车床用三爪液压卡盘设计【1张图/10100字】【优秀机械毕业设计论文】

资源目录

车床用三爪液压卡盘设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

设计说明书.doc---(点击预览)

A1-三爪液压卡盘装配图.dwg

压缩包内文档预览：(预览前20页/共34页)

编号：607795 类型：共享资源大小：274.36KB 格式：RAR 上传时间：2016-02-28 上传人：木*** IP属地：江苏

50
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 车床用三爪液压卡盘设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,34页,10100字左右.

图纸共1张,A1-三爪液压卡盘装配图.dwg

摘要

本论文设计一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸平面螺旋机构螺旋摆动式液压缸增力机构的结构。传统的机床如车床、铣床上三爪卡盘的工作一般依靠工人用手工进行夹紧，这不但增加了工人的劳动强度，而且所需夹紧力非常大，还常常有夹不紧的情况，阻碍了生产率的提高。通过在三爪卡盘加装摆动式液压缸和平面螺旋机构构成螺旋式摆动液压缸增力机构，可实现与原有卡盘体的较好结合，并使外加压力能转换成圆周运动，且其结构简单，工作可靠，能达到较高的增力比，具有良好的经济性可行性。利用一个液压工作站提供工作动力，连接回转油缸完成伸缩动作，从而控制液压卡盘的夹紧与松开，电路进行系统连接，实现系统控制和人工控制两种方式并用。元件的精选配合同心度的安装，保证卡盘夹持精度。利用一个液压工作站提供工作动力，连接回转油缸完成伸缩动作，从而控制液压卡盘的夹紧与松开，电路进行系统连接，实现系统控制和人工控制两种方式并用。

关键字：三爪卡盘，液压缸，夹具，增力

ABSTRACT

This paper design a three jaw chuck of the installation of the swing hydraulic cylinder plane spiral spiral swing hydraulic pressure tank reinforcement structure. Traditional machines such as lathe, milling machine three claw chuck workers in general rely on manually clamping, which not only increases the labor intensity of the workers, but also required clamping force is very large, often a folder is not tight, hinder the increase in productivity. Through the three jaw chuck of the installation of the swing hydraulic cylinder and a plane spiral mechanism spiral swing hydraulic cylinder force increasing mechanism, can realize the original chuck the better, and the additional pressure can be converted into a circular movement, and has the advantages of simple structure, reliable work, can achieve a higher increase than, has good economic feasibility. Using a hydraulic workstation provides working power, connecting the rotary cylinder finish retractable action, thereby controlling the hydraulic chuck clamping and loosening, circuit system connection, the realization of system control and manual control in two ways and use. Element selection with the heart of installation, ensure precision clamping chuck. Using a hydraulic workstation provides working power, connecting the rotary cylinder finish retractable action, thereby controlling the hydraulic chuck clamping and loosening, circuit system connection, the realization of system control and manual control in two ways and use.

Keywords: three claw chuck, hydraulic cylinder, fixture, booster

ABSTRACT 4
一、夹具介绍 7
夹具特点 7
1.2 夹具的结构及工作原理 8
二、卡盘结构及原理 9
2.1 结构 9
2.2 原理 10
2.3 优点 11
2.4 主要零件的制造要求 13
三、液压卡盘的设计要求 14
3.1 液压卡盘的结构 14
3.2 液压卡盘的工作原理 15
四、主要参数设计 17
4.1 液压卡盘承载力的确定 17
4.2 卡瓦对钻杆的夹紧力Q 17
4.3 蝶形弹簧的轴向推力F的计算 18
4.4 设计蝶形弹簧 19
4.5 活塞行程S的确定 20
4.6 夹紧包角 22
图7-3受力分析 22
4.7 夹紧力与夹紧油压 22
4.8 转动丝杆之驱动力矩 24
4.8.1 驱动活塞产生有压缩需要力矩 24
4.8.2 丝杆与缸盖的止推摩擦力矩 25
五、液压控制系统的设计 27
改装标准 28
结束语 29
致谢 30
参考文献 31

车床用三爪液压卡盘设计

内容简介：: 毕业设计说明书市：河南省济源市准考证号： 180111200327 姓名：季银河南省高等教育自学考试河南科技大学助学本科毕业设计 2 摘要本论文设计一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸平面螺旋机构螺旋摆动式液压缸增力机构的结构。传统的机床如车床、铣床上三爪卡盘的工作一般依靠工人用手工进行夹紧，这不但增加了工人的劳动强度，而且所需夹紧力非常大，还常常有夹不紧的情况，阻碍了生产率的提高。通过在三爪卡盘加装摆动式液压缸和平面螺旋机构构成螺旋式摆动液压缸增力机构，可实现与原有卡盘体的较好结合，并使外加压力能转换成圆周运动，且其结构简单，工作可靠，能达到较高的增力比，具有良好的经济性可行性。利用一个液压工作站提供工作动力，连接回转油缸完成伸缩动作，从而控制液压卡盘的夹紧与松开，电路进行系统连接，实现系统控制和人工控制两种方式并用。元件的精选配合同心度的安装，保证卡盘夹持精度。利用一个液压工作站提供工作动力，连接回转油缸完成伸缩动作，从而控制液压卡盘的夹紧与松开，电路进行系统连接，实现系统控制和人工控制两种方式并用。关键字：三爪卡盘，液压缸，夹具，增力河南科技大学助学本科毕业设计 3 a of of as in on of is a is in of of a be a of a a of in of a of in 南科技大学助学本科毕业设计 4 目录 . 3 一、夹具介绍 . 6 夹具特点 . 6 具的结构及工作原理 . 7 二、卡盘结构及原理 . 8 结构 . 8 原理 . 9 优点 . 10 主要零件的制造要求 . 12 三、液压卡盘的设计要求 . 13 液压卡盘的结构 . 13 液压卡盘的工作原理 . 14 四、主要参数设计 . 16 液压卡盘承载力的确定 . 16 卡瓦对钻杆的夹紧力 Q . 16 形弹簧的轴向推力 F 的计算 . 17 设计蝶形弹簧 . 18 活塞行程 . 19 夹紧包角 . 21 图 7. 21 夹紧力与夹紧油压 . 21 转动丝杆之驱动力矩 . 23 动活塞产生有压缩需要力矩 . 23 丝杆与缸盖的止推摩擦力矩 . 24 五、液压控制系统的设计 . 26 改装标准 . 27 结束语 . 28 致谢 . 29 参考文献 . 30 河南科技大学助学本科毕业设计 5 液压卡盘的设计与控制液压卡盘是钻机的一个主要部件，其功能是夹紧钻机上的钻杆，并向钻杆传递转矩和轴向力，驱动钻具实现回转和给进，完成加减压钻进。本文结构介绍液压卡盘的原理及制造要点。 ?252?82?198125?617327?23915 15河南科技大学助学本科毕业设计 6 一、夹具介绍夹具特点机床夹具通常是指装夹工件用的装置：至于装夹各种刀具用的装置，则一般称为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围一般可分为通用夹具，专用夹具和可调整式夹具等。通用夹具是在普通机床上都附有通用夹具，如车床上的卡盘，铣床上的回转工作台，分度头，顶尖座等。他们都标准化了，具有一定的通用性可以用来安装一定形状尺寸范围内的各种工件而不需要进行特殊的调整。但是，在实际生产中，通用夹具常常不能满足各种零件加工的需要；或者生产率低而必须把通用夹具进行适当的改进；或者由于工件的形状，加工的要求等的不同须专门设计一种专用夹具，已解决生产实际的需要。专用夹具是为了适应某一工件的某一工序加工的要求而专门设计制造的，其功用有以下几个方面： 1保证工件被加工表面的位置精度。 2缩短了工序时间，从而提高了劳动生产率。 3采用专用夹具还能扩大机床的工艺范围。 4减轻劳动强度，保障安全生产。可调整夹具是为了扩大夹具的使用范围，弥补专用夹具只适用与一个工件的某一特定工序的缺点，正在逐步推广使用可调整式的夹具。可调整式夹具一般可分为标准化夹具，成组夹具和组合夹具等。 1标准化夹具就是利用本场已经规格化了的部分或全部标准零件装配成的专用夹具。 2组成夹具多品种，小批量生产的机械加工车间中，往往可以采用组成加工法。采用组成加工法，是把多种产品的零件按加工所用的机床和刀具，夹具等工艺装备的共性分组，同一组的零件能在同一机床上用共同的工艺装备和调整方法进行加工。 3组合夹具是有一套专门的设计制造便于组装和拆卸的有河南科技大学助学本科毕业设计 7 各种不同的形状，不同尺寸规格。具的结构及工作原理按在夹具中的作用，地位结构特点，组成夹具的元件可以划分为以下几类：定位元件及定位装置；夹紧元件及定位装置（或者称夹紧机构）；夹具体；对刀，引导元件及装置（包括刀具导向元件，对刀装置靠模装置等）；动力装置；分度，对定装置；其他的元件及装置（包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉，销钉，键和各种手柄等）；每一个夹具不一定所有的各类元件都具备，如手动夹具就没有动力装置，一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之，按照加工等方面的要求，有些夹具上还需要设有其他装置机构，例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。河南科技大学助学本科毕业设计 8 二、卡盘结构及原理卡盘的结构如图示，主要由活塞杆 1、座板 2、滚轮 3、卡盘座 4、销轴 5、螺栓组件 6、转动板 7、压轮架 8、连杆 9、螺母 10 和卡盘爪 11 等组成（油缸部分没有画出）。连接方式为：座板和压轮架夹住滚轮，滚轮两端穿入转动板的孔中，活塞杆穿入座板和压轮架中心孔并由螺母锁紧，转动板的另外两个孔分别用螺栓组件与卡盘座和卡盘爪连接，连杆也分别用销轴与卡盘座和卡盘爪连接。从图 1 中可以看出，当活塞杆在液压的作用下作轴向运动时，带动滚轮既沿卡盘轴向又沿卡盘径向远动，实际上滚轮是绕卡盘座的定点转动，也就是转动板在滚轮的带动下绕卡盘座的定点转动，卡盘爪在转动板的带动下同时又受连杆的限定既沿卡盘轴向又沿卡盘径向远动，保证卡盘爪可靠撑住物体。图南科技大学助学本科毕业设计 9 卡盘式相贯线切割机结构简单，系统计算时以卡盘旋转一周作为参变量有正确的度数计量，相对来说对管子的圆度要求也低一点，有时管子稍有弯曲，通过托架位置的调整，也能切割。操作时很重要的一条就是要随时注意托架位置的调整，以保证管子的水平，此位置调整不好，会产生较大的切割误差，此外，靠近卡盘区总会有一段盲区不能切割，影响管子的成材率。一般管径不超过 600用此类结构较多。外卡盘上可设置相应的传动卡槽和脱离卡槽，外卡盘上课设置凸台，内卡盘可设置与凸台相适配的卡槽，定位机构可以是套设于外卡盘上的定位弹簧。液压卡盘设置在主轴的钻杆连接端，减速传动机构为一级斜齿轮减速传动机构，结构紧凑，能有效减少动力头的尺寸，减轻动力头的重量；在进一步的技术方案中马达采用斜轴式柱塞变量马达，调整变量马达排量，即可实现无极调速；动力卡盘采用常闭型液压卡盘，同时设计有双极密封结构，能有效防尘槽内安装滑座，在滑座上用卡爪安装螺钉安装塞安装在卡盘体内，并与楔心套联接，卡盘体后部装有配气环，配气环与卡盘体之间由密封环密封，在配气环上部安装第一管接头和第二管接头。楔心套上没有斜槽，卡盘装夹工件的原理是，利用卡盘扳手转动圆周上的三个伞尺中的任一个。从而带动平面螺纹转动并带动三个卡爪一起移动，起到自定心装夹工件作用；从机械结构上看，卡盘的三个伞尺具有相同功能，但是经过仔细检测，三个伞尺装夹工件的精度并不一样相差也较大。卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置。从卡盘爪数上面可以分为：两爪卡盘，三爪卡盘，四爪卡盘，六爪卡盘和特殊卡盘。从使用动力上可以分为：手动卡盘，气动卡盘，液压卡盘，电动卡盘和机械卡盘，从结构上面还可以分为：中空型和中实型。卡盘的工作原理如图示：该机构是一个平行四杆机构，盘座）静止， C， A、动板）绕 A 点转动时，杆）在盘爪）的带动下绕 D 点河南科技大学助学本科毕业设计 10 C 图就是在该平行四杆机构中，转动，平动。只有平动，才能保证卡盘爪的径向运动，从而实现卡盘的功能。 1) 装夹迅速提高工效：与手动卡盘相比，比优特气动（液压）卡盘只需按一下按钮，瞬间即可自动定心，夹紧工件，且夹持力稳定可靠、可调大小，客户可选配梳齿软爪、硬爪、定做异形爪，并可根据工件的、尺寸自行调节梳齿位置以加工各类零件。除提高工作效率外，还可实现一人操作多台数控机床，大大降低了人力资源成本，同时也减少了固定设备投入，广泛适用于批量性、单一性产品的机械加工企业。 2) 降低劳动强度提升企业形象：使用比优特气动（液压）卡盘，在提高生产效率的同时，既可大幅度降低工人的劳动强度，让您的企业成为体恤工人的典范，也可为企业人员招聘和提高产品市场竞争力增添新的亮点，还可以提高设备档次，提升企业整体形象，是超强度机械加工企业设备改良的首选品。河南科技大学助学本科毕业设计 11 3) 结构创新安装方便：比优特气动卡盘整套配置为卡盘、气压回转器和电控部分（不需要回转气缸）；液压卡盘整套配置为卡盘、油压回转器（不需要回转油缸）。安装时用户不需要改变机床机构，无须配拉杆，改变了传统气动和液压卡盘结构复杂、安装麻烦等不足，只需配备与机床、卡盘相符合的法兰即可，用户通过阅读安装说明和示意图， 1小时左右即可完成安装全过程（气动卡盘安装时用气管将卡盘与机床主轴尾部的气压回转器连接、液压卡盘安装时用铜管将卡盘与机床主轴尾部的油压回转器连接），既可为广大用户节约高昂的安装费和制作成本，也为用户提高了机床运营效率。还可以减少对机床主轴所产品的负荷，延长机床的寿命。 4) 价格实惠满足中低端用户：与液压卡盘相比，比优特气动卡盘结构简单，使用成本和故障率低，且环保无污染，主要以空气为动力源，仅一台 1立方的气泵可同时操作 8且气压回转器部分夹紧松开均无漏气现象，可节省气源，更减少了使用液压卡盘所发生的使用成本和维护成本（如液压油），让您的投资一步到位，而且销售价较传统液压和气动卡盘相比更是经济实惠，可满足于国内绝大部分设备改造的用户。 5) 夹持精度高使用寿命长：比优特气动卡盘采用全封闭结构，所有采购零部件精挑细选，零部件精益求精，所有配合面均具有防尘功能，加之独到的选材和热处理工艺，大大超过手动卡盘的使用寿命，如维护使用得当，使用寿命可达 3年以上，并能长期保持出厂精度，使您的投资长期保值，分钟极限转速 3000转。河南科技大学助学本科毕业设计 12 6) 安全性、可靠性强：比优特气动（液压）卡盘使用性能均通过国家权威机构夹紧力测试仪检测，所有附件均符合国家标准，在 3有零部件不受损，它主要通过气压与斜斜楔角度产生力的转换，除夹持力大之外还具有超强的自锁功能，并且在断开气源的情况下，仍能牢牢夹紧工件进行切削，彻底为客户解决了安全性可靠性方面的后顾之忧。要零件的制造要求该卡盘采用 3 个卡盘爪，因三点定圆，所以能可靠撑住圆形内孔的物体，而且轮胎的中心与卡盘的中心重回。卡盘座上的 A、 D 两孔与卡盘中心的相对位置必须精确。卡盘爪上的两孔中心距须与等。连杆上的两孔中心距须与转动板上的两孔中心距等。座板的内孔中心线必须与端面垂直。压轮架分度精确，压轮平面与内孔垂直。总之，该卡盘各零件的尺寸公差和形位公差均不能超差，而且表面粗糙度要高，否则，动作不会灵活，如严重超差，卡盘可能无法使用。鉴于此，主要零件最好使用数控机床加工。三、液压卡盘的设计要求液压卡盘既要向钻杆传递扭矩和回转运动，又要向钻杆传递轴向运动和给进力。为了使钻机的工作可靠，设计液压卡盘时首先应保证卡瓦对钻杆具有足够的夹紧力，且夹紧后有自锁能力，使卡瓦夹紧主动钻杆后不出现轴向或周向的相对滑动；其次，夹紧面积要大，夹紧力分布要均匀，不致损伤主动钻杆表面；第三，应考虑各零部件相互拆装时的难易程度、易损件和卡瓦更换时的方便程度；第四，使用钻杆的直径规格不能太多，否则随卡瓦径向移动尺寸的增大，液压卡盘的外形尺寸也相应增加，如果采取更换卡瓦来满足不同直径的钻杆，液压卡盘就要经常拆装，将影响钻机的使用性能。因此，液压卡盘的设计既要保证夹紧可靠和拆装方便，又要尽量缩小其外形尺寸。压卡盘的结构由于碟形弹簧具有结构紧凑、加压均匀以及独特的非线性特性等特点，座箱式钻机的液压卡盘采用碟形弹簧式结构，为液压松开常闭式。它由 3 大部分组成，见图 1。河南科技大学助学本科毕业设计 14 1123456789101- 空心轴： 2- 蝶簧： 3 卡套： 4- 活塞： 5- 壳体： 6- 卡瓦：7密封圈： 8- 推力轴承： 9- 锥轴承： 10- 骨架油封1）夹紧动力装置。见图 1蝶形弹簧 2，其作用是产生轴向力和轴向运动 2）中间传动机构。见图 1 空心轴 1、卡套 3、活塞 4 等，其作用是改变作用力的大小和方向，即将轴向作用力改变为径向作用力，传递给夹紧元件，且具有增力作用。 3）夹紧元件。见图 1 卡瓦 6，其作用是将中间传动机构传递来的夹紧力施于钻杆，将其夹紧。液压卡盘的工作原理高压油从上部进入推动活塞移动，活塞带动推力轴承和卡套下行，卡套压紧蝶形弹簧，由于卡套与卡瓦为斜面配合，因此卡套下行驱动卡瓦在卡套的“ ,”型槽内向外移动，松开钻杆。需要夹紧时，操作液压系统的卡河南科技大学助学本科毕业设计 15 盘控制阀，卸掉油压，在蝶形弹簧的弹力作用下，卡套上移，驱动卡瓦作径向收缩，卡紧钻杆。驱动丝杆驱动活塞回程弹簧加紧柱塞活动爪被夹体固定爪图 6松开状态）卡盘安装在主轴上随主轴转动是一个液压机械装置转动丝轩推动有内螺纹的活塞 (螺母 )下移，将介质 (黄油 )挤出，产生油压使四个夹紧柱塞伸出，顶着活动爪压紧被央体 (单体液压支柱的底座或缸体 )：开动电机，台上离合器此时被夹体即髓卡盘转动而支柱的缸体或手把则被夹紧在机身导轨上它们之间便产生了相对转动，能很方便取(甚至自动退 )出其联接钢丝解体支柱之后打开离台器或停下电机，反转丝轩，活塞上移在回程弹簧作厢下括动爪退回复位。并将夹紧柱塞带回黄油返回驱动缸 (活塞下部 ) 完成一个工作循环本装置采用液压传动，螺纹驱动自锁即稳压因而夹紧力均匀、稳定，好调节。黄油相对其他液压油易密封不流动给制造与维护带来很大方便。但存在空气难以排尽动作有滞后的问题还需进一步研究与探讨用黄油做介喷。在液压传动上也是一个有益的偿试河南科技大学助学本科毕业设计 16 四、主要参数设计液压卡盘承载力的确定液压卡盘的承载力一般根据正常钻进和强力起拔两种工况中的最大载荷来确定。最大载荷力起拔工况下 , 液压卡盘负荷 : 1) 式中 : 安全系数 , 取给进油缸最大起拔力 ( 按系统最大压力计算 )。正常工况下 , 液压卡盘的负荷 : 式中 : 作用于钻杆上的轴向力 ; 一般取最大加（减）压给进力；作用于钻杆上的圆周力。式中 : 立轴最大输出扭矩 ; d 钻杆直径。将求得的两个负荷 P b、行比较 , 取其最大者作为最大工作载荷瓦对钻杆的夹紧力 Q 一般指液压卡盘在承受最大载荷 P , 所必需的夹紧力 , 表示为 : 式中 : f 卡瓦与钻杆间的摩擦系数 , 焊合金卡瓦一般取 0. 5 左右为宜。河南科技大学助学本科毕业设计 17 形弹簧的轴向推力 F 的计算蝶形弹簧的轴向推力是蝶形弹簧夹紧钻杆时 ,压缩蝶形弹簧时的轴向弹性力 , 可作为设计蝶形弹簧的依据。卡圈卡瓦钻杆图 7f 1? 取隔离体分析 : 卡圈受力分析见图 3( a) , 卡瓦受力分析见图 3( b) 图中 : R 卡圈的反作用力 , N ; N 卡瓦作用于卡圈斜面上反力 , N ; 河南科技大学助学本科毕业设计 18 T 保护套作用于卡瓦上的反力 , N ; Q 钻杆作用于卡瓦上的单位压力 ,(Q= q) 滑动摩擦系数卡瓦、卡圈斜面半锥角 , 一般取 6 8 为宜。在 X Y 坐标系中各力的平衡条件为 : 对卡圈 : x = F - N 0 ( 1) y = R - N 0 ( 2) 对卡瓦 : x = 0 ( 3) y = Q+ 0 ( 4) 整理为 : 蝶形弹簧轴向推力 : F= N ( f1 计蝶形弹簧先确定碟形弹簧的组合形式 , 液压卡盘一般采用对合组合 , 按碟的轴向推力 F, 夹紧时的总变形量 f z ( 按径向位移定 ) 及导杆直 ( 此文中为卡瓦座外圆直径 ) 等进行设计计算。主要计算步骤如下 : ( 1) 选择碟簧系列及组合形式 ; ( 2) 计算碟簧压平时的载荷 ; ( 3) 计算夹紧时的载荷与压平时的载荷比 , 即 F 4) 计算夹紧时单片碟簧的变形量 f ; ( 5) 根据 f, 计算出对合组合的片数并圆整 ( 时的总变形量 ) ; ( 6) 通过以上计算分别计算出自由高度 H z 和受 F 载荷时的高度 H 1 河南科技大学助学本科毕业设计 19 ( 7) 计算碟簧压平时危险点的应力 , 应小于材料的屈服极限。塞行程活塞行程一般按如下经验公式确定式中 : S 活塞工作行程 ; 单片碟形弹簧的极限变形量 ; i 碟形弹簧片数 ; a 对合碟形弹簧间的垫片厚度 ; n 对合碟形弹簧的对数 ; 碟形弹簧安装预压缩量 ( 一般取 5 10宜 , 深孔钻机取小值 , 浅孔机钻取大值 ) 为作用在钻杆上的轴向力 ; N 为卡瓦作用在钻杆上所必须的夹持力 ; f 为卡瓦与钻杆的摩擦系数 ; 2M d ( 2) M 作用在钻杆上的扭矩 , N m; d 钻杆外径 , m。注意 : 摩擦系数 f 值与卡瓦齿实际所受到的单位压力有关。当单位压力大于 120 200 , . 2 单位压力为 10001500 , f 为压下 , 卡瓦齿吃入钻杆 , 因此其摩擦系数大大增加 , 在夹紧能力的计算中 , 卡瓦与钻杆表面的摩擦系数一般取以卡瓦为研究对象 , 做受力分析 : 式中 : 座板对卡瓦的支撑力 ; 卡圈对卡瓦的正压力 ; 河南科技大学助学本科毕业设计 20 钢对钢平面摩擦系数 ; 卡瓦斜面角 ; 以卡圈为研究对象 , 做受力分析 : 式中 : F 弹簧的预紧力。由上述 ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5) 公式推导得出 : 根据上述公式 , 我们不难看出 , 卡瓦斜面角是整个卡盘结构设计中的一个重要参数。的大小取决于三方面因素 : 第一 , 减小时 , 所需弹簧的预紧力 F 也相应减小 ; 第二 , 要保证卡盘松开时钻杆通过空间和卡盘夹紧时夹持余量 , 卡瓦受液压活塞系统推动的轴向距离也要加大 ; 第三 , 要考虑夹紧机构的自锁性能要好 , 不可过小。因此卡瓦斜面角的选择 , 要综合考虑尺寸空间和夹持力的平衡关系 ,因为不同厂家相同规格的钻杆接头尺寸差别较大 ,在使用过程中钻杆磨损情况严重 , 卡盘设计要为钻杆通过时留有足够的夹持余量。综上分析 , 卡瓦斜面角不宜取过小 , 一般= 6 9 , 建议取大值。通过以上的分析 , 可以看出 , 典型的中深孔岩心钻机所采用的是弹簧夹紧液压松开常闭式卡盘 ; 立轴钻机多用一组大直径碟簧 , 全液压钻机为多组氮气弹簧、小直径碟簧或模具弹簧。无疑 , 后者在安装和检修时简单方便 , 以及满足卡盘夹持能力和大直径卡盘通径方面优于大直径碟簧 , 而孔口泥浆容易造成氮气弹簧的损坏也是一个现实。在设计计算中 , 卡瓦接触面积 , f 摩擦系数的设定 , 的选定 , 都会影响卡盘的夹持能力。当然 , 卡盘油缸的加工精度 , 卡盘外壳的动平衡检测 , 卡盘多个内锥度的一致性 , 也同样重要 , 直接决定了钻杆和立轴的同心度 ,回转的平稳性以及卡盘油缸的泄露和串油 , 也决定了卡盘运行的稳定性和安全性。本文只是对于岩心钻机卡盘的各种结构型式和其适用主机进行了汇总说明 , 同时也会持续关注各种卡盘在施工过程中的安全性、效率以及维修河南科技大学助学本科毕业设计 21 便利性 , 以期对岩心钻机的卡盘设计提供更多的思路。夹紧包角夹紧包角。即夹紧时园形被夹体受力部分围心角之总和卡盘固定爪作为定心元件，设计园心角 120 设计同心角均为 65。，由于活动爪，固定爪均按被夹体之圆弧设计，在理论上是能沿弧长全部接触的。 50 接触长度接近周长之 70 ，且相对比较均匀故不会夹坏被夹体这是用其它方式夹紧的拆柱机所不能相比的使用中已证明了这一点。图 7分析夹紧力与夹紧油压通过广泛的调查、试验和推算卡盘径向夹紧，达即使年久失修，锈蚀严重的单体液压支柱，卡盘也能夹住而不打滑我们即以此力作为液压卡盘夹紧力的额定值卡盘夹紧时受力分析 (图 2) 河南科技大学助学本科毕业设计 22 定爪与被夹体之间单位弧长的应力。为了便于分析，我们认为卡爪与被央体格全长接触格弧长各点嘘力相同，并通过圆心活动爪受力平两柱塞推力与被夹体对活动爪之接触反力之和为零得方程：解之得 R (1) 式中： R 被夹体园弧半径 65 一活动爪园心角。再由被夹体与活动爪一起受力平衡在方程：解之得 R (2) 式中： 120 一固定爪园心角。由于径向夹紧力之和额定埴为 150 (1)、 (2)代人 (3)，解得： 4545 4512023 N=21 243(夹紧柱塞直径 d=35以夹紧油压为： P=4N d = 4 35 = 22(根据上述计算一我们确定将 22是卡盘密封性能试验压力的计算依据。实验埴为通过进一步的受力分析可知当三爪受力都集中在卡爪中部时，额定油压值要升高 13，为了避免这种状况我们在结构设计时以卡爪中部一小段不与被夹体接触即不受力来解决：当三爪受力均在卡爪端部时，只需 73 的额定压力即可达到额定夹紧力。当然由于卡爪与被夹体存在弹性，而卡爪圆弧叉与被夹体接近 (理论上相同 )故完全达到上述两种状况均是不可能的。动丝杆之驱动力矩像车睐卡盘要扳专用扳手才能夹紧一样，液压卡盘也是由转动丝杆产生油压来夹紧的转动丝杆所需驱动力矩是卡盘又一重要技术参数。卡盘夹紧时螺母 (活塞 )下移丝杆向上压紧缸盖，转动丝杆既要驱动螺母活塞产生油压又要克服丝杆与缸盖之间的止推摩擦力矩。动活塞产生有压缩需要力矩式中： 2 河南科技大学助学本科毕业设计 24 40 于螺致为矩形 28 4，故：（ 282） =13 - 平均螺旋升角式中 f= 算出 m) 丝杆与缸盖的止推摩擦力矩式中：当量摩擦半径，接非跑计算忽略缸盖与丝杆之径向间隙则合计算忽略缸盖与丝杆之径向间隙则代人已知数值，计算结果为 N m) M 1+ m 2均与摩擦系数关系很大由于润滑好坏直接决定摩擦系数的大小，而卡盘的润滑条件叉不很好 +故两力矩之和应取较大值，同时考虑其他因素影响我们取 M=100为控制值即卡盘内产生 22动丝杆所需力矩不得大于 100N m 经现场梗当压力达 22动丝杆所需要力矩不得大于 100N*m，为 70 110 N m，而丝杆驱动力矩达 100 N 盘一般情况下均能加紧而不打滑。这就证明了额定夹紧力的确定及额定油压。丝杆驱动力矩的计算结果是正确的河南科技大学助学本科毕业设计 25 五、液压控制系统的设计液压卡盘系统由液压泵站 .、单向阀、电磁阀、输油管和节流阀等组成，如图所示。液压泵站独立于数控车床之外，不但避免了液压泵站震动和发热对机床精度的影响，而且便于系统的安装、调试和维护。有变量泵和电动机组成的泵电机组同轴度好、噪声低、效率高、安装方便。其工作原理为：泵电机通过进油口处得吸油滤油器，从邮箱中吸油，经出油口的单向阀控制油路供油。当电磁换向阀（二位四通）得电磁铁不得电时，压力油经节流阀及液压软管进入液压缸右腔，使推动活塞向左移动，实现卡盘松开。反之，电磁铁得电时，压力油经节流阀及液压软管进入液压缸左腔，使推动活塞向右移动，实现卡盘加紧。加紧和松开回路的回油汇合后，一起流回油箱。阀回转液压缸油箱油标风冷装置吸油过滤注油口电机液压表压力表开关单向阀泵A 河南科技大学助学本科毕业设计 27 改装标准开动作旋转时，确保液压卡盘松开功能失效。意外停电，液压卡盘确保夹紧状态，及误踩脚踏开关也保持夹紧，防止工件飞出，导致人身伤害退、停止功能，运行自如、平稳，速度可调。能有渗漏、时松时紧，造成使工件在

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。