送料机械手的设计(5)

3.4 液压元件的选择

3.4.1 绘制机构工作参数表

表3-1机构工作参数

机构名称 工作速度 行程

工作压力 流量 手部抓紧 60mms 25mm 1.78Mpa 0.89Mpa 0.26Mpa 117.8ms 27ms 1000mls 腕部回转 45os 200mms ?90o 500mm 手臂伸缩 3.4.2 由初步计算选液压泵

验所需液压最高压力：P?1.78MPa 所需液压最大流量：Q?1000ml/s

选取CB-D型液压泵（齿轮泵）；此泵工作压力为10MPa，转速为1800r/min，工作流量Q在32~70ml/r之间，可以满足需要。

3.4.3 算腕部摆动缸

M'?Pb(?Al2??mm2)?m?106/8 （3-16） W'?8??v(?Al2??mm2)b （3-17）

式中 ?m——机械效率取： 0.85～0.9

?v——容积效率取： 0.7～0.95

所以代入公式（3-16）得：

M'?25.8(N.M)

M'?M?30.5(N.M)

代入公式（3-17）得：

W'?0.673rad/s =0.673rad/s W'??/4?0.785rad/s

因此，取腕部回转油缸工作压力 P?1MPa；流量Q?35ml/s

18 - -

圆整其他缸的数值：

手部抓取缸工作压力 PI?2MPa；流量QI?120ml/s 小臂伸缩缸工作压力 PI?0.25MPa；流量QI?1000ml/s

3.4.4 确定电机规格

液压泵选取CB-D型液压泵，额定压力P?10MPa，工作流量在之间。选取80L/min为额定流量的泵， 因此：

P?ppqp/?p （3-18）

32ml/r~70ml/r

式中 P——电动机功率（W）；

pp——液压泵最大工作压力（Pa）； qp——液压泵的输出流量（m3/s）；

?p——液压泵总效率，由液压泵产品样本查出，?p?0.8

所以代入公式（3-18）得：P?ppqp/?p?16.7KW

选取电动机JQZ-61-2型电动机，额定功率17KW，转速为

2940r/min。

3.4.5 油管尺寸的确定

管道内径计算

d?4Q （3-19） ?v推荐流速（m/s） 表3-2 允许流速推荐表 油液流经的管道 液压泵吸油管道 液压系统压油管道 液压系统回油管道 0.5~1.5，一般常取1m/s以下 3~6，压力高，管道短粘度小取大值 1.5~2.6 ni； 式中 Q——通过管道内的流量（m3/s），Q?80L/m V——管内允许流速（m/s），取v?4m/s，见表3-2。

19 - -

d?4Q?20mm ?v根据参考文献3中表37.9-1，选取管道内径d?20mm的铜管。

3.4.6 管道壁厚的计算

??pd （3-20） 2[?]式中 p?工作压力（MPa） d?管道内径（mm）

? [?]?许用应力（MPa），对于钢管[?]?b（抗拉强度MPa s?ss?8安全系数，当p?7MPa时，；当p?17.5MPa?b?时，s?6；当

p?17.5MPa时，s?4）。对于铜管[?]?25MPa。

pd?4mm，管道的外径D?d?2??28mm，长度l?2m。 所以 ??2[?]3.4.7 油缸容积的确定

对油缸容积初步确定

V?aQV （3-21）

已知所选泵的总流量为80L/min，这样液压泵每分钟排出压力油的体积为0.08m3，取a?5，算出有效容积为

V?0.4m3

3.5 本章小结

本章主要对机械手的抓取机构进行了相关的研究，具体内容如下： （1）阐述了对手部的设计要求，并对拉紧油缸的尺寸进行相关的设计计算；

（2）对腕部进行设计计算，计算各扭矩，并确定了腕部回转液压缸尺寸；

（3）对臂伸机构进行设计计算，计算驱动力，并确定了液压缸结构尺寸；

（4）对液压元件进行选择，确定电机规格及机构的参数。

20 - -

第4章 液压系统原理设计及草图

4.1 手部抓取缸

（1）手部抓取缸液压原理图如图4-1所示[5]；

（2）泵的供油压力P取10Mpa，流量Q取系统所需最大流量即Q=1300ml/s。

因此，需装图4-1中所示的调速阀，流量定为7.2L/min，工作压力P=2Mpa。

采用：YF-B10B溢流阀

2FRM5-20/102调速阀 23E1-10B二位三通阀 图 4-1手部抓取缸液压原理图 4.2 腕部摆动液压回路

（1）腕部摆动缸液压原理图如图4-2所示 （2）工作压力P=1Mpa

流量Q=35ml/s

采用 2FRM5-20/102调速阀

21 - -

34E1-10B 换向阀 YF-B10B 溢流阀

图 4-2 腕部摆动液压回路

4 4.3 小臂伸缩缸液压回路

2图 4-3小臂伸缩缸液压回路 22 - -

5臂部伸缩缸

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