畢業(yè)論文---密封墊零件的喂料機(jī)械手的設(shè)計(jì)

1、<p>　　密封墊零件的喂料機(jī)械手的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率:可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn);尤其在高溫、高

2、壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來(lái)越廣泛的引用.</p><p>　　機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通

3、用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。</p><p>　　1.1 機(jī)械手的概述</p><p>　　機(jī)械手也被稱為自動(dòng)手，能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛

4、應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度

5、。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度。</p><p>　　機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的

6、生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。</p><p>　　1.2 機(jī)械手的組成</p><p>　　機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1機(jī)械手的組成方框圖</p><p>　　1.2.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)</p><p>　　包括手

7、部 、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　（1）手部</b></p><p>　　即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。</p><p>　　夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運(yùn)動(dòng)形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造

8、容易，故應(yīng)用較廣泛。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時(shí)，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。</p><p>　　手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。</p><p>　　而傳力機(jī)構(gòu)則通過(guò)手

9、指產(chǎn)生夾緊力來(lái)完成夾放物件的任務(wù)。傳力機(jī)構(gòu)型式較多，常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。</p><p>　　吸附式手部主要由吸盤等構(gòu)成，它是靠吸附力(如吸盤內(nèi)形成負(fù)壓或產(chǎn)生電磁力)吸附物件，相應(yīng)的吸附式手部有負(fù)壓吸盤和電磁盤兩類。</p><p>　　對(duì)于輕小片狀零件、光滑薄板材料等，通常用負(fù)壓吸盤吸料。造成負(fù)壓的方式有氣流負(fù)壓式和真空泵式

10、。</p><p>　　對(duì)于導(dǎo)磁性的環(huán)類和帶孔的盤類零件，以及有網(wǎng)孔狀的板料等，通常用電磁吸盤吸料。電磁吸盤的吸力由直流電磁鐵和交流電磁鐵產(chǎn)生。</p><p>　　用負(fù)壓吸盤和電磁吸盤吸料，其吸盤的形狀、數(shù)量、吸附力大小，根據(jù)被吸附的物件形狀、尺寸和重量大小而定。</p><p>　　此外，根據(jù)特殊需要，手部還有勺式(如澆鑄機(jī)械手的澆包部分)、托式(如冷齒輪機(jī)床上

11、下料機(jī)械手的手部)等型式.</p><p><b>　　（2）手腕</b></p><p>　　是連接手部和手臂的部件，并可用來(lái)調(diào)整被抓取物件的方位(即姿勢(shì))。</p><p><b>　　（3）手臂</b></p><p>　　手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動(dòng)手指去抓取物

12、件，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定的位置.</p><p>　　工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等)與驅(qū)動(dòng)源(如液壓、氣壓或電機(jī)等)相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　手臂可能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)如下:</p><p>　　手臂在進(jìn)行伸縮或升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止繞其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，都需要有導(dǎo)向裝</

13、p><p>　　置，以保證手指按正確方向運(yùn)動(dòng)。此外，導(dǎo)向裝置還能承擔(dān)手臂所受的彎曲力矩和扭轉(zhuǎn)力矩以及手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)在啟動(dòng)、制動(dòng)瞬間產(chǎn)生的慣性力矩，使運(yùn)動(dòng)部件</p><p><b>　　受力狀態(tài)簡(jiǎn)單。</b></p><p>　　導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)形式，常用的有:單圓柱、雙圓柱、四圓柱和V形槽、燕尾槽等導(dǎo)向型式。</p><p>

14、<b>　　（4）立柱</b></p><p>　　立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)均與立柱有密切的聯(lián)系。機(jī)械手的立往通常為固定不動(dòng)的，但因工作需要，有時(shí)也可作橫向移動(dòng)，即稱為可移式立柱。</p><p><b>　　（5）行走機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)工業(yè)機(jī)械手

15、需要完成較遠(yuǎn)距離的操作，或擴(kuò)大使用范圍時(shí)，可在機(jī)座上安</p><p>　　裝滾輪、軌道等行走機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械手的整機(jī)運(yùn)動(dòng)。滾滾輪輪式式布行走機(jī)構(gòu)可分為有軌的和無(wú)軌的兩種。驅(qū)動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)則應(yīng)另外增設(shè)機(jī)械傳動(dòng)裝置。</p><p><b>　?。?）機(jī)座</b></p><p>　　機(jī)座是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分，機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝

16、于機(jī)</p><p>　　座上，故起支撐和連接的作用。</p><p>　　1.2.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置，通常由動(dòng)力源、控制調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)。</p><p>　　1.2.3 控制系統(tǒng)</p><p&g

17、t;　　控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機(jī)械擋塊定位)系統(tǒng)組成。</p><p>　　控制系統(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息(如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間)，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。&l

18、t;/p><p>　　1.2.4 位置檢測(cè)裝置</p><p>　　控制機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制</p><p>　　系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)</p><p>　　以一定的精度達(dá)到設(shè)定位置。</p><p>　　1.3 機(jī)械手的分類<

19、/p><p>　　工業(yè)機(jī)械手的種類很多，關(guān)于分類的問(wèn)題，目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。</p><p>　　1.3.1 按用途分</p><p>　　機(jī)械手可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種:</p><p><b>　?。?）專用機(jī)械手</b></p><p

20、>　　它是附屬于主機(jī)的、具有固定程序而無(wú)獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。專用機(jī)械</p><p>　　手具有動(dòng)作少、工作對(duì)象單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，適用于大</p><p>　　批量的自動(dòng)化生產(chǎn)，如自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線的上、下料機(jī)械手和“加口工中心”附屬的自動(dòng)換刀機(jī)械手。</p><p><b>　?。?）通用機(jī)械手</b></

21、p><p>　　它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動(dòng)作靈活多樣的機(jī)械手。在規(guī)格性能范圍內(nèi)，其動(dòng)作程序是可變的，通過(guò)調(diào)整可在不同場(chǎng)合使用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和</p><p>　　控制系統(tǒng)是獨(dú)立的。通用機(jī)械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強(qiáng)，適用于</p><p>　　不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化的生產(chǎn)。</p><p>　　通用機(jī)械手按其控制定

22、位的方式不同可分為簡(jiǎn)易型和伺服型兩種:簡(jiǎn)易型以 “開(kāi)一關(guān)”式控制定位，只能是點(diǎn)位控制: 伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，可以是點(diǎn)位的，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，一般的伺服型通用機(jī)械手屬于數(shù)控類</p><p><b>　　型。</b></p><p>　　1.3.2 按驅(qū)動(dòng)方式分</p><p>　?。?）液壓傳動(dòng)機(jī)械手</p>&

23、lt;p>　　是以液壓的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是:抓重可達(dá)幾</p><p>　　百公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對(duì)密封裝置要求嚴(yán)格，不然油</p><p>　　的泄漏對(duì)機(jī)械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機(jī)械</p><p>　　手采用電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機(jī)械手的通用性擴(kuò)大，但是<

24、;/p><p>　　電液伺服閥的制造精度高，油液過(guò)濾要求嚴(yán)格，成本高。</p><p>　?。?）氣壓傳動(dòng)機(jī)械手</p><p>　　是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是:介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件

25、下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。</p><p>　?。?）機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手</p><p>　　即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。它的主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，動(dòng)作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動(dòng)作程序不可變。它常被用于工作主機(jī)的上、下料。</p>

26、<p>　?。?）電力傳動(dòng)機(jī)械手</p><p>　　即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度快和行程長(zhǎng)，維護(hù)和使用方便。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前途。</p><p>　　1.3.3 按控制方式分</p><p><b>　?。?/p>

27、1）點(diǎn)位控制</b></p><p>　　它的運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動(dòng)，只能控制運(yùn)動(dòng)過(guò)程中幾個(gè)點(diǎn)的位置，不能控制其運(yùn)動(dòng)軌跡。若欲控制的點(diǎn)數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。</p><p><b>　?。?）連續(xù)軌跡控制</b></p><p>　　它的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特

28、點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無(wú)限的，整個(gè)移動(dòng)過(guò)程處于控制之下，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。這類工業(yè)機(jī)械手一般采用小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。</p><p>　　1.4 氣動(dòng)技術(shù)及氣動(dòng)機(jī)械手的發(fā)展過(guò)程</p><p>　　氣動(dòng)技術(shù)是以空氣壓縮機(jī)為動(dòng)力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量傳遞或信號(hào)傳遞的工程技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)控制、自動(dòng)控制的重要手段之一。</p>&l

29、t;p>　　大約開(kāi)始于1776年，Johnwilkimson發(fā)明能產(chǎn)生1個(gè)大氣壓左右壓力的空氣壓縮機(jī)。1880年，人們第一次利用氣缸做成氣動(dòng)剎車裝置，將它成功地用到火車的制動(dòng)上。20世紀(jì)30年代初，氣動(dòng)技術(shù)成功地應(yīng)用于自動(dòng)門的開(kāi)閉及各種機(jī)械的輔助動(dòng)作上。至50年代初，大多數(shù)氣壓元件從液壓元件改造或演變過(guò)來(lái)，體積很大。60年代，開(kāi)始構(gòu)成工業(yè)控制系統(tǒng)，自成體系，不再與風(fēng)動(dòng)技術(shù)相提并論。在70年代，由于氣動(dòng)技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，在

30、自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到廣泛的推廣。80年代進(jìn)入氣動(dòng)集成化、微型化的時(shí)代。90年代至今，氣動(dòng)技術(shù)突破了傳統(tǒng)的死區(qū)，經(jīng)歷著飛躍性的發(fā)展，人們克服了閥的物理尺寸局限，真空技術(shù)日趨完美，高精度模塊化氣動(dòng)機(jī)械手問(wèn)世，智能氣動(dòng)這一概念產(chǎn)生，氣動(dòng)伺服定位技術(shù)使氣缸高速下實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)自動(dòng)定位，智能閥島十分理想地解決了整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線的分散與集中控制問(wèn)題。</p><p>　　氣動(dòng)機(jī)械手作為機(jī)械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、動(dòng)作迅速、

31、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。</p><p>　　氣動(dòng)機(jī)械手強(qiáng)調(diào)模塊化的形式，現(xiàn)代傳輸技術(shù)的氣動(dòng)機(jī)械手在控制方面采用了先進(jìn)的閥島技術(shù)（可重復(fù)編程等），氣動(dòng)伺服系統(tǒng)（町實(shí)現(xiàn)任意位置上的精確定位），在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上全部采用模塊化的拼裝結(jié)構(gòu)。</p><p>　　90年代初，由布魯塞爾皇家軍事學(xué)院Y?Bando教授領(lǐng)導(dǎo)的綜合技術(shù)部開(kāi)發(fā)研制的電子氣動(dòng)機(jī)器人——“阿基里斯”六腳勘探員

32、，是氣動(dòng)技術(shù)、PLC控制技術(shù)和傳感技術(shù)完美結(jié)合產(chǎn)生的“六足動(dòng)物”。</p><p>　　6個(gè)腳中的每一個(gè)腳都有3個(gè)自由度，一個(gè)直線氣缸把腳提起、放下，一個(gè)擺動(dòng)馬達(dá)控制腳伸展/退回運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)擺動(dòng)馬達(dá)則負(fù)責(zé)圍繞腳的軸心做旋轉(zhuǎn)之用。</p><p>　　由漢諾威大學(xué)材料科學(xué)研究院設(shè)計(jì)的氣動(dòng)攀墻機(jī)器人，它集遙感技術(shù)和真空技術(shù)于一體，成功地解決了垂直攀緣等視為危險(xiǎn)工作的操作問(wèn)題。</p>

33、;<p>　　Tron-X電子氣動(dòng)機(jī)器人，能與人親切地握手，它的頭部、腰部、手能與人類一樣彎曲運(yùn)動(dòng)，并且有良好的柔韌性。在幕后操縱人員的操作下（或通過(guò)自身的編程控制）能與人進(jìn)行對(duì)話，或作自我介紹等。Tron-X電子氣動(dòng)機(jī)器人集電子技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)和人工智能為一體，它告訴我們，氣動(dòng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人中最難解決的靈活的自由度，具有在足夠工作空間的適應(yīng)性、高精度和快速靈敏的反應(yīng)能力。</p><p>　　

34、1.5 氣動(dòng)機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動(dòng)、易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作”’。而氣動(dòng)機(jī)械手作為機(jī)械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、動(dòng)作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作等優(yōu)點(diǎn)。所以，氣動(dòng)機(jī)械手被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、半導(dǎo)體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。&

35、lt;/p><p>　　現(xiàn)代汽車制造工廠的生產(chǎn)線，尤其是主要工藝的焊接生產(chǎn)線，大多采用了氣動(dòng)機(jī)械手。車身在每個(gè)工序的移動(dòng)；車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指定工位的夾緊和定位；點(diǎn)焊機(jī)焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點(diǎn)焊，都采用了各種特殊功能的氣動(dòng)機(jī)械手。高頻率的點(diǎn)焊、力控的準(zhǔn)確性及完成整個(gè)工序過(guò)程的高度自動(dòng)化，堪稱是最有代表性的氣動(dòng)機(jī)械手應(yīng)用之一。</p><p>　　在彩電、冰箱等家用

36、電器產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線上，在半導(dǎo)體芯片、印刷電路等各種電子產(chǎn)品的裝配流水線上，不僅可以看到各種大小不一、形狀不同的氣缸、氣爪，還可以看到許多靈巧的真空吸盤將一般氣爪很難抓起的顯像管、紙箱等物品輕輕地吸住，運(yùn)送到指定目標(biāo)位置。對(duì)加速度限制十分嚴(yán)格的芯片搬運(yùn)系統(tǒng)，采用了平穩(wěn)加速的SIN氣缸。</p><p>　　氣動(dòng)機(jī)械手用于對(duì)食品行業(yè)的粉狀、粒狀、塊狀物料的自動(dòng)計(jì)量包裝；用于煙草工業(yè)的自動(dòng)卷煙和自動(dòng)包裝等許多工序。

37、如酒、油漆灌裝氣動(dòng)機(jī)械手；自動(dòng)加蓋、安裝和擰緊氣動(dòng)機(jī)械手，牛奶盒裝箱氣動(dòng)機(jī)械手等。</p><p>　　此外，氣動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)機(jī)械手被廣泛應(yīng)用于制藥與醫(yī)療器上。如：氣動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)病床，Robodoc機(jī)器人，da Vinci外科手術(shù)機(jī)器人等。</p><p>　　1.6 發(fā)展前景及方向</p><p>　　1.6.1 重復(fù)高精度</p><p>　

38、　精度是指機(jī)器人、機(jī)械手到達(dá)指定點(diǎn)的精確程度，它與驅(qū)動(dòng)器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。重復(fù)精度是指如果動(dòng)作重復(fù)多次，機(jī)械手到達(dá)同樣位置的精確程度。重復(fù)精度比精度更重要，如果一個(gè)機(jī)器人定位不夠精確，通常會(huì)顯示一個(gè)固定的誤差，這個(gè)誤差是可以預(yù)測(cè)的，因此可以通過(guò)編程予以校正。重復(fù)精度限定的是一個(gè)隨機(jī)誤差的范圍，它通過(guò)一定次數(shù)地重復(fù)運(yùn)行機(jī)器人來(lái)測(cè)定。隨著微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，以及氣動(dòng)伺服技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室和氣動(dòng)伺服定位系統(tǒng)的成套化。氣動(dòng)機(jī)械手

39、的重復(fù)精度將越來(lái)越高，它的應(yīng)用領(lǐng)域也將更廣闊，如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。</p><p><b>　　1.6.2 模塊化</b></p><p>　　有的公司把帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置的氣動(dòng)機(jī)械手稱為簡(jiǎn)單的傳輸技術(shù)，而把模塊化拼裝的氣動(dòng)機(jī)械手稱為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的氣動(dòng)機(jī)械手比組合導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及氣管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)自如

40、。由于模塊化氣動(dòng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部件采用了特殊設(shè)計(jì)的滾珠軸承，使它具有高剛性、高強(qiáng)度及精確的導(dǎo)向精度。優(yōu)良的定位精度也是新一代氣動(dòng)機(jī)械手的一個(gè)重要特點(diǎn)。模塊化氣動(dòng)機(jī)械手使同一機(jī)械手可能由于應(yīng)用不同的模塊而具有不同的功能，擴(kuò)大了機(jī)械手的應(yīng)用范圍，是氣動(dòng)機(jī)械手的一個(gè)重要的發(fā)展方向。</p><p>　　智能閥島的出現(xiàn)對(duì)提高模塊化氣動(dòng)機(jī)械手和氣動(dòng)機(jī)器人的性能起到了十分重要的支持作用。因?yàn)橹悄荛y島本來(lái)就是模塊化的設(shè)備，特別是

41、緊湊型CP閥島，它對(duì)分散上的集中控制起了十分重要的作用，特別對(duì)機(jī)械手中的移動(dòng)模塊。</p><p>　　1.6.3 無(wú)給油化</p><p>　　為了適應(yīng)食品、醫(yī)藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無(wú)污染要求，不加潤(rùn)滑脂的不供油潤(rùn)滑元件已經(jīng)問(wèn)世。隨著材料技術(shù)的進(jìn)步，新型材料（如燒結(jié)金屬石墨材料）的出現(xiàn)，構(gòu)造特殊、用自潤(rùn)滑材料制造的無(wú)潤(rùn)滑元件，不僅節(jié)省潤(rùn)滑油、不污染環(huán)境，而且系統(tǒng)簡(jiǎn)單、

42、摩擦性能穩(wěn)定、成本低、壽命長(zhǎng)。</p><p>　　1.6.4 機(jī)電氣一體化</p><p>　　由“可編程序控制器-傳感器-氣動(dòng)元件”組成的典型的控制系統(tǒng)仍然是自動(dòng)化技術(shù)的重要方面；發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制氣動(dòng)元件，使氣動(dòng)技術(shù)從“開(kāi)關(guān)控制”進(jìn)入到高精度的“反饋控制”；省配線的復(fù)合集成系統(tǒng)，不僅減少配線、配管和元件，而且拆裝簡(jiǎn)單，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。</p>&l

43、t;p>　　而今，電磁閥的線圈功率越來(lái)越小，而PLC的輸出功率在增大，由PLC直接控制線圈變得越來(lái)越可能。氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)控制越來(lái)越離不開(kāi)PLC，而閥島技術(shù)的發(fā)展，又使PLC在氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)控制中變得更加得心應(yīng)手。</p><p>　　2 機(jī)械手總體方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 機(jī)械手基本形式的確定</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分

44、為四種。</p><p>　　直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)?？紤]到本次課題中只需在兩個(gè)坐標(biāo)方向上移動(dòng)，</p><p>　　這里我選用第一種的直角坐標(biāo)型。工件為薄板類非金屬零件，采用吸附式機(jī)械手。</p><p>　　2.2 驅(qū)動(dòng)方式的確定</p&g

45、t;<p>　　按驅(qū)動(dòng)方式的動(dòng)力源，機(jī)械手可分為：</p><p><b>　　A.液壓式</b></p><p><b>　　B.氣動(dòng)式</b></p><p><b>　　C.電動(dòng)式</b></p><p>　　液壓式：其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由液動(dòng)機(jī)、伺服閥、油泵

46、、油箱等組成。通常它具有很大的抓舉能力，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作平穩(wěn)，沖擊，耐震動(dòng)，防爆好，但液壓組件要求有較高的制造精度和密封性能，否則漏油將污染環(huán)境。</p><p>　　氣動(dòng)式：其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機(jī)組成，其特點(diǎn)是電源方便，動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，維修方便。但難以進(jìn)行速度控制，氣壓不可太高，故抓舉能力較低。</p><p>　　電動(dòng)式：電力驅(qū)動(dòng)是目前使用最多的一種

47、驅(qū)動(dòng)方式。其特點(diǎn)是電源方便，響應(yīng)快，驅(qū)動(dòng)力較大，信號(hào)檢測(cè)、傳遞、處理方便，并可以采用多種靈活的控制方案。驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)，直流伺服電機(jī)以及交流伺服電機(jī)。由于電機(jī)速度高，通常必須采用減速機(jī)構(gòu)。</p><p>　　根據(jù)本課題的技術(shù)要求，我選擇驅(qū)動(dòng)方式為氣動(dòng)式的動(dòng)力源。</p><p>　　2.3 機(jī)械手傳動(dòng)方案的分析</p><p>　　傳動(dòng)方式按工作原理可

48、以分為機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)和電力傳動(dòng)，其中機(jī)械傳動(dòng)又分為摩擦傳動(dòng)和齒合傳動(dòng)；流體傳動(dòng)分為液力傳動(dòng)和氣力傳動(dòng)；電力傳動(dòng)分為直流電力傳動(dòng)和交流電力傳動(dòng)。</p><p>　　2.3.1 機(jī)械傳動(dòng)</p><p>　　靠機(jī)件間的摩擦力傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的摩擦傳動(dòng)，包括帶傳動(dòng)、繩傳動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)等。摩擦傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,大都能適應(yīng)軸間距較大的傳動(dòng)場(chǎng)合,過(guò)載打滑還能起到緩沖和保護(hù)傳動(dòng)裝置的作用，但這種

49、傳動(dòng)一般不能用于大功率的場(chǎng)合，也不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。</p><p>　　靠主動(dòng)件與從動(dòng)件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)的嚙合傳動(dòng)，包括齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)和諧波傳動(dòng)等。嚙合傳動(dòng)能夠用于大功率的場(chǎng)合，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，但一般要求較高的制造精度和安裝精度。</p><p>　　2.3.2 流體傳動(dòng)</p><p>　　液壓傳動(dòng)是在機(jī)械傳動(dòng)的基礎(chǔ)上誕生的一種新型的

50、傳動(dòng)方式，它以液體為工作介質(zhì)，通過(guò)動(dòng)力元件（液壓泵）將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，然后通過(guò)管道控制元件，借助執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達(dá)）將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載實(shí)現(xiàn)直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)以體積小，傳動(dòng)平穩(wěn)，性能可靠，能輕松實(shí)現(xiàn)很多機(jī)械傳動(dòng)不能完成的動(dòng)作，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的最佳選擇。尤其在鍛壓行業(yè)有著不可替代的作用。缺點(diǎn)是普遍存在泄露，但只要設(shè)計(jì)合理，加上高質(zhì)量的密封裝置，這些問(wèn)題就都會(huì)迎刃而解。</p&g

51、t;<p><b>　　氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　(1）以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動(dòng)相比不必設(shè)置回收的油箱和管道。</p><p>　　(2）因空氣的粘度很?。s為液壓油動(dòng)力粘度的萬(wàn)分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送。外泄漏不會(huì)像液壓傳動(dòng)那樣嚴(yán)重污染環(huán)境。<

52、/p><p>　　(3) 與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡(jiǎn)單、工作介質(zhì)清潔，不存在介質(zhì)變質(zhì)等問(wèn)題。</p><p>　　(4）工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣工作環(huán)境中，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。</p><p>　　(5）成本低，過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)。</p><p><b>　　氣壓傳動(dòng)

53、的缺點(diǎn)：</b></p><p>　　(1）由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍差。但采用氣液聯(lián)動(dòng)裝置會(huì)得到較滿意的效果。</p><p>　　(2）因工作壓力低（一般為0.31.0MPa），又因結(jié)構(gòu)尺寸不宜過(guò)大，總輸出力不宜大于10～40kN。</p><p>　　(3）噪聲較大，在高速排氣時(shí)要加消聲器。</p><p>

54、　　(4）氣動(dòng)裝置中的氣信號(hào)傳遞速度在聲速以內(nèi)比電子及光速慢，因此，氣動(dòng)控制系統(tǒng)不宜用于元件級(jí)數(shù)過(guò)多的復(fù)雜回路。</p><p>　　2.3.3 電力傳動(dòng)</p><p>　　電氣傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)，控制裝置以及被拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械所組成。其主要特點(diǎn)是功率范圍極大，單個(gè)設(shè)備的功率可從幾毫瓦到幾百兆瓦；調(diào)速范圍極寬，轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼妿邹D(zhuǎn)到每分鐘幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)，在無(wú)變速機(jī)構(gòu)的情況下調(diào)速范圍可達(dá)1：10000；

55、適用范圍極廣，可適用于任何工作環(huán)境與各種各樣的負(fù)載。</p><p>　　2.4 總體方案的確定</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　工作原理簡(jiǎn)介：該方案采用兩個(gè)氣缸的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成整套的上下料過(guò)程，豎直方向上的氣缸負(fù)責(zé)物料的抓取、上升和下降，水平方向上的氣缸負(fù)責(zé)物料的水平500mm的運(yùn)動(dòng)行程。</p>

56、<p>　　優(yōu)點(diǎn)：方案簡(jiǎn)單明了，傳動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡(jiǎn)單、工作介質(zhì)清潔。</p><p>　　缺點(diǎn)：水平方向上的氣缸行程達(dá)500mm，氣缸太長(zhǎng)，加工困難，生產(chǎn)代價(jià)高</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　工作原理簡(jiǎn)介：在豎直方向上的氣缸，其工作任務(wù)與方案一一致，也是負(fù)責(zé)物料的抓取、提升和下降，但該方案

57、在水平方向上采用了絲桿的運(yùn)動(dòng)原理來(lái)完成氣水平行程，絲桿右端是一套減速裝置，從動(dòng)力源發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)帶傳動(dòng)進(jìn)行一級(jí)減速，再經(jīng)過(guò)齒輪進(jìn)行二、三級(jí)減速，同時(shí)絲杠和豎直方向上的氣缸又是再一級(jí)的減速，這樣通過(guò)四級(jí)減速，可以讓物料在水平行程上以較緩慢的速度移動(dòng)。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：此方案合理的運(yùn)用了絲杠拿的傳動(dòng)原理以及帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的減速，其中帶傳動(dòng)中心距變化范圍大，可用于較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，能緩沖

58、吸振，有過(guò)載保護(hù)作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝要求不高。齒輪傳動(dòng)外廓尺寸小，效率高，傳動(dòng)比恒定，圓周速度及功率范圍廣。</p><p>　　缺點(diǎn)：系統(tǒng)較為復(fù)雜，且齒輪長(zhǎng)期暴露在外部，壽命會(huì)降低，對(duì)于帶傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，有滑動(dòng)，傳動(dòng)比不能保持恒定，外廓尺寸大，帶的壽命較短（通常為3500h～5000h），由于帶的摩擦起電不宜用于易燃、易爆的地方，軸和軸承上作用力大。而且齒輪傳動(dòng)制造和安裝精度要求較高，不能緩沖，無(wú)過(guò)載保護(hù)作用

59、，有噪音。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　工作原理簡(jiǎn)介：此方案在總結(jié)了以上兩個(gè)方案后，設(shè)計(jì)出的新方案，豎直方向上的上升和下降沒(méi)有變化，在水平方向上，采用了雙行程氣缸，此類氣缸內(nèi)部有兩根活塞桿，可以達(dá)到雙行程的效果，這樣既滿足了氣缸的生產(chǎn)簡(jiǎn)單，又滿足水平500mm的行程要求。</p><p>　　對(duì)于以上三種方

60、案的分析，并結(jié)合導(dǎo)師的指點(diǎn)，本課題的設(shè)計(jì)選用第三種方案，即機(jī)械手的上升下降和水平左右移動(dòng)全部通過(guò)氣動(dòng)控制的氣壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2.5 機(jī)械手工作過(guò)程分析</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)械手每次自動(dòng)抓取密封墊一件，運(yùn)送并自動(dòng)釋放到自動(dòng)生產(chǎn)線上，完成一次物料輸送。為了能順利完成這次物料輸送，我把該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析如下：</p><p>　　喂料

61、機(jī)械手開(kāi)始工作時(shí),首先打開(kāi)真空泵：</p><p>　　(1) 吸盤支架帶動(dòng)兩排吸盤快速下降,可調(diào)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到密封墊零件后,慢速下降至1020mm ,吸盤觸及密封墊零件,同時(shí)吸盤支架觸碰限位開(kāi)關(guān); </p><p>　　(2) 兩位三通電磁閥開(kāi)始動(dòng)作,使吸盤接入真空,時(shí)間約1～2s ,當(dāng)真空開(kāi)關(guān)檢測(cè)到真空值為60～80 kPa (吸盤樣本參數(shù)) 時(shí),確認(rèn)板料已被吸牢;</p>

62、<p>　　(3) 快速提升,觸碰第一個(gè)限位開(kāi)關(guān),吸盤轉(zhuǎn)為慢速運(yùn)動(dòng),觸碰第二個(gè)限位開(kāi)關(guān)(此時(shí)約提升150 mm) ,到位停止; </p><p>　　(4) 水平移動(dòng),觸碰第一個(gè)限位開(kāi)關(guān),吸盤轉(zhuǎn)為慢速運(yùn)動(dòng),觸碰第二個(gè)限位開(kāi)關(guān),到位(共走500mm行程) 停止; </p><p>　　(5) 快速下降,觸碰第一個(gè)限位開(kāi)關(guān),吸盤轉(zhuǎn)為慢速運(yùn)動(dòng),觸碰第二個(gè)限位開(kāi)關(guān),到位(約下降150

63、 mm) 停止;</p><p>　　(6) 電磁換向閥換向,放大氣,吸盤從板料上脫開(kāi),落在流水線上；</p><p>　　(7) 吸盤支架帶動(dòng)吸盤快速上升,慢速到位(上升150mm的行程) ;</p><p>　　(8) 水平移動(dòng)，返程500mm停止。至此,一次自動(dòng)上下料動(dòng)作完成。</p><p>　　3 機(jī)械手的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p&g

64、t;<p>　　3.1 吸盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　考慮到抓取的對(duì)象為密封墊零件（非金屬材料），其外形尺寸為：長(zhǎng)749mm，寬192mm，厚1.2mm。為此，我選用吸盤來(lái)抓取該類零件。</p><p>　　真空吸盤的基本原理：</p><p>　　盤壓到被吸物后，吸盤內(nèi)的空氣被真空發(fā)生器或者真空泵從吸盤上的管路中抽走，使吸盤內(nèi)形成真空。而

65、吸盤外的大氣壓力把吸盤死死的壓在被吸物上使之幾乎形成一個(gè)整體，可以共同運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　3.1.1 密封墊零件重量的計(jì)算</p><p>　　由課題所給密封墊零件尺寸數(shù)據(jù)：L=749mm S=192mm H=1.2mm 查閱非金屬材料密度表，并結(jié)合工程機(jī)械上常用的非金屬材料的密封墊零件，取ρ=2.0 g/cm3（泡沫塑料的ρ是0.2g/cm3,工業(yè)橡膠ρ是1.8g

66、/cm3，ρ在2.0以上的是玻璃類和火磚石頭類，不予考慮），取g=9.8N/kg。</p><p>　　則密封墊零件的重量：G=ρLSHg3.38N</p><p>　　3.1.2 吸盤個(gè)數(shù)的計(jì)算及型號(hào)的確定</p><p><b>　　吸盤的理論吸力F=</b></p><p>　　根據(jù)吸盤安裝位置和帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（

67、方向和快慢，直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）的不同，吸盤的實(shí)際吸力應(yīng)考慮一個(gè)安全系數(shù)n，即實(shí)際吸力F’為F’=F/n 。</p><p>　　當(dāng)水平安裝提升物體時(shí)，n4；在垂直安裝提升物體時(shí)n8 。</p><p>　　取四個(gè)吸盤，則每個(gè)吸盤所受的吸力F=G/4=3.38/4 =0.845N</p><p>　　又因?yàn)槭撬教嵘?，則取安全系數(shù)n4</p><

68、p>　　實(shí)際所要受到的吸力F’4F=0.8454=3.38N</p><p>　　真空發(fā)生器的真空度P=84KPa</p><p>　　則由吸盤的理論吸力F=可以得到</p><p>　　3.38 /4 841000</p><p>　　即D7.12mm，也就說(shuō)要求吸盤吸持工件被抽空的有效直徑至少為7.12mm 。</p>

69、;<p>　　圖3.1 波形吸盤的規(guī)格</p><p>　　圖3.2 波形吸盤的外形尺寸</p><p>　　對(duì)照以上圖3.1和圖3.2的吸盤規(guī)格和外形尺寸后，我選擇吸盤直徑為20mm，其有效直徑為14.3mm，重量為6.7g,大于理論上所求的的7.12mm，完全符合條件要求?？紤]到密封墊零件比較大，為了穩(wěn)定我選取4個(gè)吸盤同時(shí)作用。</p><p>

70、;　　一個(gè)吸盤的重量G=mg=6.7x9.8x0.001=0.066N</p><p>　　3.2 吸盤支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　選擇支架材料為鐵素體不銹鋼，則查表可知其彈性模量E200GPa</p><p>　　又該類不銹鋼的密度ρ=7.75g/cm3</p><p><b>　　由下圖3.3所示：</b&g

71、t;</p><p>　　圖3.3 吸盤定位支架</p><p>　　取該支架的總長(zhǎng)為242mm，寬為150mm，厚度為2mm，兩邊較小的槽寬為7mm，長(zhǎng)為200mm；為了減輕支架的重量在中間挖了一個(gè)較大的槽，寬為35.73mm,長(zhǎng)為200mm。</p><p>　　由撓度公式：（3L-a）</p><p>　　這里F=每個(gè)吸盤所受吸力+每

72、個(gè)三通接口的重量=0.845+50.1x9.8x0.001=1.336N</p><p>　　把支架看成兩段一段固定另一段受力的梁，</p><p>　　則：L=121mm（支架的一半長(zhǎng)度） a=100（槽的端部到支架中心的距離）</p><p>　?。?L-a）=-1.336x0.11x0.11x(3x0.121-0.1)/[6x200x109x(0.002

73、3x0.02/12)] </p><p><b>　　-0.00025</b></p><p>　　即-0.000250，所以該支架的數(shù)據(jù)滿足整個(gè)要求。</p><p>　　支架的體積為V=(242x150-7x200x2-35.73x200)x2=52.708cm3</p><p>　　支架的重量G=ρvg=7.75x

74、52.708x9.8x0.001=4.003N</p><p>　　該支架中間的導(dǎo)向槽能夠很好讓吸盤進(jìn)行移動(dòng)，因?yàn)閷?duì)于密封墊來(lái)說(shuō)，有些密封墊零件的表面是有好多的通孔結(jié)構(gòu)或者其他的孔狀結(jié)構(gòu)，如果吸盤直接吸附上去，吸盤邊緣剛好壓在孔狀結(jié)構(gòu)或者通孔上，這樣必然吸附不上來(lái)或者吸附不緊，所以通過(guò)在導(dǎo)向槽的移動(dòng)，可以很好的讓吸盤避免吸附在孔狀結(jié)構(gòu)或者通孔上，使密封墊零件能完好的吸附起。</p><p>

75、;　　3.3 吸盤連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　ＪＺＨ系列管接頭，是一種新型的組合式氣動(dòng)管接頭。最大工作壓力為１．０ＭＰａ。這種管接頭是由各種不同的接頭、接頭體和一個(gè)終端管座組合而成。通過(guò)這三部分的組合，可以把同一個(gè)管接頭組合成具有不同聯(lián)接方式和不同公稱通徑的組合式管接頭。組合式管接頭能同時(shí)適用幾種不同公稱通徑和不同材質(zhì)的氣管，具有通用性強(qiáng)，多功能、拆裝方便等特點(diǎn)。</p><p&

76、gt;　　參照以上組合式氣動(dòng)管接頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我設(shè)計(jì)出一下結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又能滿足工作條件的等徑三通接口的組合式氣動(dòng)管接頭：</p><p>　　圖3.4 等徑三通接口的組合式氣動(dòng)管接頭剖視圖</p><p>　　圖3.5 等徑三通接口的組合式氣動(dòng)管接頭基本尺寸</p><p>　　由上圖3.5可知，100個(gè)M10的三通接口的重量5.01Kg，則每一個(gè)M6的三通接口重量可能

77、小于50.1g，考慮理論去實(shí)際的誤差及安全穩(wěn)定性，這里我取M6的三通接口的重量為50.1g。</p><p>　　一個(gè)三通接口的重量G=mg=50.1x9.8x0.001=0.491N</p><p>　　3.4 吸盤定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　圖3.6 六角雙頭螺栓</p><p>　　由圖3.6所示，該結(jié)構(gòu)為兩端都是為螺紋連

78、接的六角雙頭螺栓，綜合分析選取螺紋為M6，P=1.0，L=15，F(xiàn)=8，H=3，B=10，g=1.5的六角雙頭螺栓。右邊的M6外螺紋是與M6的螺母接合固定于支架上的導(dǎo)向槽上，左邊的M6外螺紋與三通接頭的一端相接合，這樣吸盤的位置就固定了，該六角雙頭螺栓采用Q235號(hào)鋼。</p><p>　　該零件的重量計(jì)算：查閱該類鋼材密度表可知ρ=7.8g/cm3，粗略的估計(jì)該零件的體積V= 3.14x6x6x8+3.14x1

79、0x10x3+3.14x6x6x15=12.585cm3</p><p>　　則m=ρV=7.8x12.585=98.163g</p><p>　　G=mg=98.163x9.8x0.001=0.962N</p><p>　　3.5 豎直方向氣缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　氣缸是引導(dǎo)活塞在其中進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形金屬機(jī)件。</

80、p><p>　　3.5.1 氣缸的種類</p><p>　　氣壓傳動(dòng)中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件。氣缸有作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的和作往復(fù)擺動(dòng)的兩類。作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸 4種。 </p><p>　?。?）單作用氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動(dòng)活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。 </p&

81、gt;<p>　?。?）雙作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在一個(gè)或兩個(gè)方向輸出力。 </p><p>　?。?）膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在一個(gè)方向輸出力，用彈簧復(fù)位。它的密封性能好，但行程短。 </p><p>　　（4） 沖擊氣缸：這是一種新型元件。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速(10～20米／秒)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，借以作功。沖擊氣缸增加了帶有噴口和泄流口的中蓋。中蓋和活

82、塞把氣缸分成儲(chǔ)氣腔、頭腔和尾腔三室。它廣泛用于下料、沖孔、破碎和成型等多種作業(yè)。作往復(fù)擺動(dòng)的氣缸稱擺動(dòng)氣缸，由葉片將內(nèi)腔分隔為二，向兩腔交替供氣，輸出軸作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)角小于 280°。此外，還有回轉(zhuǎn)氣缸、氣液阻尼缸和步進(jìn)氣缸等。</p><p>　　3.5.2 氣缸的結(jié)構(gòu)</p><p>　　氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成。 </p><p&g

83、t;<b>　　(1）缸筒 </b></p><p>　　缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小。活塞要在缸筒內(nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng)，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um。對(duì)鋼管缸筒，內(nèi)表面還應(yīng)鍍硬鉻，以減小摩擦阻力和磨損，并能防止銹蝕。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外，還是用高強(qiáng)度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開(kāi)關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸，缸筒應(yīng)使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材

84、質(zhì)。</p><p>　　SMC CM2氣缸活塞上采用組合密封圈實(shí)現(xiàn)雙向密封，活塞與活塞桿用壓鉚鏈接，不用螺母。 </p><p><b>　　(2）端蓋 </b></p><p>　　端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套，以提高氣缸

85、的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載，減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量，延長(zhǎng)氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過(guò)去常用可鍛鑄鐵，現(xiàn)在為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。 </p><p><b>　　(3）活塞 </b></p><p>　　活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設(shè)有活塞密封圈?；钊系哪湍キh(huán)可

86、提高氣缸的導(dǎo)向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長(zhǎng)使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹(shù)脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒?dòng)部分長(zhǎng)度來(lái)決定?；瑒?dòng)部分太短，易引起早期磨損和卡死?；钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。 </p><p><b>　　(4）活塞桿 </b></p><p>　　活塞桿是氣缸中最重要的受力零件。通常使用高碳鋼，

87、表面經(jīng)鍍硬鉻處理，或使用不銹鋼，以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。 </p><p><b>　　(5）密封圈 </b></p><p>　　回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)處的部件密封稱為動(dòng)密封，靜止件部分的密封稱為靜密封。 缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種： 整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。 </p><p>　　氣缸工作時(shí)要靠壓縮空氣中的油霧對(duì)

88、活塞進(jìn)行潤(rùn)滑。也有小部分免潤(rùn)滑氣缸。</p><p>　　3.5.3 氣缸的工作原理</p><p>　　根據(jù)工作所需力的大小來(lái)確定活塞桿上的推力和拉力。由此來(lái)選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過(guò)大不僅使設(shè)備笨重、成本高，同時(shí)耗氣量增大，造成能源浪費(fèi)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu)，以減少氣缸的尺寸。 </p><

89、p>　　3.5.4 氣缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　查閱相關(guān)數(shù)據(jù)表：</b></p><p>　　圖3.7 六角螺母規(guī)格重量表</p><p>　　圖3.8 平墊圈規(guī)格重量表</p><p>　　根據(jù)圖3.7和圖3.8的螺母和墊圈的規(guī)格表,得知:</p><p>　　M6螺母的

90、重量G=mg=2.317x9.8/1000=0.023N</p><p>　　M10螺母的重量G=mg=10.99x9.8/100=0.108N</p><p>　　ф6墊圈的重量G=mg=1.42x9.8/1000=0.014N</p><p>　　ф10墊圈的重量G=mg=3.98x9.8/1000=0.039N</p><p>　　根據(jù)

91、以上面所求的數(shù)據(jù)計(jì)算氣缸所受的總拉力：</p><p>　　氣缸所收的總拉力F=吸盤的重量+三通接口的重量+支架的重量+M6螺母的重量+M10螺母的重量+ф6墊圈的重量+ф10墊圈的重量 +六角雙頭螺栓的重量+密封墊零件的重量=0.066x4+0.491x4+4.003+0.023x4+0.108+0.014x8+0.039+0.962x4+3.38=13.81N</p><p>　　由氣

92、壓公式F=PS，這里去P為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（實(shí)際中氣壓大于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）</p><p>　　則13.81=101325xS可以得到S=R2=0.000136m2</p><p><b>　　即R=6.6mm</b></p><p>　　查閱該類氣缸的數(shù)據(jù)表：</p><p>　　圖3.9 豎直氣缸的外形尺寸</p>

93、;<p>　　查閱標(biāo)準(zhǔn)氣缸的鋼徑和活塞桿直徑系列表可知：取活塞桿的直徑d=12mm,氣缸的內(nèi)徑D=32mm</p><p>　　則該氣缸的受力面積S=R2=3.14x0.0122=0.000452m2</p><p>　　其受力面積0.000452 m2大于情況所需的0.000136m2，根據(jù)條件，取氣缸行程為50mm，所以該氣缸FB 32 12 50完全符合條件。</

94、p><p>　　取該氣缸材料為Q235號(hào)鋼材，則查閱氣缸筒的壁厚表可知，該氣缸零件的壁厚取4到5mm，這里計(jì)算取5mm。</p><p>　　由以上數(shù)據(jù)，我們可以求得氣缸筒的體積V=2.12-1.62=87.15cm3</p><p>　　活塞桿的體積V=0.62x5=5.7cm3</p><p>　　則粗略的估算豎直方向的氣缸質(zhì)量m=7.85（

95、87.15+5.7）=728.5g</p><p>　　其重量G=mg=728.5x0.001x9.87.1N</p><p>　　該氣缸的外形解剖圖如下：</p><p>　　圖3.10 豎直氣缸的裝配圖</p><p>　　結(jié)合理論計(jì)算的結(jié)果，并根據(jù)圖3.9和圖3.10氣缸的尺寸信息，可得到所需的豎直方向上的氣壓缸。</p>

96、<p>　　3.6 水平直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　3.6.1 直線導(dǎo)軌的概述</p><p>　　直線導(dǎo)軌又稱滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌，用于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時(shí)可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)。 </p><p>　　直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的作用是用來(lái)支撐和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件，按給定的方向做往

97、復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。依按摩擦性質(zhì)而定，直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌可以分為滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌、滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌、彈性摩擦導(dǎo)軌、流體摩擦導(dǎo)軌等種類。</p><p>　　3.6.2 直線導(dǎo)軌種類的確定</p><p>　　在本課題設(shè)計(jì)中，我選用圓形導(dǎo)軌，接下來(lái)我簡(jiǎn)單的說(shuō)一下圓形導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　圓形導(dǎo)軌產(chǎn)品的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)就是其圓形板可在端部支撐軸，實(shí)現(xiàn)橫跨相當(dāng)于軸直徑的12到24 倍的

98、間隙的圓形直線軸承設(shè)計(jì)，從工廠自動(dòng)化中的龍門吊系統(tǒng)到DNA 取樣機(jī)中揀選和放置模塊的各種應(yīng)用均可采用這一設(shè)計(jì)。運(yùn)動(dòng)軸完全通過(guò)固定軸的兩端進(jìn)行組建。無(wú)論兩點(diǎn)之間的機(jī)器表面處于何種情況，無(wú)論是否只有一個(gè)點(diǎn)，該裝置的精密性都不會(huì)受到影響，僅僅取決于端部支撐裝置的準(zhǔn)確度。此外，如果要通過(guò)直線導(dǎo)軌對(duì)中一套絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)，只需在一個(gè)板上打三個(gè)孔，即以兩個(gè)圓形導(dǎo)軌和絲杠軸承的支撐為基準(zhǔn)，這是最容易做到的方法。通過(guò)這一設(shè)計(jì)，在裝配過(guò)程中無(wú)需調(diào)節(jié)。 &l

99、t;/p><p>　　在某些應(yīng)用中，平整度可能是需要考慮一個(gè)主要的因素。雖然組件和應(yīng)用之間在細(xì)微處可能略有不同，并通常缺乏行業(yè)相關(guān)平整度數(shù)據(jù)，但滾珠襯套軸承往往可以非常平穩(wěn)地運(yùn)行，方形導(dǎo)軌和圓形導(dǎo)軌之間的差異通常用手即可感覺(jué)得到。滾珠和導(dǎo)軌之間凸表面的點(diǎn)式接觸可將擦傷的可能性降到最低。滾珠襯套通常在微小間隙量或1％到2％額定動(dòng)載荷的輕預(yù)載荷下運(yùn)行，提高了平穩(wěn)性。而由于較高的一致性和預(yù)載荷，方形導(dǎo)軌軸承可在某些“缺口”

100、情況下使用。 在大多數(shù)情況下，這是可行的，但如果需要用到儀表級(jí)軸承，圓形導(dǎo)軌可能更有優(yōu)勢(shì)。同樣，由于其簡(jiǎn)單的圓形幾何形狀，圓形襯套上的密封件往往更為可靠，產(chǎn)生更小的拖曳。方形導(dǎo)軌擦拭器必須符合導(dǎo)軌中的滾珠軌道，以達(dá)到耐用型密封。</p><p>　　安裝圓形導(dǎo)軌時(shí)最后需要考慮的是安裝在軸上的非滾珠型聚合物襯套?？刹捎眠m用于鋁或其它基底的高性能軸承級(jí)材料，以提供良好的載荷能力（相當(dāng)于滾珠襯套載荷能力的20％）和一個(gè)

101、在 0.05到0.25范圍內(nèi)的較低摩擦系數(shù)。襯套軸承可在具有能夠損傷密封嚴(yán)實(shí)的滾珠襯套的微粒的惡劣環(huán)境中平穩(wěn)運(yùn)行，也可在受到?jīng)_擊載荷損傷的滾珠軸承系統(tǒng)下正常工作。另一方面，滾珠循環(huán)噪聲可能會(huì)成為滾珠襯套或方形導(dǎo)軌軸承中的一個(gè)問(wèn)題，但對(duì)于上述襯套軸承卻基本上不是問(wèn)題。由于接觸面分布在一個(gè)較大的區(qū)域中，無(wú)需配有滾珠襯套的硬化鋼軸。可以采用不銹鋼軸系，既適用于像半導(dǎo)體和醫(yī)藥行業(yè)所處的清潔環(huán)境，也適用于像食品加工行業(yè)所處的惡劣環(huán)境。</p

102、><p>　　3.6.3 圓形導(dǎo)軌的支撐導(dǎo)軌單元</p><p>　　支撐導(dǎo)軌單元由支撐軌，直線軸及開(kāi)口型直線軸承箱式單元組成，圖3.10所示。</p><p>　　支撐軌：支撐軌可在全行程上為軸提供最大的剛性，確保支撐導(dǎo)軌單元的正常工作，圖3.11所示。</p><p>　　箱體:可與開(kāi)口型直線軸承配合，在高負(fù)載或長(zhǎng)行程的場(chǎng)合，保證卓越的運(yùn)動(dòng)性

103、能，圖3.12所示。</p><p>　　以下為圓形導(dǎo)軌的支撐導(dǎo)軌單元的結(jié)構(gòu)圖和相關(guān)數(shù)據(jù)表：</p><p>　　圖3.11 支撐軌 圖3.12 箱體</p><p>　　圖3.13 支撐導(dǎo)軌單元 圖3.14導(dǎo)軌外形長(zhǎng)度表</p><p>　　圖3.15 支撐軌外形尺寸&l

104、t;/p><p>　　圖3.16 支撐導(dǎo)軌單元外形尺寸</p><p>　　由表以上圖的外形尺寸數(shù)據(jù)可知：選取長(zhǎng)度L=940mm的導(dǎo)軌。</p><p>　　根圓形導(dǎo)軌的支撐導(dǎo)軌單元的總質(zhì)量：m =(940x3.6/1000+0.3x0.05)x2</p><p>　　=(3.384+0.015)x2=6.7986Kg</p>&

105、lt;p>　　即總重量G=mg=6.7986x9.8=66.6N</p><p>　　其中兩箱體的總質(zhì)量m=0.3x0.05x2=0.030Kg</p><p>　　即兩箱體的總重量G=mg=0.030x9.8=0.294N</p><p>　　3.7 導(dǎo)軌上工作臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　兩圓行導(dǎo)軌間的連接我選用了厚度達(dá)3mm

106、的鋁板，該鋁板長(zhǎng)225mm，寬69.75mm。</p><p>　　圖3.17導(dǎo)軌工作臺(tái)簡(jiǎn)圖</p><p>　　該鋁板一方面定位好了兩圓形導(dǎo)軌，使之能同步移動(dòng)，另一方面，鋁板也是豎直方向上的氣缸的定位結(jié)構(gòu)，與此同時(shí)，固定好的鋁板一端通過(guò)一結(jié)構(gòu)與水平方向上的氣壓缸連接，工作臺(tái)的具體的外型及尺寸在后面所附的圖紙中會(huì)指出。</p><p>　　根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，查資料可以

107、得出鋁板的密度ρ=2.95g/cm3,可以粗略地估算出工作臺(tái)的質(zhì)量為：</p><p>　　m=225x69.75x3x2.95/1000=138.890g</p><p>　　G=mg=138.890x0.001x9.8=1.361N</p><p>　　3.8 水平方向氣缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　3.8.1 伸縮缸的概述<

108、;/p><p>　　上面的總體設(shè)計(jì)方案中已指出本課題機(jī)械手水平方向上的氣壓缸選擇具有雙行程的伸縮缸，接下來(lái)我先對(duì)這類伸縮缸進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的概述：</p><p>　?。?）工程伸縮缸缸的基本型式</p><p>　　同傳統(tǒng)的缸一樣,伸縮缸兩種基本類型是單作用和雙作用型. 單作用伸縮缸在壓力油的作用下伸出,依靠重力或外部機(jī)械作用力縮回。單作用缸應(yīng)用在某種形式的作用力總是作用

109、在缸上的場(chǎng)合。最基本的單作用伸縮應(yīng)用就是傾卸式卡車和傾卸式拖車。壓力油伸出伸縮缸以升起傾卸車的一端并卸除負(fù)載,當(dāng)解除壓力 時(shí),傾卸車廂的重量將伸縮油缸中的油排出并縮回。 雙作用伸縮缸兩個(gè)方向都由油壓作為動(dòng)力,它們可以使用在既給沒(méi)有重力又沒(méi)有外部機(jī)械作用力的應(yīng)用場(chǎng)合。它們非常好地適用于無(wú)嚴(yán)格定位且要求穩(wěn)固負(fù)載來(lái)回動(dòng)作的應(yīng)用場(chǎng)合。一個(gè)典型的 應(yīng)用是垃圾壓實(shí)車的推鏟液壓缸。水平安裝的液壓缸推動(dòng)一塊平 板壓縮負(fù)載，然后帶著平板縮回,以便添加更多

110、的物料。不能借助于重力,所以使用雙作用缸。</p><p><b>　?。?）軸承和密封</b></p><p>　　每一伸縮級(jí)通過(guò)至少兩只軸承依次支撐在較大的伸縮段上。一只位于外直徑的底部或伸縮級(jí)的活塞端。另一只位于直徑的頂部或下一個(gè)較大伸縮級(jí)的填塞級(jí)。這兩個(gè)軸承之間的距離決定一級(jí)同下一級(jí)之間的重疊程度。一般而言,這個(gè)距離或重疊必須隨總行 程的增加而增加,以抵抗由伸

111、出級(jí)重量和負(fù)載引起的撓度。 伸縮缸的密封設(shè)計(jì)有好幾種。最普通的一種是使用多重疊合的 " V "形密封和/或帶現(xiàn)場(chǎng)模鑄的疊合唇整體式多唇密封件。這些密封件通過(guò)擋圈或卡環(huán)及壓緊螺母保持在適當(dāng)位置。每一級(jí)的內(nèi)圓面同套在里面的直徑小些的下一級(jí)外徑相互密封。這些密封的型式和位置各個(gè)油缸制造廠不同。密封型式也取決于其特殊功 能。零泄漏,多唇柔性密封通常使用在主臂級(jí)和伸縮級(jí)密封部分的內(nèi)徑上。低泄漏硬性密封使用在雙作用伸縮缸的活塞端