基于机电液一体化技术的绿色夹紧装置.pdf

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1、2015年1月机床与液压Jan．2015第43卷第2期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．2DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．02．010基于机电液一体化技术的绿色夹紧装置吴冬敏，沈铭，钟康民(苏州大学，江苏苏州215021)摘要：提出一种由滑动丝杆、机械铰杆增力机构、伺服电机和液压缸组成的机电液一体化绿色夹紧装置，分析其工作原理．给出相应的力学计算公式。该夹紧装置以伺服电机作为驱动机构，利用机械铰杆增力机构的力放大作用和滑动丝杆的自锁作用．使得封闭液压腔内的液压油产

2、生压力推动活塞杆进行夹紧动作。该夹紧装置结构简单紧凑、运动精确、能量消耗低、夹紧效果好，是一种环保无污染的绿色夹具。关键词：机电液一体化技术；夹紧装置；绿色设计中图分类号：TG75文献标志码：B文章编号：1001—3881(2015)2-029—2GreenClampingDeviceBasedonIntegrativeTechnologyofMechanics．．electronics．．hydraulicsWUDongmin，SHENMing，ZHONGKangmin(SoochowUniversity，SuzhouJia

3、ngsu215021，China)Abstract：Agreenclampingdevicebasedonintegrativetechnologyofmechanics—electronics—hydraulicswaspresented，whichwasconsistingofaslidescrewrod，mechanicaltoggleforceamplifier，servomotorandhydrauliccylinder．Itsworkingprinciplewasana—lyzed，andcorresponding

4、mechanicscalculationformulawasgiven．Servomotorwasworkedasthedrivingmechanismintheclampingdevice．Bytakingadvantageoftheamplificationfunctionofmechanicaltoggleforeeamplifierandtheserf-lockingfunctionofslidingscrew，thehydraulicoilclosedinhydrauliccylindercanpushthepist

5、onrodtocarryoutclampingaction．Theclampingdevicehastheadvantagesofsimpleandcompactstructure，accurate，lowenergyconsumption，goodclampingeffect，whichisagreenfixtureofenvi—ronmentalprotection．Keywords：Integrativetechnologyofmechanics—electronics—hydraulics；Clampingdevice

6、；Greendesign工业生产中使用的夹紧装置一般都采用液压传动当前所倡导的绿色设计和绿色制造的理念不相符合。或气动传动。采用液压传动方式需要液压泵提供有压因此．文中创新地提出一种由滑动丝杆、机械铰杆增强的液压油．采用气动传动方式需要气泵提供压缩空力机构、伺服电机和液压缸组成的机电液一体化夹紧气。然而。用泵进行能量转换时会存在能量损耗大、装置。即以伺服电机作为驱动机构，与控制系统相配噪声大、制造和使用成本高、使用场合受泵站位置的合，利用机械铰杆增力机构的力放大作用[4和滑动丝影响等不足之处。杆的自锁作用，使得封闭液压腔内的液

7、压油产生压力另外。采用液压传动会不可避免地产生油液的泄推动活塞杆进行夹紧动作。实践证明：该夹紧装置结漏和挥发．对环境造成很大的污染：油液的泄漏和液构简单紧凑、使用方便、运动精确、能量消耗低、夹体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性；液压传紧效果好且节能环保。动中产生较大的能量损失(如泄漏损失、摩擦损失1工作原理等)，会导致传动效率较低1；没有蓄能器保压的液文中设计的机电液一体化绿色夹紧装置包括伺服压传动系统，在夹紧后的切削加工过程中，液压泵仍电机、滑动丝杆、机械铰杆增力机构、控制系统、输需要运转。以保持对被夹紧工件的夹紧力，这

8、使能量入液压缸和输出液压缸。其中，伺服电机的信号输入损耗高[2]。气压传动也有一个较为致命的缺点，即压端与控制系统中心相连接．压力继电器与输出液压腔缩气体极容易泄漏，从而导致其工作压力较低(一相连接，压力继电器的信号输出端与控制系统中心相般为0．4～0．7MPa)。在要求夹紧