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（终稿）数控铣床夹紧装置液压系统设计（全套完整有CAD）

压站是将系统中液压泵及其驱动电机油箱及其附件液压控制装置及其他辅助元件等均安装在主机之外，系统的执行器仍然安装在主机上。复合型液压站不仅具有向执行器提供液压动力的功能，同时还兼具控制调节功能。按照液压控制装置是否安装在液压泵站上，此种液压站又可进步分为整体式液压站和分离式液压站。整体式液压站是将液压控制装置及蓄能器等均安装在液压泵站上而分离式液压站则是将液压泵及其驱动电动机和油箱及其附件液压控制装置和蓄能器等分装成液压泵站液压阀站和蓄能器站等几部分。液压站的优点是外形整齐美观，便于安装维护，便于采集和检测电液信号以利于自动化，可以隔离液压系统震动发热等对主机精度的影响。.液压控制阀的块式集成集成式配置目前液压系统大多数都采用集成形式。它是将液压阀件安装在集成块上，集成块方面起安装底板作用，另方面起内部油路作用。这种配置具有可简化设计设计灵活更改方便易于加工专业化程度高结构紧凑装配维护方便系统运行效率较高的特点。块式集成的主要缺点是集成块的孔系设计和加工容易出错，需要定的设计和制造经验。.集成块设计块体结构集成块的材料般为铸铁或锻钢，低压固定设备可用铸铁，高压强振场合要用锻钢。块体加工成正方体或长方体。通常其四周除面安装通向液压执行器液压缸或液压马达的管接头外，其余面安装标准的板式液压阀及少量的叠加阀或插装阀，这些阀之间的油路联系由油路块内部的通道孔实现，块的上下两面为块间叠积结合面。比较简单的液压系统，其阀件较少，可安装在同个集成块上。如果液压系统复杂，控制阀较多，就要采取多个集成块叠积的形式。如果系统为比较复杂的液压系统，各种阀可安装在相互叠积的集成块上，上下面般为叠积接合面，钻有公共压力油孔，公用回油孔，泄漏油孔和个用以叠积紧固的螺栓孔。孔，液压泵输出的压力油经调压后进入公用压力油孔，作为供给各单元回路压力油的公用油源。孔，各单元回路的回油均通到公用回油孔，流回到油箱。孔，各液压阀的泄漏油，统通过公用泄漏油孔流回油箱。集成块结构尺寸的确定外形尺寸要求满足阀件的安装，孔道布置及其他工艺要求。为减少工艺孔，缩短孔道长度，阀的安装位置经仔细考虑，使相通油孔尽量在同竖直面上，定要保证三个公用油孔的坐标相同，使之叠积起来后形成三个主通道。各通油孔的内径要满足允许流速的要求，具体参照管径的大小确定孔径，与阀直接相通的孔径应等于所装阀的油孔通径。集成块设计应注意几个方面阀的选型安装尺寸整机的结构及管路的布局，应按美观管路弯道少管路顺畅的原则选择阀板上的接管的位置根据两点进入阀体的具体设计设计时应注意压力孔壁厚的选择，实际情况依压力情况及阀板材料而定另外要注意钻阀板时工艺要求，例如细长孔钻头的偏摆误差等阀板阀的安装面粗糙度要求及相交孔毛刺清除等接头孔间距要求以防两接头干涉等现象均是设计阀板时应注意的。对于中低压系统，油孔之间的壁厚，不得小于，高压系统应更大些。吸油管可安装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，同时也有利于散热油箱底部应有适当斜度，泄油口置于最低处，以便排油注油器上应装滤网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式中油箱的有效容积液压泵的总额定流量与系统压力有关的经验系数低压系统取，中压系统，高压系统取，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，将数值代如公式得液压系统性能验算.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，叠加式双单向节流阀，。所以进油路上的压力损失为.式中总的压力损失各种阀的压降流经阀的设计流量阀的额定流量。在油缸松开时，退油路上的压力损失为.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样的，使用对此油缸的压力校验过程和上面的计算过程是样的。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.在油缸松开时，退油路上的压力损失为.由此看出各种阀同样满足使用要求。.估算系统效率由表和可以看出，本液压系统在整个工作循环过程中，液压缸夹紧是主要的工作过程，所以系统效率发热和温升等可概用夹紧时的数值计算。系统效率的计算公式为式中执行元件的负载压力执行元件的负载流量液压泵的供油压力液压泵的供油流量。Ⅰ工位夹紧缸夹紧时，将数值代如公式得.Ⅱ工位夹紧缸夹紧时，将数值代入公式得.系统在个完整的循环周期内的平均回路效率可按下式计算式中个周期的平均回路效率各工作阶段的液压回路效率各个工作阶段的持续时间个完整循环的时间。分别将ⅠⅡ工位夹紧缸夹紧时的数值代入公式得.则系统的总效率为式中液压泵的总效率，取.液压回路的效率液压执行元件的总效率，取.。所以本系统的效率是.。整个系统的效率很低，主要是由于溢流损失和节流损失造成的。.系统的发热和温升液压系统的压力容积和机械损失构成总的能量损失，这些能量损失都将转化为热量，是系统的油温升高，产生系列不良的影响。为此，必须对系统进行发热和温升计算，以便对系统温升进行控制。可按下式估算系统的发热能量式中系统产生的热量液压泵的输入功率。在合成液压系统时要注意以下几点防止油路间可能存在的相互干扰系统应力求简单，并将作用相同或者相近的回路合并，避免存在多余回路系统要安全可靠，力求控制油路可靠组成系统的元件要尽量少，并应尽量采用标准元件组成系统时还要考虑节省能源，提高效率减少发热，防止液压冲击测压点分布合理等。.液压原理图的拟定与设计根据上述分析，可以拟定整个液压系统的原理图如下油箱空气滤清器液位计吸油过滤器液压泵单向阀压力表开关压力表通道体叠加式溢流阀叠加式减压阀叠加式双单向节流阀电磁换向阀叠加式双液控单向阀压力继电器电动机图液压系统的原理图计算和选择液压元件液压元件的计算是指计算元件在工作中承受的压力和流量，以便选择零件的规格和型号，此外还要计算原动机的功率和油箱的容量。选择元件时应尽量选择标准件。.液压泵的选择液压泵站组件的选择液压泵站般由液压泵组油箱组件过滤器组件和蓄能器组件等组成。根据系统的实际需要，本设计选择液压泵组油箱组件过滤器组件。液压泵组由液压泵，原动机，连轴器及管路附件等组成。油箱组件由油箱面板，空气滤清器液位显示计等组成。过滤器组将是保持工作介质清洁度必备的组将，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其中液压执行元件最大工作压力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，取管路复杂而且管中流速较大或者有调速元件时，取。由上述选取.，然后带入公式计算得.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，要使液压泵有定的压力储备。般泵的额定工作压力应比上述最大工作压力高，所有最后算得的液压泵的额定压力应为.表液压泵的总效率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按下式计算式中考虑系统泄漏和溢流阀保持最小溢流量的系数，般取，同时工作的执行元件的最大总流量本设计取泄漏系数为.，所以.由液压元件产品样本查得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，公称排量，额定转速为。现取泵的容积效率.，当选用转速的驱动电机时，泵的流量为.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.，则选用电动机型号型封闭式三相异步电动机满足上述要求，其转速为，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Ⅰ工位夹紧缸的实际工况工作阶段流量速度时间无杆腔有杆腔夹紧.松开表Ⅱ工位夹紧缸的实际工况工作阶段流量速度时间无杆腔有杆腔夹紧松开.上表中油缸的工作腔面积油缸回油腔面积进油缸流公式中液压缸无杆腔的有效面积液压缸有杆腔的有效面积液压缸的最大负载力液压缸的机械效率般取本设计取.液压缸工作腔压力系统的背压，本设计取.。当计算液压缸的结构参数时，还需确定活塞杆直径与液压缸内径的关系，以便在计算出液压缸内径时，利用这关系获得活塞杆的直径。通常是由液压缸的往返速比确定这关系，即，按这关系得到的的计算公式入如下表表根据往返速度比计算活塞杆直径的公式往返速度比.活塞杆直径油缸的速比，可由机械设计手册查得。本设计取.。则由上表查得.。得.按,取标准值又.，得，取标准值则液压缸无杆腔实际有效面积为.有杆腔实际有效面积为.工位夹紧缸主要结构参数的确定Ⅱ工位夹紧缸的无杆腔作为主工作腔，则有公式则有得.按,取标准值又.，得，取标准值则液压缸无杆腔实际有效面积为.有杆腔实际有效面积为.液压缸工作循环中各阶段的压力流量和功率根据上述假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力流量和功率，如下表所示表Ⅰ工位夹紧缸工作循环个阶段的压力流量和功率工作阶段计算公式负载回油腔压力工作腔压力输入流量输入功率启动.加速夹紧.反向启动.加速松开表Ⅱ工位夹紧缸工作循环各个阶段的压力流量和功率工作阶段计算公式负载回油腔压力工作腔压力输入流量输入功率启动.加速夹紧反向启动.加速松开液压系统原理图的拟定和方案论证.制定基本方案液压系统的设计，除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外，还必须符合体积小重量轻成本低效率高结构简单工作可靠使用和维修方便等些公认的普遍设计原则。本液压系统设计的内容大致为油路循环方式的分析与