全新小型單缸立式液壓機課程設(shè)計優(yōu)選

1、好好學儻液壓傳動課程設(shè)計題目名稱小型單缸立式液壓機專業(yè)班級16級機械設(shè)計制造及其自動化學生姓名如花學號1234567890指導教師李培機械與車輛工程學院二。一七年五月二十四日目錄工作原理1引言2第1章根據(jù)設(shè)計要求進行工況分析31.1 液壓系統(tǒng)的工作要求31.2 負載分析和運動分析31.2.1 確定執(zhí)行元件的形式31.2.2 負載分析31.2.3 運動分析41.2.4 液壓機液壓缸負載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖51.3 確定系統(tǒng)主要參數(shù)61.4 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖81.4.1 調(diào)速回路的選擇81.4.2 三位四通電磁換向閥的選擇81.4.3 保壓回路的選擇81.4.4 快速回路的選擇91.4.

2、5 平衡回路的選擇1.0.第2章液壓元件參數(shù)計算與選擇1.2.2.1 確定液壓缸的主要參數(shù)1.2.2.1.1 初選液壓缸的工作壓力1.2.2.1.2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)1.2.2.1.3 確定液壓缸的工作壓力、流量和功率12.2.2 液壓泵及其驅(qū)動電動機的選擇1.3.2.3 液壓控制閥的選擇1.42.4 選擇壓力表1.42.5 選擇輔助元件1.42.6 過濾器的選擇1.62.7 液壓系統(tǒng)驗算1.6第3章液壓油缸的設(shè)計1.73.1 引言1.73.2 液壓缸的設(shè)計計算1.73.2.1 缸筒和缸蓋組件1.7.3.2.2 排氣裝置1.93.3 活塞及活塞桿組件1.93.3.1 確定活塞及活塞桿的

3、連接形式1.9.3.3.2 選擇活塞及活塞桿的材料1.93.3.3 活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu)1.9.3.3.4 活塞桿的結(jié)構(gòu)1.9.3.3.5 活塞桿的強度校核2Q.3.3.6 活塞桿的導向、密封和防塵20.3.3.7 活塞203.3.8 緩沖裝置213.4 缸體長度的確定2.1第4章液壓油箱設(shè)計224.1 弓|言224.2 油箱的類型224.3 油箱的容量224.4 油箱設(shè)計2.34.4.1 箱頂、通氣器、注油口23.4.4.2 箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計23.4.4.3 箱底、放油塞、支腳23.4.4.4 隔板和除氣網(wǎng)244.4.5 管路的配置242526工作原理根據(jù)滑塊重量為20KN,

4、為了防止滑塊受重力下滑，可用液壓方式平衡滑塊重量。設(shè)計液壓缸的啟動、制動時間為t=0.02s。液壓機滑塊上下為直線往復運動，且行程較小，故可選單桿液壓缸作執(zhí)行器，且液壓缸的機械效率cm0.91。因為液壓機的工作循環(huán)為快速下降、慢速加壓、保壓、快速回程四個階段。各個階段的轉(zhuǎn)換由一個三位四通的換向閥和一個二位二通的換向閥控制。當三位四通換向閥工作在左位時實現(xiàn)快速回程。中位時實現(xiàn)液壓泵的卸荷，亦即液壓機保壓。工作在右位時實現(xiàn)液壓泵的快進和工進。其工進速度由一個調(diào)速閥來控制?？爝M和工進之間的轉(zhuǎn)換由二位二通換向閥控制。液壓機快速下降時，要求其速度較快，減少空行程時間，液壓泵采用全壓式供油，且采用差動連接

5、。由于液壓機壓力比較大，所以此時進油腔的壓力比較大，所以在由保壓到快速回程階段須要一個節(jié)流閥，以防在高壓沖擊液壓元件，并可使油路卸荷平穩(wěn)。為了對油路壓力進行監(jiān)控，在液壓泵出口安裝一個溢流閥，同時也對系統(tǒng)起過載保護作用。因為滑塊受自身重力作用，滑塊要產(chǎn)生下滑運動。所以油路要設(shè)計一個單向閥，以構(gòu)成一個平衡回路，產(chǎn)生一定大小的背壓力，同時也使工進過程平穩(wěn)。在液壓力泵的出油口設(shè)計一個單向閥，可防止油壓對液壓泵的沖擊，對泵起到保護作用。引言液壓機作為一種通用的無削成型加工設(shè)備，具工作原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成各種壓力加工的。具工作特點之一是動力傳動為“柔性”傳動，不象機械加工設(shè)備一樣動力傳動系統(tǒng)

6、復雜，這種驅(qū)動原理避免了機器過載的情況。一切工程領(lǐng)域，凡是有機械設(shè)備的場合，均可采用液壓技術(shù)，它的發(fā)展如此之快，應用如此之廣，其原因是液壓技術(shù)有著優(yōu)異的特點，歸納起來液壓機的液壓系統(tǒng)傳動方式具有顯著的優(yōu)點：液壓機單位重量的輸出的功率和單位尺寸的輸出功率；液壓傳動裝置體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、布置靈活，易實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬，便于與電氣控制相配合實現(xiàn)自動化；易實現(xiàn)過載保護和保壓，安全可靠；元件易于實現(xiàn)系列化、標準化、通用化；液壓易與微機控制等新技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成“機-電-液-光”一體化便于實現(xiàn)數(shù)字化。第1章根據(jù)設(shè)計要求進行工況分析1.1 液壓系統(tǒng)的工作要求某小型單杠立式液壓機的工作循環(huán)為快速空程下行一

7、慢速加壓一保壓一快速回程一停止?；瑝K的快速往返速度為3m/min,加壓速度為40-250mm/min,壓制力為200000N,運動部件總重為20000N,要求采用液壓方式實現(xiàn)運動部件的平衡；不考慮各種損失。下圖為動作循環(huán)圖。圖1-1工作循環(huán)圖1.2 負載分析和運動分析1.2.1 確定執(zhí)行元件的形式液壓機為立式布置，滑塊做上下直線往復運動，往返速度相同，故可以選缸筒固定的單桿雙作用活塞液壓缸（取缸的機械效率4m=0.9）,作為執(zhí)行元件驅(qū)動滑塊進行壓制作業(yè)。1.2.2 負載分析1、快速下降：啟動加速G-X.Fi1=2000010由于忽略滑塊導軌摩擦力，故快速下滑時為負載為002、慢速加壓：壓制時壓

8、頭上的工作負載可分為兩個階段：初壓階段，負載力緩慢地增加，約達到最大壓制力的5%其行程為15mm；終壓階段，負載力急劇增加大最大壓制力，上升規(guī)律近似于線性，具行程為5mm,則初壓：Ei=Fmax5%=2000005%=10000N終壓：Fe2=Fmax=200000N3、快速返回：啟動GxFi2=Av220000At103-60x-=500F=Fi2+G=500+20000=20500N等速F=G=20000N制動F=G-Fi2=20000-500=19500N工況外負載/N快速卜降啟動加速500等速0慢速加壓初壓10000終壓200000快速返回啟動20500等速20000制動19500表1

9、-1工況負載表1.2.3 運動分析200mm。已知加壓速度為取快速下降行程為180mm，快速上升行程為40-250mm/min,取加壓速度為4mm/s。1、快速下行：A三與三十三=$£2、慢速加壓：慢速加壓分兩個階段：初壓階段行程為15mm；終壓階段行程為5mm。初壓:L3、快速回程:2003000+60=4*工況時間快速卜行t1=3.6s慢速加壓初壓t2=3.75s終壓t3=1.25s快速回程t4=4s表1-2運動時間表1.2.4液壓機液壓缸負載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖F/X圖1-2負載循環(huán)圖圖1-3時間循環(huán)圖1.3確定系統(tǒng)主要參數(shù)預選液壓缸的工作壓力Pi=8MPa,將液壓缸的無桿腔作為

10、主工作腔，考慮到液壓缸下行時用液壓方式平衡，則可算出液壓缸無桿腔的有效面積：F叫1r2000002A=0.0278m歷Fl0,9X8X10液壓缸內(nèi)徑(活塞直徑)曬l4x0,0278D=1-=0.188m=188mm將液壓缸內(nèi)徑圓整為標準值，取D=200mm根據(jù)快速上升與快速下降的速度相等，采用液壓缸差動連接來實現(xiàn)，從而確定活塞桿直徑，由d=0.7D,得d=0.7D=0.7x200140mm將活塞桿外徑圓整為標準值，取d=140mm,從而算得液壓缸有桿腔與無桿腔的實際有效面積為：TT917r77A.=yx200=31415,927mm1 44&=；乂(200*-1402)=1602242

11、3mm2液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力流量計算：Fil500P=-=n=7859.5033Pa快速下行：啟動q=Alv1=70685.835X3000-60=353429L75mm/恒速P=01000。-=rLC.L-=1*572X10P口慢速加壓：初壓人田”70685.835x0.9q=70685,835X4=28274工34mm力20000070685-835X0.9二3.144X10“Prq由282743*34mm八到0快速回程:啟動2050055292.031X0.9二4,12x10£1PuP恒速F2000055292.031X0.9二4.01x10£，Puq=Az

12、v2=70685.835x3000+60=276460L55mm'/$P制動F1950055292.031X0.9二3,92xlo'Pa工作階段負載F/N工作腔壓力P/Pa輸入流量q/(mmA3/s)快速下行啟動5007859.50333534291.75恒速00一慢速加壓初壓100001.572X10A5282743.34終壓2000003.144X10A6282743.34-0快速回程啟動205004.12X10A5一恒速200004.01X10A52764601.55制動195003.92X10A5一表1-3負載流量表工作循環(huán)中各階段的功率計算如表：快速下降（啟動）階段P

13、1=p1q1=7859.5033X3534291.75X10A(-9)=27.778W快速下降（恒速）階段P=0慢速加壓（初壓）階段P2=p2q2=1.572X10A5X282743.34X10A(-9)=44.447W慢速加壓（終壓）階段P=pq=282743.34X10A(-9)X(0.1572+2.39t)(1-t/1.25)X10A6.t的取值范圍01.25當t取0.95時取最大值P=164.74W快速回程（啟動）階段P4=p4q4=4.12X10A5X2764601.55X10A(-9)=1139.02W快速回程（恒速）階段P5=p5q5=4.01X10A5X2764601.55X1

14、0A(-9)=1108.61W快速回程（制動）階段P6=p6q6=3.95X10A5X2764601.55X10A(-9)=1083.72W表1-4功率表1.4制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖1.4.1 調(diào)速回路的選擇1、進油節(jié)流調(diào)速：進油節(jié)流調(diào)速回路在停車后啟動的時候，由于進油路上的節(jié)流閥控制流量，活塞前沖很小，甚至沒有沖擊；在實現(xiàn)壓力控制方面，進油回油調(diào)速的進油腔的壓力隨負載而變化，當工作部件碰到死擋塊而停止后，其壓力將升到溢流閥的調(diào)定壓力，利用這一壓力變化來實現(xiàn)壓力控制是很方便的。但是進油回油調(diào)速回路中，經(jīng)過節(jié)流閥發(fā)熱后的液壓由直接進入液壓缸的進油腔，故發(fā)熱和泄漏比較大；由于進油回油調(diào)速回路

15、中的回油路油液沒有節(jié)流閥阻尼作用，所以它的運動平穩(wěn)性差。2、回油節(jié)流調(diào)速回路：由于回油回油調(diào)速回路中的回油路油液有節(jié)流閥阻尼作用，同時空氣也不易進入，所以可以獲得較好的的運動平穩(wěn)性；回油回油調(diào)速回路中，經(jīng)過節(jié)流閥發(fā)熱后的液壓由直接回油箱冷卻，故發(fā)熱和泄漏比較小。但是由于回油節(jié)流調(diào)速回路的進油路上沒有節(jié)流閥控制流量，在停車后啟動的時候，即使回油路上節(jié)流閥關(guān)的很小，也會使活塞前沖；在回油節(jié)流調(diào)速回路中，只有回油腔的壓力才會隨負載變化，當工件碰到死擋塊時，其壓力降至為零，利用這一變化來實現(xiàn)壓力控制比較麻煩。綜上，本設(shè)計采用進油節(jié)流調(diào)速，并在回油路上加背壓閥的回路，這樣可以綜合進油回油調(diào)速回路和會有調(diào)

16、速回路的優(yōu)點，提高回路的綜合性能。1.4.2 三位四通電磁換向閥的選擇液壓缸的運動方向采用三位四通M型中位機能電液換向閥控制，停機時換向閥處于中位，使液壓泵卸荷，快速下降時換向閥處于右位，快速上升時換向閥處于左位。1.4.3 保壓回路的選擇在三位四通電磁換向閥與液壓缸之間設(shè)置一個液控單向閥，其控油口與液壓缸的出油口管路相接，進油口與三位四通電磁換向閥相接，出油口與液壓缸進油路相接，形成保壓回路。利用蓄能器的保壓回路：當液壓缸工作壓力不足時，通過釋放蓄能器力的油液補充給液壓缸來實現(xiàn)保壓。第一種保壓回路可以自動的補充液壓油，使液壓缸的的壓力能長期的保持在所需的范圍內(nèi)，而利用蓄能器的保壓回路的保壓時

17、間取決于蓄能器的容量，沒用第一種保壓方案的保壓時間長和穩(wěn)定，故選用利用液控單向閥的自動補油保壓回路。在液壓缸的進油路，液控單向閥出油路上連接一個電接點壓力表，設(shè)置電接點壓力表的上限、下限值，當液壓缸的壓力達到限值時，利用電接點壓力發(fā)出的電信號來實現(xiàn)切換四通三位電磁換向閥，以實現(xiàn)自動保壓。圖1-4系統(tǒng)保壓圖1.4.4 快速回路的選擇1、差動連接快速路：為實現(xiàn)壓頭的往返速度相等，需要有差動回路，在液壓缸的進、出油口及液壓缸出油口與換向閥之間分別連接兩一個二位二通電磁閥。液壓缸快速下降時差動連接，快速上升時切斷差動連接。2、雙泵供油快速回路：雙泵供油快速回路中，泵1為大流量泵，泵2是小流量泵，泵1與

18、泵2之間放一個單向閥，快進時，油液由泵1經(jīng)單向閥與泵2同時供油；工進時，控制泵1的液控順序閥時其卸荷，只有泵2供油。差動連接快速回路可以很好的控制其快進和快退的速度，使其符合題目中的快進和快退的速度相同；而雙泵供油的泄漏大，效率低，結(jié)果復雜，成本高，故選擇差動連接快速回路。圖1-5系統(tǒng)快速回路1.4.5 平衡回路的選擇防止壓頭在下降過程中由于自重而出現(xiàn)速度失控現(xiàn)象，在進如液壓缸口處設(shè)置一個平衡回路來減輕這種現(xiàn)象。1、減壓平衡回路：在回路中設(shè)置一個減壓閥和一個溢流閥，形成減壓平衡回路。其中溢流閥的調(diào)定壓力大于減壓閥的調(diào)定壓力。2、順序閥平衡回路：在液壓缸的出油口安裝單向順序閥來調(diào)定壓力。由于順序

19、閥的壓力調(diào)定后，若工作負載變化小，則系統(tǒng)功率損失大，且活塞不可長時間停留在一個位置，不適合本設(shè)計保壓要求，故選用減壓平衡回路。圖1-6平衡回路此外在泵的出口并聯(lián)一個溢流閥，用于系統(tǒng)的安全保護；泵出口并聯(lián)一個壓力表及其開關(guān)，以實現(xiàn)測壓；在液壓泵的出口串聯(lián)設(shè)置一個單向閥，以防止液壓油倒灌。綜上，將各回路合并整理，檢查以后繪制的液壓機液壓系統(tǒng)原理圖如圖所示：圖1-7系統(tǒng)回路圖1-油箱；2-過濾器；3-液壓泵；4-溢流閥；5-壓力表及其開關(guān)；6-節(jié)流閥；7-單向閥；8-背壓閥；9-三位四通電磁換向閥；10-液控單向閥；11-減壓閥；12-溢流閥；13-二位二通電磁換向閥；14-二位二通電磁換向閥；15

20、-液壓缸系統(tǒng)圖中個電磁閥的動作順序見表：執(zhí)行動作電磁鐵1YA2YA3YA4YA啟動+-+快速下行+-+慢速加壓+-+保壓-快速回程-+-停止-_-表1-5磁閥的動作順序表第2章液壓元件參數(shù)計算與選擇2.1 確定液壓缸的主要參數(shù)2.1.1 初選液壓缸的工作壓力已知液壓缸的最大工作負載為200000N,液壓缸工作壓力為:200000P=-=77-3,14MpQ心產(chǎn)70685.835x10*x0.92.1.2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)1章1.3節(jié)的內(nèi)容，可知液壓缸內(nèi)徑D=200mm，活塞桿外徑d=140mm,液壓缸無桿腔有儂面積為A尸70685.835，有桿腔有效面積為=55292031m/2.

21、1.3確定液壓缸的工作壓力、流量和功率二件階段負菽F/N工件腔壓力fVPa輸入流量八）快速下行啟動50073S9.5O333534291.7S恒速00慢速加;壓初壓100001.572x10528274354終壓2000003.144-10628274334F怏速回程啟動205004.12x105恒速200004.01x1052764601.55制動195003.92“105表2-1工作壓力流量表快速下降（啟動）階段P1=p1q1=7859.5033X3534291.75X10A(-9)=27.778W快速下降（恒速）階段P=0慢速加壓（初壓）階段P2=p2q2=1.572X10A5X2827

22、43.34X10A(-9)=44.447W慢速加壓（終壓）階段P=pq=282743.34X10A(-9)X(0.1572+2.39t)(1-t/1.25)X10A6.t的取值范圍01.25當t取0.95時取最大值P=164.74W快速回程（啟動）階段P4=p4q4=4.12X10A5X2764601.55X10A(-9)=1139.02W快速回程（恒速）階段P5=p5q5=4.01X10A5X2764601.55X10A(-9)=1108.61W快速回程（制動）階段P6=p6q6=3.95X10A5X2764601.55X10A(-9)=1083.72W表2-2功率表2.2 液壓泵及其驅(qū)動電

23、動機的選擇液壓缸的工作壓力出現(xiàn)在終壓后即保壓階段開始時，P;&14MPU0止匕時缸的輸入流量極小，且不考慮各種損失，故液壓缸至泵間的進油路壓力損失取值A(chǔ)p=OSMPao算得泵的最高工作壓力pp為：冊-&64MPQ所需的液壓泵的最大供油量按液壓缸的最大輸入流量（353429L75mm'/$）進行估算。取泄漏系數(shù)K=1.1,M：qp=LIX3534291.75=3887720.925mm3/s=233.263加根據(jù)系統(tǒng)所需流量，擬初選限壓式變量液壓泵的轉(zhuǎn)速為n=1500r/min,暫取容積效率vQ90,則可算得泵的排量參考值為：1000q1000x233.263,V=-17

24、71fl一一=172.78861）©nrjv1500x0.9根據(jù)以上計算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近YBD200單聯(lián)葉片泵，其額定壓力Pn=6.3MPa,排量V=200ml/r,額定轉(zhuǎn)速n=1500r/min,容積效率氏二。制。其額定流量為：%=匕，尸200X1500X0.9=270m%>171788符合系統(tǒng)對流量的要求。不計任何損失，液壓泵的最大理論功率即為液壓缸工作時所需的最大功率Pp=1139.02W。查手冊，選用規(guī)格相近的Y100L24型封閉式三相異步電動機電機，具額定功率為3KW,同步轉(zhuǎn)速1500r/min,滿載轉(zhuǎn)速1420r/min。按所選電動機轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量

25、，液壓泵的最大實際排量為:c/=nV=1420X200X09=255.6Unim>233,263L/min滿足使用要求。2.3 液壓控制閥的選擇根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)原理圖，計算分析通過各液壓閥的最高壓力和最大流量，由設(shè)計手冊，選擇液壓閥的規(guī)格，如下表：2.4 選擇壓力表系列名稱型號測量范圍/MpaY系列壓力表Y訓耐振壓力表060YX型耐振電接點壓力表060表1-3壓力表型號元件名稱技術(shù)規(guī)格公稱壓力/Mpa通徑/mm流量/(L/min)單向閥31.532200溢流閥31.532200三位四通電磁換向閥31.532200液控單向閥31.532200減壓閥2532200二位二通電磁換向閥31.5

26、32200表1-4閥的規(guī)格表2.5 選擇輔助元件油管內(nèi)徑一般可參照所接元件接口尺寸確定，也可按管路允許流速進行計管道內(nèi)徑及壁厚液壓管道的兩個主要參數(shù)，計算公式如下:4q71V8>pdn(2-2)(2-1)式中q一通過油管的最大流量，m3;一油管中允許流速，（取值見表1-5）,m/s；d油管內(nèi)徑，m；一油管厚度，m；P一管內(nèi)最高工作壓力，MPa；油液流經(jīng)油管吸油管高壓管回油管短管及局部收縮處允許流速0.51.52.551.52.557b管材抗拉強度，MPa；n安全系數(shù)表1-5油管流速表管內(nèi)最高工作壓力/MPa<17.5717.517.5安全系數(shù)864表1-6管內(nèi)安全系數(shù)表1、高壓油管

27、取內(nèi)徑d=25mm,則：4X0.003534291v=444jil/s0.032x3.14符合油管中的允許流速管材為45鋼，其壁厚為:A>3.64X0.032X82X6000.7765mth取壁厚=1mm。2、對吸油管取內(nèi)徑d=60mm,則:F4X0.003534291v=7=L25m/s0.06X344符合油管中的允許流速。管材為45鋼，其管內(nèi)壓力幾乎為零，取其壁厚=1mm3、對回油管取內(nèi)徑d=45mm,則：4X0.003534291v=2.22in/s0.045X3.14符合油管中的允許流速。管材為45鋼，其管內(nèi)壓力最大時為0.41MPa,接近于零，取其壁厚=1mm2.6 過濾器的選

28、擇類型額定壓力/Mpa/(L/min)過濾精度/微米NXJI內(nèi)吸油過濾器<0.007（原始壓力損失）25100080180表1-7過濾器型號表2.7 液壓系統(tǒng)驗算前述液壓系統(tǒng)的初步設(shè)計是在某些估計參數(shù)情況下進行的。當系統(tǒng)原理圖、組成原件及連接管路等設(shè)計完成以后，針對實際情況對設(shè)計進行各項性能分析計算。其目的在于對系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量做出評價和評判，若出現(xiàn)問題，則應對液壓系統(tǒng)某些不合理的設(shè)計進行修正或重新調(diào)整，或重新采取必要的措施。性能驗算內(nèi)容一般包括壓力損失、效率、發(fā)熱和升溫、液壓沖擊等，對于重要的系統(tǒng)，還應對其動態(tài)性能進行驗算或計算機仿真。計算時只采用一些簡化的公式以求得概略的結(jié)果。由于系統(tǒng)

29、不考慮各種損失，且液壓系統(tǒng)比較簡單，因此不必進行液壓系統(tǒng)性能驗算。第3章液壓油缸的設(shè)計3.1 引言液壓缸有多種類型。按結(jié)構(gòu)特點可分為活塞式、柱塞式和組合式三大類；按作用方式又可分為單作用式和雙作用式兩種。在雙作用式液壓缸中，壓力油可供入液壓缸的兩腔，使缸實現(xiàn)雙向運動。由于該系統(tǒng)自身的特點，液壓缸采用雙作用式活塞式液壓缸。3.2 液壓缸的設(shè)計計算3.2.1 缸筒和缸蓋組件1、確定液壓缸油口尺寸液壓缸的油口包括油口孔及連接螺紋。油口可布置在缸筒或缸蓋上，油o確定，計算公式如下:口直徑do應根據(jù)活塞最大速度ma/口油口最高流速(3-1)式中D液壓缸內(nèi)經(jīng)，m；max一液壓缸最大輸出流速，m/min；o

30、油口流動速度，m/min,一般不大于5m/s。對于無桿腔部位油口：4=0.13x0.2但r-0.0215而°J44選取M221.5的鏈接螺紋尺寸。對于有桿腔部位油口：/=0.L3x0.2L-0.0201出選取M221.5的螺紋連接尺寸。2、確定缸筒和缸蓋的連接形式居于本設(shè)計，缸筒和缸蓋的連接形式選用法蘭連接3、選擇缸筒和缸蓋材料缸筒選材：鑄鋼45前缸蓋選材：鑄鋼45后缸蓋選材：鑄鋼454、計算缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)參數(shù)缸筒壁厚的計算PyDL5x3,14x0.2一2,30-Py2,3x120-1.5x3.14-式中p一液壓缸工作壓力，MPa；Py一試驗壓力，MPa,工作壓力p016MPa時，

31、Py=1.5p;工作壓力16MPa時，Py=1.5p；D液壓缸內(nèi)徑，m；一缸體材料許用應力，MPa；取鑄鋼=120Pa；缸筒外徑Di的計算%=D+2"200+3.47=203.47加標準液壓缸的缶!筒外徑系列D=220mm缸底厚度h的計算11.5x寵14IUAbflifli對于平型缸底當缸底無油口時ph=0433D/二0.433x0,2xi當缸底有油口時0=0433。T-T7nJltrl(D-dQ)-0,433XONX1.5X3,14X0.22,120(0,2-0m)-二1&085:出液壓缸頭部法蘭厚度h的計算因為在缸筒頭部有活塞桿導向孔，故其厚度的計算方法與缸底有所不同。對

32、于常用的法蘭式缸頭，其厚度的計算方法如下。h=1=18.81mmi3X200000X(0,22-0,18)7rdM田-J3J4X0J8X120X10式中F法蘭受力總和這里取F=200000ND。一螺釘孔分布圓直徑，m；dcp密封環(huán)平均直徑，m；一法蘭材料許用應力，Pa；4、缸筒與缸蓋的配合缸蓋與缸筒的配合采用H9/f9的間隙配合；缸筒與導向套采用H7/g9配合;缸底與缸筒采用H7/g6配合。3.2.2 排氣裝置排氣裝置用于排除液壓缸內(nèi)的空氣，使其工作穩(wěn)定，一般把排氣閥安裝在液壓缸兩端的最高位置與壓力腔相通，以便安裝后、調(diào)試前排除液壓缸內(nèi)的空氣，對于運動速度穩(wěn)定性要求較高的機床和大型液壓缸，則需

33、要設(shè)置排氣裝置，如排氣閥等。排氣閥的結(jié)構(gòu)有多種形式常用排氣閥為整體型排氣閥，其閥體與閥芯合為一體，材料為不銹鋼3Cr13,錐面熱處理硬度HRC3844。3.3 活塞及活塞桿組件3.3.1 確定活塞及活塞桿的連接形式根據(jù)工作壓力及活塞直徑、機械振動的大小，選用螺紋連接。3.3.2 選擇活塞及活塞桿的材料活塞選擇ZQSn6-6-3為材料；活塞桿選擇45鋼；粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229285HB,必要時高頻淬火達至U4555HRC。3.3.3 活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu)活塞與缸筒之間既有相對運動，有需要使液壓缸兩腔之間不漏油。根據(jù)液壓缸的工作壓力及作用選擇Yx型密封圈進行密封。根據(jù)公稱直徑進行選取溝槽的公差

34、選取為h9或H9。3.3.4 活塞桿的結(jié)構(gòu)液壓缸通常通過活塞桿的端部與其驅(qū)動機構(gòu)相連接。常用活塞桿端部結(jié)構(gòu)形式，選用法蘭結(jié)構(gòu)形式3.3.5 活塞桿的強度校核活塞桿只承受軸向力的作用，因此只進行拉壓強度校核，此時F200000O=-=12.99ZMPaMA冗7Jx1404355-二253.57MPtL43.3.6 活塞桿的導向、密封和防塵活塞桿導向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi),用以對活塞桿進行導向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時時把雜質(zhì)、灰塵和水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。1、導向套的尺寸配置與最小導向長度導向套的主要尺寸時支承長度，通常按活塞桿直徑

35、、導向套的形式、導向套材料承受能力、可能遇到的最大側(cè)向負載等因素來考慮。導向套過短將使缸應配合間隙引起初始撓度增大，影響液壓缸工作性能和穩(wěn)定性，因此，設(shè)計時必須保證有一定的導向長度，一般液壓缸的最小導向長度應滿足：LD200200r-20+2=+=11°翻L液壓缸最大行程，mm;D一缸筒內(nèi)經(jīng)，mm；導向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合采用H7/g6。導向套內(nèi)徑的配合一般多為H8/f9（或H9/f9）,其表面粗糙度為R0.631.25m。外圓與內(nèi)孔的同軸度不大于0.03mm,圓度與同柱度公差不大于直徑公差之半，內(nèi)孔中的環(huán)形油槽要淺而寬，以保證良好潤滑。2、活塞桿的密封和防塵活塞桿常用密封與防塵結(jié)

36、構(gòu)，選用J型防塵圈。3.3.7 活塞活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復滑動，因此它于缸筒的配合應適當，即不能過緊，也不能間隙過大。設(shè)計活塞時，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式，其次還有活塞與活塞桿的連接、活塞材料、活塞尺寸及加工公差等。活塞的結(jié)構(gòu)形式分為整體活塞和組合活塞，根據(jù)密封裝置形式來選用活塞結(jié)構(gòu)形式，該系統(tǒng)液壓缸中可采用Yx形圈密封。所以，活塞的結(jié)構(gòu)形式可選用組合活塞。3.3.8 緩沖裝置液壓缸的行程終端緩沖裝置可使帶著負載的活塞，在到達行程終端減速到零，目的是消除因活塞的慣性力和液壓力所造成的活塞與端蓋的機械撞擊，同時也為了降低活塞在改變運動方向時液體發(fā)出的噪聲，使液壓系統(tǒng)速度換接平穩(wěn)，

37、速度穩(wěn)定。緩沖裝置的工作原理時使缸筒低壓油腔內(nèi)油液(全部或部分)通過節(jié)流把動能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。液壓缸的活塞速度在0.1m/s時，一般不采用緩沖裝置；在0.2m/s時，則必須采用緩沖裝置。本設(shè)計的液壓系統(tǒng)最大速度為3m/min,即0.05m/s小于0.1m/s,但是活塞較大，所以不設(shè)置緩沖裝置。3.4 缸體長度的確定液壓缸的缸體內(nèi)部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和，缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度，導向套寬度，一般液壓缸缸體長度不大于內(nèi)徑的2030倍，即在本系統(tǒng)中缸體長度不大于40006000mm。本系統(tǒng)中：活塞彳T程L=200mm;活塞寬度B=(0.6-1)

38、D=120200mm,其中D為液壓缸內(nèi)經(jīng)；導向套滑動面的長度A=(0.6-1)D=120200mm；取活塞寬度B=120mm導向套滑動面的長度A=120mm液壓缸缸底厚度H=20mm液壓缸缸蓋厚度H=20mm液壓缸缸體內(nèi)部長度為液壓缸行程長度、中隔圈寬度與活塞寬度之和，即：200+12025345mHi液壓缸缸體外形長度為液壓缸內(nèi)部長度、導向套寬度與缸蓋厚度之和，即：345+80+60485mm第4章液壓油箱設(shè)計4.1 引言液壓油箱簡稱油箱，它往往時一個功能組件，在液壓系統(tǒng)中主要用于儲存液壓油、散發(fā)油液熱量、溢出空氣及消除泡沫和安裝元件等。按新近的液壓系統(tǒng)污染控制理論的要求，油箱不應該時一個容

39、納污垢的場合，而要求在油箱中油液本身時達到一定清潔度等級的油液，并以這樣清潔的油液提供給液壓泵及整個液壓系統(tǒng)的工作油路。4.2 油箱的類型按油箱的結(jié)構(gòu)和用途分，通常分為整體式油箱、兩用油箱和獨立郵箱三種類型。整體式郵箱是指在液壓系統(tǒng)或機器內(nèi)部的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱；兩用油箱是指液壓油與機器中的其他目的的用油的公用油箱，獨立油箱是應用最應用最廣泛的一類油箱，其熱量主要通過油箱壁靠輻射和對流作用散發(fā)，因此油箱是盡可能窄而高的形狀。根據(jù)油箱液面與大氣是否相通，又可分為開式油箱和閉式油箱。因此本系統(tǒng)選用開式油箱。4.3 油箱的容量油箱的容量是油箱的基本參數(shù)。油箱的容量包括油液的容量和空氣的容量。油箱的容量

40、可用經(jīng)驗法或根據(jù)散熱加以確定，本符合JB/T7938-1999液壓泵站油箱公稱容量系列的規(guī)定。用經(jīng)驗法確定油箱的容量注意一下三種情況：油箱的容量通常為液壓泵每分鐘排出體積額定值的35倍；采用定量泵或非壓力補償變量泵的液壓系統(tǒng)，油箱容量的要大于泵流量的3倍以上；采用壓力補償壓力油泵時，應盡量提供至少為系統(tǒng)每分鐘所需油液體積的平均值（以升記）3倍的油箱容積。本系統(tǒng)液壓泵為單聯(lián)葉片泵，其每分鐘輸出油液的流量為300L/min,根據(jù)情況，選用公稱油箱容積為1000L的油箱。油箱的外形長、寬、高分別為2340mm860mm815mm此油箱為不帶支腳油箱，取油箱的壁厚為8mm4.4 油箱設(shè)計4.4.1 箱頂、通氣器、注油口油箱的頂部結(jié)構(gòu)取決于它上面安裝的元件。當箱頂上安裝泵組時，頂板厚度為側(cè)板的四倍，以免產(chǎn)生振動。箱頂上一般要設(shè)置通氣器、注油口，通氣