機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計-臥式單面多軸鉆孔機床液壓系統(tǒng)

1、PAGE PAGE 36課程設計指導書設計課題：臥式式單面多軸鉆鉆孔組合機床床液壓系統(tǒng)設設計適用：機械設計計制造及其自自動化專業(yè)2009年前言液壓傳動技術(shù)是是機械設備中中發(fā)展最快的的技術(shù)之一，特特別是近年來來與微電子、計計算機技術(shù)結(jié)結(jié)合，使液壓壓技術(shù)進入了了一個新的發(fā)發(fā)展階段，機機、電、液、氣氣一體是當今今機械設備的的發(fā)展方向。在數(shù)控加工的機械設備中已經(jīng)廣泛引用液壓技術(shù)。作為數(shù)控技術(shù)應用專業(yè)的學生初步學會液壓系統(tǒng)的設計，熟悉分析液壓系統(tǒng)的工作原理的方法，掌握液壓元件的作用與選型及液壓系統(tǒng)的維護與修理將是十分必要的。液壓傳動在國民民經(jīng)濟的各個個部門都得到到了廣泛的應應用，但是各各部門采用液液壓傳

2、動的處處發(fā)點不盡相相同：例如，工工程機械、壓壓力機械采用用液壓傳動的的主要原因是是取其結(jié)構(gòu)簡簡單、輸出力力大；航空工工業(yè)采用液壓壓傳動的主要要原因是取其其重量輕、體體積??；機床床上采用液壓壓傳動的主要要原因則是取取其在工作過過程中能無級級變速，易于于實現(xiàn)自動化化，能實現(xiàn)換換向頻繁的往往復運動等優(yōu)優(yōu)點。為此，液液壓傳動常在在機床的如下下一些裝置中中使用 ： 進給運動傳動動裝置這項應用在機床床上最為廣泛泛，磨床的砂砂輪架，車床床、自動車床床的刀架或轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔刀架，磨磨床、鉆床、銑銑床、刨床的的工作臺或主主軸箱，組合合機床的動力力頭或滑臺等等，都可采用用液壓傳動。 往復主體運動動傳動裝置龍門刨床的工作作

3、臺、牛頭刨刨床或插床的的滑枕，都可可以采用液壓壓傳動來實現(xiàn)現(xiàn)其所需的高高速往復運動動，前者的速速度可達60090m/min，后后者的速度可可達30550m/miin。這些情情況下采用液液壓傳動，在在減少換向沖沖擊、降低能能量消耗，縮縮短換向時間間等方面都很很有利。回轉(zhuǎn)主體運動傳傳動裝置車床主軸可以采采用液壓傳動動來實現(xiàn)無級級變速的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)主體運動，但但是這一應用用目前還不普普遍。 仿形裝置車床、銑床、刨刨床上的仿形形加工可以采采用液壓伺服服系統(tǒng)來實現(xiàn)現(xiàn)，其精度最最高可達0.010.02mm。此此外，磨床上上的成型砂輪輪修正裝置和和標準四缸校校正裝置亦可可采用這種系系統(tǒng)。5.輔助裝置機床上的夾緊裝

4、裝置，變速裝裝置、絲杠螺螺母間隙消除除裝置，垂直直移動部件的的平衡裝置，分分度裝置，工工件和刀具的的裝卸、輸送送、儲存裝置置等，都可以以采用液壓傳傳動來實現(xiàn)，這這樣做有利于于簡化機床結(jié)結(jié)構(gòu)，提高機機床自動化的的程度。液壓動力滑臺是是利用液壓缸缸將泵站提供供的液壓能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榛_運運動所需的機機械能，來實實現(xiàn)進給運動動并完成一定定得動作循環(huán)環(huán)，是一種以以速度變換為為主的中、低低壓液壓系統(tǒng)統(tǒng)，在高效、專專用、自動化化程度較高的的機床中已得得到廣泛的應應用。因此，在液壓傳動與控制系統(tǒng)中具有綜合性和代表性，通過本畢業(yè)設計可以全面的應用和鞏固所學的專業(yè)技術(shù)基礎理論知識，提高機械設計能力和繪圖能力，培養(yǎng)學生

5、學習新技術(shù)、獲取信息和理論聯(lián)系實際的能力，特別是使學生在液壓傳動與控制的基本理論和應用方面得到進一步的提高。在畢業(yè)設計中，每每人要完成臥臥式單面多軸軸鉆鏜組合機機床液壓設計計與說明書一一份，設計圖圖紙六張。在在撰寫設計計計算與說明書書和設計圖紙紙時，要嚴格格遵守以下要要求：撰寫設計計算與與說明書要求求：計算過程、步驟驟。清晰，層層次分明，根根據(jù)充分，數(shù)數(shù)據(jù)和結(jié)果準準確。分析說明要重點點突出，觀點點明確，論理理正確，邏輯輯性強，有說說服力。提倡合理運用必必要的附圖、表表格、曲線等等分析說明問問題。文理通順，語言言確切，論述述清晰，文字字簡練。序碼編號要層次次清楚、合理理。內(nèi)容要在個人獨獨立思考、

6、分分析理解的基基礎上，自行行計算說明和和加工整理。不不得盲目抄錄錄參考資料，嚴嚴禁抄襲他人人的設計內(nèi)容容。設計圖紙要求繪制零件圖、裝裝配圖時，必必須先搞清零零件的作用功功能、結(jié)構(gòu)、相相關件的裝配配連接關系等等，明確圖紙紙需要表達的的部分和內(nèi)容容。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)構(gòu)特點按規(guī)定定確定圖幅、比比例，合理選選擇和布置基基本視圖和剖剖視、剖面圖圖等。繪制每一條圖線線，標注每一一個符號都有有弄懂道理，獨獨立繪制圖樣樣，不得拷貝貝他人圖紙。圖紙內(nèi)容要完整整，應包括：視圖、尺寸寸、加工裝配配符號、技術(shù)術(shù)要求、標題題欄和零件表表等。圖紙要嚴格按照照機械制圖等等有關標準和和規(guī)范繪制，圖圖樣表達、尺尺寸標注、公公差配

7、合、表表面粗糙度和和材質(zhì)等，一一律采用新標標準。第一部分 液液壓系統(tǒng)的設設計液壓系統(tǒng)的設計計是整個機器器設計的一部部分，它的任任務是根據(jù)機機器的用途、特特點和要求，利利用液壓傳動動的基本原理理，擬定出合合理的液壓系系統(tǒng)圖，再經(jīng)經(jīng)過必要的計計算來確定液液壓系統(tǒng)的參參數(shù)，然后按按照這些參數(shù)數(shù)來選用液壓壓元件的規(guī)格格和進行系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計計。液壓系統(tǒng)的設計計步驟一般如如下：一、明確設計要要求在液壓系統(tǒng)的設設計中，首先先應明確系統(tǒng)統(tǒng)設計的要求求。具體內(nèi)容容包括：主機的用途、結(jié)結(jié)構(gòu)、總體布布局；主機要求液壓系系統(tǒng)實現(xiàn)的動動作順序或互互鎖要求；主機采用液壓系系統(tǒng)的各執(zhí)行行元件在力和和運動方面的的要求；對液

8、壓系統(tǒng)的工工作性能、工工作效率、自自動化程度等等方面的要求求；液壓系統(tǒng)的工作作環(huán)境和工作作條件等；液壓裝置的重量量、外形尺寸寸、經(jīng)濟性等等方面的要求求。二、系統(tǒng)工況分分析1運動分析按設備的工藝要要求，把所研研究的執(zhí)行元元件在完成一一個工作循環(huán)環(huán)時的運動規(guī)規(guī)律用圖表示示出來，一般般用速度時間（vt）或速度度位移（vvs）曲線表表示，稱執(zhí)行行元件的速度度循環(huán)圖（速速度圖）。2負載分析按設備的工藝要要求，把執(zhí)行行元件在各階階段的負載用用曲線表示出出來，稱執(zhí)行行元件的負載載位移（時時間）曲線圖圖（負載圖）。由由此圖可直接接的看出在運運動過程充何何時受力最大大，何時受力力最小等各種種情況，以此此作為以后

9、的的設計依據(jù)。F液壓缸驅(qū)動執(zhí)行行機構(gòu)進行直直線往復運動時，所受受的負載為F=Ft+Fff+Fa （11-1）工作負載Ft工作負載是液壓壓缸負載的主主要組成部分分，它與設備備的運動情況況有關，不同同機械的工作作負載其形式式各不相同，對對于機床，切切削力是工作作負載。工作作負載可以是是恒定的，也也可以是變化化的；可能是是正值，也可可能是負值，負負載的方向與與液壓缸（或或活塞）的運運動方向相反反者為正，相相同者為負。由切削原理可知知：高速鋼鉆鉆頭鉆鑄鐵時時的軸向切削削力Ft與鉆頭直徑徑D、每轉(zhuǎn)進進給量s和鑄鐵硬度度HB之間的的經(jīng)驗算式為為：Ft =25.5Ds0.8（HB）0.6 （1-2）根據(jù)組合

10、機床加加工特點，鉆鉆孔時的主軸軸轉(zhuǎn)速n和進進給量s可選選用下列數(shù)值值：對=13.99mm的孔來說說 n11=360rr/min s1=0.1447mm/rr對=8.5mmm的孔來說說 n2=550rr/min s1=0.0996mm/rr摩擦阻力負載摩擦阻力是指主主機執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)在運動時與與導軌或支撐撐面間的摩擦擦力，其值恒恒為正值。Ff=fFN （1-33）式中：FN運動部件及及外負載對支支撐面的正壓壓力；f摩擦系數(shù)數(shù)，分為靜摩摩擦系數(shù)（ffs0.200.3）和動動摩擦系數(shù)（ffd0.050.1）。（3）慣性負載載Fm慣性負載是指運運動部件在啟啟動或制動過過程中，因速速度變換由其其慣性而產(chǎn)生生

11、的負載，可可由牛頓第二二定律計算。Fs=ma=GG/gv/t （11-4）式中：m運運動部件的質(zhì)質(zhì)量，Kg； a運動動部件的加速速度，m/ss2；G運動部件件的重力Ng重力加速速度，m/ss2；v速度的的變化量，mm/s；t速度變變化所需要的的時間，s。除此之外，液壓壓缸的受力還還有活塞和活活塞桿處的密密封裝置的摩摩擦阻力，其其計算方法和和密封裝置的的類型、液壓壓缸的制造質(zhì)質(zhì)量和工作壓壓力有關，由由于詳細計算算比較麻煩，為為了簡化計算算，一般將其其考慮在液壓壓缸的機械效效率中，初步步設計時可取取m=0.850.97，另另外，還有背背壓力，可在在最后計算時時確定。液壓缸主要參數(shù)數(shù)的確定1確定工作

12、壓壓力液壓缸工作壓力力可根據(jù)負載載大小及機器器設備的類型型來確定。一一般來說，工工作壓力選大大些，可以減減少液壓缸內(nèi)內(nèi)徑及液壓系系統(tǒng)其它元件件的尺寸，使使整個系統(tǒng)緊緊湊，重量輕輕，但是要用用價格較貴的的高壓泵，并并使密封復雜雜化，而且會會導致?lián)Q向沖沖擊大等缺點點；若工作壓壓力選的過小小，就會增大大液壓缸的內(nèi)內(nèi)徑和其它液液壓元件的尺尺寸，但密封封簡單。所以以應根據(jù)實際際情況選取適適當?shù)墓ぷ鲏簤毫ΓO計時時可用類比法法來確定，參參考下表。表一 按負載載選擇系統(tǒng)工工作壓力負載/KN551010202030305050系統(tǒng)壓力/MPPa0811.622.53344557 表二 按按主機類型選選擇系統(tǒng)工

13、作作壓力設備類型機床農(nóng)業(yè)機械、汽車車工業(yè)、小型工程機機械及輔助機機械工程機械重型機械鍛壓機械液壓支架船用機械磨床組合機床牛頭刨床插床齒輪加工機床車床銑床鏜床機床拉床龍門刨床壓力/MPa2.56.32.56.33101016163214252確定液壓缸缸內(nèi)徑D和活活塞桿直徑dd鑒于動力滑臺要要完成的動作作循環(huán)是快進進工進快退，且且要求快進和快退的速度度相等，這里的的液壓缸需選用單杠式式的，并在快快進時作差動動連接。這種種情況下的液液壓缸無桿腔腔工作面積AA1取為有桿腔腔工作面積AA2的兩倍，即即活塞桿直徑徑d與液壓缸缸缸筒直徑DD的關系是dd=0.7007D。在鉆孔加工時，液液壓缸回油路路上必須

14、有背背壓p2，取p2=0.8Mpa，以防止止被鉆孔時動動力滑臺突然然前沖。由工進時的推力力，列出活塞塞的力平衡方方程式，計算算液壓缸面積積：F/m=A11p1-A2p2=A1p1-（A1/2）p2 （11-6）D= （1-7）式中 pp1液壓缸的的工作壓力，初初算時可取系系統(tǒng)工作壓力力； p2液壓缸回回油腔背壓力力，初算時無無法準確計算算，可先根據(jù)據(jù)機械設計手手冊進行估計計；（本設計計可參考以下下選擇：在鉆鉆孔加工時，液液壓缸回油路路上必須有背背壓p2，取p2=0.8MMpa，以防止止被鉆孔時動動力滑臺突然然前沖?？爝M進時液壓缸作作差動連接，油油管中有壓力力損失，有桿桿腔的壓力應應略大于無桿桿

15、腔，但其差差值較小，可可先按0.55MPa考慮慮。快退時回回油腔中是有有背壓的，這這是也可按pp2=0.5MMPa考慮。） F工作循環(huán)環(huán)中的最大外外負載； Fc液壓缸密密封處的摩擦擦力，它的精精確值不易求求出，常用液液壓缸的機械械效率m進行估算，F(xiàn)F+Fc=F/m； m液壓缸的的機械效率，一一般m=0.850.97；由計算所得的液液壓缸內(nèi)徑DD和活塞桿直直徑d值應按按GB234481993圓整整到相近的標標準直徑，以以便于采用標標準的密封件件。表3 液壓缸內(nèi)內(nèi)徑尺寸系列列（GB23348-19993）810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(18

16、0)200(220)250320400500630表4 活塞桿直直徑系列（GGB23488-19933）456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400液壓缸最小穩(wěn)定定速度的驗算算：對選定后后的液壓缸內(nèi)內(nèi)徑D，必須須進行最小穩(wěn)穩(wěn)定速度的驗驗算，要保證證液壓缸節(jié)流流腔的有效工工作面積A，必必須大于最小小穩(wěn)定速度的的最小有效面面積Aminn，即AAmin。Amin=qmmin/vmin （11-8）式中 qqmin流量閥的的最小穩(wěn)定流流量，一般從從選定流量閥閥的產(chǎn)品樣本本中查得； vm

17、inn液壓缸的的最低速度，由由設計要求給給定。3確定液壓缸缸所需的最大大流量液壓缸所需的最最大流量qmmax等于液液壓缸有效面面積A和液壓壓缸最大移動動速度vmaax的乘積，即即qmax=Avvmax （1-9）如果液壓缸節(jié)流流腔的有效工工作面積A不不大于計算所所得的最小有有效面積Ammin，則說說明液壓缸不不能保證最小小穩(wěn)定速度，此此時必須增大大液壓缸內(nèi)徑徑，以滿足速速度穩(wěn)定的要要求。4繪制液壓執(zhí)執(zhí)行元件的工工況圖液壓執(zhí)行元件的的工況圖指的的是壓力圖，流流量圖和功率率圖。（1）工況圖的的繪制按照上面所確定定的液壓執(zhí)行行元件的工作作面積和工作作循環(huán)中各階階段的負載，即即可繪制出壓壓力圖；根據(jù)據(jù)

18、執(zhí)行元件的的工作面積以以及工作循環(huán)環(huán)中各階段所所要求的運動動速度，即可可繪制流量圖圖；根據(jù)所繪繪制的壓力圖圖和流量圖，即即可計算出各各階段所需的的功率，繪制制功率圖。（2）工況圖的的作用從工況圖上可以以直觀的、方方便的找出最最大工作壓力力、最大流量量和最大功率率，根據(jù)這些些參數(shù)即可選選擇液壓泵及及其驅(qū)動電動動機，同時是是系統(tǒng)中所有有液壓元件的的選擇的依據(jù)據(jù)，對擬定液液壓基本回路路也具有指導導意義。擬定液壓系統(tǒng)原原理圖液壓系統(tǒng)原理圖圖是整個液壓壓系統(tǒng)設計中中最重要的一一環(huán)，它的好好壞從根本上上影響整個液液壓系統(tǒng)。擬定液壓系統(tǒng)原原理圖一般應應考慮以下幾幾個問題：采用何種結(jié)構(gòu)的的執(zhí)行元件；確定供油方

19、式；調(diào)速方式的選擇擇；快速回路和速度度換接方式的的選擇；如何完成執(zhí)行機機構(gòu)的自動循循環(huán)和順序動動作；系統(tǒng)的調(diào)壓、卸卸荷及執(zhí)行機機構(gòu)的換向和和安全互鎖等等要求；壓力測量點的合合理選擇。根據(jù)上述要求選選擇基本回路路，然后將各各基本回路歸歸并、整理，在在增加一些必必要的元件或或輔助油路，使使之成為完整整的液壓系統(tǒng)統(tǒng)，進行這項項工作時還必必須注意一下下幾點：盡可能省去不必必要的元件，以以簡化系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)；最終綜合出來的的液壓系統(tǒng)應應保證其工作作循環(huán)中的每每個動作都安安全可靠，互互相無干擾；盡可能采用標準準件，減少自自行設計的專專用件；盡可能使系統(tǒng)經(jīng)經(jīng)濟合理，便便于維修檢測測。初步擬定液壓系系統(tǒng)原理圖后后

20、，應檢查其其動作循環(huán)，并并制定系統(tǒng)工工作循環(huán)表（電電磁鐵動作順順序表）。液壓元件的計算算和選擇所謂液壓元件的的計算，是要要計算該元件件在工作中承承受的壓力和和通過的流量量，以便來選選擇液壓泵的的規(guī)格。確定液壓泵的型型號和電機功功率先根據(jù)設計要求求和系統(tǒng)工況況確定液壓泵泵類型，然后后根據(jù)液壓泵泵的最高供油油量來選擇液液壓泵的規(guī)格格。確定液壓泵的最最高工作壓力力pp液壓泵的最高工工作壓力就是是在系統(tǒng)正常常工作時所能能提供的最高高壓力，對于于定量泵系統(tǒng)統(tǒng)來說，這個個壓力是由溢溢流閥調(diào)定的的；對于變量量泵系統(tǒng)來說說，這個工作作壓力是與泵泵的特性曲線線上的流量相相對應的，液液壓泵的最高高工作壓力是是選擇

21、液壓泵泵型號的重要要依據(jù)?？紤]到正常工作作時，進油管管路有一定的的壓力損失，所所以泵的工作作壓力為：ppp1+p1 （1-110）式中： pp液壓泵最最大工作壓力力p1執(zhí)行元元件最大工作作壓力p1進進油管路中的的壓力損失，初初算時一般有有節(jié)流調(diào)速和和管路簡單的的系統(tǒng)取=00.20.5MMPa，有調(diào)調(diào)速閥和管路路較復雜的系系統(tǒng)取=0.51.5 MPa。確定液壓泵的最最大流量液壓泵的最大流流量qp按執(zhí)行元件件工況圖上的的最大工作流流量及系統(tǒng)中中的泄漏量來來確定。即qpKLqqmax （11-11）式中 qp液壓泵的的最大流量，LL/min；qmax同時動作的的執(zhí)行元件所所需流量之和和的最大值。如如

22、果這是溢流流閥正在進行行工作，尚需需加溢流閥的的最小溢流量量23L/minn。KL系統(tǒng)泄泄漏系數(shù)，一一般取=1.11.3。選擇液壓泵的規(guī)規(guī)格根據(jù)以上計算的的值，即可從從產(chǎn)品樣本中中選擇合適的的液壓泵的型型號和規(guī)格。為了使液壓泵工工作安全可靠靠，液壓泵應應用一定的壓壓力儲備，通通常泵的額定定壓力應滿足足： pn（1.251.60）ppp （1-12）泵的額定流量則則宜與qp相當，不要要超過太多，以以免造成過大大的功率損失失。確定液壓泵的驅(qū)驅(qū)動功率當系統(tǒng)中使用定定量泵時，其其驅(qū)動功率可可按下式計算算： P= pnqn /p （1-133） 式中 P電機功率率，W； pnn泵的額定定壓力，Mppa；

23、qn泵的額額定流量，LL/min；閥類元件的選擇擇閥類元件的選擇擇是根據(jù)閥的的最大工作壓壓力和流經(jīng)閥閥的最大流量量來選擇閥的的規(guī)格。即所所選用的閥類類元件的額定定壓力和額定定流量要大于于系統(tǒng)的最高高工作壓力及及實際通過閥閥的最大流量量。在條件不不允許時，可可適當增大通通過閥的流量量，但不得超超過閥的額定定流量的200%，否則會會引起壓力損損失過大。具具體地講選擇擇壓力閥時應應考慮調(diào)壓范范圍，選擇流流量閥時應注注意其最小穩(wěn)穩(wěn)定流量，選選擇換向閥時時除應考慮壓壓力、流量外外，還應考慮慮其中位機能能及操作方式式。液壓閥的型號規(guī)規(guī)格見液壓手手冊。確定管路尺寸液壓缸進、出油油管的管徑應應按輸入、輸輸出的

24、最大流流量計算，由由于液壓泵具具體選定之后后，液壓缸在在各個階段的的進、出流量量以與原定數(shù)數(shù)值不同，所所以要重新計計算。管路內(nèi)內(nèi)徑的選擇是是以降低流動動造成的壓力力損失為前提提的，液壓管管路中流體的的流動多為層層流，壓力損損失正比于油油液在管路中中的平均流速速，因此根據(jù)據(jù)流速確定管管徑是常用的的簡便方法。管路內(nèi)徑d按下下式計算：d= （mmm） （1-144）式中：q通通過油管的流流速； vv油管中允允許的流速，一一般對吸油管管取0.51.5m/ss，壓油管取取2.555m/s，（壓壓力高時取大大值，壓力低低時取小值），回回油管取1.52m/s。由上式計算出的的管徑應按JJB827-66，將其

25、其圓整到標準準管徑，參見見液壓手冊。油管管壁一般不不需計算，根根據(jù)選用的管管材和管內(nèi)徑徑查液壓傳動動手冊確定。各元件間連接管管路的規(guī)格按按元件接口尺尺寸確定。液壓油箱容積的的確定油箱的有效容積積（油面高度度為油箱高度度的80%的的容積）應根根據(jù)液壓系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)熱、散熱熱平衡的原則則來計算，但但這只是在系系統(tǒng)負載較大大、長期連續(xù)續(xù)工作時采用用必要進行，一一般只需按液液壓泵的額定定流量qn估算即可。低壓系統(tǒng)中（pp2.5MPPa）：V=（24）qn中壓系統(tǒng)中（pp6.3MPPa）：V=（57）qn （1-155）高壓系統(tǒng)中（pp6.3MMPa）：VV=（6112）qn液壓油箱的有效效容積確定后后，需設

26、計液液壓油箱的外外形尺寸，一一般尺寸比（長長、寬、高）為為1：1：111：2：3。為提高高冷卻效率，在在安裝位置不不受限制時，可可將油箱的容容量予以增大大。液壓系統(tǒng)的性能能驗算必要時，對液壓壓系統(tǒng)的壓力力損失和發(fā)熱熱溫升要進行行驗算，如果果有經(jīng)過生產(chǎn)產(chǎn)實踐考驗的的同類設備可可供類比參考考，或有可靠靠的實驗結(jié)果果，那么液壓壓可以不再進進行驗算。1. 壓力損失失的驗算在前面確定液壓壓泵的最高工工作壓力時，關關于壓力損失失是進行估算算的?，F(xiàn)在系系統(tǒng)的元件、管管道直徑、管管接頭等都確確定下來了，所所以需要驗算算一下管路系系統(tǒng)的壓力損損失，看其是是否在假設范范圍內(nèi)，借此此可以較準確確地確定液壓壓泵的工作

27、壓壓力，并可確確定各種壓力力閥的調(diào)定壓壓力值，保證證系統(tǒng)的工作作性能。液壓泵應用一定定的壓力儲備備量，如果計計算出的系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)整壓力大大于液壓泵的的額定壓力的的75%，則則應該重新選選擇元件規(guī)格格和管道尺寸寸，以減小壓壓力損失，或或者另選額定定壓力較高的的液壓泵。液壓系統(tǒng)的的壓壓力損失包括括管道內(nèi)的沿沿程損失和局局部損失以及及閥類元件的的局部損失三三項。計算系系統(tǒng)壓力損失失時，不同的的工作階段要要分開來計算算。回油路上上的壓力損失失要折算到進進油路上。因因此，某一工工作階段液壓壓系統(tǒng)的總的的壓力損失為為 （11-16）式中 系系統(tǒng)進油路的的總壓力損失失； （1-177）進油路總的的沿程壓力損損失

28、進油路總的的局部損失進油路上閥閥的總損失 （1-118） 閥的額定定壓力損失，由由產(chǎn)品樣本中中查到； 閥的額定定流量； 通過閥的的實際流量；系統(tǒng)回油路路的總壓力損損失； （11-19） 回油路總總的沿程損失失；回油路總的的局部損傷；回油路上閥閥的總損失，計計算方法同進進油路；液壓缸進油油腔的面積；液壓缸回油油腔的面積。 （11-20）式中 液壓缸工工作腔的壓力力。2.系統(tǒng)溫升的的驗算液流經(jīng)液壓泵、執(zhí)執(zhí)行元件、溢溢流閥或其它它閥及管道的的功率損失都都將轉(zhuǎn)化為熱熱能，使系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)熱，油溫溫升高。油溫溫升高過多，會會造成系統(tǒng)的的泄漏增加，運運動件動作失失靈，油液變變質(zhì)，縮短橡橡膠圈的壽命命等不良后果果

29、，所以，為為了使液壓缸缸保持正常工工作，應使油油溫保持在許許可的范圍之之內(nèi)。（1）系統(tǒng)發(fā)熱熱量計算在單位時間內(nèi)液液壓系統(tǒng)的發(fā)發(fā)熱量（即損損失功率）可可由下式計算算。=Pp-Pe （1-21） 式中 液壓系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)熱量（WW）；Pp液壓泵泵的輸入功率率（W），PPp =pq/；Pe執(zhí)行元元件的有效功功率（W），PP=Fv。（2）散熱面積積計算當油箱的三個邊邊長之比為11：1：1到到1：2：33范圍內(nèi)，且且油位是油箱箱高度的0.8時，其散散熱面積可用用下式計算。A= (m22) （11-22）（3）系統(tǒng)的溫溫升 (1-223)系統(tǒng)的散熱熱功率，KWW；油液的溫升升，；油箱散熱系系數(shù)，見表油箱散熱面

30、面積，m2。 表5 油箱箱散熱系數(shù)散熱條件散熱系統(tǒng)散熱條件散熱系數(shù)通風很差89風扇冷卻23通風良好1517.55循環(huán)水冷卻1101755 在液壓壓系統(tǒng)中，工工作介質(zhì)溫度度一般不應超超過70，因此在進進行發(fā)熱計算算時，工作介介質(zhì)溫度不應應超過65，如果計算算溫度過高，就就必須采取增增大油箱散熱熱面積或增加加冷卻器等措措施。 第二部分分 液壓缸缸主要零部件件設計液壓缸的結(jié)構(gòu)主主要分為缸筒筒組件、活塞塞組件、密封封組件、緩沖沖組件、排氣氣裝置及安裝裝方式。在設設計液壓缸結(jié)結(jié)構(gòu)時，主要要涉及各部分分結(jié)構(gòu)的選擇擇、強度計算算和主要零件件的材料及工工藝要求。液壓缸主要尺寸寸的確定液壓缸內(nèi)徑DD=活塞桿的直

31、徑ddd=0.7077D（差動連連接）缸筒壁厚和外徑徑的計算液壓缸的壁厚一一般是指缸筒筒結(jié)構(gòu)中最薄薄處的厚度。其其值由液壓缸的的強度條件來來確定。（1）對于薄壁壁缸筒（D/10）： （22-1）式中：D液液壓缸直徑（mmm）； py缸缸筒試驗壓力力，當液壓缸缸額定工作壓壓力p16MPa時。取py =1.55p，當p16MPa時，取ppy =1.225p；缸筒筒材料的許用用應力。其值值為：鍛鋼：=110120Mpa；鑄鐵：=100110Mpa；無縫鋼管管：=110120Mpa，高強度度鑄鐵：=60MMpa；灰鑄鐵鐵：=25MMpa。在中低壓液壓系系統(tǒng)中，按上上式計算出的的液壓缸的壁壁厚往往很小小

32、，使缸體的的剛度往往不不夠，如在切切削加工過程程的變形、安安裝變形等引引起液壓缸工工作過程卡死死或漏油。因因此一般不作作計算，按經(jīng)經(jīng)驗選取，必必要時按上式式進行驗算。（2）對于厚壁壁缸筒（D/10），應應按材料力學學中的厚壁圓圓筒公式進行行壁厚的計算算。對于脆性及塑性性材料： （2-2）式中符號意義同同前。液壓缸缸壁厚算出后后，即可求出出缸體的外徑徑D1為D1D+2 （22-3）式中D1應按無無縫鋼管標準準，或按有關關標準圓整為為標準值。4缸蓋厚度的的確定一般液壓缸多為為平底缸蓋，其有效厚度t按強度要求可用下面兩式進行近似計算。無孔時： （22-4）有孔時： （22-5）式中：t缸缸蓋有效厚度

33、度（m） D2缸蓋止口內(nèi)徑徑（m） dd2缸蓋孔的的直徑（m）最小導向長度的的確定當活塞桿全部外外伸時，從活活塞支承面中中點到缸蓋滑滑動軸承支承承面中點的距距離H稱為最小導導向長度。見見圖。如果導導向長度過小小，將使液壓壓缸的初始撓撓度（間隙引引起的撓度）增增大，影響液液壓缸的穩(wěn)定定性，因此設設計時必須保保證有一定的的最小導向長長度。對一般的液壓缸缸，最小導向向長度H應滿滿足以下要求求： （22-6）式中： L液壓缸的最最大行程；D液壓缸的的內(nèi)徑；活塞的寬度B：一般取B=（0.61.0）D；缸蓋滑動動支承面的長長度l，根據(jù)據(jù)液壓缸內(nèi)徑徑D而定；當D80mmm時，取l11=（0.661.0）DD

34、；當D80mmm時，取l11=（0.661.0）dd；為保證最小導向向長度H，若若過分增大ll1和B都是不不適宜的，必必要是可在缸缸蓋與活塞之之間增加一隔隔套K來增加加H的值。隔隔套的長度CC由需要的最最小導向長度度H覺得，即即 （22-7） 6.缸缸筒長度的確確定缸筒的長度L00由最大工作作行程及結(jié)構(gòu)構(gòu)上的需要決決定,一般不不大于缸筒內(nèi)內(nèi)徑的2030倍?？煽砂聪率竭M行行計算。 L0=L+B+H+S (mmm) （2-8）式中 L活塞最大大行程；B活塞寬度度；H活塞桿導導向長度；S其他長度度，指一些特特殊裝置所需需的長度。7.密封件的溝溝槽尺寸確定定二、強調(diào)計算1.缸筒端部連連接強度計算算因采

35、用的鏈接方方式不同，故故連接強度的的計算內(nèi)容與與公式不同，具具體見機械設設計手冊第四四卷表19-6-12。給出液壓缸缸缸體與端蓋蓋連接形式圖圖見表2-77。2.缸筒壁厚驗驗算計算求得缸筒壁壁厚的值后，應應作強度驗算算，即液壓缸缸額定壓力值值應低于一定定的極限值，以以保證工作安安全。 （MPaa）式中 s=缸筒材料的的屈服強度（MMPa）3.活塞桿穩(wěn)定定性的驗算液壓缸的支承長長度LB是指活塞桿桿全部外伸時時，液壓缸支支承點與活塞塞桿前端連接接之間的距離離。當LB10dd時，液壓缸缸為短行程型型，主要須驗驗算活塞桿壓壓縮或拉伸強強度，即 （m）式中 FF液壓缸的的最大推力（N）；s材料的的屈服強度

36、（）；ns安全系系數(shù)，一般nns=244；d活塞桿直直徑（m）。當液壓缸支承長長度LB（10115）d時，需需要考慮活塞塞桿的穩(wěn)定性性并進行驗算算?；钊麠U彎彎曲失穩(wěn)臨界界負荷FK，可按下式式計算，即 (NN) 在彎彎曲失穩(wěn)臨界界負荷FK時，活塞桿桿將縱向彎曲曲。因此，活活塞桿最大工工作負荷F應按下式驗驗算，即 (N)式中 EE活塞桿材材料的彈性模模數(shù)（MPaa），對于鋼鋼材，=2110103（MPa）J活塞桿橫橫截慣性矩（m4）K安裝及導導向系數(shù)nk安全系系數(shù)，一般取取nk =3.55；LB安裝距距，（m）。三、液壓缸的結(jié)結(jié)構(gòu)設計 液壓缸缸主要尺寸確確定以后，就就要進行各部部分的結(jié)構(gòu)設設計。主要包包括：缸體與與缸蓋的連接接結(jié)構(gòu)、活塞塞桿與活塞的的連接結(jié)構(gòu)、活活塞桿導向部部分結(jié)構(gòu)、密密封裝置、緩緩沖裝置、排排氣裝置及液液壓缸的安裝裝連接結(jié)構(gòu)等等。由于工作作條件不同，結(jié)結(jié)構(gòu)形式也各各不相同。