【正文】 ENERPAC 的油路 塊油缸包括一個(gè)鋼墊圈和 O 形圈使油缸和油路塊之間的有效密封。 （ 5） MVPM5 順序閥參數(shù) 表 調(diào)壓范圍bar 最大油壓bar 最大流量l/min 型號(hào) 油口 單向閥開(kāi) 啟壓力 bar Weight Kg 35350 350 MVPM5 G 1/4’’ （ 6） MVPM5 順序閥尺寸 圖 其他液壓元件的選擇 根據(jù)已選的擺動(dòng)油缸、蓄能器、順序閥和參數(shù)要求，同時(shí)根據(jù) ENERPAC 公司液壓元件的特點(diǎn)，選用以下液壓元件： 表 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 51 11 9 6 7 1 2 4 12 5 8 10 3 直通公接頭 夾緊臂 1 夾緊臂 2 順序閥 壓力表 壓力表緩沖閥 SAE螺塞 擺動(dòng)油缸 左擺動(dòng)油缸 右擺動(dòng)油缸 蓄能器 快速接頭 BFZ305 CAS202 CAL202 MVPM5 G2517L GS3 FZ2006 SCLS22 SULS202 SURS202 ACL202 AH604 液壓元件參見(jiàn) ENERPAC 公司液壓元件資料 葉冠夾具液壓元件 油路塊油缸 （ 1） 夾具所需夾緊力 （ 59） 12 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 52 夾具需要在葉片上施加拉伸力，所以根據(jù) ENERPAC 公司的夾具液壓元件選擇油路塊油缸 CSM18252。 （ 4） 順序閥安裝 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 50 順序閥可用安裝螺栓嵌入式安裝或安裝在夾具上。 V2020 的壓力設(shè)置可通過(guò)旋轉(zhuǎn)槽釘來(lái)進(jìn)行調(diào)整。 （ 3） ENERPAC 順序閥介紹 順序閥會(huì)堵住流向二級(jí)液壓回路的油流，直到主回路的壓力到達(dá)預(yù)設(shè)值。 順序閥根據(jù)裝配結(jié)構(gòu)的不同，可以實(shí)現(xiàn)不同的回路功能，如溢流閥、順序閥和平衡閥的功能 [4]。 順序閥的性能與溢流閥基本相同，但由于功能的不同，對(duì)順序閥還有其特殊的要求 [4]： ① 為了使執(zhí)行元件準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，要求順序閥的調(diào)壓精度高，偏差??； ② 為了順序動(dòng)作的準(zhǔn)確性，要求閥關(guān)閉時(shí)內(nèi)泄漏量?。? ③ 對(duì)于單向順序閥，要求反向壓力損失及正向壓力損失值均應(yīng)較小。 在順序閥中裝有單向閥，能通過(guò)反向液流的復(fù)合閥稱為單向順序閥。 順序閥是在具有二個(gè)以上分支回路的系統(tǒng)中，根據(jù)回路的壓力等來(lái)控制執(zhí)行元件動(dòng)作順序的閥 [4]。 （ 6） Enerpac 蓄能器的優(yōu)點(diǎn) ① 高頻率和快速卸載應(yīng)用的理想選擇 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 48 ② ACL 系列可預(yù)充到 100bar ③ ACL 系列采用耐腐蝕材料 ④ 緊湊空間的大能量?jī)?chǔ)存能力 （ 7） Enerpac 蓄能器連接總成 —— 簡(jiǎn)單使用蓄能器的緊湊設(shè)計(jì) ① 適合單作用和雙作用回路的唯一設(shè)計(jì) ② 裝備溢流閥和球形單向切斷閥 ③ 包括填充甘油的壓力表 ④ 提供帶有一個(gè)雄性快速接頭 （ AH652） 的標(biāo)準(zhǔn)配置 ⑤ 可選擇油路塊安裝，底板為 O 形圈密封的只用于單作用回路 （ 8） 蓄能器連接總成油路 圖 （ 9） ACL202 蓄能器尺寸 見(jiàn) ENERPAC 工件夾具產(chǎn)品目錄 [3]。 由于 Vw= V1V2，故由式 （ 1） 可得： （ 55） P0 值理論上可與 P2 相等，但為了保證系統(tǒng)壓力為 P2 時(shí)蓄能器還有能力補(bǔ)償泄漏，宜使 P0 P2，一般對(duì)折合氣囊， P0=（ ～ ） P2；波紋型氣囊， P0=（ ～圖 氣囊式蓄能器儲(chǔ)存 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 47 ） P2；如能使氣囊工作時(shí)的容腔在其充氣容腔的 1/3～ 2/3 區(qū)段內(nèi)變化，則它可以更加經(jīng)久耐用 [4]。由氣體狀態(tài)方程： 式中， V1 和 V2 分別為氣體在最高和最低壓力下的體積； n 為多變指數(shù)，其值由氣體工作條件所決定。它的大小和其用途有關(guān)。允許的工作壓力視蓄能器的結(jié)構(gòu)形式而定；不同的蓄能器各有其適用的工作范圍，例如，氣囊式蓄能器的皮囊因強(qiáng)度不高，故不能承受很大的壓力波動(dòng)，并只能在 20～ 70℃ 范圍工作 [4]。蓄能器和液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，以防止液壓泵停轉(zhuǎn)或卸荷時(shí)，蓄能器內(nèi)的壓力油向液壓泵倒流 [4]。其主要作用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 [4]： ① 作輔助動(dòng)力源 ② 系統(tǒng)保壓或作緊急動(dòng)力源 ③ 吸收系統(tǒng)脈動(dòng)，緩和液壓沖擊； （ 2） 蓄能器的選擇 蓄能器 主 要依據(jù)其容量和工作壓力來(lái)進(jìn)行選擇。 擺動(dòng)油缸使用 注意事項(xiàng)：為了防止冷卻液和加工碎屑通過(guò)呼吸口進(jìn)入系統(tǒng)，推薦將呼吸口使用鋼管連接至夾具外，以免受到干擾。 （ 4） SU 系列的優(yōu)點(diǎn)（需要進(jìn)行空間優(yōu)化） ① ENERPAC 公司 上法蘭擺動(dòng)油缸被設(shè)計(jì)成集成式油路塊安裝方式，可以用 SAE或 BSPP 油口連接或標(biāo)準(zhǔn)油路塊 O 形圈油密封的口聯(lián)接液壓回路 ② 柔性設(shè)計(jì)允許油路塊或螺紋口連接 ③ 低外形安裝形式允許缸體安裝在安裝面以下 ④ 3— 4 個(gè)安裝螺栓就可簡(jiǎn)單地安裝 ⑤ 安裝開(kāi)孔不需要緊配合容易加工 ⑥ 兩種油路連接 — 油路塊或螺紋口安裝 ⑦ 對(duì)稱矩形法蘭設(shè)計(jì)可在油缸的三面進(jìn)行夾緊工作 （ 5） SU 系列參數(shù) 圖 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 44 表 由表 得 : （ 51） 故： （ 52） 由 知 （ 53） 可得，夾緊力復(fù)合要求，故選用 SULD202 和 SURD202 符合要求。擺動(dòng)缸常用作輔助裝置，如送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機(jī)械手機(jī)間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu) [4]。的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的缸，也稱擺動(dòng)馬達(dá)。其計(jì)算要點(diǎn)常是：運(yùn)動(dòng)速 度等于流入液壓缸的流量比上進(jìn)油腔的通流截面積；推力等于進(jìn)油腔壓力油作用在活塞（或缸體）上的力減去回油腔壓力油作用在活塞（缸體）的力 [4]。 按照安裝方式可分為固定式缸和銷軸式缸 [4]。 擺動(dòng)油缸 （ 1） 液壓缸的種類 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 43 液壓缸的種類很多，按照其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同可分為活塞式、柱塞式和擺動(dòng)式三大類 [4]。 根據(jù)公司的使用習(xí)慣和相關(guān)公司綜合能力的考慮，決定選用 ENERPAC 公司的 液壓 元件中的工裝夾具液壓元件。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 42 第 5章 夾具液壓元件 夾具設(shè)計(jì)動(dòng)作 圖 由葉片夾具設(shè)計(jì)動(dòng)作可知 ，需要有提供拉伸力，壓縮力的油缸，夾具動(dòng)作有先后順序，所以需要順序閥。 （ 2） 葉根夾具體 加載 圖 （ 457） 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 41 圖 （ 3） 葉根夾具體 結(jié)果圖 葉根夾具體應(yīng)變圖 葉根夾具體最大應(yīng)力圖 圖 由以上分析可知，在該情況下，夾具體在應(yīng)變和應(yīng)力等方面符合要求，符合之前的計(jì)算，即夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 38 圖 葉冠夾具體結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)葉冠夾具 液壓結(jié)構(gòu)圖 和夾具結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)夾具體的結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖 葉冠夾具體的彎曲應(yīng)力及強(qiáng)度分析 同理，經(jīng)過(guò) 計(jì)算 分析，可得葉冠夾具體的截面形狀設(shè)計(jì)是安全的。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 36 葉冠夾具設(shè)計(jì) 葉冠圖 葉冠圖 葉冠夾具 根據(jù)以上 輔助 定位部件的選擇為葉 冠 ， 根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的浮動(dòng)支撐、拉伸和夾緊等功能 ，所以 葉冠 夾具需要 相關(guān) 部件與之相應(yīng)，參照公司的設(shè) 計(jì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) [2]， 選取在滿足功能要求的情況選最適合公司的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 圖 （ 2） 葉根夾具體 作用加載 圖 葉根夾具在機(jī)床上由于一端固定，可將其簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，固施加固定約束于左端，如粉色箭頭，施加分布載荷在紅色箭頭所示面上，力大小為： （ 456） 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 34 圖 （ 3） 葉根夾具體 結(jié)果 圖 X 方向位移圖 Y 方向位移 Z 方向位移 X 方向應(yīng)力 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 35 Y 方向應(yīng)力 Z 方向應(yīng)力 圖 通過(guò) ANSYS 分析可知，夾具體結(jié)構(gòu)符合強(qiáng)度等條件，與之前計(jì)算分析結(jié)果相同。將 IZ 的計(jì)算公式代入得： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 30 （ 442） B 截面見(jiàn)圖 ， B 是最小截面，故也是應(yīng)力最大截面 圖 B 截面載荷為 ： （ 443） B 截面的彎矩為： （ 444） （ 445） 令 （ 446） 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 31 則： （ 447） 其中 （ 448） 則 （ 449） （ 450） 其中 （ 451） 中性軸經(jīng)過(guò)截面的形心，可以計(jì)算出中性面距離底面的距離為 18mm，那么得出： （ 452） （ 453） 故此傳動(dòng)體所受最大正應(yīng)力為 （ 454） 最大切應(yīng)力為 （ 455） 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 32 故此傳動(dòng)體的截面形狀設(shè)計(jì)使安全的。 在整個(gè)受力面積上，所受載荷為 49KN，由于寬度 185mm 上受力均勻，則單位長(zhǎng)度上所受載荷為 （ 429） 在長(zhǎng)度方向上，剖面形狀見(jiàn)圖 ，并結(jié)合圖 彎曲應(yīng)力分析中的載荷圖及力矩圖，可以看出 A 截面和 B 截面均可是能是所受應(yīng)力最大的部位，即： （ 430） （ 431） （ 432） （ 433） 其中 yAmax為距中性軸的距離，引用記號(hào) （ 434） 則在 A 截面，其最大正應(yīng)力為 （ 435） 圖 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 29 S*Z 為截面上距中性軸為 y 以外的面積對(duì)中性軸的靜矩。 圖 梁結(jié)構(gòu)的剪力圖和彎矩圖 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 28 （ 2） 剪切強(qiáng)度分析 45鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，抗剪強(qiáng)度為其抗拉強(qiáng)度的一半，根據(jù)資料查出其抗拉強(qiáng)度為 σ b 為 600MPa， σ s 為 355MPa，允許抗剪強(qiáng)度應(yīng)為 178MPa。②式表明，彎矩圖是一條拋物線，要多確定曲線上的幾點(diǎn)，才能畫(huà)出這條曲線。所以，宜用截面右側(cè)的外力來(lái)計(jì)算剪力和彎矩。由平衡方程 =0 和 =0，求得 進(jìn)油口 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 26 （ 422） 選取坐標(biāo)系 如圖 所示。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 25 圖 葉根夾具體結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)葉根夾具 液壓結(jié)構(gòu)圖 和夾具結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)夾具體的結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖 葉根夾具體的彎曲應(yīng)力及強(qiáng)度分析 （ 1） 彎曲應(yīng)力分析 由《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 [5]可得： 由于此結(jié)構(gòu)豎板固定在機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸 A 上的，其自由度為 0，所以此結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為梁結(jié)構(gòu)。 葉根夾具圖 根據(jù)以上主定位部件的選擇為葉根，且 如圖 以葉根的 4 面為定位基準(zhǔn)面， 所以?shī)A具需要定位基準(zhǔn)部件與之相應(yīng)，參照公司的設(shè) 計(jì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) [2]， 選取在滿足功能要求的情況選最適合公司的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但裝配比較費(fèi)工，鉆孔非常不便。叉形葉根，加工簡(jiǎn)單，裝配方便，強(qiáng)度高，適應(yīng)性好。傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝繁雜，效率較低，刀具損耗大，成本高，加工難度大 [1]。為保證葉片工作性能，其形狀設(shè)計(jì)為由若干變曲度曲面連接形成，各曲面間采用圓弧過(guò)渡。盡管該聯(lián)接并不承受任何工作載荷作用，但是由于裝配時(shí)已經(jīng)將螺母擰緊，因此，螺栓必須受到預(yù)緊力 F′和螺紋副摩擦力矩 T1 的作用。因此以 M20 螺栓不承受任何工作載荷作用時(shí)的緊固力為計(jì)算和設(shè)計(jì)依據(jù)。工件結(jié)構(gòu)形狀使加工表面遠(yuǎn)離夾緊