电机壳体搬运机械手设计说明书(7)

Tf?0

Ta?J??0.5?(204.4?28.2)??232.6N?m ?t0.5T手臂?1.3(Tf?Ta)/?m=1.3?(0?232.6)/0.95?318.3N?m

4.7 初选系统工作压力

压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不经济；反之，压力选得太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定的尺寸不太受限制的设备，压力选低一些，行走机械重载设备压力要选得高一些。选择可参考一下两表：

12

表4-1 按载荷选择工作压力

[9]

载荷/KN 工作压力/MPa <5 <0.8～1 5～10 1.5～2 10～20 2.5～3 20～30 3～4 [9]30～50 4～5

>50 ≥5 表4-2 各种机械常用的系统工作压力

机 机械类型 磨床 工作压力/MPa 0.8～2

13

农业机械 小型工程机械 拉床 8～10 建筑机械 液压凿岩机 10～18 液压机 大中型挖掘机 起重机械 起重运输机械 20～32 床 组合 机床 3～5 龙门 刨床 2～8 从各方面综合考虑，根据计算所得的数据，搬运机械手的工作压力选择为8MPa。

第5章 机械手各部件结构尺寸计算及校核

本次设计的机械手的主要结构部件即为液压缸，总体结构尺寸即为液压缸尺寸。一般来说液压缸是标准件,但有时也需来自行设计,故需了解其主要尺寸的计算及强度、刚度的验算方法。对于活塞缸，缸的直径是指缸的内径。缸的内径D和活塞杆直径d可根据最大总负载和选取的工作压力来确定。

5.1 手指夹紧机构结构尺寸的确定

手指夹紧采用的单作用活塞缸，由上章已知其载荷力大小。

(1)液压缸内径及活塞杆外径的确定

为液压缸活塞杆工作在受压状态，下图为活塞杆工作在受拉状态。 活塞杆受压时

图5-1 活塞杆受压示意图

F?活塞杆受拉时

FW?W（5-1） ?p1A1?p2A2

图5-2 活塞杆受拉示意图

F?FW/?W?p1A2?p2A1 （5-2）

式中： A1??/4D2——无杆活塞杆有效作用面积（mm2）；

222 A2??/4(D?d)——有杆活塞杆有效作用面积（mm）； P1——液压缸工作腔压力8MPa；

P2——背压力，液压缸回油腔压力，其值根据回路的具体情况而定，初算时可参照表5-1，此处选取背压p2?0。

14

D——油缸内径（mm）； d——活塞杆直径（mm）。

表5-1 执行元件背压力

[9]

系统类型 简单系统或节流调速系统 回油路带调速阀系统 回油路设置有背压阀的系统 用补油泵的闭式回路 回油路较复杂的工程机械 回油路较短，且直接回油箱 背压力/MPa 0.2～0.5 0.4～0.6 0.5～1.5 0.8～1.5 1.2～3 可忽略不计 对单活塞杆缸，无杆腔进液体或气体时，不考虑机械效率，可得：

4F1d2p2?D=?(p1?p2)p1?p2有杆腔进液体或气体时，不考虑机械效率，可得：

（5-3）

4F2d2p1D=??(p1?p2)p1?p2这时，上面两式便可简化，即无杆腔进液体时：

（5-4）

D=有杆腔进油时：

4F1?p1（5-5）

D=4F2?d2?p1（5-6）

若综合考虑排液对活塞产生的背压，活塞和活塞杆处密封及导套产生的摩擦力，以及运动件质量产生惯性力等的影响，一般取机械效率?cm?0.8或0.9。活塞杆的杆径d可根据工作压力选取，见表5-2。

表5-2 按工作压力选取d/D

[11]

工作压力/MPa ≤5.0 0.5～0.55 5.0～7.0 0.62～0.70 ≥7 0.7 d/D 当液压缸的往复速度比有一定要求时，杆径d可由下式计算。

15