栓固定承受着机械手整体的比较大的压力。
由于体积大,所以用铸造,铸造材料为铸铁。
此处已删除 部件在运动时对缸底或端盖的冲击,在它们的行程终端能实现速度的递减,直至为零。
通常是通过节流作用,使液压缸运动到端点附近时形成足够的内压,降低液压缸的运动速度,以减小冲击。
其工作原理是使缸筒低压腔内油液全部或部分通过节流把动能转化为热能,热能则由循环的油液带到液压缸外。
本设计中采用的缓冲装置是可变节流槽式的缓冲装置。
这种缓冲装置是在缓冲柱塞上开由浅到深的三角节流沟槽,节流面积随着缓冲行程的增大而逐渐减少,缓冲压力变化平缓。
5.3.6 液压缸的排气装置 为使液压缸运动稳定,在新装上液压缸之后,必须将缸内的空气排出。
排气的方法之一是使液压缸反复运动,直到运动平稳。
但更可靠的方法是在液压缸上设置排气塞(排气阀),排气塞的位置一般放置在液压缸的端部,双作用液压缸则应设置两个排气塞。
如果排气阀设置不当或者没有设置,压力油进入液压缸后,缸内仍会存在空气,由于空气具有压缩性和滞后扩张性,会造成液压缸和整个液压系统在工作中的振动和爬行,影响液压缸的正常工作。
为了避免这种现象,除了防止空气进入液压系统外,必须在液压缸上安设排气阀,因为液压缸是液压系统的最后执行元件,会直接反映出残留空气的危害。
对于速度要求较高的液压缸和大型液压缸需要专门设置排气装置,如排气塞、排气阀等。
对于要求不是很高的液压缸,往往不需要设计专门的排气装置,而是将油口布置在缸筒的最高处,这样也能使空气随着油液排往油箱,再从油箱逸出。
本设计采用后者。
5.4 制定基本方案 设计合理的液压系统才能确保全面、可靠地实现设计任务书中规定的各项技术指标,通常做法是先选定系统类型,分别选择各项要求的基本回路,最后再将各基本回路组合成完整的液压系统。
由于影响液压系统方案的因素很多,设计中仍主要靠经验来完成。
5.4.1 基本回路的选择 1)压力源回路:压力源回路又称动力源回路,其功能是向液压系统提高满足执行 、机构需要的压力和流量。
压力源回路是由油箱、油箱附件、液压泵、电动机(发动机)安全阀、过滤器、单向阀等组成。
设计中采用高低压双联泵液压源回路。
2)压力控制回路:压力控制回路是以控制系统及各支路压力,使之完成特定功能的回路。
压力控制回路的种类很多,在一个工作循环的某一段时间内各支路均不需要新提供的液压能时,考虑采用泄卸荷回路;当某支路需要稳定的低于动力油源的压力时,应考虑减压回路;当载荷变化较大时,应考虑多级压力控制回路;当有惯性较大的运动部件时容易产生冲击时,应考虑缓冲或制动回路;在有升降运动部件的液压系统中应考虑平衡回路等。
本设计中采用通常将调压、限压回路与油源回路合并考虑。
3)速度控制回路:液压系统原理图的核心是调速回路,调速方案和调速回路对其它回路的选择具有决定性的影响。
本系统是功率较小的,故选用简单的进油路节流阀调速。
同样的道路选用单泵供油,力求较好的经济性。
在机械手的升降缸采用单伸出杆时,为了使往复运动速度一致时要采用两个单向节流阀来实现。
若只用一个节流阀调速时,则应将节流阀放到换向阀下面,并按有杆腔进油达到最大允许速度,但仍然符合设计要求。
4)方向控制回路:控制执行元件的启动、停止或改变运动方向或控制液流通断或改变方向均需采用方向控制回路。
实现方向控制的基本方法有:阀控主要是采用控制阀分配液流;泵控是采用双向定量泵或双向变量泵改变液流的方向和流量;执行元件控制是采用双向液压马达来改变液流方向。
本设计中采用阀控。
5.5 液压元件的选择5.5.1 液压泵的选择 油泵作为液压系统的动力元件,是液压系统的心脏,它把原动机(电动机、柴油机等)输入的机械能(转矩和角速度)转换为液压能(压力和流量)输出,为执行元件提供压力油。
液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作特性和可靠性,在液压传动中占有及其重要的地位。
液压泵按排量能否改变分为定量泵和变量泵;按进、出油口的方向是否可变分为单向泵和双向泵;按运动构件的形状和运动方式分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵。
选用液压泵的原则和根据有: 1是否要求变量:要求变量选用变量泵,其中单作用叶片泵的工作压力较低,仅适用于机床系统。
2工作压力:目前各类液压泵的额定压力都有所提高,但相对而言,柱塞泵的额定压力最高。
3工作环境:齿轮泵的抗污染能力最好,因此特别适于工作环境较差的场合。
4噪音指标:属于低噪音的液压泵有啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵,后两种泵是瞬时理论流量均匀。
5效率:按结构形式分,轴向柱塞泵的总效率最高;而同一种结构的液压泵,排量大的总效率高;同一排量的液压泵,在额定工况(额定压力、额定转速、最大排量)时总效率最高,若工作压力低于额定压力或转速低于额定转速、排量小于最大排量,泵的总效率将下降,甚至下降很多。
因此,液压泵应在额定工况(额定压力和额定转速)或接近额定工况是条件下工作。
目前在机械手上多数采用齿轮泵和叶片泵,而从流量特性来看,多数是采用定量泵。
设计中采用 PV2R 双联叶片泵。
已知系统压力为 8MPa,选取 PV2R12,查机械设计手册表 20-5-33 选取其前泵排量 V1 为 33mL/r,后泵排量 V2 为 12mL/r,其允许最高转速 1800r/min,最.
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