160t液壓機(jī)畢業(yè)設(shè)計說明書

摘要： 錯誤!未定義書簽。Abstract: 錯誤!未定義書簽。第1章緒論 錯誤!未定義書簽。概述 錯誤!未定義書簽。發(fā)展趨勢 錯誤!未定義書簽。第2章液壓機(jī)參數(shù)確定 錯誤!未定義書簽。液壓機(jī)基本技術(shù)參數(shù) 錯誤!未定義書簽。工況分析 錯誤!未定義書簽。外負(fù)載 錯誤!未定義書簽。222移動部件自重為： 錯誤!未定義書簽。223慣性阻力F”： 錯誤!未定義書簽。密封阻力F密： 錯誤!未定義書簽。背壓阻力： 錯誤!未定義書簽。23繪制主缸的負(fù)載圖和速度圖 錯誤!未定義書簽。第3章液壓機(jī)系統(tǒng)原理圖設(shè)計 錯誤!未定義書簽。擬定液壓系統(tǒng)原理圖 錯誤!未定義書簽。電磁鐵動作順序表 錯誤!未定義書簽。第4章液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 錯誤!未定義書簽。液壓缸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計 錯誤!未定義書簽。液壓缸的類型 錯誤!未定義書簽。鋼筒的連接結(jié)構(gòu) 錯誤!未定義書簽。缸口部分結(jié)構(gòu) 錯誤!未定義書簽。缸底結(jié)構(gòu) 錯誤!未定義書簽。液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)確定 錯誤!未定義書簽。421液壓缸的設(shè)計 錯誤!未定義書簽。各缸動作時的流量： 錯誤!未定義書簽。上缸的設(shè)計計算 錯誤!未定義書簽。下缸的設(shè)計計算： 錯誤!未定義書簽。第5章液壓機(jī)柱塞油泵及電機(jī)的選擇 錯誤!未定義書簽?？焖倏粘虝r的供油方式 錯誤!未定義書簽。確定液壓泵流量和規(guī)格型號 錯誤!未定義書簽。確定電機(jī)的型號 錯誤!未定義書簽。泵的構(gòu)造與工作原理 錯誤!未定義書簽。第6章液壓機(jī)立柱、橫梁設(shè)計計算 錯誤!未定義書簽。立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計 錯誤!未定義書簽。立柱設(shè)計計算 錯誤!未定義書簽。連結(jié)形式 錯誤!未定義書簽。立柱的螺母及預(yù)緊 錯誤!未定義書簽。立柱的導(dǎo)向裝置 錯誤!未定義書簽。底座 錯誤!未定義書簽。橫梁參數(shù)的確定 錯誤!未定義書簽。上橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計 錯誤!未定義書簽?；顒訖M梁結(jié)構(gòu)設(shè)計 錯誤!未定義書簽。下橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計 錯誤!未定義書簽。各橫梁參數(shù)的確定 錯誤!未定義書簽。第7章液壓元件的計算、選型 錯誤!未定義書簽。管道及管接頭 錯誤!未定義書簽。管道 錯誤!未定義書簽。管子的內(nèi)徑和壁厚的確定 錯誤!未定義書簽。管接頭 錯誤!未定義書簽。液壓控制閥的選擇 錯誤!未定義書簽。先導(dǎo)式溢流閥 錯誤!未定義書簽。722節(jié)流閥 錯誤!未定義書簽。723單向閥 錯誤!未定義書簽。電磁換向閥 錯誤!未定義書簽。順序閥 錯誤!未定義書簽。背壓閥 錯誤!未定義書簽。確定油箱容量 錯誤!未定義書簽。過濾器的選用 錯誤!未定義書簽。第8章液壓系統(tǒng)主要性能驗算 錯誤!未定義書簽。系統(tǒng)壓力損失計算 錯誤!未定義書簽。液壓回路的效率 錯誤!未定義書簽。83液壓系統(tǒng)的溫升驗算 錯誤!未定義書簽。液壓沖擊估算 錯誤!未定義書簽。結(jié) 論 錯誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯誤!未定義書簽。致 謝 錯誤!未定義書簽。電機(jī)轉(zhuǎn)子硅鋼片壓緊液壓機(jī)裝置及液壓系統(tǒng)設(shè)計摘要：本次設(shè)計為電機(jī)轉(zhuǎn)子硅鋼片壓緊液壓機(jī)裝置及液壓系統(tǒng)，主要對液壓機(jī)各零部件進(jìn)行設(shè)計計算，以及系統(tǒng)原理圖的設(shè)計分析。該液壓機(jī)為三梁四柱液壓機(jī)，零部件主要包括液壓機(jī)主缸，滑塊，橫梁，立柱，充液閥，以及油箱。液壓機(jī)的主機(jī)主要由橫梁、滑塊、立柱、工作臺、導(dǎo)柱、主缸和頂出缸組成。通過對液壓機(jī)參數(shù)計算分析，對橫梁、滑塊、工作臺和導(dǎo)柱及其主要零件設(shè)計，進(jìn)而可以完成總體方案設(shè)計。總體設(shè)計方案完成后進(jìn)行液壓缸的設(shè)計計算并校核，電機(jī)及泵的選擇一系列的過程。確定液壓缸參數(shù)后對液壓元件進(jìn)行選型，選擇合適的液壓元件從而保證液壓系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。最后對液壓系統(tǒng)性能進(jìn)行簡單驗算。本設(shè)計的液壓系統(tǒng)主缸能順利實現(xiàn)快速下行，緩慢加壓，保壓延時，釋壓，快速上行。頂出缸可以實現(xiàn)上頂，頂出桿回位等工作步驟。關(guān)鍵詞：液壓機(jī)；液壓泵；液壓系統(tǒng)；充液閥MotorrotorofsiliconsteelpressurehydraulicpressdeviceandHydraulicsystemdesignAbstract:Thedesignofmotorrotorforsiliconsteelpiessurehydiaulicpresssystemandhydraulicsystemmainlytothehydraulicpressdesignandcalculatevarioussparepailsandsystemdiagramdesignanalysis.ThehydiaulicpressfbrtlueebeamfbuipillarshydraulicpressPartsmainlyincludeshydraulicpressmaincylinder,theslider,beam,support,fillmgvalve,andtank.Hydraulicpresshostmainlybythebeam,theslider,pole,workingplatform,guidepin,mamcylinderandthetopofthecylindei；Throughtheanalysisofhydraulicparanieteisarecalculated,thebeams,theslidei;tableandtheguidepmanditsmainpartsdesign,andcanbecompletedtheoveralldesign.Theoveralldesignschemeaftercompletingthedesignofhydiauliccylinderiscalculatedandchecked,motorandpumpselectionofasenesofprocess.Deteniiuiethepaiameteisofhydrauliccylinderafterselectionofhydrauliccomponents,selecttheappropriatehydiauliccomponentstoensurethestableoperationofthehydraulicsystem.Thelastofthehydraulicsystempeifbmiancecheckuigthesimple.Thedesignofthehydraulicsystemmaincylindercanrealizesmoothlyfastdescending,slowcompression,therolling,dischaiging,rapidupward.Ejectorcylindercanrealizeontop,ejectorbarandstepsback.Keyword:Hydiaulicpress；Hydraulicpump；Hydraulicsystem：prefillvalve概述本次設(shè)計題目是電機(jī)轉(zhuǎn)子硅鋼片壓緊液壓機(jī)裝置及液壓系統(tǒng)設(shè)計，液壓機(jī)是利用液體來傳遞壓力的液壓設(shè)備，液體在密閉的容器中傳遞壓力時是遵循帕斯卡定律。液壓機(jī)的液壓傳動系統(tǒng)由動力機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)和工作介質(zhì)組成。本機(jī)器采用三梁四柱結(jié)構(gòu)形式，機(jī)身由工作臺、滑塊、上橫梁、立柱、鎖母和調(diào)節(jié)螺母等組成。四柱式結(jié)構(gòu)為液壓機(jī)最常見的結(jié)構(gòu)形式之一。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點是工作空間寬敞、便于四面觀察和接近模具。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,工藝性較好，但立柱需要大型圓鋼或鍛件。液壓機(jī)在一定的機(jī)械、電子系統(tǒng)內(nèi)，依靠液體介質(zhì)的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實現(xiàn)機(jī)械功能的輕巧化、科學(xué)化、最大化。液壓機(jī)械具有重量輕、功率大、結(jié)構(gòu)簡單、布局靈活、控制方便等特點，速度、扭矩、功率均可做無級調(diào)節(jié)，能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬,快速性能好，工作平穩(wěn)、噪音小.適用于金屬材料壓制工藝，如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可從事于校正、壓裝、砂輪成型、冷熱擠壓金屬等同樣適應(yīng)于非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、粉末冶金、絕緣材料等壓制成型，以及有關(guān)壓制方面的新工藝、新技術(shù)的試驗研究等。已經(jīng)廣泛應(yīng)用到醫(yī)療、科技、軍事、工業(yè)、自動化生產(chǎn)、運(yùn)輸、礦山、建筑、航空等領(lǐng)域。本次設(shè)計盡量做到按照液壓系統(tǒng)規(guī)定的動作圖表驅(qū)動電機(jī)、選擇規(guī)定的工作方式，在發(fā)訊元件的指令下，使有關(guān)電磁鐵的動作以完成點動和半自動循環(huán)指定的工藝動作。設(shè)電氣控制箱，除依據(jù)機(jī)器部分的需要必須分散安裝于各處的電器元件（如：電動機(jī)、電磁鐵、接近開關(guān)、壓力繼電器）外，其它電器均集中安裝在電氣控制箱內(nèi)，操作人員只需操縱相應(yīng)的開關(guān)按扭，即可對機(jī)器進(jìn)行操作。圖1.1四柱液壓機(jī)發(fā)展趨勢.高速化，高效化，低能耗，提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。.機(jī)電液一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個液壓系統(tǒng)的完善。.自動化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理的功能。.液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄漏和污染，標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便。.采用靜壓技術(shù)，新型密封材料，減少磨擦損失。發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。.改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)，二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。1600KN320KN200KN120KN1600KN320KN200KN120KN1150nun60011U1120011U1125Mpa8O11111VS8nmi/s60nuivs70mm/s80ni/s靜摩擦阻力:Fa=0.2x500x9.8=980TV第2章液壓機(jī)參數(shù)確定2.1液壓機(jī)基本技術(shù)參數(shù)160噸液壓機(jī)設(shè)計要求主缸公稱壓力死主缸回程力F?頂出缸公稱壓力尸3頂出缸回程力巳滑塊距工作臺最大距離滑塊行程頂出行程主缸工作壓力滑塊速度 空程速度匕擠壓速度匕回程匕頂出速度頂出匕回程匕2工況分析液壓缸的負(fù)載主要包括：外負(fù)載、慣性阻力、重力、密封力和背壓閥阻力。2.1外負(fù)載壓制時外負(fù)載：F"=160KN快速回程時外負(fù)載：f八=32KN摩擦負(fù)載小即4^1，口? Fq=0.1x500x9.8=490N動摩擦阻力："2.2.2移動部件自重為:G=5000N2.2.3慣性阻力心：=272NAt?_G-Av_5000x80x10-3=272NNg?△/ 9.8x0.15式中：g——重力加速度。單位為(m//)。G一一移動部件自重力。單位為(N)?！骺谝灰辉冢瑫r間內(nèi)速度變化值。單位為(m/s)。Z一一啟動加速段或減速制動段時間。單位為(s)。2.2.4密封阻力F密：一般按經(jīng)驗取尸密=01F(F為總負(fù)載)在未完成液壓系統(tǒng)設(shè)計之前，不知道密封裝置的系數(shù)，F(xiàn)率無法計算。一般用液壓缸的機(jī)械效率％，”加以考慮，%,”=0.90?0.97。2.2.5背壓阻力：背壓阻力位液壓缸回油路上的阻力，初算時，其數(shù)值待系數(shù)確定后才能定下來。其中：%=0.9 jlm一—液壓缸的機(jī)械效率，一般取〃〃尸0.9-0.97。根據(jù)以上分析，可計算出液壓缸各動作階段中負(fù)載，見表2.1表2.1各運(yùn)動階段負(fù)載表運(yùn)動階段計算公式負(fù)載F/N液壓缸負(fù)載(N)快進(jìn)啟動F=Ff「F.40204467加速F=Ffd-Fa-Fs47825313勻F=Ffdf13105011

速工進(jìn)尸=尸—快退F=F用+F、c+F2.3繪制主缸的負(fù)載圖和速度圖F//mm53135011L/mm4467036L656圖2.1主缸負(fù)載圖

8080-60圖2.2主缸速度圖第3章液壓機(jī)系統(tǒng)原理圖設(shè)計3.1擬定液壓系統(tǒng)原理圖圖2.3液壓系統(tǒng)原理圖1、油箱2、斜盤式軸向柱塞泵（恒功率輸出液壓泵），3、三相異步電動機(jī),4、20單向閥，5、減壓閥，6、8、9、13、14、23、溢流閥，1、15、16、22、電磁換向閥，10節(jié)流閥，11、26、壓力表，12、頂出缸，17、27、液控單向閥,18、順序閥，19行程開關(guān)，21、可調(diào)節(jié)流閥，20、主液壓缸，25、壓力繼電器,26、補(bǔ)油油箱.啟動：電磁鐵全斷電，主泵卸荷。主泵（恒功率輸出）一電磁換向閥15的M型中位一電磁換向閥7的K型中位一油箱.液壓缸24活塞快速下行：1YA、5YA通電，電磁換向閥15右位工作，道通控制油路經(jīng)電磁換向閥16,打開液控單向閥17,接通液壓缸24下腔與液控單向閥17的通道。進(jìn)油路：主泵（恒功率輸出）一電磁換向閥15f單向閥20f液壓缸24上腔回油路：液壓缸24下腔一液控單向閥17f電磁換向閥15右位一電磁換向閥7的K型中位一油箱液壓缸活塞依靠重力快速下行：大氣壓油一吸入閥27f液壓缸24上腔的負(fù)壓空腔。.液壓缸24活塞接觸工件，開始慢速下行（增壓下行）。液壓缸活塞碰行程開關(guān)2ST使5YA斷電，切斷液壓缸24下腔經(jīng)液控單向閥17快速回油通路，上腔壓力升高，同時切斷（大氣壓油一充液閥27f上液壓缸24上腔）吸油路。進(jìn)油路：主泵（恒功率輸出）一電磁換向閥15右位一單向閥20f液壓缸24上腔回油路：液壓缸24下腔一順序閥18f電磁換向閥15f電磁換向閥7的K型中位一油箱.保壓：液壓缸24上腔壓力升高達(dá)到預(yù)調(diào)壓力，電接觸壓力表26發(fā)出信息，1YA斷電，液壓缸16進(jìn)口油路切斷，當(dāng)液壓缸16上腔壓力降低到低于電接觸壓力表26調(diào)定壓力，壓力繼電器25會使1YA通電，動力系統(tǒng)乂會再次向液壓缸24上腔供應(yīng)壓力油……。主泵（恒功率輸出）一電磁換向閥15的M型中位一電磁換向閥7的K型中位f油箱，主泵卸荷.保壓結(jié)束、液壓缸24上腔卸荷：保壓時間到位，時間繼電器發(fā)出信息，2YA通電（2ST斷電），主泵1-電磁換向閥15的大部分油液經(jīng)溢流閥23流回油箱，壓力不足以立即打開充液閥27通油箱的通道，只能先卸荷，實現(xiàn)液壓缸24上腔（只有極小部分油液經(jīng)卸荷閥口回油箱）先卸荷，后通油箱的順序動作，電磁換向閥6YA通電，對主缸上腔壓力進(jìn)行卸荷，此時：主泵1大部分油液一電磁換向閥15f可調(diào)節(jié)流閥21f油箱.液壓缸16活塞快速上行：液壓缸24上腔卸壓達(dá)到充液閥27開啟的壓力值時，電磁換向閥22復(fù)位，實現(xiàn)：進(jìn)油路：主泵1-電磁換向閥15f液控單向閥17f液壓缸24下腔回油路：液壓缸24上腔一充液閥27f副油箱.頂出工件：液壓缸24活塞快速上行到位，碰行程開關(guān)1ST,2YA斷電，電磁換向閥15復(fù)位,3YA通電，電磁換向閥7左位工作進(jìn)油路：主泵1--電磁換向閥15的M型中位一電磁換向閥7f液壓缸12下腔回油路：液壓缸12上腔一電磁換向閥7f油箱.頂出活塞退回：4YA通電，3YA斷電，電磁換向閥7右位工作進(jìn)油路：主泵1-電磁換向閥15的M型中位一電磁換向閥7f液壓缸12有桿腔回油路：液壓缸12無桿腔一電磁換向閥7f油箱2電磁鐵動作順序表表2.1電磁鐵動作順序表動作名稱電磁換向閥電動機(jī)1YA2YA3YA4YA5YA6YA1M電機(jī)啟動—一———一+快速下行+一——+一+減速壓制+一———一+保壓—一———一+卸壓—+———++回程—+———一+頂出缸頂出—一+——一+退回—一—+—一+靜止—一———一—第4章液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核液壓缸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1.1液壓缸的類型+圖3.1雙作用單活塞桿液壓缸液壓缸選用雙作用單活塞桿液壓缸，活塞在行程終了時緩沖。因為工作過程中需要往復(fù)運(yùn)動，從圖可見，油缸被活塞頭分隔為兩腔，側(cè)面有兩個進(jìn)油口，因此，可以獲得往復(fù)的運(yùn)動。實質(zhì)上起到兩個柱塞缸的作用。此種結(jié)構(gòu)形式的油缸,在中小型液壓機(jī)上應(yīng)用最廣。1.2鋼筒的連接結(jié)構(gòu)在設(shè)計中由于缸筒壁厚較厚所以上、下缸都選擇螺釘法蘭連接的方式。這種結(jié)構(gòu)簡單，易加工，易裝卸。1.3缸口部分結(jié)構(gòu)缸口部分采用了Y形密封圈、導(dǎo)向套、。形防塵圈和鎖緊裝置等組成，用來密封和引導(dǎo)活塞桿。由于在設(shè)計中缸孔和活塞桿直徑的差值不同，故缸口部分的結(jié)構(gòu)也有所不同。1.4缸底結(jié)構(gòu)缸底結(jié)構(gòu)常應(yīng)用有平底、圓底形式的整體和可拆結(jié)構(gòu)形式。平底結(jié)構(gòu)具有易加工、軸向長度短、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。所以目前整體結(jié)構(gòu)中大多采用平底結(jié)構(gòu)。圓底整體結(jié)構(gòu)相對于平底來說受力情況較好，因此，在相同應(yīng)力，重量較輕。另外，在整體鑄造的結(jié)構(gòu)中，圓形缸底有助于消除過渡處的鑄造缺陷。但是，在液壓機(jī)上所使用的油缸一般壁厚均較大，而缸底的受力總是較缸壁小。因此，上述優(yōu)點就顯得不太突出，這也是目前在整體結(jié)構(gòu)中大多采用平底結(jié)構(gòu)的一個原因。然而整體結(jié)構(gòu)的共同缺點為缸孔加工工藝性差，更換密封圈時，活塞不能從缸底方向拆出，但由于較可拆式缸底結(jié)構(gòu)受力情況好、結(jié)構(gòu)簡單、可靠，因此在中小型液壓機(jī)中使用也較廣。在設(shè)計中選用的是圓底結(jié)構(gòu)。2液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)確定2.1液壓缸的設(shè)計2.1.1計算液壓缸尺寸選用液壓缸，應(yīng)綜合考慮以下兩個方面：.應(yīng)從占用空間的大小、重量、剛度、成本和密封性等方面，比較各種液壓缸的缸筒、缸蓋、缸底、活塞、活塞桿等零部件的結(jié)構(gòu)形式、各零部件的連接方式，以及油口連接方式，密封結(jié)構(gòu)、排氣和緩沖裝置等。.應(yīng)根據(jù)負(fù)載特性和運(yùn)動方式綜合考慮液壓缸的安裝方式，使液壓缸只受運(yùn)動方向的負(fù)載而不受徑向負(fù)載。液壓缸的安裝方式有法蘭型、銷軸型、耳環(huán)型、拉桿型等安裝方式,在選定時，應(yīng)使液壓缸不受復(fù)合力的作用并應(yīng)考慮易找正性、剛度、成本和可維護(hù)性等。綜合考慮液壓缸的結(jié)構(gòu)和安裝方式后，即可確定所需液壓缸的規(guī)格。液壓缸由缸筒、活塞、活塞桿、端蓋和密封件等主要部件構(gòu)成。液壓缸可作成缸筒固定活塞桿運(yùn)動形式和活塞桿固定缸筒運(yùn)動形式。本設(shè)計所采用的是缸筒固定活塞桿運(yùn)動形式。為滿足各種機(jī)械的不同用途，液壓缸種類繁多，其分類根據(jù)結(jié)構(gòu)作用特點，活塞桿形式、用途和安裝支撐形式來確定。按供油方式可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只往缸的一側(cè)輸入壓力油，活塞僅作單向出力運(yùn)10動，靠外力使活塞桿返回。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油，活塞的正反向運(yùn)動均靠液壓力來完成。所以本液壓系統(tǒng)選用雙作用單活塞桿液壓缸，如圖3.2液壓執(zhí)行元件實質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，液壓缸把輸入液體的液壓能轉(zhuǎn)換成活塞直線移動或葉片回轉(zhuǎn)擺動的機(jī)械能予以輸出。所謂輸入的液壓能是指輸入工作液體所具有的流量Q和液力P，輸出的機(jī)械能對活塞桿缸是指葉片軸擺動時所具有的速度V和扭矩M。這些所有參數(shù)都是靠工作容積的變化來實現(xiàn)的，所以說，液壓缸也是一種容積式的執(zhí)行元件，它具有容積液壓元件的共性。Va圖3.2液壓缸計算簡圖本設(shè)計采用雙作用單活塞桿油缸。當(dāng)無桿腔為工作腔時p2A2= （3.1）cm有桿腔為工作腔時pYA2-p2A2=- （3.2）cm當(dāng)用以上公式確定液壓缸尺寸時，需要先選取回油腔壓力，即背壓P2和桿徑比d/D.表3.2所列為根據(jù)回路特點選取背壓的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。表3.2背壓經(jīng)驗數(shù)據(jù)回路特點背壓（MPA）回路特點背壓(MPA)回油路上設(shè)有節(jié)流法0.2-0.5采用補(bǔ)油泵的閉1-1.511

回油路上有背壓閥或調(diào)速閥0.5-1.5式回路根據(jù)上表選P2為0.6桿徑比d/D一般下述原則選?。寒?dāng)活塞桿受拉時，一般取d/D=0.3?0.5,當(dāng)活塞桿受壓時，為保證活塞桿的穩(wěn)定性，一般取d/D=0.5?0.7。桿徑比d.D還常常用液壓缸的往返速比『匕/匕（其中匕,叱分別為液壓缸的正反行程速度）的要求來選取，其經(jīng)驗數(shù)據(jù)如表3.3所列。表3.3液壓缸常用往返速比i1.11.21.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.7一般工作機(jī)械返回行程不工作，其速度可以大一些，但也不宜過大，以免產(chǎn)生沖擊。一般認(rèn)為1WL61較為合適。如采用差動連接，并要求往返速度一致時,應(yīng)取4= ,即d=0.7D.即d/D=0.7,即i=2o.2由表2.1可知最大負(fù)載為工進(jìn)階段F=N,有工進(jìn)時的負(fù)載計算液壓缸的面積1776727A2 2p「2x250x105—6x10$=35.971776727A2 2p「2x250x105—6x10$=35.97乂10一3加24=2A,=71.94x10-3//xlO3=302.7〃〃〃6/=0.71)=211.9777/77表3.4液壓缸內(nèi)徑尺寸系列81012162025324050638090100(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630根據(jù)上表，將所得液壓缸尺寸圓整到標(biāo)準(zhǔn)值為D=32012

表3.5活塞桿直徑系列45678101214162022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400由上表圓整到標(biāo)準(zhǔn)值為d=220以上兩表分別選自(GB2348-80),圓整到此標(biāo)準(zhǔn)值，是為制造時采用標(biāo)準(zhǔn)的密封件。由此，液壓缸內(nèi)徑與活塞桿直徑變?yōu)橐阎?，所以乂可求出液壓缸無桿有效面積人和液壓缸有桿腔工作面積人。交=3=8。3&加1 4 4AJ。一)jx(32；22])=423.9加(3.3)4.2.1.2主缸實際壓力:(3.3)—x0.32-x25xl()6=2010KN44.2.1.3主缸實際回程力：p2.^=_(Di--t/i-)p=_x(0322-0222)x25xl06=1060^ (3.4)4.2.1.4頂出缸的直徑：由于頂出缸工作負(fù)載比主缸小很多，所以在此取頂出缸壓力為lOMpa考慮到負(fù)載的力有時可能偏大，所以按標(biāo)準(zhǔn)取整2R.2m4.2.1.5頂出缸的活塞桿直徑(3.6)d2=0.7D2=0.14(3.6)按標(biāo)準(zhǔn)取整4=o.14m13

2.1.6頂出缸實際頂出力TOC\o"1-5"\h\zJT,JT, a 、匕=—￡>1=—x0.2-x10x1()6=314KN (3.7)以4- 41.7頂出缸實際回程力：P4..=-(P2--1/2-)P=-X(0.22-0.14-)X10X106=160^ (3.8)2.2各缸動作時的流量：2.2.1主缸進(jìn)油流量與排油流量：(1)快速空行程時的活塞腔進(jìn)油流量0a=-D/K=-X0.322X80X60=3S5.SL/Min4114(2)快速空行程時的活塞腔的排油流量0'二￡一dj)匕=gx(0.322-0.22?)x80x60=203.5L/"加⑶工作行程時的活塞腔進(jìn)油流量2JT JT,。.二一?！肛岸粁0.32-x8x60=38.6L/憶力-44(4)工作行程時的活塞腔的排油流量。」°」二一(?！浮猟j)匕二一x(0.322-0.22-)x8x60=20.03L/Min4 4(5)回程時的活塞桿腔進(jìn)油流量G03二沙;-4?)匕=；X(0.32?-0.222)x60x60=152.1L/Min(6)回程時的活塞腔的排油流量°;IT)JT 、Q；二-?！肛岸粁0.32-x60x60=289.5L/M加修41s44.2.2.2頂出缸的進(jìn)油流量與排油流量：(1)頂出時的活塞腔進(jìn)油流量04nn)e4=-D^V.=-X0.22X70X60=131.9L/Min以4-44(2)頂出時的活塞桿的排油流量。4JT) .，JT, ,Q4=-(D2--d2-)V4=-x(0.2--0.14-)x70x60=673LJME(3.9)(3.10)(3.11)(3.12)(3.13)(3.9)(3.10)(3.11)(3.12)(3.13)(3.14)(3.15)(3.16)（3）回程時的活塞桿腔進(jìn)油流量QJT， .，。5二必一心）匕JI「 .=-x(0.2?-0.142)x80x60=76.9L/Min(3.17)(4)回程時的活塞腔的排油流量2'（3）回程時的活塞桿腔進(jìn)油流量QJT， .，。5二必一心）匕JI「 .=-x(0.2?-0.142)x80x60=76.9L/Min(3.17)(4)回程時的活塞腔的排油流量2'Q；=-D/V=-x0.22x80x60=15Q.SL/Min54-54(3.18)4.2.3上缸的設(shè)計計算4.2.3.1筒壁厚5計算型號仆》/明G2/"Pa22/%4561032014表3.6上缸鋼筒所選材料鍛鋼：[。]=110?120MPa；鑄鋼：[。]=100?llOMPa;高強(qiáng)度鑄鐵:[o]=60MPa；灰鑄鐵：[o]=25MPa；無縫鋼管：[o]=100-llOMPa。壁厚計算公式如下:公式：S=b0+G+g(3.19)式中:s一液壓缸壁厚（m）；D—液壓缸內(nèi)徑（m）；尸、一實驗壓力，一般取最大工作壓力的（L2571.5）倍；[q]一鋼筒材料的許用應(yīng)力，MP”%,二%/n%一鋼筒材料的抗拉強(qiáng)度，MP, n—安全系數(shù)，通常取n=5當(dāng)%>0.2時,材料使用不夠經(jīng)濟(jì),應(yīng)改用高屈服強(qiáng)度的材料。主缸壁厚5計算，將D=0.32m；[o]=120MPa；Py=l.5X25MPa=37.5MPa代入公式（2-20）中，BP：6>37.5MPax0.32〃72xl20M尸〃=0.05/77液壓缸缸體的外徑D外計算公式如下:(3.20)D外2D+2(3.20)15將參數(shù)代入公式（3.10）,即：D外20.32m+0.10m=0.42m外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)宜徑系列后，取主缸缸體外徑D外=430mm。4.2.3.2筒壁厚校核額定工作壓力產(chǎn)，應(yīng)該低于一個極限值，以保證其安全。o-（D;~D2）PW0.35x八二——'MPa

D：二。.35產(chǎn)°3-°切）0.432=50MPa(3.21)D二內(nèi)徑同時額定工作壓力也應(yīng)該完全塑性變形的發(fā)生:Prl<2.3b/g」=2.3x320xlg1343=94.3MP。(3.22)匕一缸筒完全塑性的變形壓力，區(qū)一材料屈服強(qiáng)度MPa匕一鋼筒耐壓試驗壓力MPaP＜（0.35?0.42）匕=33.01-39.61MPa （3.23）4.2.3.3缸筒的暴裂壓力匕『2.3/吟=2.3x610xlgl.343=179.7MPa(3.24)4.2,3.4缸筒底部厚度缸筒常用制造材料有35鋼、45鋼、鑄鋼，做導(dǎo)向作用時常用鑄鐵、耐磨鑄鐵。缸蓋材料選用35鋼，缸蓋厚度計算公式如下：16(3.25)—2后(3.25)式中：t一缸蓋的有效厚度(m)；D2一缸蓋止口直徑；［。］一缸蓋材料許用應(yīng)力。^>0.433X.>0.433xD.375Too長0.057m(3-26)4.2.3.5缸筒連接螺釘:型號CTb/MPaG2/MPa22/%35540360>0.433xD.375Too長0.057m(3-26)4.2.3.5缸筒連接螺釘:型號CTb/MPaG2/MPa22/%3554036017表3.7螺釘所選材料⑴螺釘處的拉應(yīng)力。kFb二 xW6MPa乃「產(chǎn)4x1600xl03 s_6二 xlO-x0.0182x124=2.1xlO-3MPa(3.27)Z-螺釘數(shù)12根； k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷取k=4；4-螺紋底徑，m⑵螺紋處的剪應(yīng)力：r=K]kFd°x]0—6公0475.0.2d：z(3.28)1736%=72MPa(3.29)巴-屈服極限 〃。-安全系數(shù)；5(3)合成應(yīng)力：a(Jn=yl(y2+3r2?1.3cr=1.3x2.1xlO-3=2.73x10-3MPa<ap (3.30)4.2.3.6墊片與橫梁間螺釘?shù)男：耍孩怕葆斕幍睦瓚?yīng)力。kFo二 xW6MPa7tj2—d?z44x1600x10’ … xlO-x0.0302x124=0.8xlO—3MPa (3.31)Z-螺釘數(shù)12根；k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷取k=4；4-螺紋底徑，m⑵螺紋處的剪應(yīng)力：r二阻呼-xlO-6-0.215MPa (3.32)0.2d；zb=生=36%=72MPab=生=36%=72MPa〃n0八(3.33)q-屈服極限⑶合成應(yīng)力：?-安全系數(shù)；5(yn=yla2+3r2、1.3(7=1.3x0.8xl0-3(3.34)二1.04x10-3(3.34)4.2.3.7活塞桿直徑d的校核:表3.8活塞桿所選材料型號仆》/明(7S /MPa45MnB1030835918

,4Fd>I V玨司〉I4x1,6-^x1030/1.4>0.09M (3.35)d=0.22M滿足要求F一活塞桿上的作用力 ［。］一活塞桿材料的許用應(yīng)力,㈤二八/1.44.2.4下缸的設(shè)計計算：4.2.4.1下缸筒壁厚5表3.9鋼筒所選材料型號外2/MPaG2/MP%K0.08?0.3時，用使用公式:PD12.5x0.2max — 2^,-3/L./2.3x122-3x12.5pmax—0.012m取—0.012m取5二0.02m/一為缸筒材料強(qiáng)度要求的最小Ma一為腐蝕余量M“L25PP一管內(nèi)最大工作壓力為25MP,(3.36)3一為鋼筒外徑公差余量M匕亞一試驗壓力,P〉16MP”時，取巴，一鋼筒材料的許用應(yīng)力，MP“%一鋼筒材料的抗拉強(qiáng)度，MPan—安全系數(shù)，通常取n=5當(dāng)%>0.2時,材料使用不夠經(jīng)濟(jì),應(yīng)改用高屈服強(qiáng)度的材料。19

4.2.4.2下缸筒壁厚校核額定工作壓力產(chǎn)，應(yīng)該低于一個極限值，以保證其安全。P<0.35x-D2)\——-MPa二。.35x320x(0"「。切0.24-=34.2MPa(3.37)D二內(nèi)徑同時額定工作壓力也應(yīng)該完全塑性變形的發(fā)生:力2.3b吟=2.3x320xlgl.2=58.2MPa打一缸筒完全塑性的變形壓力，?一材料屈服強(qiáng)度MPaP<0.35x-D2)\——-MPa二。.35x320x(0"「。切0.24-=34.2MPa(3.37)D二內(nèi)徑同時額定工作壓力也應(yīng)該完全塑性變形的發(fā)生:力2.3b吟=2.3x320xlgl.2=58.2MPa打一缸筒完全塑性的變形壓力，?一材料屈服強(qiáng)度MPa匕一鋼筒耐壓試驗壓力，MPaP<(0.35?0.42)尸”=20.37—24.45MPa(3.38)4.2.4.3下缸筒的暴裂壓力匕『2.3/吟=2.3x610xlgl.2=110.IMPa(3.39)4.2.4.4下缸筒底部厚度缸筒底部為平面:>0.433x0,>0.433xQ,20>0.124x￡)2(3.40)>0.124x200=24.8mm(3.40)取￡=40mm一筒底厚，mm4.2.4.5下缸筒連接螺釘:表3.10螺釘所選材料型號0》/明G2/MPa22/%3554036017⑴螺栓處的拉應(yīng)力。<7= 產(chǎn)"xlO-6MPa<7= 產(chǎn)"xlO-6MPa4x200x103xlOY-x0.012zxl24=0.59x10-3MPa (3.41)Z-螺栓數(shù)12根； k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷取k=4； 4-螺紋底徑，m⑵螺紋處的剪應(yīng)力：zr=KlkFd°xlO^^O.075MPa

0.2d；z%,二2=36%=72MPa4-屈服極限⑶合成應(yīng)力：?4-屈服極限⑶合成應(yīng)力：?%-安全系數(shù);<jn=yl(j2+3r2、1.3cr=1.3x0.59xl0-3二0.77x107MPa二0.77x107MPa〈0(3.42)2.4.6下活塞桿直徑d的校核:21表3.11活塞桿所選材料型號/2/MPaC2/MPa45MnB103083594x0.21030/1.4>0.018^77 (3.43)d=0.2m滿足要求F一活塞桿上的作用力卬］一活塞桿材料的許用應(yīng)力，［切=b"L422

第5章液壓機(jī)柱塞油泵及電機(jī)的選擇5.1快速空程時的供油方式主缸快速空程下行活塞腔的進(jìn)油量烏為385.8L/M加.該流量數(shù)值較大，只采用油泵來滿足很不經(jīng)濟(jì)，故決定用活動件自重快速下行的方式，使用充液閥從充液油箱吸油。2確定液壓泵流量和規(guī)格型號系統(tǒng)工作時所需高壓液體最大流量是主缸工作行程活塞腔的進(jìn)油流量已，為385.8L/何加，主缸活塞回程時所需流量2，為379.5L/M加，頂出缸頂出時所需進(jìn)油流量為131.9L/M加.主缸回程和頂出缸頂出時，他們只是在開始時需要高壓尸=25肥,而其他情況則不需要高壓.根據(jù)工況分析，決定選用一臺ZB型斜軸式軸向柱塞泵公稱流量為481.4/加?尸,轉(zhuǎn)速為970/min'功率為130.2/KW,型號72ZXB740。結(jié)構(gòu)型式I規(guī)格20-160圖2-3軸向柱塞泵23

3確定電機(jī)的型號電機(jī)選用三相異步電機(jī)，型號Y315L2-6,額定功率132/KW,轉(zhuǎn)速為990/min-1,電流246/A,效率93.8%,功率因數(shù)0.87,重量1210千克。4泵的構(gòu)造與工作原理.工作原理如圖所示，當(dāng)傳動軸帶動柱塞缸體旋轉(zhuǎn)時，柱塞也一起轉(zhuǎn)動。由于柱塞總是壓緊在斜盤上，且斜盤相對剛體是傾斜的。因此，柱塞在隨缸體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時,還要在柱塞缸體內(nèi)的柱塞孔中往復(fù)直線運(yùn)動。當(dāng)柱塞從缸體柱塞塞孔中向外拉出時，缸體柱塞孔中的密閉容積便增大，通過配流盤的進(jìn)油口將液壓油吸進(jìn)缸體柱塞孔中；當(dāng)柱塞被斜盤壓入缸體柱塞孔時，缸體柱塞孔內(nèi)的容積便減小，液壓油在一定的壓力下，經(jīng)配油盤的出油口排出。如此循環(huán)，連續(xù)工作，PVH泵的控制系統(tǒng)能調(diào)節(jié)液壓泵的工況，使排出液壓油滿足工作裝置需要。.控制系統(tǒng)PVH泵的控制系統(tǒng)分為兩種：壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)和載荷感應(yīng)壓力限定控制系統(tǒng)。壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)是通過改變液壓泵的流量，保持設(shè)定的工作壓力來滿足工作要求的一種控制方式；載荷感應(yīng)壓力限定控制系統(tǒng)，是通過對工作載荷的壓力變化進(jìn)行感應(yīng)，自動調(diào)節(jié)液壓泵的工作狀態(tài)，以滿足特定系統(tǒng)工況的要求。24第6章液壓機(jī)立柱、橫梁設(shè)計計算立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計立柱設(shè)計計算.先按照中心載荷進(jìn)行初步核算，許用應(yīng)力不應(yīng)大于55〃乙，并參照同類型液壓機(jī)的立柱，初步定出立柱直徑。.按標(biāo)準(zhǔn)選取立柱螺紋。.立柱螺紋區(qū)到光滑區(qū)過渡圓角應(yīng)盡可能取大些，最好在30?50mm之間。原設(shè)計主要參數(shù)為：F=1600KNH=296cmB=184cm（寬邊立柱中心距）d=16cm（立柱光滑部分直徑）e=1cm（允許偏心距）n=4（立柱的根數(shù)）立柱材料為45#鋼，中頻淬火小2620MPa,2375MPa；（1）中心載荷時的應(yīng)力：TOC\o"1-5"\h\zF 160-= L= —=19. （3-44）nn（一）-4n（ ）一2 225(2)偏心載荷靜載荷合成應(yīng)力由于小型液壓機(jī)，可將立柱考慮為插入端的懸臂梁,m=0.25_FmFe_ 1.6 0.25x1.6x0.15- (雪「Six。"2 2=19.9+97.7=117.6M匕 (3-45)?<150M%,因此是安全的。對于截面的45#鋼，b.2375MPa,尺寸系數(shù)已考慮在內(nèi)，立柱表面為精車，對于正火的45#鋼，表面質(zhì)量系數(shù)為0.9,因此［4］可取為300MPa。過渡圓角半徑為30mmo從文獻(xiàn)［10］中查出(=1.58K=l=0.70(1.58-1)=1.41 (3-46)*Kb=L41X96.3=104.4MPa<300MPa (3-47)［q］為200MPa,因此是安全的。立柱是四柱液壓機(jī)重要的支承件和受力件，同時乂是活動橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。因此，立柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度與剛度，導(dǎo)向表面應(yīng)有足夠的精度，光潔度和必要的硬度。6.1.2連結(jié)形式立柱式機(jī)架是常見的機(jī)架形式，一般由4根立柱通過螺母將上、下橫梁緊固地連結(jié)在一起，組成一個剛性的空間框架。在這個框架中，既安裝了液壓機(jī)本體的主要零部件，乂在液壓機(jī)工作時，承受液壓機(jī)的全部工作載荷，并作為液壓機(jī)運(yùn)動部分的導(dǎo)向。整個機(jī)架的剛度與精度，在很大程度上取決于立柱與上、下橫梁的連接形式與連接的緊固程度。26圖3.4中、小型液壓機(jī)立柱連結(jié)形式在中、小型液壓機(jī)中，常用的連結(jié)形式有以下4種：.立柱用臺肩分別支承上、下橫梁，然后用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。這種結(jié)構(gòu)中，上橫梁下表面（工作臺）上表面間的距離與平行度，全靠4根立柱臺肩間尺寸的一致性來保證，因此裝配簡單，不需調(diào)整，裝配后機(jī)架的精度也無法調(diào)整，且對立柱臺肩間尺寸精度的加工要求很高。因此，這種結(jié)構(gòu)僅在無精度要求的小型簡易液壓機(jī)中采用。.內(nèi)外螺母式，即在立柱上分別用內(nèi)、外兩個螺母來固定上、下橫梁，用內(nèi)螺母來起上述臺肩的支承作用，用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。上橫梁下表面的水平度以及下橫梁（工作臺）上表面的水平度，兩個表面之間的平行度與間距的保持，全靠安裝時內(nèi)螺母的調(diào)整，因此，對立柱的有關(guān)軸向尺寸要求不高，但對立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）及內(nèi)螺母精度（內(nèi)螺母的螺紋對于上、下橫梁貼合面的垂直度）要求較高，安裝時調(diào)整比較麻煩。.在與上橫梁連結(jié)處用臺肩代替內(nèi)螺母，精度調(diào)節(jié)和加工均不很復(fù)雜，但立柱預(yù)緊不如第2種方便。.與第3種形式基本相同，只是在下橫梁處用臺肩代替內(nèi)螺母，但精度調(diào)節(jié)比第3種簡便可靠。在設(shè)計中選用的是第四種連結(jié)方式。276.1.3立柱的螺母及預(yù)緊立柱螺母一般為圓柱形，小液壓機(jī)的立柱螺母是整體的，立柱直徑在150mm以上時，做成組合式，由兩個半螺栓緊固而成，材料用35?45鍛鋼或鑄鋼。因為在設(shè)計中我選用的立柱為300mln,所以采用此種結(jié)構(gòu)。立柱螺母的尺寸已有機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T2001.73一一1999,螺母外徑約為螺紋直徑的1.5倍，內(nèi)螺母一般與螺母等高，約為螺紋直徑的0.9倍。25MN以下的液壓機(jī)，其立柱多做成實心的，實心的立柱的兩端要鉆出預(yù)緊螺母用的加熱孔。立柱的預(yù)緊分加熱預(yù)緊與液壓預(yù)緊。本次設(shè)計選用的是加熱預(yù)緊方式。加熱預(yù)緊比較常用的方法，為此，立柱端部應(yīng)鉆有加熱孔，其深度應(yīng)大于橫梁的高度。在立柱及上橫梁安裝好后，先將內(nèi)、外螺母冷態(tài)擰緊，然后用電熱棒或通入蒸汽等加熱方法使立柱端部伸長，達(dá)到一定溫度后，將外螺母再向下擰過一個角度，一般是用螺母外徑上一點轉(zhuǎn)過的弧長來度量。立柱冷卻后，就在螺母與橫梁之間產(chǎn)生一個很大的預(yù)緊力，使螺母不易松動。加熱時應(yīng)注意兩對角立柱同時加熱。6.1.4立柱的導(dǎo)向裝置活動橫梁運(yùn)動及工作時，一般以立柱為導(dǎo)向，由于活動橫梁往復(fù)運(yùn)動頻繁，且在偏心加壓時有很大的側(cè)推力，因此，不可能讓活動橫梁與立柱直接接觸，互相磨損，必須選擇耐磨損、易更換的材料作為兩者之間的導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置的質(zhì)量直接關(guān)系到活動橫梁的運(yùn)動精度及被加工件的尺寸精度，也會影響到工作缸密封件與導(dǎo)向面的磨損情況，對模具壽命及機(jī)身的受力情況也均有影響，為此，必須合理選擇導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)及配合要求。圖3.5導(dǎo)套導(dǎo)向裝置可分為導(dǎo)套與平面導(dǎo)板兩大類。導(dǎo)套對于圓截面的立柱，都是在活動橫梁的立柱孔中采用導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，乂可分為圓柱面導(dǎo)套和球面導(dǎo)套。圓柱面導(dǎo)套在活動橫梁的立柱孔中，各裝有上、下兩個導(dǎo)套，它們由兩半組成，為了拆裝方便，兩半導(dǎo)套的剖分面最好有3。~5°的斜度，導(dǎo)套兩端裝有防塵用的氈墊。這種導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。本次設(shè)計中采用這種形式的導(dǎo)套。導(dǎo)套的材料計算導(dǎo)套材料一般采用鑄錫青銅ZQSn6-6-3,小液壓機(jī)也有用鐵基粉末冶金的。導(dǎo)套比壓q的計算7x10。1_L6xl06xl0-20.16x0.2(3-48)=0.5MPa(3-48)式中T機(jī)架計算中求得立柱上的側(cè)推力式中T導(dǎo)套內(nèi)孔直徑血）導(dǎo)套高度（m）一許用比壓（MPa）,對于ZQSn6-6-3,[q]=6"8MPa6.1.5底座底座安裝于工作臺下部，與地基相連。底座僅承受機(jī)器之總重量。底座材料可選用鑄鐵件或焊接結(jié)構(gòu)。主要考慮到外形的美觀，對精度無要求。在本次設(shè)計中底座采用鑄鐵。296.2橫梁參數(shù)的確定6.2.1上橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計橫梁由鑄造制成，目前以鑄造為多，一般采用ZG35B鑄鋼。橫梁的寬邊尺寸由立柱的寬邊中心距確定，上梁和活動梁的窄邊尺寸應(yīng)盡可能小些，以便鍛造天車的吊鉤容易接近液壓機(jī)中心，梁的中間高度則由強(qiáng)度確定。設(shè)計上橫梁時，為了減輕重量，根據(jù)“等強(qiáng)度梁”的概念，設(shè)計成圖所示的不等高梁，即立柱柱套處的高度h小于中間截面的高度H°但在過渡區(qū)（A處）會有應(yīng)力集中由于上橫梁外形尺寸很大，為了節(jié)約金屬和減輕重量，盡量使各個尺寸在允許的范圍內(nèi)降到最小。梁體做成箱形結(jié)構(gòu)，在安裝缸的地方做成圓筒形，安裝立柱的地方做成方筒形，中間加設(shè)筋板，以提高剛度，降低局部應(yīng)力。圖3.6梁的不等高結(jié)構(gòu)6.2.2活動橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計6.2.2.1活動橫梁的主要作用：與工作缸柱塞桿連接傳遞液壓機(jī)的壓力，通過導(dǎo)向套沿立柱導(dǎo)向面上下往復(fù)運(yùn)動;安裝固定模具及工具等。因此需要有較好的強(qiáng)度、剛度及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)?；顒訖M梁上部與工作缸柱塞相連，下部與上模座相連，梁體結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)都很復(fù)雜。當(dāng)液壓機(jī)工作時，高壓液體作用于柱塞的力是通過活動橫梁及上砧傳遞到鍛件上而做功，活動橫梁的上下運(yùn)動則依靠梁與立柱的導(dǎo)向裝置。6.2.2.2活塞桿與橫梁的連接剛性連接柱塞下端插入活動橫梁內(nèi)。此種連接方式在偏心載時，柱塞跟30隨活動橫梁一起傾斜，將動梁所受偏心力矩的一部分傳給工缸導(dǎo)向套，使導(dǎo)向套承受側(cè)向水平推力或一對力偶，從而加劇導(dǎo)向套及封的磨損。單缸液壓機(jī)或三缸液壓機(jī)的中間工作缸多采取此種結(jié)構(gòu)。在活塞桿焊接法蘭用螺釘與橫梁連接，用12根M30的螺釘，達(dá)到預(yù)緊的目的。2.3下橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計下橫梁的剛度要求應(yīng)略嚴(yán)一些，以保證整個壓機(jī)的剛性。下橫梁直接與立柱、拉桿、工作臺、回程缸和頂出器相連，梁體結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)都很復(fù)雜。對于下橫梁，其設(shè)計原則與上橫梁相同，是在滿足相連部件最小幾何尺寸要求和工藝要求的條件下，盡可能縮減其縱向、橫向尺寸，這是有效提高梁的剛度、強(qiáng)度和減輕梁的重量應(yīng)首先把握的主要原則。2.4各橫梁參數(shù)的確定因為液壓缸與橫梁間的墊片厚度為25cm,因此可以推算橫梁的厚度取大于25cm即滿足要求?？紤]在墊片與橫梁的連接面積比墊片與液壓缸的連接面積少一半所以上橫的受力部分厚度選用80cm,因為有空心部分，所以整體厚度選用75cm。活動橫梁受力部分為50cm,整體厚度選用70cm。因為下缸受力比較大，所以整體厚度選用80cm。31第7章液壓元件的計算、選型管道及管接頭7.1.1管道管道及管接頭用以把液壓元件連接起來，組成一個完整的系統(tǒng)。正確的選擇管道和管接頭，對液壓系統(tǒng)的安裝、使用和維修都有著重要的意義。在設(shè)計管道時，管徑應(yīng)適應(yīng)、路線應(yīng)最短，管道彎頭、接頭應(yīng)盡量小，以減小系統(tǒng)的壓力損失。同時，管道的連接必須牢固可靠，防止振動松脫，并且要便于調(diào)整和維修。液壓傳動系統(tǒng)常用的管道有鋼管、橡膠軟管、尼龍管等。選擇的主要依據(jù)是工作壓力、工作環(huán)境和液壓裝置的總體布局等，視具體工作條件、參考有關(guān)液壓手冊以后加以確定。一般應(yīng)盡量用硬管，因硬管阻力小，安全，成本低。鋼管分為焊接鋼管和無縫鋼管。壓力小于2.5Mpa時可選用焊接鋼管；壓力大于2.5MPa時，推薦用10號或15號無縫鋼管；對于需要防銹防腐蝕的場合，可選用不銹鋼管；超高壓時可選用合金鋼管。本設(shè)計主要選用合金鋼管。鋼管價格便宜，工作壓力較高，但裝配時不能任意彎曲，因此多用于裝配部位限制較少和產(chǎn)品比較定型以及大功率的液壓傳動裝置中，是液壓傳動系統(tǒng)主要的油管材料。1.2管子的內(nèi)徑和壁厚的確定管道液流速與元件、回路的正常工作也有密切關(guān)系。如液壓泵吸油管路上的壓力降就不能太大，否則會造成泵的氣穴現(xiàn)象?；赜凸苈穳毫p失過大，會產(chǎn)生高的背壓，影響元件正常工作性能。因此，在設(shè)計液壓系統(tǒng)管路時，要限制流速。下表給出的是允許流速的推薦值。表中數(shù)據(jù)是對石油基油液而言的，對于水-油乳化液，其允許流速可比表中推薦值大25%。一般情況下，是按管路的壓力降不大于系統(tǒng)的工作壓力的5%?6%為原則選取流速的。表4.1允許流速推薦值油液流經(jīng)的允許流速油液流經(jīng)的允許流速32

管路（元件）(m/s)管路（元件）(m/s)裝有過濾器的吸油管路0.5-1.5壓油管路無過濾器的吸油管路1.5-310MPA5回油管路2~3大于15MpA7壓油管路短管及局部收縮處4.5-102.5MPA3安全閥30?455.0MPA4管道尺寸一般由選定的標(biāo)準(zhǔn)元件連接口尺寸確定，也可以按管路允許流速進(jìn)行計算。4x385.8x1。-=()040Jix5x80油缸快進(jìn)時油管的流量可達(dá)3S5.SUMin。取管內(nèi)流速4x385.8x1。-=()040Jix5x80(4-1)取d=42mm主缸快退時進(jìn)油管流量可達(dá)289.5L/M，〃，則d=4x289.5x10-3nx5xd=4x289.5x10-3nx5x60二0.035(4-2)取d=40mm頂出缸快進(jìn)時油管的流量可達(dá)13L9L/M山，則4x131.9x1()7Jix5x70=0.020(4-3)4x131.9x1()7Jix5x70=0.020(4-3)取d=20mm頂出缸快退時進(jìn)油管流量可達(dá)150.8L/"。?，則33

,"Xi。-，=()022Jix5x80,"Xi。-，=()022Jix5x80(4-4)取d=25mm1.3管接頭管接頭用于油管之間或油管與液壓元件之間的連接。對管接頭的基本要求是工作可靠、密封性良好、對液流的阻力小、結(jié)構(gòu)簡單、安裝和制造方便等。常用的管接頭可分為金屬管固定連接管接頭、活動連接管接頭和軟管管接頭等三類。在選擇管接頭時，必須使他具有足夠的通流能力和較小的壓力損失，同時做到裝卸方便、連接牢固、密封可靠、外型緊湊。根據(jù)下表4.2即可選得管接頭的類型為螺紋連接管接頭表4.2硬管接頭的分類與結(jié)構(gòu)形式分類螺紋連接管接頭法蘭連接管接頭特點裝卸方便，能承受較大的振動和沖擊，使用期限長適用于薄壁鋼管、銅管對管子外徑無特殊要求，需仔細(xì)清洗安裝時進(jìn)行焊接，需仔細(xì)清洗通徑3-423?323-4210?80工作壓力16032035?160320320用途工程機(jī)械，汽車，氣輪機(jī)、機(jī)床等中低壓液壓系統(tǒng)重型機(jī)械、鍛壓機(jī)械的液壓系統(tǒng)常用于管道通徑大于32nun的液壓系統(tǒng)347.2液壓控制閥的選擇7.2.1先導(dǎo)式溢流閥DB/DBW型先導(dǎo)式溢流閥具有壓力高、調(diào)壓性能平穩(wěn)、最低調(diào)節(jié)壓力低和調(diào)壓范圍大等特點。在設(shè)計中選用DBW型，可以控制系統(tǒng)的壓力并能在任意時刻使之卸荷。DBW30的通徑為20MM,最大流量可達(dá)500L/M加，可以滿足供油要求。7.2.2節(jié)流閥Z2FS型節(jié)流閥是雙單向疊加式節(jié)流閥，用來控制兩個工作油口的主流量或先導(dǎo)油流量。將本元件裝在先導(dǎo)閥和主閥之間，可以控制先導(dǎo)流量。Z2fs型的通徑為22mm,流量可達(dá)350L/M%,對于下油缸流量要求較小，所以，可以滿足要求。7.2.3單向閥S型單向閥該閥為錐閥式結(jié)構(gòu)，壓力損失小。主要用于做背壓閥和旁路閥用。連接方式采用管式連接，通徑為30mm,流量可達(dá)260L/M5SV型液控單向閥該閥為錐閥式結(jié)構(gòu)，只允許油流正向通過，反向則截止。連接方式采用螺紋連接，型號選SV25。通徑為20mm,流量可達(dá)300L/MM2.4電磁換向閥設(shè)計中采用三位四通電磁換向閥。次那個號為DSG系列，該系列電磁換向閥配有強(qiáng)吸力、高性能的濕式電磁鐵，具有高壓、大流量、壓力損失低等特點。選用S-DSG-03-3C最大流量120L/M加。2.5順序閥DZ型先導(dǎo)式順序閥該閥利用油路本身壓力來控制液壓缸或馬達(dá)的先后動作順序，以實現(xiàn)油路系統(tǒng)的自動控制。改變控制油和泄露油的連接方法，該閥還可以作為卸荷閥和背壓閥（平衡閥）使用。35DZ型選通徑25mm流量可達(dá)300L/M加。2.6背壓閥該閥可使背壓隨載荷變化而變化，載荷增大，背壓自動降低，載荷減小則背壓增加，使運(yùn)動平穩(wěn)性好，提高系統(tǒng)效率。選擇FBF3型系列，滿足最大32MPa范圍即可。2.7確定油箱容量油箱用來儲油、散熱和分離油中所含的空氣與雜質(zhì)。按其特點可分為開式和沖壓式，后者多用于自行式機(jī)械合理確定油箱容量是保證液壓系統(tǒng)正常工作的重要條件，確定油箱容量通常有以下兩種辦法：.按下列經(jīng)驗公式確定V=aQ式中V—油箱容量；LQ—液壓泵的總額定流量，L/min;a一經(jīng)驗系數(shù)。經(jīng)驗系數(shù)a的值可按下表4.3選擇：表4.3經(jīng)驗系數(shù)a行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機(jī)械a「22'45V6~1210對行走設(shè)備或經(jīng)常間斷工作的設(shè)備，其系數(shù)可取較大值，所以選。=7而液壓泵的最大流量為12,所以V=?g=7xl2=84L2.按發(fā)熱量計算公式確定根據(jù)油的允許溫升和系統(tǒng)發(fā)熱量，確定油箱容量。362.8過濾器的選用在液壓和潤滑系統(tǒng)中，過濾器的作用是控制系統(tǒng)油液的污染度在關(guān)鍵元件所允許的范圍內(nèi)，以保證系統(tǒng)的工作可靠性和元件的使用壽命。系統(tǒng)油液的污染度和所采用的過濾器精度與侵入系統(tǒng)的污染物數(shù)量等諸多因素有關(guān)。過濾器的選擇應(yīng)考慮如下幾點：.具有足夠的通流能力、壓力損失要小。.過濾精度應(yīng)滿足設(shè)計要求。.過濾器的材質(zhì)應(yīng)與所選流體介質(zhì)相容，采用乳化液等難燃介質(zhì)時，過濾器的通流能力應(yīng)提高2?3倍。.濾心要有足夠的強(qiáng)度，為保證濾心堵塞后及時更換，應(yīng)帶有壓差信號發(fā)生器等保護(hù)措施。但對高過濾精度要求的場合，如液壓伺服系統(tǒng)，不允許安裝旁通安全閥。.濾心更換、清洗及維護(hù)方便。按濾芯的結(jié)構(gòu)分類，可分為：.網(wǎng)式過濾器由濾孔小網(wǎng)起過濾作用.線隙式過濾器濾芯由金屬絲燒結(jié)而成，依靠金屬絲間微小的間隙來濾除污染物的顆粒.紙制過濾器濾芯為多層酚醛樹脂處理過的微孔濾紙，由微孔濾除雜質(zhì).磁性過濾器、燒結(jié)式過濾器、纖維過濾器、合成樹脂過濾器等由于紙制濾油器比一般其他類型過濾精度高，可濾除液壓介質(zhì)的微細(xì)雜質(zhì)，可安裝壓差發(fā)信號裝置，這種過濾器，有適用于高壓管路的兩種，所以本設(shè)計選擇紙制濾油器，其技術(shù)參數(shù)見表4.4表4.4紙制濾油器型號通徑流量壓力壓力損失過濾精度重量原始最大H10S1510小于0.84H25S1525537H63S206331.5小于0.10.3510和2010.2H100S2510012.7H160S32160小于0.1518.8H250FS4025023H400FS50400小于0.235H630FS6563042A10S10101.6小于0.052.6A25S15252.9A63S2563小于0.074.5A100S321006A160S401607.5考慮到重量、流量等，本設(shè)計選用的型號是ZU-H25s7.2.9液壓油的選用液壓設(shè)備出現(xiàn)故障，有些是由于液壓油選擇不當(dāng)多引起的。選擇液壓油時需要考慮的因素很多，其中最主要的是根據(jù)使用條件選用粘度合適的液壓油。在確定液壓油粘度時，應(yīng)該著重考慮以下因素：工作壓力的高低、改造環(huán)境溫度的高低、工作部件運(yùn)動速度的大小和液壓泵對液壓油粘度的要求?？紤]的具體原則是：.系統(tǒng)壓力較高時，為了減少容積損失，宜選用粘度較高的液壓油；壓力較底時，可選用粘度較底的液壓油；高壓系統(tǒng)可選用加有抗磨損添加劑的抗磨液壓油。.環(huán)境溫度高，宜選用高粘度液壓油；環(huán)境溫度低，宜選用低粘度液壓油。.工作部件運(yùn)動速度較低的往復(fù)運(yùn)動液壓系統(tǒng)，宜選用低粘度的液壓油，工作部件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的液壓系統(tǒng)，可選用粘度較高的液壓油。.各類液壓泵對液壓油有一個許用范圍，其最大粘度主要取決于該泵的自吸能力，其最小粘度主要考慮泄漏和自潤滑。各類液壓泵的許用粘度范圍可查閱有38關(guān)液壓手冊。此外，還要綜合考慮其他因素：如液壓設(shè)備必須在極低的溫度下啟動，可選用低凝點液壓油。如液壓設(shè)備在具有失火危險的場合工作時，應(yīng)選用抗燃液壓油。如液壓系統(tǒng)連續(xù)工作或液壓系統(tǒng)中使用加熱器時，宜選用抗氧化性好的液壓油。在選用液壓油時，還應(yīng)考慮密封、涂料、金屬材料等和液壓油相容性，液壓設(shè)備的精密程度兒液壓油的價格及供應(yīng)情況等。對于特殊要求的機(jī)械（如精密機(jī)床等），除了應(yīng)選用合適粘度的液壓油外，還要求具有較高的粘度指數(shù)，較好的消泡性和氧化穩(wěn)定性等。如需和靜壓導(dǎo)軌系統(tǒng)綜合用，可選用液壓導(dǎo)軌油。液壓系統(tǒng)主要性能驗算8.1系統(tǒng)壓力損失計算主要驗算液壓缸在各運(yùn)動階段中的壓力損失。若驗算后與原估算值相差較大，就要進(jìn)行修改。壓力算出后，可以確定液壓泵各運(yùn)動階段的輸出壓力機(jī)某些元件調(diào)整壓力的參考值。具體計算可將液壓系統(tǒng)按工作階段進(jìn)行，例如快進(jìn)，工進(jìn)，快退等，按這些階段，將管路劃分成各條油流進(jìn)液壓缸，而后液壓油從液壓缸流回油箱的路線的管路，則每條管路的壓力損失可由下式計算：LAP=+LAP…+LA穌潑+-一山 "二館址 阿址 四戲 a式中：1AP一一某工作階段總的壓力損失;以有進(jìn)一一液壓油沿等徑直管進(jìn)入液壓缸沿程壓力損失值之和;39EAP沿回一一液壓油沿等徑直管從液壓缸流回油箱的沿程壓力損失值之和；EA%進(jìn)一一液壓油進(jìn)入液壓缸所經(jīng)過液壓閥以外的各局部的壓力損失值之總和，例如液壓油流進(jìn)彎頭，變徑等；EA尸同回一一液壓油從液壓缸流回油箱所經(jīng)過的除液壓閥之外的各個局部壓力損失之總和；￡△戰(zhàn)進(jìn)一一液壓油進(jìn)入液壓缸時所經(jīng)過各閥類元件的局部壓力損失總和；ZA7%回一一液壓油從液壓缸流回油箱所經(jīng)過各閥類元件局部壓力損失總和；4——液壓油進(jìn)入液壓缸時液壓缸的面積；人一一液壓油流回油箱時液壓缸的面積。3XP沿進(jìn)和3\［四的計算方法是先用雷諾數(shù)判別流態(tài)，然后用相應(yīng)的壓力損失公式來計算，計算時必須事先知道管長L及管內(nèi)徑力由于管長要在液壓配管設(shè)計好后才能確定。所以下面只能假設(shè)一個數(shù)值進(jìn)行計算。進(jìn)和LA/回是指管路彎管、變徑接頭等，局部壓力損失AP附可按下式:臼2式中4一一局部阻力系數(shù)（可由有關(guān)液壓傳動設(shè)計手冊查得）；p一一液壓油的密度v一一液壓油的平均速度此項計算也要在配管裝置設(shè)計好后才能進(jìn)行。公小進(jìn)及E△4回是各閥的局部壓力損失△尸陽，可按下列公式：/yMa=△尸阿卜式中△/一一液壓閥產(chǎn)品樣本上列出的額定流量時局部壓力損失；q一一通過液壓閥的實際流量；作一一通過液壓閥的額定流量。另外若用差動連接快進(jìn)時，管路總的壓力損失W應(yīng)按下式計算：40ZAP=APab+20、3bd+匹)4

(A-4)式中——AB段總的壓力損失，它包括沿程、局部及控制閥的壓力損失；\PBC一一BC段總的壓力損失，它包括沿程、局部及控制閥的壓力損失；■一一BD段總的壓力損失，它包括沿程、局部及控制閥的壓力損失；4——大腔液壓缸面積；七一一小腔液壓缸面積?，F(xiàn)已知該液壓系統(tǒng)的進(jìn)、回油管長度均為2加，油管內(nèi)徑為。=17〃〃〃，局部壓力損失按△匕=0.15M沿進(jìn)行估算，選用L-HL32液壓油，其油溫為15。。時的運(yùn)動粘度uuLSo//s,油的密度0=920口/〃/。按上述計算方法，得出各工作階段壓力損失數(shù)值經(jīng)計算后見表5.1。表5.1各工作階段壓力損失表快進(jìn)時(Pa)匚進(jìn)時(Pa)快退時(Pa)沿程損失忽略不計忽略不計忽略不計閥件局部損失三位四通電磁閥0.70X105忽略不計1.5xl05二位二通電磁閥O.5X1O5單向行程調(diào)速閥(調(diào)速閥)5X1O5單向閥70.84X1050.25X105單向閥60.84X1052.87X1051.0X105溢流閥局部損失忽略不計忽略不計總損失9.63X1053.12X10516.47X10隨后計算出液壓泵各運(yùn)動階段的輸出壓力，計算公式及計算數(shù)值見表5.2所41Zj\o5.2液壓泵各運(yùn)動階段的輸出壓力計算公式液壓泵輸出壓力（Pa）快進(jìn)時%進(jìn)=]￡+叢4進(jìn)快）勺夬進(jìn)= =0.139x1()6'、」0.08038-0.04239工進(jìn)時產(chǎn)工進(jìn)=/+公產(chǎn)工進(jìn)6 ="727%3.12x105=22.362x106e0.08038快退時祟退=才+私之退（,"后"快）產(chǎn)小退= 石⑹6 +16.47xl05=U.167xlO60.08038-0.04239液壓泵在各階段的輸出壓力，是限壓變量葉片泵和順序閥調(diào)壓時的參考數(shù)據(jù)，在調(diào)壓