铣床夹紧装置液压系统的设计_毕业设计(编辑修改稿)

铣床夹紧装置液压系统的设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

公称排量 V＝ 12 mL/rev，额定转速为1800r/min。 现取泵的容积效率 v ＝ ，当选用转速 n＝ 1400 r/min 的驱动电机时，泵的流量为： pq ＝ Vn v ＝ 12 mL/rev 1400r/min 310 ＝ 14L/min 由前面的计算可知泵的最大功率出现在Ⅱ工位夹紧阶段，现取泵的总效率为 p ＝ ，则： pN ＝ ppppq ＝ 10 1060    ＝ 840W 选用电动机型号： Y90S— 4B5 型封闭 式三相异步电动机满足上述要求，其转速为 1400r/min，额定功率为。 电动机与泵之间采用连轴器联结。 根据所选择的液压泵规格及系统工作情况，可计算出液压缸在各个阶段的实际进出流量，运动速度和持续时间，从而为其他液压元件的选择及系统的性能计算奠定了基础。 计算结果如下表所示： 表 42Ⅰ工位液压缸的实际工况 工作阶段 流量 / 1minL  速度 / 1ms 时间 /s 无杆腔 有杆腔 夹紧 q出 ＝ 12Aq A进 =  = q进 ＝ 1v ＝2qA进 = 341060 10 = 111Lt V = 335  =3 松开 q进 = 3qP =143 = q出 =q进 21AA = ＝ 2v ＝1qA进 = 341060 10 = 122Lt V = 335 10 ＝ 1 表 43Ⅱ工位夹紧缸的实际工况 工作阶段 流量 / 1minL  速度 / 1ms 时间 /s 无杆腔 有杆腔 夹紧 q进 ＝ q出 ＝ 21Aq A进 =  = 1v ＝1qA进 = 341060 10 = 1 1Lt V = 325  = 松开 q出 =q进 12AA =14 ＝ q进 = pq =14 2v ＝2qA进 = 341060 10 = 2 2Lt V = 325  ＝ 上表中 1A —— 油缸的工作腔面积； 2A —— 油缸回油腔面积； q进 —— 进油缸流量； q出 —— 出油缸流量； 12,vv—— 油缸的运动速度； 12,tt—— 油缸的运动时间。 液压控制阀的选择 选择依据 计算液压元件在工作中承受 的压力和通过的流量，以便选择元件的规格、型号。 计算原动机的功率和液压油箱的容量。 选择元件时，应尽量选用标准元件。 阀类元件的规格应按阀所在回路的最大工作压力和通过该阀的最大流量，从产品样本中选定。 选用阀类元件时应考虑其结构形式、特性、压力等级、连接方式、集成方式及操纵方式等。 选择阀类元件应注意的问题 1)应尽量选用标准定型产品，除非不得已时才自行设计专用件； 2)阀类元件的规格主要根据流经该阀油液的最大压力和最大流量选取。 选择溢流阀时，应按液压泵的最大流量选取。 选择节流阀和调速阀时，应 考虑其最小稳定流量满足机器低速性能的要求； 3)一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些，必要时，允许通过阀的最大流量超过其额定流量的 20%； 根据以上要求，现选定各类阀和组将的型号如表 44 所示： 表 44 各种液压元件的类型选择 序号 名称 通过流量 /L 额定流量/ 1minL  额定压力 /MPa 额定压降 /MPa 型号规格 1 吸油过滤器 14 20 — — MF02 2 单向阀 14 40 25 CIT03A1 3 压力继电器 — — 25 — MJCS02BHH 4 压力表 — — 0～ 10 — W21/2100A1 5 压力表开关 14 21 10 — GCT02 6 叠加式溢流阀 14 35 25 MRF02PK120 7 叠加式减压阀 14 35 25 MPR02PK102 8 叠加式单向阀 14 35 21 MPC02W0530 9 二位四通换向阀 80 25 D5023N2D2 10 叠加式单向节流阀 35 21 MTC02WKI20 11 二位四通换向阀 14 80 25 D5023N2D2 12 叠加式单向节流阀 14 35 21 MTC02WKI20 13 空气滤清器 — — — — AB1162 14 液位计 — — — — LS3” 液压附件的计算和选择 确定管件的尺寸 表 45 油管中的允许流速 油液流经油管 吸油管 高压管 回油管 短管及局部收缩处 允许速度（ m/s） － 2． 5－ 5 － 5－ 7 表 46 安全系数 管内最高工作压力 7 7－ 安全系数 8 6 4 由表 42 和 43 得知Ⅰ工位夹紧液压缸有杆腔和无杆腔油管的实际最大流量分别为 ，Ⅱ工位夹紧液压缸有杆腔和无杆腔油管的实际最大流量分别为 14L/min 和 ，按照表 45 的推荐值取油管内油液的允许流速为 4m/min，按计算公式： d = 4q （ 4－ 3） 式中 q—— 通过油管的最大流量； V—— 油管中允许流速； d—— 油管内径。 将数值代入公式（ 43）得 Ⅰ工位夹紧液压缸： d无 ＝ 34 1060  ＝ d有 ＝ 34 1060 ＝ Ⅱ工位夹紧液压缸： d无 ＝ 34 1060  ＝ d有 ＝ 34 14 1060  ＝ 根据 JB827－ 66，同时考虑到制作方便，Ⅰ工位夹紧液压缸两根油管同时选用 101（外径 10mm，壁厚 1mm）的 10 号冷拔无缝钢管。 Ⅱ工位夹紧液压缸两根油管同时选用 141（外径 14mm，壁厚 1mm）的 10 号冷拔无缝钢管。 由机械设计手册查得管材的抗拉强度为 412MPa，由表 46 取安全系数为 8，按公式对管子的强度进行校核： ≥2bpdn （ 4－ 4） 式中 p—— 管内最高工作压力； d—— 油管内径； n—— 安全系数； b —— 管材抗拉强度；  —— 油管壁厚。 将数值代入公式（ 44）得： Ⅰ ＝ 1mm≥ 2bpdn = 6366 .1 1 0 8 1 0 82 4 1 2 1 0     ＝ Ⅱ ＝ 1mm≥ 2bpdn = 10 10 82 41 2 10     ＝ 所以选的管子壁厚安全。 其他油管，可直接按所连接的液压元、辅件的接口尺寸决定其管径的大小。 确定油箱容积 油箱的作用是储油，散发油的热量，沉淀油中杂质，逸出油中的气体。 其形式有开式和闭式两种：开式油箱油液液面与大气相通；闭式油箱油液液面与大气隔绝。 开式油箱应用较多。 油 箱设计要点： 1）油箱应有足够的容积以满足散热，同时其容积应保证系统中油液全部流回油箱时不渗出，油液液面不应超过油箱高度的 80%； 2）吸箱管和回油管的间距应尽量大， 之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。 隔板高度为液面高度的2/3～ 3/4。 吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。 管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的 3 倍。 吸油管可安装 100μm左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。 回油管口要斜切45176。 角并面向箱壁，以防止回油 冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热 ； 3）油箱底部应有适当斜度，泄油口置于最低处，以便排油； 4）注油器上应装滤网； 5）油箱的箱壁应涂耐油防锈涂料。 油箱的容积可以按照下列经验公式进行计算： V＝ pq （ 4－ 5） 式中 V—— 油箱的有效容积 /L； pq —— 液压泵的总额定流量 / 1minL  ；  —— 与系统压力有关的经验系数：低压系统取  =2～ 4，中压系统  =5～7，高压系统取  =10～ 12，对对于行走机械取或经常间断作业的设备，系数取较小值；对于安装空间允许的固定机械，或需藉助油箱顶盖安装液压泵及电动机和液压阀集成装置时，系数可适当取较大值。 本设计取  =6，将数值代如公式（ 45）得： V＝ 614 ＝ 84 L 由于系统的管路布置尚未具体确定，整个系统的压力损失无法全面的计算，故只能先估算阀类元件的压力损失，待设计好管路布置图后，加上管路的沿程损失和局部损失即可。 液压缸的压力损失验算 在油缸夹紧时，油液依次经过单向阀，叠加式减压阀，叠加式溢流阀，电磁换向阀 ，叠加式双单向节流阀。 所以进油路上的压力损失为 vp ＝ ()Qp Q实压 降额 （ 5－ 1）  2 2 2 220 .9 7 2 0 .9 7 2 0 .9 7 2 0 .9 7 20 .1 0 .2 0 .1 0 .1 54 0 8 0 3 5 3 51 .4 1 1 9 .60 .1 5 0 .13 5 1 3 .5                             = 式中 vp —— 总的压力损失； P压降 —— 各种阀的压降； Q实 —— 流经阀的设计流量； Q额 —— 阀的额定流量。 在油缸松开时，退油路上的压力损失为 vp ＝ ()Qp Q实压 降额）  2 2 2 224 .6 7 4 .6 7 4 .6 7 4 .6 70 .1 0 .2 0 .1 0 .1 54 0 8 0 3 5 3 54 .6 7 1 3 .50 .1 5 0 .13 5 1 9 .6                             ＝ 由此可以看出，系统阀的压力损失都小于原先的估计值，所以满足系统的使 用要求。 因为Ⅱ工位夹紧缸的运动过程是一样的，使 用对此油缸的压力校验过程和上面的计算过程是一样的。 如下所示 在油缸夹紧时，油液依次经过单向阀，电磁换向阀，叠加式双单向阀，叠加式双单项节流阀。 进油路上的压力损失为： vp ＝ ()Qp Q实压 降额 2 2 2 2226 . 0 3 6 . 0 3 6 . 0 3 6 . 0 30 . 1 0 . 1 2 0 . 2 0 . 24 0 3 5 3 5 8 06 . 0 3 3 . 6 7 4 . 8 90 . 1 5 0 . 1 53 5 3 5 8 . 0 4                                      = 在油缸松开时，退油路上的压力损失为： vp。