液壓缸設計說明書

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上佳木斯大學 機械設計制造及其自動化專業(yè)（卓越工程師）說明書題 目單桿活塞式液壓缸的設計學 院機械工程學院專業(yè)機械設計制造及其自動化（卓越工師）組員 曾瑤瑤、王健躍、楊蘭、沈宜斌指導教師臧克江完成日期2016年6月佳木斯大學機械工程學院專心-專注-專業(yè)目 錄設計要求設計單桿活塞式液壓缸；系統(tǒng)壓力：10MPa；系統(tǒng)流量：100L/min；液壓缸行程：450mm；速度：30mm/s；液壓缸輸出力：5000N；油口尺寸：M24*1.5，且兩油口盡可能在缸筒的缸底側；液壓缸與外界聯(lián)接方式缸底固定，活塞桿為耳環(huán)聯(lián)接。第1章 缸的設計1.1 液壓缸類型和結構型式的確定1.1.1 結

2、構類型1、采用單作用單桿活塞缸；2、液壓缸的安裝形式采用軸線固定類中的頭部內法蘭式安裝在機器上。法蘭設置在活塞桿端的缸頭上，內側面與機械安裝面貼緊，這叫頭部內法蘭式。液壓缸工作時，安裝螺栓受力不大，主要靠安裝支承面承受，所以法蘭直徑較小，結構較緊湊【1】。這種安裝形式在固定安裝形式中應用得最多。而且壓力機的工作時的作用力是推力，則采用圖1-1的安裝形式。圖1-1 安裝形式1.1.2 局部結構及選材初選1、缸筒的材料采用45號無縫鋼管（如圖1-2）；圖1-2 缸筒的設計2、缸底的材料：采用45號鋼，與缸筒采用法蘭連接【2】；3、缸蓋：采用45號鋼，與缸筒采用法蘭連接；4、缸體與外部的鏈接結構為剛

3、性固定：采用頭部內法蘭式連接；5、活塞：活塞采用鑄鐵；6、活塞桿：活塞缸采用45號鋼，設計為實心；7、排氣裝置：在缸筒尾端采用組合排氣塞；8、密封件的選用：活塞和活塞桿的密封件采用O形密封圈加擋圈【3】。1.2 液壓缸主要尺寸的確定1.2.1 液壓缸筒的內徑D的確定根據液壓缸的供油壓力和負載，缸筒內徑D可按下列公式初步計算：式中：q-系統(tǒng)流量，單位為m3/s； v-活塞桿運動速度，單位為m/s根據設計要求，取F為5000N，P為10Mpa并代入公式，則1.2.2 活塞桿直徑d的確定根據提供的系統(tǒng)壓力P=10MPa，查閱機械設計手冊【2】查得速比=1.33。帶入公式由公式求得活塞桿直徑 d=0.

4、12 m=120 mm。1.2.3 缸筒長度的確定（如圖1-3）圖1-3 缸筒簡圖(1)最小導向長度HHL20+D2=45020+2502=147.5 mm式中: -油缸最大工作行程 -缸筒內徑 (2)導向套滑面的長度(3)活塞寬度(4)導向套與活塞之間隔套長度(5)缸體長度液壓缸缸體內部的長度應等于活塞的行程與活塞寬度的和【4】。缸體外部尺寸還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體的長度不應大于缸體內徑D的20-30倍。缸體內部長度l0=L+B=450+150=600 mm。缸體長度l2030D=50007500 mm 1.2.4 導向套的設計間隙：120×0.8%=1.2 mm厚

5、度：120×10%=12 mm軸向長度：125×25%=30 mm1.3 活塞及活塞桿處密封圈的選用活塞及活塞桿處的密封圈的選用【5】，根據密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。常用的密封圈類型有O形圈、Y形圈、V型和活塞環(huán)【6】。O形圈的結構簡單，密封性好，安裝空間小，摩擦力小，易于制造，所以應用較廣，但運動速度不能太大。Y形圈適用于壓力在20MPa以下、往返速度較高的液壓缸，密封性能可靠。V形圈耐高壓性能好，耐久性也好，缺點是安裝空間大，調整困難，摩擦阻力大，只適用于運動速度較低的液壓缸?；钊h(huán)壽命長，不容易損壞，常常用在不便于拆卸的液

6、壓缸中，缺點是泄漏較大，必須成組使用，加工工藝比較復雜，所以成本較高【7】。圖1-4 O形圈示意圖由于本設計中液壓缸的工作壓力為10 MPa，速度范圍<0.5m/s，因此選用缸體與缸蓋的密封形式選用O形圈的密封形式（如圖1-4）?；钊麠U與缸蓋，活塞與缸體的密封選用Y形圈的密封形式。1.4 緩沖裝置設計計算液壓缸中緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時在活塞和缸蓋之間封住一部分油液，強迫它從小孔或細縫中擠出以產生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運動速度達到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的【8】。液壓缸中使用的緩沖裝置的工作原理如圖1-5所示。最常用的是節(jié)流口可調式和節(jié)流口

7、變化式兩種。其中，節(jié)流口可調式緩沖裝置在節(jié)流口調定后，工作原理上就相當于一個單孔口式的緩沖裝置。表1示節(jié)流口可調式和節(jié)流口變化式兩種緩沖裝置的主要性能。圖1-5 緩沖裝置表1 液壓缸中常用的緩沖裝置名稱和工作原理圖特點說明1針形節(jié)流閥 2單向閥1、被封在活塞和缸蓋間的油液經針形節(jié)流閥流出。2、節(jié)流閥開口可根據負載情況進行調節(jié)。3、起始緩沖效果大，隨著活塞的行進，緩沖效果逐漸減弱，故制動行程長。4、緩沖腔中的沖擊壓力大。5、緩沖性能受油溫影響。6、適用范圍廣。1軸向節(jié)流閥1、被封在活塞和缸蓋間的油液經活塞上的軸向節(jié)流槽流出。2、緩沖過程中節(jié)流口通流截面不斷減小，當軸向槽的橫截面為矩形，縱截面為拋

8、物線形時，緩沖腔可保持恒壓。3、緩沖作用均勻，緩沖腔壓力較小，制動位置精度高。第2章 強度和穩(wěn)定性計算 2.1 缸筒壁厚和外徑D1計算 PyD2 ,(=bn)式中：-缸筒內徑；-缸筒試驗壓力，當缸的額定壓力時，取 =1.5； -缸筒材料的許用應力【9】，為材料抗拉強度。 45號鋼退火后抗拉強度為550MPa，為安全系數(shù)，一般取。代入上式得=15 mm 。則缸體外徑為D1=D+2=250+2×15=280 mm。2.2 缸底厚度1計算 式中：-缸底止口內徑（平底缸為缸內徑）； -缸底材料的許用應力；2.3 活塞桿強度計算活塞桿的直徑按下式進行校核d4F=4×5000×

9、;15=20.6 mm 符合要求式中:-活塞桿上的作用力； -活塞桿材料的許用應力【10】，=。致 謝本學期完成了雙作用單桿活塞缸液壓缸的設計，通過本次設計的鍛煉，使我從中受益匪淺。了解到作為一名合格的設計人員實屬不易。不僅需要具備較為全面的專業(yè)素質，還要具備吃苦耐勞，敢于創(chuàng)新等優(yōu)秀品質。在本次設計的過程中，我得到了很大提升。在設計能力上有了很大提高。借助老師和圖書館的幫助，我的設計比較順利的完成，由于缺乏經驗，設計并不是很完善。在設計過程中也反映出很多問題，首先是設計經驗十分不足，對于實際液壓零件的要求和性能不甚了解，對于設計人員遵循的設計流程也不熟悉。另外本次設計的圖紙繪制主要基于Auto

10、CAD，在此過程中也多次遇到技術難題，使用制圖軟件不夠熟練，日后我一定會好好學習，加強個人能力的培養(yǎng)。本次課程設計為我提供了一次難得的機會，是一次對自己本學期所學知識的匯總。本著認真、科學、嚴謹和提升自我的態(tài)度，在老師的細心指導下完成了設計任務。相信在本次設計中所積累的經驗和成果會在以后的工作中派上用場。參考文獻1許福玲、陳堯明.液壓與氣壓傳動北京：機械工業(yè)出版社2007.2楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設計簡明手冊M.北京:機械工業(yè)出版社，1994.3賈培起.液壓缸M.北京:北京科學技術出版社,1987.4左健民.液壓與氣壓傳動第4版M.北京:機械工業(yè)出版社,2007.5王昆，何小柏，汪信遠.機械設計課程設計M.北京:高等教育出版社,199