数控铣床夹紧装置液压系统设计_大学毕业设计论文(编辑修改稿)

数控铣床夹紧装置液压系统设计_大学毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

的组将，可根据系统对介质清洁度的不同要求设置不同等级的粗过滤器，精过滤器等。 液压泵的计算与选择 液压泵的最大工作压力： p = 1maxp ＋ p （ 4－ 1） 其中 1maxp —— 液压执行元件最大工作压力； p —— 液压泵出口大执行元件入口之间所有的沿程压力损失和局部压力损失之和。 初算时按经验数据选取：管路简单，管中流速不大时，取 p ＝～ ；管路复杂而且管中流速较大或者有 调速元件时，取 p ＝～。 由上述选取 p ＝ ，然后带入公式（ 41）计算得： p ≥ +＝ 在选择泵的额定压力时应考虑到动态过程和制造质量等因素，要使液压泵有一定的压力储备。 一般泵的额定工作压力应比上述最大工作压力高 20％ － 60％ ，所有最后算得的液压泵的额定压力应为： （ 1+）＝ 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 19 表 41 液压泵的总效率 The total efficiency of hydraulic pumps 液压泵类型 齿轮泵 螺杆泵 叶片泵 柱塞泵 总效率 ～ ～ ～ ～ 液压泵的流量 pq 按下式计算 pq ＝ K max)q （ 4－ 2） 式中 K—— 考虑系统泄漏和溢流阀保持最小溢流量的系数，一般取 K＝ ～ ， max)q —— 同时工作的执行元件的最大总流量（  3=） 本设计取泄漏系数为 ，所以： pq ＝ ＝ 由液压元件产品样本查得 CBNE312 齿轮泵满足上述估算得到的压力和流量要求：该泵的额定压力为 16MPa，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。 计花小涵 : 铣床夹紧装置液压系统设计 20 算结果如下表所示： 表 42Ⅰ工位夹紧缸的实际工况 The actual working conditions of the clamping cylinderⅠ 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  ＝ 1 表 43Ⅱ工位夹紧缸的实际工况 The actual working conditions of the clamping cylinderⅡ 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进 =q进 12AA =14 q出 = pq =14 2v ＝2qA进 22Lt V 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 21 ＝ = 341060 10 = = 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 选择依据为：额定压力，最大流量，动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等。 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： 花小涵 : 铣床夹紧装置液压系统设计 22 表 44 各种液压元件的类型选择 Various types of hydraulic ponents of choice 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辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 23 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； 花小涵 : 铣床夹紧装置液压系统设计 24 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： 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 25 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 5 液压系统性能验算 液压系统压力损失验算 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。 Ⅰ工位夹紧缸的压力损失验算 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。