铸造用液压机械手的液压系统设计 (2)

铸造用液压机械手的液压系统 (2) 毕业设计(论文) 开 题 报 告 学生姓名 学 号 专 业 班 级 指导教师 2009 年3 月 12 日 课题题目及来源 毕业设计题目:铸造用液压机械手的液压系统设计 题目来源:指导教师自拟 课题研究的意义和国内外研究现状: 随着我国工业生产的飞跃发展，工业自动化的迅速提高，实现工件的装卸，转向，传送，搬运蹬工具进行加工，装配等作业的自动化，已经越来越引起人们的重视。机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，被广泛应用各种工业现场，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。大大的减轻了工人劳动强度，提高了劳动生产效率。 近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，制成能够独立按程序控制实现重复操作，使用范围比较广的“程序控制通用机械手”简称通用机械手。由于通用机械手能够很快地改变工作程序，适用性强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。 动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业. 近20年来，液压技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与液压技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠;液动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对液压技术提出了更多更高的要求;微电子技术的引入，促进了电气比例伺服技术的发展，现代控制理论的发展，使液压技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精度不断提高;由于液压脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点，国内外都在大力开发研究。 我国液压技术开始于20世纪50年代，最初用于机床和锻造设备，后来用与拖拉机和工程机械。1964年从国外引进一些液压元件生产技术，同时自行设计液压产品，经过20多年的艰苦探索和发展，特别是20世纪80年代引进美国，日本和德国的先进技术和设备，使我国的液压技术水平有了很好的提高。到目前为止，我国的液压行业已经形成一个门类比较齐全，有一定生产能力和技术水平的工业体系。据统计，2004年液压行业的总产值达约103亿，首次突破100亿元，创造历史最高水平。 液压驱动是机械手中使用最为广泛的一种驱动方式。缝纫机的抛光工作可用几台机械手与抛轮相配合，进行协调工作，实现抛光工作自动化。机械手的手指夹持缝纫机针在即旋转又往复移动的抛轮上进行上下摆动，根据抛光工艺过程，各机械手见互相传递的缝纫机针，调换缝纫机针的大小头，并进行粗精抛光等操作。 由于液压传动系统使用安全、可靠，因此，有利于缩短机器设备的设计制造周期并降低成本。而液压机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以，液压机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工，食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。 现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要工艺的焊接生产线，大多采用了液压机械手。车身在每个工序的移动;车身外壳被真空吸盘吸起和放下，在指定工位的夹紧和定位;点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊，都采用了各种特殊功能的液压机械手。高频率的点焊、力控的准确性及完成整个工序过程的高度自动化，堪称是最有代性的液动机械手应用之一。 液压技术经历了一个漫长的发展过程，随着液动伺服技术走出实验室，液压技术及液动机械手迎来了崭新的春天。目前在世界上形成了以日本、美国和欧盟液压技术、液动机械手三足鼎立的局面。我国对液压技术和液动机械手的研究与应用都比较晚，但随着投入力度和研发力度的加大，我国自主研制的许多液动机械手已经在汽车等行业为国家的发展进步发挥着重要作用。随着微电子技术的迅速发展和机械加工工艺水平的提高及现代控制理论的应用，为研究高性能的液动机械手奠定了坚实的物质技术基础。由于液动机械手有结构简单、易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等诸多独特的优点，可以预见，在不久的将来，液动机械手将越来越广泛地进人工业、军事、航空、医疗、生活等领域。 液压传动的优点: (1)体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大 的冲击; (2)能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速; (3)换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机 构旋转和直线往复运动的转换; (4)液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制; (5)由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小， 使用寿命长; (6)操纵控制简便，自动化程度高; (7)容易实现过载保护。 课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法: 机械手总体布局设计及动作分析，重点进行液压系统的设计计算。具体任务 如下: (1)熟悉题目、收集资料、写开题、论证; (2)机械手总体布局图(1A0); (3)液压系统设计与计算，液压系统原理图(1A1); (4)泵站装备图(1A0)，集成块零件图(1A1); (5) 设计计算说明书、外文资料翻译和中英文摘要各一份。 在机械手设计过程中，我们需要解决的问题有如下几点: (1) 分析工艺过程对设计机器的要求，确定主要技术规格和动作线图。 (2) 总体的确定。 (3) 主要零部件强度和刚度计算。 (4) 液压系统设计。 (5) 集成块设计。 (6) 整体校验，确定方案可行性。 解决步骤大致如下: (1) 明确工作要求，对工作件有明确认识，进行工况分析。 (2) 查阅相关资料，在网上了解相关新闻。 (3) 请教导师，并及时报告进程。 (4) 在相关工厂进行参观实习以研究实例。 课题研究所需的参考文献: (1) 刘延俊，关浩，周德繁.液压与气压传动.高等教育出版社，2007. (2) 雷天觉.液压工程手册.机械工业出版社，1990:50—60. (3) 张世伟，朱福元.液压系统的设计与结构计算.宁夏人民出版社，1987. (4) 刘延俊.液压与气压传动.机械工业出版社。 (5) 鄂中凯，方昆凡，李绍荣.机械零件设计手册续篇液压传动与气压传动. 冶金工业出版社，1979:1—497. (6) 张利平.液压传动系统及设计.化学工业出版社，2005. (7) Frank Yeaple.Fluid Power Design Handkook.Marcel Dekker,Inc,1990:54—58. (8) Peter Rohner.Industrial Hydraulic Control.Prentice-Hall,Inc,1986:30—36. 指导教师审查意见: 指导教师签字: 2012 年 月 日 指导委员会意见审核意见: 组长签字: 2012 年 月 日