四自由度機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要企業(yè)為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲取優(yōu)勢(shì)，在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中都把自動(dòng)化作為提高效率的一個(gè)重要途徑加以推行。其中具有移動(dòng)工件以及抓取功能的自動(dòng)化裝置機(jī)械手成為當(dāng)前普遍應(yīng)用的裝置。本次設(shè)計(jì)的四自由度機(jī)械手液壓系統(tǒng)，主要由手爪、手腕、手臂、機(jī)身和機(jī)座等組成。由液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮和升降，手臂的擺動(dòng)和手腕的回轉(zhuǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出液壓系統(tǒng)，并對(duì)元件進(jìn)行計(jì)算和選型。運(yùn)用仿真軟件對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。利用PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。繪制了主液壓缸裝配圖及其零件圖、液壓元件的集成塊裝配圖及其零件圖和油箱的結(jié)構(gòu)圖等。關(guān)鍵詞：機(jī)械手；液壓系統(tǒng)；油箱；集成塊；PLC控制；系統(tǒng)仿真目錄TOC\o"1-3"\h\u11209第一章緒論 1186451.1引言 1301391.2相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 1302331.2.1機(jī)械手在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1261761.2.2液壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r 1283371.3本設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容 21183第二章明確技術(shù)要求 3182482.1對(duì)液壓系統(tǒng)的要求 3315842.1.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) 337212.1.2液壓執(zhí)行元件的選擇 470852.2液壓缸的載荷組成與計(jì)算 4249832.3液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 11174822.3.1初選液壓系統(tǒng)工作壓力 11188252.3.2液壓缸的主要尺寸的確定和液壓馬達(dá)的排量計(jì)算 1145332.3.3執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力 1411092.3.4執(zhí)行元件實(shí)際所需流量 16112912.3.5各執(zhí)行元件的功率循環(huán) 1811604第三章擬定液壓系統(tǒng)圖 18293073.1回路的選擇 18289923.2繪制液壓系統(tǒng)圖 194021第四章液壓元件的選擇與計(jì)算 20126824.1液壓泵的選擇 2027514.2選擇液壓泵的規(guī)格 20255894.3電動(dòng)機(jī)的選用 2117954.4其他元件的規(guī)格 21149074.4.1所選液壓閥 2146374.4.2管道尺寸的確定 2286484.4.3油箱的容積 2210500第五章液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 23153725.1驗(yàn)算回路中的壓力損失 23262245.1.1升降缸壓力損失 23255335.1.2伸縮缸的壓力損失 24167935.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱升溫計(jì)算 251318第六章油箱和液壓元件集成塊設(shè)計(jì) 27183796.1油箱設(shè)計(jì) 27107306.1.1油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn) 27203756.1.2油箱的主要參數(shù)確定 27235236.2液壓元件集成方式的確定 28232216.2.1液壓系統(tǒng)的分解 28245886.2.2液壓控制閥的布置 29173636.3液壓控制裝置總裝圖設(shè)計(jì)與繪制 2944946.4油路板零件圖設(shè)計(jì)與繪制 2932730第七章PLC控制及仿真 309837總結(jié) 3413948參考文獻(xiàn) 3521505附錄 37第一章緒論引言工業(yè)機(jī)械手是自動(dòng)控制領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，是現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分。機(jī)械手涉及方面非常廣泛包括流體力學(xué)、機(jī)械、電液技術(shù)、自動(dòng)控制、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域，并且形成了一門(mén)跨越多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的綜合性的專(zhuān)業(yè)一機(jī)械手工程。工業(yè)機(jī)械手的出現(xiàn)在某些領(lǐng)域上可以代替人工的操作，在節(jié)省勞動(dòng)力的同時(shí)，也節(jié)約大量的成本。機(jī)械式移動(dòng)作業(yè)具有很高的準(zhǔn)確率及其在不同的環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)的能力，在我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中占據(jù)很大的地位和發(fā)展空間。而且機(jī)械手也被認(rèn)為是機(jī)器人的一個(gè)重要組成部分。近幾年隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了機(jī)械手的進(jìn)步，形成了多項(xiàng)研究成果；擴(kuò)大了其在企業(yè)中的應(yīng)用范圍。相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)機(jī)械手在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r機(jī)械手在第二次世界大戰(zhàn)期間首次發(fā)展和傳播，直至九十年代，現(xiàn)如今機(jī)械手技術(shù)不僅融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，還同其他相關(guān)信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了結(jié)合，性能得到了進(jìn)一步提升。如今，隨著我們?cè)谌祟?lèi)經(jīng)濟(jì)學(xué)活動(dòng)中的范圍一步一步地拓寬和擴(kuò)大，人們也廣泛地針對(duì)非制造業(yè)的機(jī)械手進(jìn)行了探索和研究，例如：醫(yī)療機(jī)械手、軍用機(jī)械手等等，都取得了一些顯著的結(jié)果。由于目前我國(guó)應(yīng)用機(jī)器人的自主研究研制工作在目前我國(guó)國(guó)內(nèi)起步比較遲，“七五”以來(lái)，我國(guó)投入了大量科研資金，致力于解決大型工業(yè)應(yīng)用機(jī)器人及相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，并完成自主研發(fā)和批量生產(chǎn)各種教學(xué)和復(fù)制大型工業(yè)應(yīng)用機(jī)器人的成套應(yīng)用技術(shù)。九十年代以來(lái)作為引起世界新一輪國(guó)民經(jīng)濟(jì)體制深化改革和推動(dòng)社會(huì)主義工業(yè)技術(shù)文明進(jìn)步的工業(yè)機(jī)器人制造熱潮被眾多全球性企業(yè)掀起，我國(guó)的大型工業(yè)工程機(jī)器人制造企業(yè)在生產(chǎn)實(shí)際操作中又一次不斷向前推進(jìn)邁了一個(gè)新的技術(shù)大步，形成了一批大型工業(yè)工程機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用制造基地，為今天的整個(gè)我國(guó)為工業(yè)機(jī)器人制造行業(yè)的持續(xù)蓬勃發(fā)展進(jìn)步打下了堅(jiān)固的技術(shù)基礎(chǔ)[13]。液壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r第二次世界大戰(zhàn)后，液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防、汽車(chē)、機(jī)床等行業(yè)，并自主發(fā)展。西方國(guó)家建立了行業(yè)協(xié)會(huì)和專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)并且許多國(guó)家都十分重視液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及開(kāi)發(fā)，也非常關(guān)注液壓控制的相關(guān)內(nèi)容。這一時(shí)期被稱(chēng)為液壓工業(yè)的黃金時(shí)代，液壓技術(shù)在這一時(shí)期得到了相應(yīng)的發(fā)展。現(xiàn)在中國(guó)的液壓元件已經(jīng)逐漸從低壓到高壓形成系列，同時(shí)市場(chǎng)上也開(kāi)始出現(xiàn)了越來(lái)越多的液壓元件。目前中國(guó)的機(jī)械工業(yè)正在快速的吸收國(guó)外的先進(jìn)制造經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也在積極地進(jìn)行新技術(shù)的研發(fā)。中國(guó)希望開(kāi)發(fā)和研制出國(guó)產(chǎn)的性能優(yōu)秀的液壓元件，并且在設(shè)計(jì)的過(guò)程中參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步對(duì)于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，逐步淘汰市場(chǎng)上不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的各種產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)液壓技術(shù)的快速發(fā)展未來(lái)各種液壓元件將會(huì)在更多的領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用。資料顯示，液壓科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步水平已經(jīng)逐漸成為衡量某一國(guó)家產(chǎn)業(yè)水平的一個(gè)重要指標(biāo)。無(wú)論我們現(xiàn)在或?qū)?lái)，液壓工藝技術(shù)均占據(jù)了重要的位置和一席之地，并且發(fā)揮了無(wú)可替代的功能，不僅僅是我們的國(guó)家，世界上許多國(guó)家都對(duì)于液壓產(chǎn)品和工業(yè)的進(jìn)步都給予了巨大的重視[14]。本設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容圖1.1機(jī)械手總體框圖該機(jī)械手總體框圖如圖1.1所示，主要設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)等。液壓系統(tǒng)：在整個(gè)的液壓控制系統(tǒng)中液壓集成塊為一個(gè)重要的中間控制元件，利用它可以減少很多復(fù)雜管路以及控制元件的連接，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的集成化。其設(shè)計(jì)要求一般是必須從實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅要求簡(jiǎn)便易行、易于操作；還要滿足輕量化以及小型化的特征；另外還應(yīng)具有較好的經(jīng)濟(jì)性，利于保養(yǎng)和維護(hù)。具體研究工作如下：設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，在實(shí)際的液壓傳動(dòng)元件的選擇中，參照相關(guān)理論進(jìn)行了有針對(duì)性設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上完成了傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖的繪制和性能測(cè)試；設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸，繪制液壓缸裝配圖；設(shè)計(jì)各種液壓元器件的安裝集成模塊，繪制各種集成模塊的裝配圖及主要零部件示意圖第二章明確技術(shù)要求2.1對(duì)液壓系統(tǒng)的要求見(jiàn)2.1為機(jī)械手機(jī)構(gòu)示意圖；從該結(jié)構(gòu)中可以看出，該手臂能夠?qū)崿F(xiàn)四個(gè)自由度；主要包括：上下的移動(dòng)，設(shè)計(jì)行程為300毫米，方向?yàn)檠亓⒅颍鐖D1；伸縮回轉(zhuǎn)的180°運(yùn)動(dòng)方向如圖2；選擇伸縮的水平向活動(dòng)過(guò)程為圖3；活動(dòng)范圍為700毫米；可以做半圓伸縮回轉(zhuǎn)的為圖4，該部件為手腕；用于放松以及夾緊的部位為手指，見(jiàn)圖5。圖2.1機(jī)械手機(jī)構(gòu)示意圖2.1.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)1、對(duì)重物進(jìn)行抓取：使用45鋼作為抓取工件使用的材料；并按照30KG的配置對(duì)承載量的最大數(shù)值進(jìn)行限制；使用半徑為60毫米的圓柱作為抓取對(duì)象，而且還應(yīng)使用6.3的表面粗糙度進(jìn)行加工處理。2、能夠?qū)崿F(xiàn)的自由度數(shù)量：4個(gè)；3、構(gòu)建的坐標(biāo)系：使用圓柱結(jié)構(gòu)；4、工件的最大范圍：直徑不超過(guò)1600毫米；5、中心距的高度數(shù)值：在800毫米以下；6、作用于手臂的相關(guān)參數(shù)的配置，伸展和收縮范圍：不超過(guò)700毫米；在每秒180毫米的速度下工作；上升以及下降的范圍：最大為300毫米，每秒的最大移動(dòng)量為50毫米；轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小：最大為180°；且每秒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不超過(guò)70°。7、運(yùn)動(dòng)參數(shù)在手腕活動(dòng)中的配置轉(zhuǎn)動(dòng)角度的最大值為180°；每秒回轉(zhuǎn)速度不超過(guò)80°。8、準(zhǔn)確度范圍：正2到負(fù)2毫米之間。9、動(dòng)力源：使用低壓或者中壓液壓系統(tǒng)；10、夾持的有效區(qū)間：最大為100毫米，最小為50毫米。2.1.2液壓執(zhí)行元件的選擇實(shí)現(xiàn)液壓能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換的部件是執(zhí)行元件，包括液壓馬達(dá)和液壓缸。液壓缸用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，按其作用方式可分為單作用缸和雙作用缸；按其結(jié)構(gòu)可分為活塞缸、柱塞缸和伸縮缸。本文手臂伸縮缸、手臂升降缸、手指夾緊缸均采用單桿雙作用活塞缸，液壓馬達(dá)將液壓泵提供的液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲚S的機(jī)械能。按其結(jié)構(gòu)可分為齒輪馬達(dá)、葉片馬達(dá)和柱塞馬達(dá)；根據(jù)排量是否可調(diào)可分為定量馬達(dá)與變量馬達(dá)；另外，液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)角度在360°以?xún)?nèi)進(jìn)行往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，我們稱(chēng)之為擺動(dòng)式液壓馬達(dá)又叫做擺動(dòng)缸。根據(jù)設(shè)計(jì)要求手臂擺動(dòng)以及手腕的回轉(zhuǎn)范圍0～180°因此可選用擺動(dòng)式液壓缸。2.2液壓缸的載荷組成與計(jì)算1、計(jì)算手臂升降缸的載荷對(duì)Fg工作載荷的大小進(jìn)行求解升降臺(tái)承受的重力和夾取的工件的重力構(gòu)成了升降缸的工作載荷。力和活塞運(yùn)動(dòng)的方向，同為負(fù)，反為正。m機(jī)械手手臂自身重量m本身（其中包括抓和手腕的重量之和為20千克；手臂的重量和工作臺(tái)的重量分別為15千克和30千克；另外伸縮缸、擺動(dòng)缸以及升降缸活塞桿分別為15千克、15千克和5千克。）m=m工作Fg=131.2導(dǎo)軌摩擦載荷FfFf=式中G：運(yùn)動(dòng)部件所受的重力；FNμ：摩擦系數(shù)，見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.4-1；根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得對(duì)手臂的重心估算得：P=0.37mh=0.3m。FGG圖3.1升降缸的受力分析圖取μ=0.12，將數(shù)據(jù)代入②可以得到：F慣性載荷FaFa=Gg式中g(shù)：重力加速度9.8m/s;?v：速度變化量；?t：起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，一般為0.1-0.5s，行走機(jī)械一般?v代數(shù)得：Fa=131.2N。（4）升降缸所受載荷：F=Fw液壓缸機(jī)械效率η

m

=0.95(η

m

=

0.9?0.99)。開(kāi)始加速時(shí)：FF=穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)：FF=減速制動(dòng)時(shí)：F=2、手臂伸縮缸計(jì)算計(jì)算Ff摩擦載荷的大小圖3.2機(jī)械手臂受力示意圖機(jī)械手手臂的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)3.2所示；在設(shè)計(jì)時(shí)使用了雙向?qū)U的結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行了配置；而且具有均衡的作用力，一側(cè)計(jì)算即可。∑MA得：Fb∑Y=0；G總得：FaFfFf=μ式中L：重心到導(dǎo)向支撐的前端的距離（m）；a：支撐的長(zhǎng)度（m）；μ：摩擦系數(shù)，可結(jié)合《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.4-1進(jìn)行配置；支撐主體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向桿，其材料可以選擇45鋼，導(dǎo)向桿的支撐部件選用45鑄鐵使其為1.5μ=0.2?1.5=0.3，總長(zhǎng)度700mm，支撐部件a的可以設(shè)計(jì)為0.2m的導(dǎo)向長(zhǎng)度F慣性載荷Fa對(duì)于速度在手臂伸縮中的配置是小于等于180mm/s；進(jìn)行求解時(shí)，對(duì)相關(guān)的初始參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，其中初始速度?v以及開(kāi)始時(shí)間?t分別為：0.2m/s、0.2s；在公式②中代入已知上述數(shù)據(jù)，可得：F（3）Fm為密封產(chǎn)生的摩擦阻力；其形成以及材質(zhì)不相同，阻力也不同，所以不能精算一般估算為：Fm=（1?工況分析啟動(dòng)加速時(shí)：F=穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)：FF=減速制動(dòng)時(shí)：FF=3、夾緊缸夾緊力以及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算夾緊力要克服工件自身的靜載荷和運(yùn)動(dòng)中的變載荷，從而使工件更加可靠并保持夾緊狀態(tài),可按照公式計(jì)算：F式中K1：安全系數(shù)，一般為1.2—2.0；K2：可按照以下公式計(jì)算K2Vmaxt：達(dá)到最高速度的時(shí)間，一般為0.03—0.5s；如果a、b、δ的數(shù)值分別為100mm、50mm、30°；以0.5s作為機(jī)械手響應(yīng)時(shí)間的最大值；可對(duì)FW、FK1F據(jù)圖3.3受力分析，由驅(qū)動(dòng)力公式得，F(xiàn)取η=0.85，F(xiàn)=圖3.3手抓分析受力設(shè)F彈簧=100N，4、求解手臂擺動(dòng)缸載荷轉(zhuǎn)矩的大小Tw為手臂擺動(dòng)缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與產(chǎn)生的慣性矩Ta和摩擦阻力矩TF平衡。Tg為工作載荷產(chǎn)生的力矩，使用0作為其結(jié)果；使用以下函數(shù)對(duì)慣性力矩進(jìn)行求解：TaJ=J0J：相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸線手臂回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小，使N.m.s2ε：角加速度（rad/s?w：角速度變化量；P：回轉(zhuǎn)軸和手臂回轉(zhuǎn)零件的重心之間的間距，一般使用0.37作為P的值；J0：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在回轉(zhuǎn)部件重心的大小。J0旋轉(zhuǎn)部分為長(zhǎng)1.4m，直徑0.1m，質(zhì)量111.2kg的圓柱，起始角ω=

18°，起始角速度△w

=

0.314rad/s，起始時(shí)間△t

=

0.2S。將以上數(shù)據(jù)代入公式⑧、⑨、⑩中：J0J=JTa軸頸摩擦阻力力矩T回油背差較小，忽略計(jì)算。可以使用0.03T作為密封處摩擦阻力矩Tf的估算結(jié)果使用以下函數(shù)對(duì)馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算T=T通常使用0.9到0.99的數(shù)值作為η的結(jié)果；本次使用0.95作為其大小（4）分析外部載荷的作用力起始加速時(shí)：T穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)：T減速制動(dòng)時(shí)：TF=5、求解手腕回轉(zhuǎn)缸載荷轉(zhuǎn)矩的大小（1）計(jì)算Tg工作由于手夾到工件中心沒(méi)有距離，因此其產(chǎn)生的載荷力矩的大小為0（2）軸頸摩擦力矩TT慣性力矩TTa將夾持器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件、驅(qū)動(dòng)缸、手腕旋轉(zhuǎn)缸設(shè)置為等量缸，高度22cm，直徑15cm，重量M

=

20kg，直徑7cm，長(zhǎng)度1m，重量30kg。起動(dòng)角度Δ

w=18°=

314rad將數(shù)據(jù)代入⑨、⑩、?中，得；J=Ta=(J+（4）分析實(shí)際的工作狀態(tài)對(duì)T液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩的結(jié)果進(jìn)行求解時(shí)，應(yīng)參考η液壓馬達(dá)的機(jī)械效率大小（一般使用0.9到0.99的大小對(duì)η賦值）。起始加速時(shí)：TT=穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)：TT=減速制動(dòng)時(shí)：TT=2.3液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定2.3.1初選液壓系統(tǒng)工作壓力從產(chǎn)生的壓力大小分析，該系統(tǒng)的工作壓力不大，最大載荷的一種情況有時(shí)候我們可以因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)械手在多個(gè)工件中迅速夾緊選取一個(gè)較小工件后迅速縮回而使其處于最大工作壓力狀態(tài)，伸縮缸應(yīng)該能夠?yàn)槠涮峁┳畲髣?dòng)力，其他缸的載荷在其余缸中的結(jié)果值應(yīng)比較大；通過(guò)查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)內(nèi)容，確定了2.0MPa作為電機(jī)油氣工作壓力下的最大值P1；同時(shí)也作為最小工作時(shí)的最大壓力結(jié)果。2.3.2液壓缸的主要尺寸的確定和液壓馬達(dá)的排量計(jì)算1、確定液壓缸的尺寸大小（1）計(jì)算活塞桿直徑以及升降缸內(nèi)徑D的大小受力分析如圖3.4所示：圖3.4升降缸上升受力分析得：F=P1πP2表示回油路的背壓力。《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.4-2，F(xiàn)=1991.92N，P1=2.0MPa；根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》的實(shí)紙圖表23.4-4可知，一般使用0.2到0.5MPa作為電機(jī)重載的壓力P2；另外使用0.5D作為活塞桿的運(yùn)行直徑d的大小。將數(shù)據(jù)代入公式?中得：D=液壓缸的內(nèi)徑可參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的標(biāo)準(zhǔn)獲取，結(jié)合實(shí)際本次選擇D液壓缸=40mm。可求得內(nèi)徑d活塞桿確定伸縮液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸（受壓狀態(tài)）（受拉狀態(tài)）圖3.5雙作用液壓缸示意圖求液壓缸內(nèi)徑D以及活塞缸直徑d，見(jiàn)圖3.5所示。當(dāng)液壓油在無(wú)桿腔時(shí)：F=P1AF=當(dāng)液壓油在有桿腔時(shí)：F=因此，D=4FπD=4F根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》的設(shè)計(jì)圖紙圖和表23.4-2，F(xiàn)=2189.25N，選定的最大壓力值為P1=2.0MPa；然后根據(jù)表23.4-4，背后的壓力值為P2=0.2—0.5MPa；可依據(jù)表23.4-5，使用0.5D作為活塞桿運(yùn)動(dòng)直徑D的大小。將數(shù)據(jù)代入公式?得：D=4F根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.6-33，選擇液壓缸內(nèi)徑D=50mm。活塞桿直徑d=50×0.5=25mm。根據(jù)表23.6-34，選取為選擇合適活塞桿尺寸，應(yīng)桿長(zhǎng)L大于直徑d的15倍以上，按照拉、壓強(qiáng)度計(jì)算：σ=4F綜合考慮，使用45鋼作為活塞桿的材料，因此[σ]=600MPa，已知活塞直徑d以及長(zhǎng)度L的數(shù)值分別為：25mm、1000mm；在公式?中代入以上數(shù)據(jù)：σ=由公式計(jì)算可得，活塞桿的強(qiáng)度足夠。由此可得，液壓缸直徑、活塞直徑分別為D=50mm、d=25mm，L=1000mm。確定夾緊缸的直徑DF=pπ4×由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.4-2，p液壓機(jī)工作壓力=2.0MPa；表23.4-5，使用0.5D作為活塞缸直徑d的大小，在公式?D=通過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的內(nèi)容可以對(duì)液壓缸的內(nèi)徑進(jìn)行確定，本次使用25mm作為D的大小；已知12.5mm的活塞桿內(nèi)徑d；結(jié)合參數(shù)標(biāo)，使用12mm作為d的結(jié)果。2、液壓馬達(dá)的排量的計(jì)算（1）擺動(dòng)液壓馬達(dá)的排量q=2πT參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.4-2，確定液壓缸工作壓力p1使用2MPa；由表23.4-4背壓力p2=0.2—0將數(shù)值代入公式?中，得：q=由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.6-29可選YMD300液壓馬達(dá)，理論排量為300ml/r，額定壓力為14MPa，額定轉(zhuǎn)矩667N.m。（2）計(jì)算手腕回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的排量大小根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.4-2，確定液壓馬達(dá)的型號(hào)為YMD300，該馬達(dá)能夠到達(dá)300ml/r的排量，具有14MPa、667N.m的額定壓力和轉(zhuǎn)矩。由公式可得：q=擺動(dòng)液壓馬達(dá)的型號(hào)可參考設(shè)計(jì)手冊(cè)的內(nèi)容，確定其規(guī)格為YMD60；其相關(guān)的參數(shù)包括如下：額定轉(zhuǎn)矩、壓力以及理論排量分別為：137N.m、14MPa和60ml/r。2.3.3執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力P1求解實(shí)際壓力在升降液壓缸中的大小在公式?代入已知的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得出：起始加速時(shí)：得：平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)時(shí)：得：減速制動(dòng)時(shí)：得：計(jì)算實(shí)際壓力在伸縮缸中的結(jié)果將以上所求數(shù)據(jù)代入公式?中，得：起始加速時(shí)：代數(shù)得：平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)時(shí)：代數(shù)得：減速制動(dòng)時(shí)：代數(shù)得：分析實(shí)際壓力在夾緊缸中的分布夾緊前：P夾緊時(shí)：P壓力循環(huán)在液壓缸中的表現(xiàn)圖3.7壓力循環(huán)圖（3）液壓馬達(dá)的實(shí)際工作壓力P1=2πT式中T：實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩在液壓馬達(dá)中的數(shù)值為（N.m）；q：液壓馬達(dá)的排量（m3P2在公式?中代入上述求出的數(shù)值結(jié)果，能夠得出：手臂擺動(dòng)馬達(dá)的實(shí)際工作壓力啟動(dòng)加速時(shí)：

平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)時(shí)：

減速制動(dòng)時(shí)：

手腕回轉(zhuǎn)缸的實(shí)際工作壓力啟動(dòng)加速時(shí)：

平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)時(shí)：

減速制動(dòng)時(shí)：

液壓馬達(dá)的壓力循環(huán)圖3.8液壓馬達(dá)壓力循環(huán)圖2.3.4執(zhí)行元件實(shí)際所需流量（1）缸工作時(shí)所需流量qv=Aⅴ（2）液壓馬達(dá)的流量qv=VnA：液壓缸有效面積（m2v：相對(duì)速度（m/s）。V：排量（mn：轉(zhuǎn)速（r/s）。根據(jù)公式?、?計(jì)算各個(gè)執(zhí)行缸所需的流量見(jiàn)表3.1。表3.1各執(zhí)行元件工作所需流量執(zhí)行元件名稱(chēng)工作狀態(tài)運(yùn)動(dòng)速度結(jié)構(gòu)參數(shù)流量升降缸上升0.06m/sA1=0.075L/s下降0.06m/sA2=0.0565L/s伸縮缸快速伸出0.2m/sA1=0.3925L/s慢速伸出0.04m/sA1=0.0785L/s快速縮回0.2m/sA2=0.2944L/s慢速縮回0.04m/sA2=0.0588L/s夾緊缸夾緊0.035m/sA=0.01715L/s手臂擺動(dòng)缸正/反擺動(dòng)11.70r/minq=0.3L/r0.0583L/s手腕回轉(zhuǎn)缸正/反回轉(zhuǎn)15.00r/minq=0.06L/r0.015L/s（3）各液壓執(zhí)行元件所需流量循環(huán)圖見(jiàn)圖3.6。手腕回轉(zhuǎn)缸手臂擺動(dòng)缸夾緊缸伸縮缸縮回伸縮缸伸出出升降缸圖3.6流量循環(huán)圖手腕回轉(zhuǎn)缸手臂擺動(dòng)缸夾緊缸伸縮缸縮回伸縮缸伸出出升降缸2.3.5各執(zhí)行元件的功率循環(huán)由P功率手腕回轉(zhuǎn)缸夾緊缸伸縮缸升降缸手臂擺動(dòng)缸手腕回轉(zhuǎn)缸夾緊缸伸縮缸升降缸手臂擺動(dòng)缸圖3.9功率循環(huán)圖擬定液壓系統(tǒng)圖3.1回路的選擇1、泵供油回路：為提高效率該系統(tǒng)采用雙聯(lián)泵來(lái)進(jìn)行供油，手臂升降伸縮由兩個(gè)泵同時(shí)供油，手臂擺動(dòng)、手腕回轉(zhuǎn)和手指的夾緊，只由一個(gè)泵來(lái)進(jìn)行供油，另一個(gè)泵自動(dòng)卸荷。2、調(diào)速回路：回油節(jié)流調(diào)速回路相比于其他回路，能夠令液壓缸運(yùn)動(dòng)更加的平穩(wěn)，而且還可以承受一定的負(fù)值負(fù)載。手臂的升降和伸縮選用單桿雙作用液壓缸驅(qū)動(dòng)，他們的速度由可調(diào)單向節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)回油節(jié)流調(diào)速；手臂的擺動(dòng)和手腕的回轉(zhuǎn)由擺動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)，他們也可以采用可調(diào)單向節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)回油節(jié)流調(diào)速。3、換向回路：為了更好調(diào)節(jié)換向時(shí)間，增加緩沖效果，手臂升降伸縮以及手臂擺動(dòng)和手腕回轉(zhuǎn)均采用電液換向閥換向。4、夾緊缸采用了液控單向閥的鎖緊回路用以保證牢牢夾緊工件。此外為了維持升降缸以及相關(guān)運(yùn)動(dòng)部件的重量，采用了平衡回路。3.2繪制液壓系統(tǒng)圖圖2.2液壓系統(tǒng)圖表2.1電磁閥動(dòng)作順序表1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA9YA啟動(dòng)上升+正擺+正轉(zhuǎn)+伸出+縮進(jìn)+反轉(zhuǎn)+反擺+下降+放松+停止第四章液壓元件的選擇與計(jì)算4.1液壓泵的選擇（1）液壓泵工作時(shí)的最大壓力PpPp≥將表3.11的數(shù)據(jù)代入公式①中，求得液壓泵的工作壓力為：P（2）液壓泵流量的確定Q式中P1：最高工作壓力∑ΔP：管路損失。管路簡(jiǎn)單、流速不大取用∑ΔP=（0.2?0.5）MPa；K：系統(tǒng)泄露系數(shù)，K=1.1?1.3；ΣQmax：最大總流量，Q：系統(tǒng)最大流量，為Q=0.3925L/s。將上邊的數(shù)值代入公式②中，得液壓泵的流量為：Q4.2選擇液壓泵的規(guī)格通過(guò)前面我們已經(jīng)可以清楚得知到最大泵的單缸流量最大規(guī)格為泵Q大=31.86L/min，擺動(dòng)泵雙缸的單泵流量最大為3.498L/min，小泵的單缸流量最大規(guī)格約等于占一個(gè)擺動(dòng)泵單缸最大小泵流量的1.2倍，Q小=4.20L/min。液壓泵的額定最大工作負(fù)載壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不要超過(guò)了最大的額定工作負(fù)載壓力，使得這種液壓泵必須具有一定的額定工作壓力和可存儲(chǔ)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.5-25，選擇了一種全新型號(hào)的被稱(chēng)為PV2R12?6/26的新型雙聯(lián)傳動(dòng)葉片泵，它的工作大泵和小機(jī)時(shí)泵的總的空氣流量分別為的是26ml/r和6ml/r，額定工作壓力值為P額此液壓泵的實(shí)際輸出流量為：Q=[(代數(shù)得，Q大由此可知，單獨(dú)大泵就可滿足伸縮缸和升降缸所需的流量，伸縮與升降的供油選用大泵，而回轉(zhuǎn)缸和夾緊缸的供油選擇小泵。4.3電動(dòng)機(jī)的選用液壓泵壓力最大時(shí)，是上升的時(shí)候，最大工作壓力就是現(xiàn)在的工作壓力為p=2.31MPa，大泵的實(shí)際輸出流量為33.462L/min，選取泵的總效率η=0.75，求得電動(dòng)機(jī)的功率為：P=根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選取Y100L1?4電動(dòng)機(jī)，P額=2.2KW，4.4其他元件的規(guī)格4.4.1所選液壓閥由閥的工作壓力以及通過(guò)閥的流量，所選閥的規(guī)格型號(hào)見(jiàn)表4.1。表4.1液壓閥明細(xì)表元件名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格二位二通電磁換向閥22E1?10B6.3MPa、10L/min二位二通電磁換向閥22E1?25B6.3MPa、25L/min二位三通電磁換向閥22E1?25B6.3MPa、25L/min三位四通電磁換向閥34E1?25B6.3MPa、25L/min溢流閥Y?63B6.3MPa、63L/min單向閥1?25B6.3MPa、25L/min單向節(jié)流閥L1?25B6.3MPa、25L/min節(jié)流閥L?10B6.3MPa、10L/min節(jié)流閥L?25B6.3MPa、25L/min減壓閥J?25B5.0MPa、25L/min壓力繼電器DP1?63B0.6?6.3MPa液控單向閥1Y?25B6.3MPa、25L/min單向順序閥X1?B25B2.5MPa、25L/min4.4.2管道尺寸的確定求取油管內(nèi)徑的計(jì)算為：d=4q式中qv：通過(guò)管道內(nèi)的流量（m3/s）；v：管內(nèi)允許流速（m/s），見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.4-10。計(jì)算出d，將計(jì)算結(jié)果列入表4.2中表4.2油管內(nèi)徑油管名稱(chēng)流量（L/s）流速（m/s）內(nèi)徑（m）取值（mm）外徑（mm）液壓泵吸油管0.590.950.0283242液壓泵排油管0.594.50.0141522伸縮缸進(jìn)油管0.394.50.0111218伸縮缸回油管0.392.00.0121522升降缸進(jìn)油管0.0754.50.005814夾緊缸進(jìn)油管0.0174.50.002610擺動(dòng)缸進(jìn)油管0.0584.50.004814回轉(zhuǎn)缸進(jìn)油管0.0154.50.002610系統(tǒng)回油管0.592.00.01920284.4.3油箱的容積計(jì)算油箱的有效容積為：V=aqv選擇液壓泵的流量為40L/min，可得液壓泵排出的壓力油為0.04m3/minV=a第五章液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算5.1驗(yàn)算回路中的壓力損失液壓動(dòng)作回路在本系統(tǒng)中包含的較多，而且還產(chǎn)生了部分損失；尤其是升降缸的進(jìn)油管路和伸縮缸的進(jìn)油管路最為明顯。壓力損失分析主要針對(duì)以上兩種情況進(jìn)行。壓力損失的組成不僅包含了沿程壓力損失；還有管路局部以及閥類(lèi)元件的損失等。

P總=P沿程壓力+5.1.1升降缸壓力損失（1）沿程壓力的損失通過(guò)查閱資料以及之前的計(jì)算可知，管長(zhǎng)L=3m，管徑d=0.8cm，通過(guò)的流量為Q=0.075L/s，液壓油選用HL油，這種液壓油的優(yōu)點(diǎn)是氧化安定性、防銹性和抗泡性，適用于7MPa以下的機(jī)械液壓系統(tǒng)，油品的密度較高，一般使用ρ=800Kg/m3作為其大小；以v=22?10油在管中的流速為：vR油流動(dòng)狀態(tài)的沿程阻力系數(shù)：λ=求沿程壓力損失：P沿程=λ代數(shù)得P（2）管路局部損失由（1）的計(jì)算可知v實(shí)=1.493m/s，液壓油的密度ρ=800Kg/m3，通過(guò)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.2-3，使用0.4作為局部阻力求管路局部壓力損失：P管路局部壓力代數(shù)得P（3）閥類(lèi)局部壓力損失PP額：閥的壓力損失額定數(shù)值（Pa）；Q：流量在閥中的實(shí)際數(shù)值（m3/s）；Q額：閥的額定流量（m3/s）。由液壓圖可知，從出口到伸縮缸進(jìn)油口，液壓油途徑單向閥，電磁換向閥，單向節(jié)流閥，單向順序閥。已知各閥的額定流量均為25L/min，他們的額定壓力損失分別為0.2MPa、0.35MPa、0.3MPa、0.3MPa。將所得數(shù)據(jù)代入公式⑷中，求得閥類(lèi)局部壓力損失的和為：P總之，將各個(gè)數(shù)據(jù)代入公式⑴中得總的壓力損失為：P液壓泵的出口壓力為：P5.1.2壓力損失在伸縮缸中的表現(xiàn)（1）沿程壓力損失通過(guò)查閱資料以及之前的計(jì)算可知，管長(zhǎng)L=3m，管徑d=1.2cm，通過(guò)的流量為Q=0.39L/s，液壓油選用HL油。油在管中的流速為：vR油流動(dòng)狀態(tài)的沿程阻力系數(shù)：λ=求沿程壓力損失：代數(shù)得P（2）管路局部損失由（1）的計(jì)算可知v實(shí)=3.45m/s，求管路局部壓力損失：（3）局部壓力損失在閥類(lèi)中的分布根據(jù)上述的液壓傳動(dòng)過(guò)程可知，液壓油自泵出口流出后不僅要經(jīng)過(guò)單向閥；還要通過(guò)電磁換向閥以及節(jié)流閥才能到達(dá)伸縮缸進(jìn)油口。結(jié)合以上的分析內(nèi)容，本次使用了25L/min的額定流量，各自壓力損失的額定數(shù)值為：0.2MPa、0.3MPa、0.35MPa。將這些數(shù)據(jù)代入公式⑷中，求得閥類(lèi)局部壓力損失的和為：P閥類(lèi)局部壓力總之，將得到的數(shù)據(jù)代入公式⑴中總的壓力損失為：P液壓泵的出口壓力為：P從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，壓力的裕度數(shù)值還比較充足，所以，選擇的液壓泵滿足了要求。通過(guò)以上相關(guān)論述，使用2.1MPa作為系統(tǒng)壓力最大結(jié)果。5.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱升溫計(jì)算發(fā)熱計(jì)算公式如下：PPr=具體的數(shù)值見(jiàn)表5.1，可算得輸入功率表5.1各工況雙泵輸入功率工況泵的工作狀態(tài)出口壓力（MPa）工作時(shí)間（s）輸入功率（KW）說(shuō)明大泵小泵大泵小泵手臂上升++2.10.25.28.29QQ正常工作效率η卸荷時(shí)η=0.3手臂伸出++2.10.24.26.7手腕正轉(zhuǎn)-+0.21.651.81.18手臂正擺-+0.21.652.21.44手指夾緊-+0.21.652.01.3手臂下降+-2.10.25.28.6手臂縮回++2.10.24.26.7手腕反轉(zhuǎn)-+0.21.651.81.18手臂反擺-+0.21.652.21.44手指放松-+0.21.652.01.3求系統(tǒng)的輸出有效功率：Pc=計(jì)算結(jié)果如表5.2所示表5.2計(jì)算數(shù)值載荷(KN)行程(m)轉(zhuǎn)矩(N.m)轉(zhuǎn)速(rad/s)工作時(shí)間工作周期升降缸1.950.3?2///Tt=30.8s伸縮缸2.10.7?2///夾緊缸0.720.05///擺動(dòng)缸//2.6270°/s=1.222.0回轉(zhuǎn)缸//1.9480°/s=1.3951.6將數(shù)據(jù)代入公式⑽中，得：P總發(fā)熱功率為：Phr液壓系統(tǒng)散熱渠道主要是油箱表面，在5.6中初步求得油箱的有效容積為0.12m3，由公式V=0.8abh代數(shù)得，abh=0.15m3。令使用以下函數(shù)計(jì)算油箱的散熱功率：P散熱式中K1：散熱系數(shù)，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.4-12，取得K1?T：油溫與外界溫度的差，《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》表23.4-14，取得?T=25℃。油面的高度一般為0.8倍的油箱高，求得油箱的散熱面積為：A代數(shù)得，A1由此可得，將所得數(shù)據(jù)代入公式⑺中求得油箱的散熱功率為：P通過(guò)對(duì)上述的總結(jié)，可知油箱的散熱可以滿足系統(tǒng)散熱要求。第六章油箱和液壓元件集成塊設(shè)計(jì)6.1油箱設(shè)計(jì)6.1.1油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、足夠的容量。其一當(dāng)系統(tǒng)工作停下時(shí)，油在系統(tǒng)內(nèi)可保持，在工作時(shí)保持適當(dāng)?shù)囊何唬黄涠帜軡M足散熱要求。2、吸油管與回油管在液面以下，防止抽空油液。3、吸油管與回油管距離要大一些，最好設(shè)置2/3-3/4液面高度的隔離板，防止相互影響。4、為保持油液的清潔，油箱要有包含空氣過(guò)濾器的油蓋，加油和通氣由一個(gè)空氣過(guò)濾器完成。5、為了能夠保證安裝油箱的方便清潔和安全存放油，在安裝油箱底部位置需要由一定的方向傾角，斜度通常為1/25?1/20，并在箱底安裝放油閥（清洗孔），以便于內(nèi)部的清洗。選用M22?1.5。6、油箱底部距地面應(yīng)大于0.15m，以方便搬運(yùn)、排油和散熱。車(chē)把設(shè)置在油箱兩側(cè)的適當(dāng)位置，以方便移動(dòng)。此外，還設(shè)置了液位表來(lái)監(jiān)測(cè)液位。6.1.2油箱的主要參數(shù)確定由第三章的整體計(jì)算可知。見(jiàn)表6.1。表6.1油箱部分元件及參數(shù)元件數(shù)據(jù)距地面高度155mm。液壓泵油管內(nèi)徑為32mm，外徑為42mm；回油管伸縮缸內(nèi)徑為15mm，外徑為22mm；隔板高度為2/3?0.8?400=213.33mm<h<3/4?0.8?400=240mm。液位計(jì)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》，選用CYW?100；空氣過(guò)濾器根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》，選擇EF2?32；放油塞根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》，M27?2；吸油過(guò)濾器根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4》，選擇線隙過(guò)濾器XU?B80?100。6.2液壓元件集成方式的確定從實(shí)際的形式構(gòu)成分析；無(wú)管集成除了包括插裝閥外；還有疊加閥和塊式閥；另外還有鏈?zhǔn)揭约鞍迨健澐值囊罁?jù)為輔助連接件的結(jié)構(gòu)。

(1)板式

該集成方式采用了板式連接方法對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行了集成；其優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行可靠；便于組裝；缺點(diǎn)是：具有復(fù)雜的液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)；而且分布的部件較多，增加了整體的尺寸；無(wú)法從地面上實(shí)現(xiàn)孔道的分離。所以，如果使用板式集成的方式進(jìn)行模塊化配置，不建議使用復(fù)雜的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。（2）塊式在批量生產(chǎn)中使用較多的塊式集成系統(tǒng)，優(yōu)勢(shì)比較明顯；不僅能夠減少系統(tǒng)的發(fā)熱量；還能降低空氣壓力波動(dòng)的損失系數(shù)；便于方案的變更；靈敏度高。不過(guò)該方式需要專(zhuān)業(yè)化的設(shè)計(jì)用于支撐材料的加工制作，否則容易對(duì)過(guò)程帶來(lái)不良影響，降低質(zhì)量（3）鏈?zhǔn)?/p>

周期較短的鏈?zhǔn)郊上到y(tǒng)能夠適應(yīng)靈活的排布方式；工藝容易實(shí)現(xiàn)；而且規(guī)范化的程度較高，可以使用CAE提高效率。不過(guò)受到管線長(zhǎng)度的影響，設(shè)計(jì)的角度較多；內(nèi)耗大。所以，不適合大流量系統(tǒng)的使用。

（4）疊加閥式

對(duì)空間要求不高的疊加式集成系統(tǒng)，滿足了用戶(hù)小型化的需求；安裝以及裝配簡(jiǎn)單；投入的費(fèi)用少；可靠性、安全性以及穩(wěn)定性高。不過(guò)受到路徑以及回路結(jié)構(gòu)的影響，該方式多數(shù)在功率較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易的裝置中使用。

(5)插裝閥式

插裝閥式系統(tǒng)具有較高的專(zhuān)業(yè)性以及可靠性；而且對(duì)場(chǎng)地的要求不高，安裝維護(hù)方便；但是具有復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)，加工設(shè)計(jì)的難度較大。本次設(shè)計(jì)在參考了以上內(nèi)容后，確定了板式集成作為結(jié)構(gòu)的分布形式。對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)化，既有剖分式；也有整體式；各自適應(yīng)范圍不同。油路孔通道使用機(jī)械加工方式實(shí)現(xiàn)的為整體式油路板，比如：鑄造、鉆孔等。通常情況下采用鉆孔實(shí)現(xiàn)，此方法的可靠性以及穩(wěn)定性比較高。6.2.1液壓系統(tǒng)的分解液壓系統(tǒng)比較復(fù)雜，控制元件稍多，將液壓系統(tǒng)分解為四個(gè)回路，分別為升降缸回路、伸縮缸回路、夾緊缸回路以及擺動(dòng)缸回路。6.2.2液壓控制閥的布置通過(guò)各種資料將元件位置以及相關(guān)尺寸，根據(jù)所選的板式液壓閥將這些表現(xiàn)在圖紙上，便于觀察。

注意在油路板上布置元件的一些事項(xiàng)：

（1）油路板總體尺寸要小控制各元件之間的距離，保證油路板總體尺寸減小，為了使相鄰元件互不干擾，一般元件間的距離為5到10毫米。（2）安裝位置的正確性為了保證元件在油路板安裝位的準(zhǔn)確性，充分了解各元件的安裝要求及說(shuō)明。

（3）鉆孔數(shù)量不宜過(guò)多，鉆孔深度不宜過(guò)深采取一些措施，來(lái)減少鉆孔數(shù)量，控制鉆孔深度：①有相互作用的元件相鄰安放。②盡量減少橫孔數(shù)目，例如：將兩個(gè)相通的油口，并在某一側(cè)平行。

③安裝元件數(shù)量較多時(shí)，適量加大油路板的厚度和重量，采用分層鉆孔的方法，要保證兩個(gè)孔之間的壁厚要大于5毫米，確保油區(qū)作用發(fā)揮正常。（4）安排一些技術(shù)孔，來(lái)聯(lián)系不同的元件使鉆孔深度減小，記得用螺盤(pán)堵住工藝孔。6.3液壓控制裝置總裝圖設(shè)計(jì)與繪制

將分解后的集成塊回路圖安裝到對(duì)應(yīng)的油路上，組成液壓控制裝置總圖。另外總裝圖是外形圖，不用將其細(xì)部結(jié)構(gòu)繪出，例如：減壓閥外形細(xì)部結(jié)構(gòu)。繪制的圖紙要準(zhǔn)確，要留有足夠的安裝空間，以便于裝配、調(diào)試和維護(hù)各總裝圖具體布局和結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖紙附錄。6.4油路板零件圖設(shè)計(jì)與繪制

注意事項(xiàng)：

（1）視圖數(shù)目要夠?yàn)榱四芨玫乇磉_(dá)，視圖數(shù)目一定要足夠。油路板的正面視圖必不可少，還要有一些鉆孔的剖面圖和包含有螺栓的側(cè)視圖。（2）標(biāo)注尺寸要全在圖紙上標(biāo)注出基準(zhǔn)坐標(biāo)線，對(duì)于孔系的數(shù)量較多，深度不一，為了加工和檢驗(yàn)的方便，將孔做好標(biāo)記。

（3）油路板的計(jì)算要適合H120

、Q235碳鋼通常作為閥板所用的材料。表面粗糙度也需要按照要求確定，一般表面粗糙度要小于Ral.6μm，其他表面粗糙度為Ral2.5μm。對(duì)于油路板，其試驗(yàn)壓力大約是工作壓力的1.3倍。并且油路板不得滲漏。

油路板零件圖結(jié)構(gòu)和尺寸見(jiàn)圖紙附錄三。第七章PLC控制及仿真PLC控制機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)：1、控制：電器控制采用硬接線，一旦邏輯確定，很難改變邏輯或增加功能；PLC軟邊界，只需改變控制過(guò)程即可輕松改變邏輯或添加功能。2、工作：電器控制下并聯(lián)運(yùn)行；PLC為串行操作，與外界無(wú)限接觸。3、控制抖動(dòng)速度：一般電器控制系統(tǒng)的抖動(dòng)速度較慢，容易發(fā)生速度抖動(dòng)；而PLC通過(guò)一種基于半導(dǎo)體的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器功能來(lái)進(jìn)行沖擊抖動(dòng)控制，速度非常快，沒(méi)有任何接觸點(diǎn)，所以沒(méi)有抖動(dòng)。4、可靠性、維修：電器控制多觸電，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧灼傷，接線也多，可靠性高，維修性能差；PLC無(wú)接觸，使用壽命長(zhǎng)，具有自我診斷功能，程序執(zhí)行監(jiān)控功能，方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。PLC控制仿真如圖7.1、圖7.2、圖7.3仿真程序：圖7.1仿真程序圖圖7.2仿真程序圖圖7.3仿真程序圖總結(jié)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力我完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，再這段時(shí)間里，可以說(shuō)是獲益匪淺，掌握了