当前位置:首页>> >>


气动扳手设计.rar

收藏

资源目录
    文档预览:
    编号:20180915103628711    类型:共享资源    大小:694.67KB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
    尺寸:148x200像素    分辨率:72dpi   颜色:RGB    工具:   
    25
    金币
    关 键 词:
    气动 扳手 设计
    资源描述:
    长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 1 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊气动扳手概述首先说起气动扳手不得不说起气压传动。气压传动是风动技术与液压技术演变、发展而来。气压传动是以压缩空气作为工作介质传递运动和动力。由于气压传动的动力传递介质是取之不尽的空气,所以污染小,因此在自动化领域中具有广阔的发展前景。气压传动广泛应用于纺织、机械、汽车、电子、军事、钢铁、化工、食品、包装等行业中。随着原子能、空间技术、计算机技术等的发展,气压传动技术必将更加广泛地应用于各个工业领域。气 动 板 手 ( Impact wrench) , 也 称 为 是 棘 轮 板 手 及 电 动 工 具 总 合 体 ,主 要 提 供 高 扭 矩 输 出 最 小 的 消 耗 的 工 具 。压 缩 空 气 是 最 常 见 的 动 力 源 , 尽 管 电 动 或 液 压 动 力 也 使 用 。 气 动 板 手被 广 泛 应 用 在 许 多 行 业 , 如 汽 车 修 理 , 重 型 设 备 维 修 , 产 品 装 配 ( 通 常 称 为“脉 冲 工 具 ”和 专 为 精 确 的 扭 矩 输 出 ) , 重 大 建 设 项 目 , 以 及 其 他 任 何 一 个地 方 的 高 扭 矩 输 出 需 要 。气 动 板 手 可 在 每 一 个 标 准 的 棘 轮 插 座 驱 动 器 大 小 , 从 小 型 的 1 / 4“驱 动 器 的 工 具 小 组 装 和 拆 卸 , 到 3.5 ”都 有 。气动扳手是用气压推动叶片,压力能转化为扳手内轴的机械能。紧固强度通过设置气压的大小来设置。比较形象的比喻就是把电风扇反过来使用就是气动扳手。气动扳手的扭矩值是以改变气压的大小来控制的,且没有精度,而是以重复度表示。但若在气动扳手上加装气动扳手专用的传感器,则可用精度表示。现今主要流行的气动扳手有双转速型式等其主要特点是: 基于传统的气动扭力扳手,标准系列的气动扳手是经过 40 年的经验累积下来的成果,也达成到今日工业的要求.  应用于全世界上千种场合,气动扭力扳手持续展现着 NORBAR 大扭力工个范围的根基.  此型式适合于各种有螺丝的应用.  正反转操作.  静音、非冲击式可降低操作者的疲劳.  扭力重复度+/-5%. 长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 2 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 各式各样的反作用力臂型式可供各种工作场合搭配使用. 1 总体方案设计1.1 参数要求(1)最大扭矩: 6 公斤.米(2)无负荷转速: 4000 转/分(3 ) 工作气压: 4~6 公斤/厘米1.2 整体结构概述机电一体化机械系统是由计算机信息网络协调与控制,用于完成包括机械力,运动和能量流等动力学任务的机械和机电部件相互联系的系统。其核心是由计算机控制的,包括机械,电力,电子,气压,光学等技术的伺服系统。他的主要功能是完成一系列机械运动。每一个机械运动可单独由控制电动机,传动机构和执行机构组成的子系统来完成,而这些子系统要由计算机协调控制,以完成其功能要求。因此机电一体化机械系统的设计要求考虑产品的总体布局,机构选型,结构造型的合理化和最优化。1.3 气压传动的工作原理 气压传动工作原理是利用空气压缩机把电动机或其他原动机输出的机械能转换为空气的压力能,然后在控制元件的控制下,通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转运动形式的机械能,从而完成各种动作并对外做功。具体例子:图11.1 为气动剪切机的气动系统工作原理图。图示位置为工料被剪前,即非工作位置。当工料 5 由上料装置送入剪切机并到达规定位置时,行程阀 8 的顶杆受压使阀内通路打开,气控换向阀 7 的控制腔便与大气相通,阀芯受弹簧力作用而下移,由空气压缩机 4 产生并经过初次净化处理后储藏在储气罐 1 中的压缩空气,经分水滤气器 11、减压阀 10 和油雾气 9 及气控换向阀 7,进入气缸 6 的下腔;汽缸上腔的压缩空气通过气控换向阀 7 排入大气。此时,气缸 6 活塞向上运动,带动剪刀将工料 5 切断。当工料剪下后,随之与行程阀 8 脱开,行程阀在弹簧作用下复位,阀芯封住排气通道,气控换向阀 7 的控制腔 C 中的气压升高,使阀芯上移,B 口与 P 口相通,A 口与 O 相通,气路变换。此时压缩空气便进入气缸 6 的上腔,长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 3 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊而下腔空气则通过气控控制阀 7 上的 A 从 O 口排气,活塞下移,带动剪刀复位准备第二次剪切工料。图 1.3.11.4 气压传动的组成 图 11.1 为典型气压传动系统图。与液压传动系统相似,也是由四部分组成。(1)气源装置:是将原动机的机械能转变为气体的压力能。包括空气压缩机。(2)执行元件:是将气体的压力能转变为机械能。包括各种气缸和气马达等。(3)控制元件:用以控制系统中空气的压力、流量和流动方向以及执行元件的工长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 4 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊作程序,以便使执行机构完成预定的动作。包括各种压力、流量、方向控制阀等。(4)辅助元件:保证气压系统正常工作所必需的部分。包括油水分离器、干燥器、过滤器等气源净化装置以及贮气罐、消声器、油雾器、管网、压力表及管件等。1.5 整体方案图1-1 整体外观图1-马达轴;2-转子;3-定子;4-内齿轮;5-行星架;6,7-牙嵌离合器【等边梯形齿】;8-牙嵌离合器【锯齿型齿】;9-扳手轴。本气动扳手可装成夹紧扳手或者松开扳手,两者的主要区别为:气动马达得转子和定子得安装方向相反。本扳手采用两套牙嵌离合器,在空载时和加载后可分别使扳手轴自动获得高,低两种转速 。空载时,马达轴1的旋转运动经过一级行星齿轮减速器后传至行星架5,然后接住等边梯形牙嵌离合器6和7传至扳手轴9使其高速回转。此时由于牙嵌离合器8【与轴9花键连接】得123456789z4321【ACCABD长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 5 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊转速大于内齿轮4得转速 ,因此牙嵌离合器8便沿锯齿形牙的斜面打滑。加载后,牙嵌离合器6和7过载打滑,马达轴1得运动便经由二级行星齿轮减速传至内齿轮4,并通过牙嵌离合器8将运动传至扳手轴9,使其低速回转。此时由于内齿轮4是主动件,牙嵌离合器8是从动件【与告诉回转时正好相反】因此由锯齿形牙的垂直 面传递扭矩,并继续迫使牙嵌离合器6和7过载打滑。 对于夹紧扳手,牙嵌离合器8只能传递右旋扭矩;对于松开扳手,只能传递左旋扭矩。 1.6 方案选择本设计提供两套方案:第一套方案:采用液压传动方式第二套方案:采用气压传动方式两种方案的优缺点如下:第一套方案;1)液压元件制造精度要求高 由于元件的技术要求高和装配比较困难,使用维护比较严格。2)实现定比传动困难 液压传动是以液压油为工作介质,在相对运动表面间不可避免的要有泄漏,同时油液也不是绝对不可压缩的。因此不宜应用在在传动比要求严格的场合,例如螺纹和齿轮加工机床的传动系统。3)油液受温度的影响 由于油的粘度随温度的改变而改变,故不宜在高温或低温的环境下工作。 4)不适宜远距离输送动力 由于采用油管传输压力油,压力损失较大,故不宜远距离输送动力。 5)油液中混入空气易影响工作性能 油液中混入空气后,容易引起爬行、振动和噪声,使系统的工作性能受到影响。 6)油液容易污染 油液污染后,会影响系统工作的可靠性。7)发生故障不易检查和排除。 长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 6 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第二套方案:1、空气容易获取、且工作压力低,用过的空气可就地排放,无需回收管道。 2、气的粘性小、流动阻力损失小,便于集中供气和远距离输送。3、气动执行元件运动速度高。 4、气动系统对环境的适应能力强,能在温度范围很宽,潮湿和有灰尘的环境下可靠工作,稍有漏泄不会污染环境,无火灾爆炸危险,使用安全。 5、结构简单、维护方便、成本低廉。 6、气动元件寿命长。 7、气动元件的执行输出比液压小、运动较快、适应性强、可在易然、易爆、多沉、潮湿、冲击的恶劣环境中工作,不污染环境,工作寿命长,构造简单,便于维护,价格低廉。所以本次设计采用气动方式。1.7 气动机械的优势特点气动机械排放的是空气及微量冷凝水,在躁音得以控制的情况下,气动机械如下特点电动机械无法比拟。1.三防:即防潮、防爆、防尘,适应恶劣的工作环境。2.在相同转速及负载条件下, 气动机械比电动机械占用空间小得多。3.可无级调速。根据需要,通过调节供气流量、压力,实现无级调速。4.可实现远控、自控。5.过载自动保护。在一定范围内,超载自动停车,降载自动启动。从而自动保护。对极限扭矩有衡定要求的场合特别适宜。综上所述,气动机械在当今世界,特别是我国国内,有待开拓的空间巨大。长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 7 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2 气压系统设计2.1 拟订气压系统原理图2.1.1 确定气压马达本次设计气动马达采取叶片式气动马达因为其特点 1.可以无级调速。只要控制进气阀或排气阀的流量,就能调节气动马速的功率和转速.2.能够在瞬时间改变转向、并可在一转至两转内升至全速运行。3.工作安全,适用于恶劣的环境,在易燃易爆、高温、潮湿等不利条件下均能正常工作。4.有过载保护作用,不会因过载而发生故障。过载时,马达只是转速降低或停转,并不产生机件损坏等故障.5.操纵方便,维修容易. 。2.1.2 叶片式气动马达的性能上 图 是 在 一 定 工 作 压 力 下 作 出 的 叶 片 式 气 马 达 的 特 性 曲 线 。 由 图 可 知 , 气 动马 达 具 有 软 特 性 的 特 点 。 当 外 加 转 矩 丁 等 于 零 时 , 即 为 空 转 , 此 时 速 度 达 到最 大 值 nmax 气 动 马 达 输 出 的 功 率 等 于 零 ; 当 外 加 转 矩 等 于 气 动 马 达 的 最 大转 矩 Tmax 时 , 马 达 停 止 转 动 , 此 时 功 率 也 等 于 零 ; 当 外 加 转 矩 等 于 最 大 转长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 8 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊矩 的 一 半 时 , 马 达 的 转 速 也 为 最 大 转 速 的 1/2, 此 时 马 达 的 输 出 功 率 P 最大 。所 以 将 下 面 所 列 数 据 带 入 上 图 所 示 曲 线 可 以 得 出 :(1)最大扭矩: 12kgm;18nm(2)无负荷转速: 4000 转/分(3)工作气压: 0.63MPa结果:马达输出功率最大时转速 2000 转/分当马达转速小于 2000 转/分时其工作效率降低较慢实际使用时可以时候但不能大于最大扭矩 18nm.当马达转速大于 2000 转/分时候其工作效率降低较快实际使用时将造成不必要的浪费。2.1.3 夹紧或松开扳手时气动马达的转换本气动扳手可装成夹紧扳手或者松开扳手,两者的主要区别为:气动马达得转子和定子得安装方向相反。图 2.1.3图示:两种情况下气动马达的变化2.1.4 气压马达选用材料1.输出轴(转子):40 铬 40cr 钢材化学成分和力学性能 成分:碳 0.37~0.45%,硅 0.17~0.37%,锰 0.5~0.8,铬 0.8~1.1% 退火硬度:小于 207HBS 正火硬度:小于 250HBS 1【 2【长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 9 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊调质处理:试样直径:25mm,850 度淬火加热油淬,520 度回火后:抗拉 1000兆帕,屈服 800 兆帕,延伸 9%,断面收缩 45%,冲击韧性 588.3 千焦/平方米 2.定子:球墨铸铁从材料性能以及性价比分析可得定子采用球墨铸铁。其机械性能良好。机械性能的好是因为球铁是石墨以球状存在在基体上,石墨的强度可以认为为零,从机械性能的角度上看铸铁就是钢材的基体上有许多的孔洞,孔洞就是石墨的位置,这些孔洞会对基体有割裂作用,而石墨的形状就决定了其的割裂作用的程度,球状的割裂作用最小,所以其的机械性能在铸铁中最好.而铸造性能差就因为流动性差. 2.2 其他辅助元件设计2.2.1 气压管道在气压传动装置中,常用的管子有钢管、铜管、胶管、尼龙管和塑料管等。钢管能承受较高的压力,价廉;但弯制比较困难,弯曲半径不能太小,多用在压力较高、装配位置比较方便的地方。一般采用无缝钢管,当工作压力小于 1.6MPa 时也可用焊接钢管。此设计采用无缝钢管。紫铜管能承受的压力较低 。经过加热冷却处理后,紫铜(6.310)pMPa:管软化,装配时可按需求进行弯曲;但价贵且抗振性能力较弱。尼龙管用在低压的系统;塑料管一般只作回油管用。胶管用作两个相对运动的部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢丝编织体为骨架的胶管,可用于压力较高的回路中。低压胶管是麻线或棉线编织体为骨架的胶管,多用于压力较低的回路中。由于胶管制造比较困难,成本高,因此非必要时尽量不用。油管内径尺寸一般可按照选用的液压元件接口尺寸而定,也可按管路允许流速进行计算。可选钢管的公称直径为 12mm 外径为 18mm 管接头螺纹 M18×1.5 公称压力 1.6MPa 管路通过流量 40l7Min紫铜管的外径为 18mm 壁厚为 1.5mm气管系统中使用的气管种类很多,有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等,必须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管,因为本设计中所须的压力是高压,P=31.25MPa , 钢管(6.3)PMa能承受高压,价格低廉,耐油,抗腐蚀,刚性好,但装配是不能任意弯曲,常在装拆方便处用作压力管道一中、高压用无缝管,低压用焊接管。本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。长 春 大 学 毕业设计(论文)纸共 30 页 第 10 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊尼龙管用在低压系统;塑料管一般用在回油管用。胶管用做联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管,可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻丝或棉丝编织体为骨架的胶管,多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难,成本很高,因此非必要时一般不用。(1)管接头的选用:管接头是气管与油管、气管与气压件之间的可拆式联接件,它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。管接头的种类很多,气压系统中气体管道与管接头的常见联接方式有:焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定铰接管接头。管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹(ZM)和普通细牙螺纹(M) 。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封,广泛用于中、低压系统;细牙螺纹密封性好,常用于高压系统,但要求采用组合垫圈或 O 形圈进行端面密封,有时也采用紫铜垫圈。气压系统中的泄漏问题大部分都出现在它管系中的接头上,为此对管材的选用,接头形式的确定(包括接头设计、垫圈、密封、箍套、防漏涂料的选用等) ,管系的设计(包括弯管设计、管道支承点和支承形式的选取等)以及管道的安装(包括正确的运输、储存、清洗、组装等)都要考虑清楚,以免影响整个气压系统的使用质量。国外对管子的材质、接头形式和连接方法上的研究工作从不间断,最近出现一种用特殊的镍钛合金制造的管接头,它能使低温下受力后发生的变形在升温时消除——即把管接头放入液氮中用芯棒扩大其内径,然后取出来迅速套装在管端上,便可使它在常温下得到牢固、紧密的结合。这种“热缩”式的连接已经在航空和其它一些加工行业中得到了应用,它能保证在 40~55Mpa 的工作压力下不出现泄漏。本设计根据需要,选择卡套式管接头。要求采用冷拔无缝钢管。(2)管道内径计算:4Qdmv式中 Q——通过管道内的流量 3sv——管内允许流速 ,见表:允许流速推荐值
    展开阅读全文
    1
      金牌文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:气动扳手设计.rar
    链接地址:http://www.gold-doc.com/p-158596.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
    copyright@ 2014-2018 金牌文库网站版权所有
    经营许可证编号:浙ICP备15046084号-3
    收起
    展开