自動扭矩扳手設(shè)計說明書.doc

計算機控制自動扭矩扳手0前言隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各種規(guī)格、型號的機動扳手如液壓扳手、氣動扳手、電動扳手在產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線上得到廣泛應用，這些機動扳手可以顯著地提高工作效率，大大減輕工作強度。液壓扳手以液壓油為工作介質(zhì)，通過液壓馬達驅(qū)動工作機構(gòu)工作；氣動扳手以壓縮空氣為工作介質(zhì)，通過氣動馬達驅(qū)動工作機構(gòu)工作；電動扳手直接使用直流電機或交流電機驅(qū)動工作機構(gòu)。液壓扳手由于附帶一套液壓裝置，投資成本高，傳遞的扭矩一般與扳手的尺寸成正比關(guān)系，使用不方便并且易造成污染而在裝配生產(chǎn)中使用不多；氣動扳手由于尺寸小，重量輕，單位重量輸出功率大，對環(huán)境污染小，可以實現(xiàn)大的扭矩輸出，成本低而在產(chǎn)品裝配線上得到廣泛應用，尤其是一些需要大扭矩的場合；電動扳手由于無污染、可以與微型計算機相連實現(xiàn)螺紋緊固件擰緊過程的實時監(jiān)控，可精確控制作用到緊固件上的扭矩，對于汽車、船舶、機車等行業(yè)，由于產(chǎn)品中螺紋緊固件多、所需的扭矩較大，需要能長時間的持續(xù)工作、大扭矩的扳手。沖擊式氣動扳手由于可快速實現(xiàn)螺紋緊固件裝配、作用扭矩大等特性而成為產(chǎn)品裝配線上的主要工具，但存在扭矩無法控制的問題。本文借鑒了目前國內(nèi)外定扭矩氣動扳手的扭矩控制方式及工作機理，提出了一種新的機理正確、結(jié)構(gòu)簡單的定扭矩裝置方案，該裝置設(shè)置有超扭矩量程自動切斷氣源功能，同時在該基礎(chǔ)上充分發(fā)揮現(xiàn)代計算機控制的柔性化的特點，在最大扭矩以內(nèi)人為自由選擇旋緊扭矩的大小，可實現(xiàn)對不同要求的配合零件的擰緊，并且配有不同大小的螺母開口，適合于各種部件的擰緊，有效地解決了上述問題。計算機控制自動扭矩扳手1目錄第一章緒論1.1課題研究的目的和意義1.2自動扳手主要技術(shù)指標1.3氣動扳手的發(fā)展現(xiàn)狀和問題第二章基本原理和總體設(shè)計2.1扭矩測量及擰緊系統(tǒng)的基本原理及總體方案2.2各組成系統(tǒng)的設(shè)計第三章機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計3.1氣動發(fā)動機的設(shè)計計算3.2機械式定扭矩裝置設(shè)計3.3氣源自動切斷裝置第四章信號檢測與數(shù)據(jù)處理及程序舉例4.1自動檢測控制裝置4.2電路組成心得體會參考文獻附錄A主要部分電路連接圖附錄B新型自檢測氣動扳手結(jié)構(gòu)圖計算機控制自動扭矩扳手2第1章緒論1.1課題研究的目的和意義機電一體化系統(tǒng)設(shè)計是多學科的交叉和綜合，設(shè)計的學科和技術(shù)非常廣泛，且其應用領(lǐng)域眾多。要全面精通它，不但需要強化訓練學科融合的思維能力、加強相應的實踐環(huán)節(jié)，還要及時學習新概念、新技術(shù)、將來才能成為機電一體化復合型人才。本課程設(shè)計的目的是研究怎樣利用系統(tǒng)設(shè)計原理和綜合集成技巧，將控制電動機、傳感器、機械系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)、接口及控制軟件等機電一體化要素組成各種性能優(yōu)良、可靠的機電一體化產(chǎn)品或系統(tǒng)。本課程的具體要求是：掌握機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的基本概念、基本原理和基本知識；熟悉機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中的常用機械量檢測傳感器、控制電動機的原理、結(jié)構(gòu)、性能和應用；初步掌握機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的原理和綜合集成技巧，進行總體方案的分析和設(shè)計。1.2課題主要技術(shù)指標要求本課程設(shè)計要求能實現(xiàn)扭矩的微機自動檢測，扳手開口直徑大小可調(diào)，要求傳感器具有較高的檢測精度。1.3氣動扳手的發(fā)展現(xiàn)狀和問題1目前，沖擊式氣動扳手在產(chǎn)品裝配流水線上作為主要的低值易耗工具被廣泛應用，這種扳手具有輸出扭矩大、成本低、無污染等優(yōu)點，但其噪音大，而且作用到螺紋緊固件上的扭矩大小難以控制。因此，目前大部分沖擊式氣動扳手計算機控制自動扭矩扳手3都不具有定扭矩的功能。但隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展，對產(chǎn)品的裝配提出了很高的要求，要求提高螺紋緊固件的裝配質(zhì)量、可靠性和裝配效率。例如對于汽車、飛機等產(chǎn)品中的一些重要的螺紋聯(lián)接，要求裝配時作用到螺紋緊固件上的扭矩非常精確，這樣才能確保聯(lián)接的可靠性，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。同時，隨著人們環(huán)保意識的增強，綠色產(chǎn)品悄然興起，相應的產(chǎn)品綠色設(shè)計成為一種新的設(shè)計方法。對產(chǎn)品進行綠色設(shè)計要求改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，多使用一些可拆性、可回收性的結(jié)構(gòu)如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接。這時，為保證產(chǎn)品性能，要求這些聯(lián)接可靠，螺紋緊固件所受的扭矩也需控制在一定值內(nèi)。為此需要氣動扳手擰緊螺紋緊固件時作用在螺紋緊固件上的扭矩控制在預定的扭矩范圍內(nèi)。扭矩值變動范圍不能偏大，否則將使螺紋緊固件在工作時因強度不足發(fā)生突然折斷而失效或者在工作時易產(chǎn)生松動導致產(chǎn)品性能不能滿足要求。因此，在使用氣動扳手進行產(chǎn)品裝配時，需要氣動扳手能夠精確控制其輸出扭矩。具有精確扭矩控制的氣動扳手成為當前氣動扳手的發(fā)展趨勢。縱觀現(xiàn)有的定扭扭矩氣動扳手存在下列問題:l)實現(xiàn)扭矩控制的裝置結(jié)構(gòu)復雜，加工制造成本較高；2)扳手的體積較大，重量重，有的還需要附帶一套控制裝置，使用不方便；3)扭矩控制精度不高，不能滿足生產(chǎn)需要，并且扭矩調(diào)節(jié)困難；第2章系統(tǒng)的基本原理和總體設(shè)計目前，國內(nèi)外風動工具生產(chǎn)企