贵阳学院毕业设计(论文)
均能输出高压油,只要换向阀3不断却换,增力器就不断往复运动,高压油就连续经单向阀7或8进入工作缸4右腔 ,此时单向阀5或6有效的隔开了增压器的高低压油路。工作缸向右运动时增压回路不起作用。
图3—3双作用增压器的增压回路图
图3—4双作用増力器的增压机构图
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由双作用増力器运动的力相等可得:
F?P?A (3-1)
P0??D?d?24?P12?d24 (3-2)
P?D?d? P1?0 (3-3)
d22?D?d?其增压比为 ??d2 (3-4)
P0——油源油压 P1——增压后的气压
D——活塞的直径
d——活塞杆的直径
2?D?d?通过増压比??d2可知,只要活塞的直径越大,活塞杆的直径越
小,那么增压比就越大,输出力也就越大,但是,为了使缸的承载能力不被
破坏,我们也不能无限的扩大其增压比,根据实际需要相应的设计他们的尺寸。
1.液压增力油缸的特点
(1)该液压系统的工作压力可通过顺序阀来调节,以适应不同工作情况,提高了装置的利用率。
(2)装置的超高压在油缸内产生,所以只需保证工作活塞与增压活塞杆两处的超高压密封,简化了整个系统的高压密封,降低了成本。
(3)配以不同的辅助工具,本装置可一机多用,完成各种零件的拆、装、铆、压以及可作为机床夹具夹紧机构的动力装置。
(4)系统产生压力的特点是由小变大,与一般工作过程相吻合,故适用于大、中型和精度要求高的零件夹紧机构和切削力波动较大的场合。
(5)全部都是用油液,容易产生漏油及油污染,与气动相比不能实现频繁换向。
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3.2.2方案二 气液増力缸的设计
图3-5为气液増力缸系统回路图,气液増力缸是由三节缸筒组合而成,第一节是油缸,最大的压力主要集中在油缸中,第二节是气液缸,气液活塞的左边是油液,右边是气压,缸工作的第一步就是气压推动气液活塞杆往左运动,使油缸的的压力有一定的增大,再推动工作活塞杆软接触工具。第三节缸是气缸筒,当工作活塞杆接触工件后,气缸筒的増力活塞启动,増力活塞杆向左运动使油缸形成封闭的缸,产生增压作用。他们的动作是由压力继电器,单向阀,二位五通电磁控制阀,二位五通气控阀共同控制。
图3-5气液増力缸系统回路图
图3-6为气液增力缸的基本结构原理图,Ps为气源,P0为气源压力,左边为液压缸,右边为气液缸,两缸中的油液由一通道相连,密封性能良好。当气源供气压力时,推动活塞D0,从而带动小活塞d产生增大的压力,传递到油液,油液推动活塞D,产生增大后的作用力F,向外输出。图3-6只是简化的工作原理图,实际的机构还应考虑运动的回程、动作的发信、油液的密封、零件的工艺性等。
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油油
图3-6气液増力缸的结构原理图
在如下增力式的推导中,忽略了摩擦力、阻尼力等。
?4d2P?2?42D0P0 (3-5)
?D?p??0?p0?d? (3-6)
??D?D0??D?F?DP?D?0?P0???P0 (3-7)
44?d?4?d?22??22F——为输出力
D0——为气缸活塞直径
d——増力缸的直径
D——为工作活塞直径
?D?式(3—6)为压力增大式,设?= ?0?,则λ为增压比;式(3—7)为输出力
?d?增大式。
d越小,则增压比越大,但过小的d会使运动时油液的传输量过小,从而使液压缸的输出行程过小,影响对外作功;D0越大,也可增大增压比,但若D0太大,又会使结构太大,不紧凑。
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式(3—1)、式(3—2)中的结构参数D0、d、D的选择应权衡缸的实际用途,综合考虑结构、输出力、压力油的密封等因素。
1.气液増力缸的特点
增力缸本身是一个完整的驱动系统,不同的结构形式和特殊的设计可适用于不同的工艺情况。机器能实现冲压头快速接触工件、无冲击的软到位,以极低的能耗实现大的冲压力。可实现压力的无极调节(根据需要还可以实现恒定压力下作用时间的无极调节与控制),达到设定压力(或设定位置)后发信,快速自动回程。
快速空行程并软接触工作的功能,可有效地保护模具,并大大地降低了冲压工件时的噪声,提高了工件的加工质量,改善了冲压加工的工件环境。根据需要,可组成系列的新型气液增力冲床,在冲压件加工行业更好地发挥作用。气液増力缸外形美观,结构紧凑,控制简单,工作可靠,拥有独特的工作过程,较传统压力加工节约能量80%以上。采用软到位技术,无振动、无冲击、无噪音,极大提高工作环境及模具寿命。在三行程中的每个阶段,压力都成线性分布,不受行程位置影响。采用高质量密封元件,气液増力缸可长期免维护工作。
3.2.3方案比较
通过液压増力缸和气液増力缸的比较可知:液压増力缸充分的运用到液压输出力大、运动平稳,但同时也存在一些缺点,例如全部用油液容易出现漏油及污染环境,油液来之不易,而空气很容易获取,便宜、清洁、环保,油液换向不够灵活。而气压却具有换向灵活的特点,易于控制等,如果我们把气液压的特点充分的结合起来的话,不仅实现了液压的运动平稳,输出力大,同时使气压的换向灵活得到了充分的体现,大大的提高了工作效率,降低了生产成本。那么气液压的结合就如虎添翼,使其不仅运动平稳输出力大而且易于自动化控制,液压缸增压还需要一个双作用增力器,他们的机构不够紧凑,而气液増力缸只需要四根拉杆就能把他们紧紧地靠在一起,他们的结构紧凑,那么气液増力缸就是最完美的选择,所以我们把气液増力缸作为本次设计的最好选择。
根据我们的方案比较分析,我们就可以画出本次设计气液増力冲压机
的装配图,图3—7为气液増力冲压机的总装配图:
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