數控銑床夾緊裝置液壓系統設計_大學畢業設計（論文）(文件)

　

【正文】 合型。復合型液壓站不僅具有向執行器提供液壓動力的功能，同時還兼具控制調節功能。 液壓控制閥的塊式集成 集成式配置 ： 目前液壓系統大多數都采用集成形式。 集成塊設計 1）塊體結構 集成塊的材料一般為鑄鐵或鍛鋼，低壓固定設備可用鑄鐵，高壓強振場合要用鍛鋼。如果液壓系統復雜，控制閥較多，就要采取多個集成塊疊積的形式。 L孔 ，各液壓閥的泄漏油，統一通過公用泄漏油孔流回油箱。 集成 塊設計應注意幾個方面： a 閥的選型安裝尺寸； b 整機的結構及管路的布局，應按美觀、管路彎道少、管路順 暢的原則選擇 閥板上的接管的位置； c 根據 a、 b 兩點進入閥體的具體設計； d 設計時應注意壓力孔壁厚的選擇，實際情況依壓力情況及閥板材料而定； e 另外要注意鉆閥板時工藝要求，例如細長孔鉆頭的偏擺誤差等； f 閥板閥的安裝面粗糙度要求及相交孔毛刺清除等； g 接頭孔間距要求以防兩接頭干涉等現象均是設計閥板時應注意的。 污染物的形態和來源 在液壓系統的工作油液中，凡是油液成分以外的任何物質都認為是污染物。 3） 系統內部生成 如各類元件磨損產生的磨粒和油液氧化及分解產生的有害化學物質等。 2） 加劇磨損，導致元件性能衰降 污染引起的磨損有固體顆粒磨損、腐蝕磨損和氣蝕磨損等 3 種。 污染控制措施 針對不同的污染物來源要采取不同的措施。 表 81 控制污染的措施 The measure of pollution control 污染來源 控制措施 殘留污染物 液壓元件制造過程中要加強各工序之間的清洗、去毛刺，裝配液壓元件前要認真清洗零件。加油所用器具要先行清洗 系統漏油未經過濾不得返回油箱 與大氣相通的油箱必須裝有空氣過濾器，通氣量要與機器的工作環境與系統流量相適應。所有管端必須低于油箱最低液面。 油液的過濾 在防止污染物侵入油液的基礎上， 對系統殘留和生成的污染物進行強制性清除非常重要。 花小涵 : 銑床夾緊裝置液壓系統設計 38 9 液壓系統泄漏控制與密封 泄漏及其危害 液壓裝置的油液，如果由于某種原因越過了邊界，流至其不應去的其他容腔或系統外部，稱為泄漏。因為泄露不僅浪費油液，污染環境，而且會降低系統的容積效率，影響系統的正常工作。解決辦法：針對以上問題分別進行處理 ； 3）造成液壓缸漏油的原因較多，如活塞桿表 面粘附粉塵泥水、鹽霧、表面磕碰傷、偏載等原因都會造成密封損傷、失效引起漏油。液壓沖擊往往是由于快速換向所造成的。密封部位的溝、槽、面的加工尺寸和精度、粗糙度應嚴 格符合有關規范要求； d 正確選用管接頭、管材和連接螺紋； e 合理布置液壓管路系統； f 根據液壓系統的環境溫度及工況，合理選擇溫控裝置； g 采取必要的放沖擊、振動和噪聲措施。 密封裝置的選擇 通過上述要求和要點以及本次所設計液壓站的特點，選擇 O 型密封圈作為本液壓站的主要密封裝置。其使用速度范圍以便為 ～ 。液壓系統產生噪聲的因素較多，如沖擊噪聲、壓力脈動噪聲、氣穴噪聲、元件噪聲等。 花小。液壓泵輸出功率越大，轉速越高或泵內的空氣量吸入越多，噪聲就越大；液壓換向沖擊產生的噪聲也往往會引起管路振動及油箱的共鳴。 遼寧工程技術大學畢業設計（論文） 41 10 液壓系統噪聲的控制 噪聲是公害，它不僅使人感到煩躁，也使大腦產生疲勞，降低工作效率，還會因未及時聽清報警信號而造成工傷事故。O 型密封圈是液壓與氣壓傳動系統使用最廣泛的一種密封件。液壓閥與油路塊的連接及油路塊間的連接預緊力應足以防止表面分離； b 正確制定液壓裝置的裝配工藝文件，并嚴格按裝配工藝執行； c 保持液壓元件及附件、密封件和管件的清潔； d 不宜將各街頭擰的過緊； e 避免在裝配過程中損壞密封件； f 系統裝配完畢，要試車檢查，觀察系統各部位有無泄露； g 正確維護保養； h 保持系統清潔，防止系統污染； 花小涵 : 銑床夾緊裝置液壓系統設計 40 I 液壓系統中的過濾器堵塞后要及時清洗或更換濾心； j 維修液壓系統、拆修液壓元件時，應保持維修部位的清潔。液壓系 統應遠離外界振源，管路應合理設置管夾，泵源可采用減振器，高壓膠管、補償接管或裝上脈動吸收器來消除壓力脈動，減少振動 ； 4）定期檢查、定期維護、及時處理是防止泄漏、減少故障最基本保障。 O 形圈膨脹和變形造成熱老化，冷卻后不能恢復原狀，失去彈性而失效，逐漸產生滲漏 ； 定期檢查、定期維護、及時處理是防止泄漏、減少故障最基本保障。錐管螺紋連接時螺紋與螺堵之間不能完全吻合極易漏油。按照泄漏機理不同，有縫隙泄漏、多孔隙泄漏、粘附泄漏和動力泄漏等多種形式。過濾器可根據系統和元件的要求，可分別安裝在系統不同位置上，如泵吸油管、壓力油管、回油管、伺服閥的進油口及系統循環冷卻支路上。設計時應使油溫保持在最佳值，需要時設置冷卻器 發現系統污染度超過規定時，要查明原因，及時消除 單靠系統在線過濾器無法凈化污染嚴重的油液時，可使用便攜 式過濾裝置進行系統外循環過濾 遼寧工程技術大學畢業設計（論文） 37 定期取油樣分析，以確定污染物的種類，針對污染物確定需要對哪些因素加強控制 定期清洗油箱，要徹底清理掉油箱中所有殘留的污染物 基于上述原因，除了在液壓系統動力源裝置設計中，在有關管路或元件前設置過濾器、在油箱頂蓋設置通氣過濾器外，還應在各連接面間采取適當的密封措施。污染嚴重的環境可考慮采用加壓式油箱或呼吸袋 防止空氣進行系統，尤其是經泵吸油管進入系統。暫時拆掉的 精密元件及伺服閥用沖洗蓋板代之。對于外界侵入污染物，主要是加強防護。 污染磨損是導致元件性能衰降的主要原因。 1） 顆粒污染物堵塞和淤積，引起元件故障 油液中各種顆粒污染物在滑閥間隙逐漸淤積會引起滑閥卡阻故障；會使液壓元件中的阻尼小孔或節流小孔堵塞造成元件作用失靈等。 污染物的主要來源有以下 3 個方面： 1）系統內部殘留 如液壓元件、油路塊、管道加工和液壓系統組裝過程中未清除干凈而殘留的型砂、金屬切削、焊渣、塵埃、銹蝕物和清洗溶劑等。 本系統屬于 中低壓系統， δ 不得小于 5mm。為減少工藝孔，縮短孔道長度，閥的安裝位置 經 仔細考慮，使相通油孔盡量在同一豎直面上，一定要保證三個公用油孔的坐標相同，使之疊積起來后形成三個主通道。 P孔，液壓泵輸出的壓力油經調壓后進入公用壓力油孔 P，作為供給各單元回路壓力油的公用油源。 通常其四周除 1 面安裝通向液壓執行器（液壓缸或液壓馬達）的管接頭外，其余 3 面安裝標準的板式液壓閥及少量的疊加閥或插裝閥，這些閥之間的油路聯系由油路塊內部的通 道孔實現，塊的上下兩面為塊間疊積結合面。這種配置 具有可簡化設計；設計靈活、更改方便；易于加工、專業化程度高；結構緊湊、裝配維護方便；系統運行效率較高的特點。整體式液壓站是將液壓控制裝置及蓄能器等均安裝在液壓泵站上；而分離式液壓站則是將液壓泵及其驅動電動機和油箱及其附件、液壓控制裝置和蓄能器等分裝成液壓泵站、液壓閥站和蓄能器站等幾部分。本次設計采用復合型整體液壓站設計。 7 液壓裝置的總體配置 液壓 裝置按其總體配置分為 分散 配置型和集中配置型兩種主要結構類型 。這種結構在中、小功率液壓站中被廣泛采用。非上置式液壓泵站中，泵組與油箱并列布置的為旁置式（圖 63） ；泵組置于油箱下面時為下置式（圖 64） ； 圖 61 圖62 花小涵 : 銑床夾緊裝置液壓系統設計 32 圖63 圖64 按泵組流量特性分為定量型和變量型；按泵組驅動方式分為電動型、機動型和手動型。是為一個或幾個系統存放一定清潔度的工作介質，并輸出一定壓力、流量的液體動力，兼作整體式液壓站安放液壓控制裝置基座的整體裝置。 當系統產生的熱量 H 等于其散發出去的熱量時，系統達到平衡，此時： ?? ＝ H/KA 當六面體油箱長、寬、高比例為 1： 1： 1－ 1： 2： 3 且液面高度是油箱高度的 倍時，其散熱面積的近似計算公式為： A= 3 2V 所以可以導出： ?? ＝3 H V （ 5－ 7）式中 V—— 油箱的有效容量。可按下式估算系統的發熱能量： H＝ipN（ 1－ ? ） （ 5－ 5） 式中 H—— 系統產生的熱量； ipN—— 液壓泵的輸入功率。 所以： ?＝ ＝ 本系統的效率是 。 遼寧工程技術大學畢業設計（論文） 27 估算系統效率 由表 42 和 43 可以看出，本液壓系統在整個工作循環過程中，液壓缸夾緊是主要的工作過 程，所以系統效率、發熱和溫升等可一概用夾緊時的數值計算。 在油缸松開時，退油路上的壓力損失為 vp?? ＝ ()Qp Q??實壓 降額） ? ?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，系統閥的壓力損失都小于原先的估計值，所以滿足系統的使用要求。 油箱的容積可以按照下列經驗公式進行計算： 遼寧工程技術大學畢業設計（論文） 25 V＝ pq? （ 4－ 5） 式中 V—— 油箱的有效容積 /L； pq —— 液壓泵的總額定流量 / 1minL ?? ； ? —— 與系統壓力有關的經驗系數：低壓系統取 ? =2～ 4，中壓系統 ? =5～ 7，高壓系統取 ? =10～ 12，對對于行走機械取或經常間斷作業的設備，系數取較小值；對于安裝空間允許的固定機械，或需藉助油箱頂蓋安裝液壓泵及電動機和液壓閥集成裝置時，系數可適當取較大值。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的 3 倍。開式油箱應用較多。 將數值代入公式（ 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 ?? ??? ? ??? ＝ 所以選的管子壁厚安全。選擇節流閥和調速閥時，應考慮其最小穩定流量滿足機器低速性能的要求； 3)一般選擇控制閥的額定流量應比系統管路實際通過的流量大一些，必要時，允許通過閥的最大流量超過其額定流量的 20%； 根據以上要求，現選定各類閥和組將的型號如表 44 所示： 花小涵 : 銑床夾緊裝置液壓系統設計 22 表 44 各種液壓元件的類型選擇 Various types of hydraulic ponents of choice 序號 名稱 通過流量 /L 額定流量/ 1minL ? 額定壓力 /MPa 額定壓 降 /MPa 型號規格 1 吸油過濾器 14 20 — — MF02 2 單向閥 14 40 25 CIT03A1 3 壓力繼電器 — — 25 — MJCS02BHH 4 壓力表 — — 0～ 10 — W21/2100A1 5 壓力表開關 14 21 10 — GCT02 6 疊加式溢流閥 14 35 25 MRF02PK120 7 疊加式減壓閥 14 35 25 MPR02PK102 8 疊加式單向閥 14 35 21 MPC02W0530 9 二位四通換向閥 80 25 D5023N2D2 10 疊加式單向節流閥 35 21 MTC02WKI20 11