新型液压增力机构的结构及设计
点击数：7554 次 录入时间：03-04 11:46:43 整理：http://www.55dianzi.com 机床
在重型卧式车床上加工特大型工件时，由于工件的直径、长度、重量均比较大，切削力矩也相应较大，采用一般车床普通螺旋传动来夹紧工件，显然不能满足要求。为此，设计了如图所示的新型液压增力机构，只要施加较小的操纵力，就可以达到较大的夹紧力。 1 新型液压增力机构的结构原理
1.1 工件预夹紧
附图所示为花盘上的四个卡爪之一。首先卡爪2趋近工件1，工件1用顶尖定心后，用大扳手操纵外六方头S1，使大活塞8旋转，通过键4带动丝杆套3旋转。由于弹簧16限制丝杆套3的轴向位移，迫使卡爪2作轴向移动，从而接触工件1，并产生一定的夹紧力。 1.2 工件夹紧
用力矩扳手，通过内六方孔S2转动丝杆10，由于导向键5的限制，配有丝杆内螺纹的小活塞7不旋转而只能作轴向移动。通过油液将力放大，推动丝杆套3带动卡爪2作轴向移动，从而夹紧工件1。当力矩扳手发出“咔咔”的声响后，同时有突然卸力感觉，夹紧力即达到设定值，工件被夹紧。 1.3 工件锁紧
为安全考虑，即用力矩扳手通过内六方孔S3转动小齿轮11，从而旋转齿轮6，由于齿轮6上加工有内螺纹，因此齿轮6的轴向移动将丝杆套3进一步锁紧，以防止在加工工件时，油缸泄漏使工件松卸的可能。该液压增力机构还设有机械保护，而松开工件的操作顺序与上述顺序相反。 2 新型液压增力机构的设计计算
新型液压增力机构的原理是:在互相连通的密封液压缸中的小活塞和大活塞的面积分别为A1和A2，如在小活塞上加力为P1，在液压缸中的油液的单位压力为P=P1/A。根据帕斯卡定律，大活塞上所受的力，P2=PA2则 很显然，液压增力机构将力P1进行了放大，其放大比为i=A2/A1，得 设加到旋转方头S2上的扭矩为M1，根据作功相等原理有: 由(1) 、(2) 、(3)式得 (4)式中：t——丝杆10的导程，mm η——传动系统的总效率，% D1——小活塞7的直径，mm D2——大活塞8的直径，mm 当扭矩扳手长为0.4m，其操纵力为250N时，即扭矩扳手在方头S2上施加100N·m的扭矩，选择适当的设计参数，就可以达到单个卡爪280kN的夹紧力。 3 几点说明
在加工特大型工件时，往往要几个班次方能加工完成，因此液压增力机构必须具有较长的保压时间。我们在设计中规定了72h单位压力P下降在1%以内，确保其工作可靠性。为满足以上性能要求，应注意以下问题: - 根据油压Pmax=30MPa选用密封性、强度、耐磨性及寿命等综合性能都比较好的密封圈。材质选用聚氨酯材料。
- 在设计及制造中，严格控制关键件的尺寸精度、形位公差及表面粗糙度。
- 工作油液要具有粘度高、机械杂质少、抗氧化性及抗乳化性能好等特点。
实践证明，此液压增力机构利用油腔的面积比来增力，增力比大。只要较小的操纵力，就可达到较大的夹紧力。该机构具有夹紧力大、抗冲击性能强、安全可靠、操作简单、省时省力等优点。
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