單缸壓力機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

/本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)單缸液壓壓力機(jī)SINGLE-CYLINDERHYDRAULICPRESS學(xué)院(部）：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：機(jī)設(shè)07-8班學(xué)生姓名：奚康指導(dǎo)教師:侯波副教授2011年6月4日單缸液壓壓力機(jī)淺談?wù)敬卧O(shè)計(jì)主要內(nèi)容有：做了液壓壓力機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選擇了液壓元件的型號(hào)，分析了系統(tǒng)的工作原理，設(shè)計(jì)了液壓缸，完成了液壓缸的總體設(shè)計(jì)，繪制了壓力機(jī)的總體裝配圖,液壓系統(tǒng)圖和液壓缸的裝配圖.關(guān)鍵詞：液壓壓力機(jī)，液壓缸,液壓系統(tǒng)DESIGNOFSINGLE—CYLINDERHYDRAULICPRESSABSTRACTThemainelementsofthisdesignare：finishthestructuraldesignoftheoveralldesignandhydraulicsystemofthehydraulicpress,andselectmodelsofhydrauliccomponents,analysistheworkingprinciple，designahydrauliccylinderandhydrauliccylindercompletedoveralldesign，renderingtheoverallassemblydrawingpresses,hydraulicsystemandhydrauliccylindermapoftheassemblydrawing.KEYWORDS：HydraulicPress，Hydrauliccylinder，HydraulicSystem，前言畢業(yè)論文是對(duì)畢業(yè)生所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和研究能力、自學(xué)能力以及各種綜合能力的檢驗(yàn)。通過(guò)做畢業(yè)論文，可以使學(xué)生在綜合能力、治學(xué)方法等方面得到鍛煉，使之進(jìn)一步理解所學(xué)專業(yè)知識(shí)，擴(kuò)大知識(shí)面。畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié),它既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用,又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好的開(kāi)端.畢業(yè)設(shè)計(jì)是作者對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)和撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告的基本方法。畢業(yè)論文具有學(xué)術(shù)論文性質(zhì),應(yīng)能表明作者在科學(xué)研究工作中取得的新成果或提出的新見(jiàn)解,是作者的科研能力與學(xué)術(shù)水平的標(biāo)志。畢業(yè)論文具有學(xué)術(shù)論文所共有的一般屬性，應(yīng)按照學(xué)術(shù)論文的格式寫(xiě)作.在畢業(yè)論文的選題與寫(xiě)作中，要注意適應(yīng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展需要，注意理論結(jié)合實(shí)際，特別強(qiáng)調(diào)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神科研能力水平。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)面有液壓傳動(dòng)，零件設(shè)計(jì),加工工藝，金屬材料,公差配合,CAD制圖等多方面知識(shí)，設(shè)計(jì)過(guò)程中要求具備清晰的設(shè)計(jì)思路，具體的設(shè)計(jì)方案和步驟，準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算分析。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),提高、鞏固、擴(kuò)大了自己所學(xué)到的理論知識(shí)和技能,提高自己設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖、編寫(xiě)技術(shù)文件的能力，培養(yǎng)了我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，幫助我初步樹(shù)立了正確的實(shí)際思想，掌握了一定的機(jī)械設(shè)計(jì)方法步驟和思路為以后的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中尚有許多不足之處,還望審閱老師給予批評(píng)和指正.目錄TOC\o"1—3"\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc232071492"摘要（中文) IHYPERLINK\l”_Toc232071493"摘要（英文） IIHYPERLINK\l”_Toc232071494"前言 IIIHYPERLINK\l”_Toc232071495"1壓力機(jī)概述 31.2。1壓力機(jī)功能簡(jiǎn)介 4HYPERLINK\l”_Toc232071499"1.2。2壓力機(jī)的工作原理簡(jiǎn)介 6HYPERLINK\l”_Toc232071500”2液壓機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8HYPERLINK\l”_Toc232071501”2.1壓力機(jī)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及要求 82.2立柱的強(qiáng)度計(jì)算 8HYPERLINK\l”_Toc232071503"2.3橫梁的強(qiáng)度計(jì)算 93壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10_Toc232071507"3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù) 10HYPERLINK\l”_Toc232071508”3。1。2設(shè)計(jì)要求分析 10HYPERLINK\l”_Toc232071509”3。2工況分析并確定初步液壓缸直徑 103。2。1負(fù)載分析初步確定各工況的負(fù)載和速度 103。2.2初步確定液壓缸的直徑 113。4。1液壓缸的工作分析 14HYPERLINK\l”_Toc232071515"3.4.2液壓系統(tǒng)的特點(diǎn) 153.5液壓元件的計(jì)算和選擇 16HYPERLINK\l”_Toc232071517”3.5.1液壓缸的計(jì)算和選擇 163.5.2液壓泵和電動(dòng)機(jī)的選擇 16HYPERLINK\l”_Toc232071519”3.5。3油箱的選擇 17HYPERLINK\l”_Toc232071520"3。5.4管路內(nèi)徑的選擇 18HYPERLINK\l”_Toc232071521"3。5。5濾油器 193。6液壓系統(tǒng)主要性能的驗(yàn)算 21_Toc232071525”4。1基本參數(shù) 234.2缸筒的計(jì)算 234.2。1材料的選擇 23HYPERLINK\l”_Toc232071528”4.2.2缸筒厚度的計(jì)算 23HYPERLINK\l”_Toc232071529”4.2.3油口直徑的選擇 24HYPERLINK\l”_Toc232071530”4.2.4缸底厚度的計(jì)算與選擇 25HYPERLINK\l”_Toc232071531"4。2。5中間法蘭的設(shè)計(jì) 254。2.6缸體的技術(shù)要求 274.3活塞 27_Toc232071535”4。3。2活塞的材料及要求 29_Toc232071537"4。4。1活塞桿設(shè)計(jì) 29HYPERLINK\l”_Toc232071538”4.4。2活塞桿材料及技術(shù)要求 30HYPERLINK\l”_Toc232071539"4。5導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)與計(jì)算 314。6油口的設(shè)計(jì)與計(jì)算 335安裝使用與維修 35HYPERLINK\l”_Toc232071542”結(jié)論 36HYPERLINK\l”_Toc232071543"參考文獻(xiàn) 37HYPERLINK\l”_Toc232071544"致謝 381壓力機(jī)概述1.1壓力機(jī)發(fā)展的概況壓力機(jī)的發(fā)展歷史只有100年.壓力機(jī)是伴隨著工業(yè)革命的的進(jìn)行而開(kāi)始發(fā)展的，蒸汽機(jī)的出現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)革命的時(shí)代，傳統(tǒng)的鍛造工藝和設(shè)備逐漸不能滿足當(dāng)時(shí)的要求.因此在1839年，第一臺(tái)蒸汽錘出現(xiàn)了。此后伴隨著機(jī)械制造業(yè)的迅速發(fā)展，鍛件的尺寸也越來(lái)越越大,鍛錘做到百噸以上，即笨重又不方便。在1859—1861年維也納鐵路工廠就有了第一批用于金屬加工的7000KN、10000KN和12000KN的液壓機(jī)，1884年英國(guó)羅切斯特首先使用了鍛造鋼錘用的鍛造液壓機(jī)，它與鍛錘相比具有很好的優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)展很快，在1887-1888年制造了一系列鍛造液壓機(jī)，其中包括一臺(tái)40000KN的大型水壓機(jī),1893年建造了當(dāng)時(shí)最大的12000KN的鍛造水壓機(jī)。在第二次世界大戰(zhàn)后，為了迅速發(fā)展航空業(yè)。美國(guó)在1955年左右先后制造了兩臺(tái)31500KN和45000KN大型模鍛水壓機(jī)。近二十年來(lái)，世界各國(guó)在鍛造操作機(jī)與鍛造液壓機(jī)聯(lián)動(dòng)機(jī)組，大型模鍛液壓機(jī)，擠壓機(jī)等各種液壓機(jī)方面又有了許多新的發(fā)展，自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)控制的新技術(shù)在液壓機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用,機(jī)械化和自動(dòng)化程度有了很大的提高。再來(lái)看一下我國(guó)的情況，在解放前，我國(guó)屬于半殖民地半封建社會(huì)的國(guó)家，沒(méi)有獨(dú)立的工業(yè)體系，也根本沒(méi)有液壓機(jī)的制造工業(yè)，只有一些修配用的小型液壓機(jī)。解放后我國(guó)迅速建立獨(dú)立自主的完整的工業(yè)體系，同時(shí)仿造并自行設(shè)計(jì)各種液壓機(jī)，同時(shí)也建立了一批這方面的科研隊(duì)伍.到了六十年代，我國(guó)先后成套設(shè)計(jì)并制造了一些重型液壓機(jī)，其中有300000KN的有色金屬模鍛水壓機(jī)，120000KN有色金屬擠壓水壓機(jī)等.特別是近十年來(lái)，又有了一些新的發(fā)展。比如，設(shè)計(jì)并制造了一批較先進(jìn)的鍛造水壓機(jī)，并已向國(guó)外出口，與此相應(yīng)的，我國(guó)也陸續(xù)制造了各種液壓機(jī)的系列及零部件標(biāo)準(zhǔn).但是,我們也應(yīng)清楚地意識(shí)到我們與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距，還不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的需要。許多先進(jìn)的設(shè)備和大型機(jī)仍需進(jìn)口,目前應(yīng)充分發(fā)揮我們的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)我國(guó)在這方面的競(jìng)爭(zhēng)力,這不僅是有助于我們從制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變也是國(guó)家安全的需要。1.2壓力機(jī)工作原理1。2.1壓力機(jī)功能簡(jiǎn)介壓力機(jī)是利用液壓傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行壓力加工的設(shè)備，廣泛用于金屬鍛壓、冷擠壓、粉末冶金以及金屬、橡膠和塑料等成型制品加工的壓力機(jī)械，也是最早應(yīng)用液壓技術(shù)的機(jī)械之一.與其他壓力機(jī)相比，它具有壓力和速度可在大范圍內(nèi)無(wú)極調(diào)整,可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力、結(jié)構(gòu)布置靈活，各執(zhí)行結(jié)構(gòu)可很方便地達(dá)到所希望的動(dòng)作配合等優(yōu)點(diǎn).壓力機(jī)有多種型號(hào)規(guī)格，其壓制力從幾十噸到上萬(wàn)噸。按工作介質(zhì)可分為水壓機(jī)和油壓機(jī)兩種。用乳化液做介質(zhì)的液壓機(jī)，稱為水壓機(jī)，其壓制力很大，多用于重型機(jī)械廠和造船廠等。用礦物油型液壓有做介質(zhì)的液壓機(jī)成為油壓機(jī),產(chǎn)生的壓智力較水壓機(jī)小，在許多工業(yè)部門(mén)得到廣泛的應(yīng)用。圖1-1壓力機(jī)圖1－2壓力機(jī)基本結(jié)構(gòu)液壓機(jī)的類型很多，多為立式,其中四柱式液壓機(jī)最為典型,應(yīng)用也最為廣泛。其基本結(jié)構(gòu)如圖1-1,圖1－2。1.2.2壓力機(jī)的工作原理簡(jiǎn)介該機(jī)的四根立柱上安裝有驅(qū)動(dòng)上滑塊的液壓缸。液壓機(jī)的壓制工藝要求液壓缸的工作循環(huán)為:快速下行→慢速加壓→保壓延時(shí)→快速返回→原位停止;并且壓力速度和保壓時(shí)間可調(diào)節(jié)。工藝循環(huán)圖如圖1-2所示。圖1-3壓力機(jī)工藝循環(huán)圖2液壓機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2。1壓力機(jī)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及要求液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下三個(gè)基本原則：1盡可能地滿足工藝要求，便于操作。2具有合理的強(qiáng)度與剛度,使用可靠，不易損壞。3具有很好的經(jīng)濟(jì)性,重量輕，制造維修方便。其中,工藝要求是最主要的影響因素,由于在液壓機(jī)上進(jìn)行的工藝是多種多樣的，因此液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)型式也必然是看，有立柱式單臂式，和框架式,立柱式中又分四柱，雙柱,三柱及多柱等。從工作缸的數(shù)量看，有單缸，雙缸及多缸.本液壓機(jī)采用的結(jié)果為三梁四柱式，它由上橫梁﹑下橫梁﹑四個(gè)立柱和螺母組成的一個(gè)封閉起來(lái)框架?？蚣艹惺苤饕ぷ鬏d荷。工作缸固定在上橫梁相連，活動(dòng)橫梁以四根立柱為導(dǎo)向,在上下橫梁之間往復(fù)運(yùn)動(dòng),活動(dòng)橫梁下面固定有上工作臺(tái),下工作臺(tái)則固定于下橫梁上，立柱之間的距離可根據(jù)下橫梁的尺寸，和工作要求確定,活動(dòng)橫梁的上下移動(dòng)距離根據(jù)設(shè)計(jì)給定的工作行程確定,本次設(shè)計(jì)給定的工作行程為500mm,考慮到加工過(guò)程中需要安裝夾具等設(shè)備，因此確定為600mm。當(dāng)高壓液體進(jìn)入工作缸后，對(duì)活塞桿施加很大的壓力.推動(dòng)活塞桿?；顒?dòng)桿與活動(dòng)橫梁連接在一塊，因此在推動(dòng)活動(dòng)橫梁及工作臺(tái)向下運(yùn)動(dòng)，使兩工作臺(tái)間的物體產(chǎn)生塑性變形或保持一定時(shí)間的壓力，達(dá)到工作要求，實(shí)現(xiàn)加工目的。2.2立柱的強(qiáng)度計(jì)算液壓機(jī)的立柱與上﹑下橫梁組成一個(gè)封閉的受力框架，偏心加載時(shí),立柱不但受軸向拉力還承受橫向側(cè)推力和彎矩，使受力情況惡化，由于多次超靜定問(wèn)題，在有些液壓機(jī)中，如中小型鍛壓，液壓機(jī)由于經(jīng)常受多次快速反復(fù)加載及在缷載時(shí)能量的突然釋放，都會(huì)引起機(jī)架劇烈的推動(dòng)，在立柱的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到這些因素，因此比較復(fù)雜，困難較多。本液壓機(jī)采用近似計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)立柱的尺寸及校核立柱的強(qiáng)度。本立柱選用45號(hào)鋼。δb=600MPa，取安全系數(shù)n=5則【δ】=600/5=120MPa每根立柱所受的軸向力為F=2*105/4=0。5＊106N由4F/得D56.47mm因此考慮到有些地方需要加工螺紋，因此D=65mm。2。3橫梁的強(qiáng)度計(jì)算由于橫梁是三個(gè)方向上尺寸相差不太多的箱形另件。用材料力學(xué)的強(qiáng)度分析方法不能全面的反映它的應(yīng)力狀況，目前在進(jìn)行一般的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，而將許用應(yīng)力取得最低.按管支梁計(jì)算出的橫梁中間，截面的應(yīng)力值和該處實(shí)側(cè)值還比較低接近.因此，作為粗略計(jì)算，這種方法目前還是可行的，但無(wú)法精確計(jì)算應(yīng)力集中區(qū)的應(yīng)力?？臻g有限單元法的發(fā)展提供了較精確地計(jì)算橫梁各部分應(yīng)力的可能性，如可按板系組合結(jié)構(gòu)來(lái)編制計(jì)算行程.2.4油箱的設(shè)計(jì)油箱體一般用4mm左右的鋼板焊接而成，也可鑄造。本油箱由于要兼作液壓元件安裝臺(tái)，可將所用鋼板加厚。選箱底和側(cè)壁厚為10mm，蓋板厚為12mm根據(jù)容積的要求，及油面高度為箱體高度80％的條件并考慮到油箱散熱，沉淀雜質(zhì)的功能.油箱內(nèi)裝有隔板,將泵的吸油管和回油管隔開(kāi)，側(cè)板裝有油位計(jì)和注油口，其中油位計(jì)和注油口應(yīng)距離較近。似便于注油者的觀察.油箱蓋板上裝有空氣濾消器。以防止泵在吸油時(shí),空氣中的雜質(zhì)微粒進(jìn)入油液中，泵和電機(jī)安裝在板上并固定.吸油管路和回油管路隔開(kāi)，吸油腔與回油腔用濾網(wǎng)隔開(kāi)，過(guò)濾系統(tǒng)回油。油箱側(cè)管應(yīng)設(shè)置清掃窗孔,在油箱清洗時(shí)打開(kāi),便于擦試，油箱內(nèi)部。油箱底部距地面有一定距離，且有1：30的斜度，卸油口設(shè)在最底處，以便在換油時(shí)將舊油全部排出，隔板底部開(kāi)一缸口，以便在換舊油液時(shí)，從缷油口排出。油箱密封要好，防止油箱滲漏到箱外，避免外界粉塵物侵入箱內(nèi).油箱內(nèi)壁涂耐油的防銹漆.3壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)是液壓壓力機(jī)的動(dòng)力控制系統(tǒng),液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、合理性是液壓壓力機(jī)技術(shù)先進(jìn)性的重要標(biāo)志，也是液壓壓力機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性的關(guān)鍵.一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即能源裝置、執(zhí)行元件、調(diào)節(jié)控制元件、輔助元件和液壓油。1.能源裝置。它是將電機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能（壓力和流量）輸出的能量轉(zhuǎn)換裝置，一般最常見(jiàn)的形式是液壓泵.2。執(zhí)行元件。它是將油液的壓力能轉(zhuǎn)換成直線式或回轉(zhuǎn)式機(jī)械能輸出的能量轉(zhuǎn)換裝置，一般做直線運(yùn)動(dòng)的是液壓缸，做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的是液壓馬達(dá)。3.調(diào)節(jié)控制元件.它是控制液壓系統(tǒng)中油液的流量、壓力和流動(dòng)方向的裝置,包括方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥、比例閥和邏輯閥。這些元件是保證系統(tǒng)正常工作不可缺少的組成部分。4。輔助元件.是除上述三項(xiàng)以外的其它裝置，如油箱、濾油器、蓄能器、油管等,這些元件對(duì)保證液壓系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定持久的工作，有重大作用.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)和應(yīng)滿足的條件3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)壓力：F=200KN行程:500MM速度：工進(jìn)10MM/S快進(jìn)100MM/S3.1。2設(shè)計(jì)要求分析結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，考慮多方面原因,得出以下應(yīng)滿足的條件：要產(chǎn)生大的壓制力(200KN）.要有良好的密封性。壓力機(jī)在工作過(guò)程中有保壓延時(shí)的要求，要求不會(huì)因?yàn)樾孤抖档凸ぷ鞯膲褐屏?達(dá)不到工作要求.結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，合理選擇使成本盡量降低。盡量避免零件加工過(guò)程中及設(shè)備使用中污染環(huán)境的因素。3。2工況分析并確定初步液壓缸直徑3.2.1負(fù)載分析初步確定各工況的負(fù)載和速度液壓缸負(fù)載主要包括：壓制力﹑摩擦阻力慣性阻力重力密封阻力和背壓阻力的等。壓制力：根據(jù)油缸和活塞桿的連接形式可知：F=200KN摩擦阻力﹑重力：由于液壓缸的摩擦阻力和重力相對(duì)于壓制力很小，故可忽略不計(jì)。慣性阻力：由于液壓缸工作運(yùn)動(dòng)時(shí)速度很小，不屬于快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)型，故慣性阻力可忽略不計(jì)密封阻力和背壓阻力：將密封阻力考慮在液壓缸的機(jī)械效率中去，取液壓缸的機(jī)械效率為0.9背壓阻力是液壓缸回油路上的阻力，初算時(shí)可不考慮，其數(shù)值在系統(tǒng)確定后才能定下來(lái)。由于液壓缸的工況階段在壓制階段,因此其快退時(shí)的速度的范圍沒(méi)有限制，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮壓制階段。這里液壓缸的負(fù)載圖速度圖也不再列出。3.2。2初步確定液壓缸的直徑（1）液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的內(nèi)徑①初選系統(tǒng)壓力P=20Mpa②由于液壓缸的機(jī)械效率為n=0.9，所以FL===222KN③由于FL=P1S得S===11.1×10—3（M3）因?yàn)楦椎臋M截面積S=所以D==CM=11。89cm查機(jī)械手冊(cè)根據(jù)國(guó)標(biāo)GB2348-1993，取標(biāo)準(zhǔn)直徑D=110MM④根據(jù)下表3—1:表3—1公稱壓力/Mpa12.5—201.331.4622取速比=2④查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知d=D=0.707D代入計(jì)算并取標(biāo)準(zhǔn)直得d=70mm根據(jù)已取得的缸徑和活塞桿直徑，計(jì)算液壓缸的實(shí)際有效面積,無(wú)桿腔面積A1和有桿腔的面積A2分別為：A1=9498。5mm2，A2=5652mm23.3液壓系統(tǒng)的擬定(1)調(diào)壓回路：（2）液壓缸換向回路：綜合考慮各個(gè)支路的情況，設(shè)置了一個(gè)壓力繼電器1XJ，三個(gè)擋鐵行程開(kāi)關(guān)XK1、XK2、XK3,其中壓力繼電器1XJ控制整個(gè)系統(tǒng)的壓力，當(dāng)液壓缸工作壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，壓力繼電器1XJ發(fā)出電氣控制信號(hào)，電磁鐵2DT斷電，電液換向閥6復(fù)中位，液壓缸進(jìn)回液腔封閉，液壓系統(tǒng)卸荷。合成后的液壓系統(tǒng)如圖3—2所示:圖3—2單缸液壓壓力機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖1—主液壓泵；2—定量泵；3、4—溢流閥；5—遠(yuǎn)程調(diào)壓閥；6—電液換向閥；7—壓力表；8-電磁換向閥;9—液控單向閥；10—順序閥；11—卸荷閥（帶阻尼孔）；12—壓力繼電器；13—單向閥；14—充液閥；15—充液箱；16-液壓缸；17-滑塊;18－擋鐵。3。4液壓系統(tǒng)的工作原理3。4.1液壓缸的工作分析液壓缸的工作循環(huán)為：快速下行→慢速加壓→保壓延時(shí)→快速返回→原位停止，現(xiàn)對(duì)各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行分析。1）快速下行電磁鐵2DT和3DT通電,電液換向閥6和電磁換向閥8均換至右工位,后者使液控單向閥9打開(kāi).此時(shí)液壓缸進(jìn)回液路區(qū)暢通。進(jìn)油路：主液壓泵1→電液換向閥6→單向閥13→液壓缸18上（無(wú)桿)腔；回油路：液壓缸18下（有桿)腔→液控單向閥9→電液換向閥6→油箱。此時(shí)液壓缸滑塊16因自重而快速下降，主液壓泵1全部流量尚不能滿足快速要求的流量,液壓缸18上腔形成局部真空,呈泵工況，油箱（置于液壓缸頂部)中油液在大氣壓力下經(jīng)液控充液閥（液控單向閥)14充入，避免了上述不利現(xiàn)象產(chǎn)生。2)慢速接近工件和逐步加壓擋鐵17壓下行程開(kāi)關(guān)XK2時(shí)，電磁鐵3DT斷電,電磁換向閥8處于常態(tài)(圖示位置），液控單向閥9關(guān)閉,閥芯緊閉.進(jìn)油路：主液壓泵1→電液換向閥6→單向閥13→液壓缸18上腔；回油路：液壓缸18下腔→順序閥10→電液換向閥6→油箱。順序閥10使下腔建立起背壓,滑塊靠自重不能下降，主液壓泵1供給的壓力油使之下行。這時(shí)上腔壓力升高,充液閥(液控單向閥）14關(guān)閉，活塞速度降低.當(dāng)滑塊慢速接觸工件時(shí)，阻力（負(fù)載）急劇增加,主液壓泵1工作壓力急劇升高，排量自動(dòng)減小，液壓缸活塞速度進(jìn)一步降低，以極慢的速度對(duì)工件加壓。3）保壓延時(shí)當(dāng)液壓缸18工作壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí),壓力繼電器12發(fā)出電氣控制信號(hào)，電磁鐵2DT斷電，電液換向閥6復(fù)中位，液壓缸進(jìn)回液腔封閉，主液壓泵1經(jīng)電液換向閥6中位卸荷.保壓時(shí)間可由壓力繼電器12控制的時(shí)間繼電器調(diào)節(jié).4)快速回程保壓結(jié)束后,時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)使電磁鐵2DT斷電，1DT通電,電液換向閥6切至左位,同時(shí)進(jìn)油路控制油液使充液閥(液控單向閥）14打開(kāi)，為液壓缸18退回做好準(zhǔn)備。這時(shí):進(jìn)油路：主液壓泵1→電液換向閥6→液控單向閥9→液壓缸18下腔；回油路：液壓缸18上腔→充液閥（液控單向閥）14→油箱。需要說(shuō)明的是，電液換向閥6切至左位時(shí)，液壓缸18還未泄壓時(shí)，上腔壓力很高，卸荷閥11（帶阻尼孔)呈開(kāi)放狀態(tài)，主液壓泵1的輸出油液經(jīng)此閥阻尼孔回油箱，這時(shí)主液壓泵1工作壓力較低，不足以使液壓缸回程，但可使充液閥(液控單向閥）14開(kāi)啟，使液壓缸18上腔泄壓；當(dāng)液壓缸上腔壓力降到定值時(shí)，卸荷閥11關(guān)閉，此時(shí)主液壓泵1才開(kāi)始向液壓缸18下腔供液，液壓缸快速回程.5)停止液壓缸位于其反向行程末端時(shí)，擋鐵下壓行程開(kāi)關(guān)XK1，電磁鐵1DT斷電，電液換向閥6處于中位,液壓缸被鎖而停止。主液壓泵1此時(shí)處于卸荷狀態(tài)。在使用中,可隨時(shí)手動(dòng)控制1DT斷電，使液壓缸隨時(shí)處于停止?fàn)顟B(tài)。其工作循環(huán)和電磁鐵動(dòng)作順序表如表3-1所示。表3—1單缸液壓壓力機(jī)工作循環(huán)和電磁鐵動(dòng)作順序表動(dòng)作名稱信號(hào)來(lái)源換向滑閥工作狀態(tài)電磁鐵動(dòng)態(tài)狀態(tài)電液換向閥6電磁換向閥81DT2DT3DT單缸液壓缸快速下行2DT和3DT通電右位右位++慢速加壓擋鐵行程開(kāi)關(guān)XK2，3DT斷電，4DT通電右位常態(tài)+保壓延時(shí)壓力繼電器12發(fā)出信號(hào)，2DT斷電中位—快速回程壓力繼電器12發(fā)出信號(hào),1DT通電左位+停止行程開(kāi)關(guān)XK1發(fā)出信號(hào)，1DT斷電中位—3.4.2液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)液壓系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：（1)此液壓系統(tǒng)使用了高壓大流量恒功率變量泵供液,既符合工作要求，又能充分發(fā)揮機(jī)器的效益。（2)利用液壓缸活塞快速下降使液壓缸自動(dòng)充液，減少對(duì)液壓泵的流量要求.(3）液壓缸利用單向閥保壓，為減少工藝轉(zhuǎn)換過(guò)程的液壓沖擊，設(shè)置了泄壓回路.（4）采用專用液壓泵提供壓力控制油液?？刂茐毫Υ笮∮梢缌鏖y3調(diào)定。3.5液壓元件的計(jì)算和選擇3。5。1液壓缸的計(jì)算和選擇前面已算出缸的活塞直徑D=110mm,活塞桿的直徑d=70mm3.5.2液壓泵和電動(dòng)機(jī)的選擇(1）選擇液壓泵前面選擇液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力為20Mpa，因此根據(jù)機(jī)械手冊(cè)中提供的公式計(jì)算泵的額定壓力Pb=(1。25～1。6)P=(1.25～1.6）×20Mpa=25～32Mpa因此泵的額定壓力可取為Pb=31.5Mpa（2）系統(tǒng)流量的計(jì)算液壓缸在工作時(shí)所需流量為Q=A1U=9498。5mm×10×60×10-6=5.7L/minA1——無(wú)桿腔的面積U——液壓缸的工進(jìn)速度取泄露系數(shù)為1.2Q=KQ=1.2×5。7L/min=6.84L/min（3）泵的選擇A。恒功率變量泵先取電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min則要求泵的幾何流量為qB===4。56ml/r又因?yàn)橄到y(tǒng)要求壓力高且可變流量，故選用柱塞式恒功率變量泵查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用泵的型號(hào)為10YCY14—1B，斜盤(pán)式軸向柱塞泵，排量為10mL/r,轉(zhuǎn)速1500r/minB。輔助泵輔助泵2為低壓小流量定量泵，提供壓力控制油液，一般的液壓泵均可滿足.選取泵的型號(hào)為YB1—2。5，YB1定量葉片泵，排量為2。5mL/r，轉(zhuǎn)速1450r/min（4）電動(dòng)機(jī)的選擇泵的輸入功率為P====9.844+0。476=10.32（KW）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y160M-4其輸出功率為11kw轉(zhuǎn)速為1460r/min3。5。3油箱的選擇油箱的作用是提供給液壓系統(tǒng)足夠的油液（儲(chǔ)存油液）此外還起著散發(fā)油中的雜質(zhì)等作用。有時(shí)候還兼作液壓元件的安裝臺(tái)。按油箱內(nèi)液面是否和大氣相通，油箱可分為開(kāi)式油箱和加壓油箱開(kāi)式油箱中的液面與大氣相通，液面壓力等于大氣壓力.開(kāi)式油箱又可分為整體式和分離式不兩種。整體式油箱與詩(shī)詞主機(jī)連作一體，結(jié)構(gòu)緊湊但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不方便，散熱性不好,還會(huì)由于油溫過(guò)高使鄰近的構(gòu)件產(chǎn)生變形。而分離式油箱和主機(jī)分開(kāi)，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)油箱,克服了上述缺點(diǎn),因此得到了廣泛應(yīng)用，加力和壓縮氣體（以防止氣體溶解于油液中可用隔膜式將氣體與油隔開(kāi)）或者用彈簧或重物使密封油箱液面上增加一定的壓力，以提高泵的吸油口壓力，防止泵產(chǎn)生吸空現(xiàn)象。本系統(tǒng)中，由于油箱要作液壓元件的安裝臺(tái)，故選用開(kāi)式油箱中的分離式。油箱容積的大小，要考慮液壓系統(tǒng)工作時(shí)應(yīng)保一定的油液量,而液壓系統(tǒng)不工作時(shí)，系統(tǒng)中的油箱主部油流回油箱中，應(yīng)不超過(guò)油箱高度的50%，并且能散發(fā)出一定的熱量，使油溫不超過(guò)允許值。(1)上油箱的選擇上油箱是在壓力機(jī)快速下行時(shí)充液，因此其所需的容積最大為當(dāng)活塞桿完全伸出時(shí)所供的油液體積，雖然是由兩個(gè)油路同時(shí)供液，但由于由泵所提供的量比較少，可忽略不計(jì)。所以所需的油箱體積為V=A1L=9498.5mm2×500mm=4.75LL--為活塞桿的導(dǎo)程A1同前（2）下油箱的選擇液壓箱的容積最小應(yīng)為泵的流量的一倍或更大些，一般為5-7倍,這比采用熱變換的實(shí)際效果更好。泵的排量為QB=nqB=1500r/min×10ml/r÷1000=15L查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得油箱的計(jì)算公式為V=（5～7)QB==75～100L此系統(tǒng)取V=100L由于壓力機(jī)為非長(zhǎng)時(shí)間使用機(jī)器。對(duì)于泵站電動(dòng)機(jī)的冷卻直接采用空冷.(3)油箱的設(shè)計(jì)由于前面計(jì)算出下油箱的容積為100L,因此長(zhǎng)、寬、高取為800mm×400mm×400mm。上油箱容積為6。3L,形狀為圓柱形，下面接一倒立圓臺(tái)形圓柱直徑取為200mm,高度為200mm,下面凸臺(tái)直徑為133mm，高度為40mm.3.5.4管路內(nèi)徑的選擇管道是連接液壓元件，輸出液壓油的裝置，管系元件選擇得當(dāng)與否,對(duì)液壓系統(tǒng)工作可靠性，安裝合理性，維修方便都有影響。油管和管接頭可選用標(biāo)準(zhǔn)件，其選擇原則是應(yīng)使管中流速不要太高（使之為層流)盡量使整個(gè)系統(tǒng)中的油管縮短，以便減小壓力損失提高系統(tǒng)效率，管材的選擇應(yīng)根據(jù)壓力的高低，與泵閥等元件直接連接的管接頭，其管徑可根據(jù)所選泵閥來(lái)決定，選擇管道時(shí),應(yīng)盡可能使油流的能量損失小些，為此應(yīng)有足夠的通油面積光滑的管壁最短的長(zhǎng)度，及可能避免彎半徑過(guò)小，和截面密度。（1）油管的選用和計(jì)算常用的油箱有鋼管銅管，尼龍管，塑料管，橡膠軟管等多種它們應(yīng)根據(jù)元件的安裝位置,使用環(huán)境和工作壓力進(jìn)行選擇。鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油,抗腐和剛性都較好，但裝配中不能任意彎曲，常用于裝配方便的壓力管道處,中高壓系統(tǒng)用無(wú)縫鋼管，低壓系統(tǒng)中用焊接鋼管。尼龍管是一種新型的乳白色透明管，受壓能力因材料而異，自25*105—80*105Pa不等.目前大都在低壓管路中使用。尼龍管加熱后便于彎曲成行，擴(kuò)口冷卻后又可固定成形有著廣泛用途。橡膠管適用于兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的連接，分高壓和低壓兩種。高壓橡膠軟管由夾有幾幾層鋼絲編織的耐油橡膠制成，鋼絲層好越多耐壓越高。本系統(tǒng)中,主機(jī)到油箱之間的管道選用鋼管（無(wú)縫鋼管）吸油管和回油管選用鋼管，泵輸出管道選用高壓橡膠軟管，目的是為了避負(fù)在液壓元件中存過(guò)多的管道彎曲和管接頭。（2）油管尺寸的計(jì)算正確選用管的規(guī)格尺寸，對(duì)確保高效率的傳動(dòng)具有重要的意義，壓力管路中流速應(yīng)控制在4.5m/s以下對(duì)液壓驅(qū)動(dòng)部件的工作壓力能比6m/s的流速有明顯的提高，發(fā)熱量也會(huì)下降。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得管路內(nèi)徑的計(jì)算公式為d≥1130V≤1~2m/s;吸油管V≤3～6m/s;壓油管，壓力高時(shí)取大值V≤1。5～2.5m/s;回油路Q-—通過(guò)該油路的液體流量，單位為L(zhǎng)/s回油路和壓油路的油液來(lái)自泵的供液所以Q=15×10-3÷60=2.5×10-4所以其直徑為吸油管為：d≥1130=17.87mm壓油路為：d≥1130=7.99mm壓油路為：d≥1130=12.63mm根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表20－8－2，取公稱通徑d=20mm,外徑28mm。3。5.5濾油器1液壓油的過(guò)濾要求在液壓系統(tǒng)中，由于工作油液中的雜質(zhì)（包括從系統(tǒng)外部進(jìn)入的臟物顆粒和系統(tǒng)中液元件的磨損微粒）進(jìn)入液壓系統(tǒng)。容易引起液壓件工作表面的破壞，而使液壓元件的壽命大大縮短。為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作，提高液壓元件的壽命，進(jìn)入液壓系統(tǒng)中的工作液體必須濾油器過(guò)濾。濾油器的選取及安裝濾油器的選取原則①過(guò)濾精度應(yīng)能滿足液壓系統(tǒng)的要求②過(guò)濾能力應(yīng)能滿足液壓系統(tǒng)的要求③濾芯及外殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不致固油的壓力而破壞④有良好的抗腐蝕性=5\＊GB3⑤容易清洗和更換濾芯對(duì)濾油器過(guò)濾能力的要求,應(yīng)結(jié)合濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置來(lái)考慮,如濾油器的安裝在液壓泵的吸油泵路上其過(guò)濾能力應(yīng)為泵流量的兩倍以上。不同的液壓系統(tǒng)，以濾油器過(guò)濾精度的要求不同。本系統(tǒng)選用為WU—40×180其工作壓力為31。5MPa流量40L/min.過(guò)濾精度為180um由本液壓系統(tǒng)中泵的過(guò)濾精度要求所決定，把它安裝在油泵的吸油管上，這種安裝方式能保證液壓系統(tǒng)中的有設(shè)備不受雜質(zhì)的影響，但增大了吸油阻力。不過(guò)由于液壓機(jī)為非頻繁使用，且使用時(shí)間不長(zhǎng),再加上濾油器流量足夠大，所以不易使濾油器堵塞就不易使泵工作條件息化，濾油器安裝以后，可以定期取出清洗.3。5.6閥類元件的選擇根據(jù)系統(tǒng)的最高壓力和最大流量查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用各類閥型號(hào)如下表3—2液壓元件表序號(hào)元件名稱通過(guò)閥的最大流量Q（L/min）規(guī)格型號(hào)額定流量（L/min)額定壓力Mpa1斜盤(pán)式軸向柱塞泵—10YCY14-1B15202葉片泵—YB1—2。52。5203溢流閥2.5DBDA10P10/20120204先導(dǎo)式溢流閥15DBW10A200205遠(yuǎn)程調(diào)壓閥15YTF3-E10B40206三位四通電液換向閥15WEH1040207壓力表-K-10B-—8二位四通電磁換向閥2。524DF3B60169液控單向閥15SV10602010順序閥9HG03B122502011卸荷閥15HY-10d10402012壓力繼電器-HED20—-13單向閥15S10P2302014充液閥56.52SV1060203.6液壓系統(tǒng)主要性能的驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算包括壓力損失驗(yàn)算、系統(tǒng)溫升驗(yàn)算等，但其都應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、管路的長(zhǎng)度及布置等進(jìn)行，由于系統(tǒng)以及整個(gè)裝置的整體布置未定，這里省略。(1）由于此處選用恒功率液壓泵，因此泵的輸入功率不變,近似為電動(dòng)機(jī)的輸出功率，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為11kW.由于壓力機(jī)做功時(shí)只有在下行和上行時(shí)，且時(shí)間非常短，絕大多數(shù)時(shí)間處于保壓狀態(tài)，而此時(shí)不做功，因此可認(rèn)為總的發(fā)熱功率即是泵的輸入功率。(2)計(jì)算散熱功率前面初步求的油箱的有效容積為130L，按V=0。8abh，求的求的油箱各邊之積：abh==0。1625m3油箱的散熱面積為：A=1.8h（a+b）+1.5ab=1。80。4（0.4+0。8）+1.50。80。4m2=1。344m2油箱的散熱功率為：式中——油箱的散熱系數(shù)，查表43。4-2,取16W/(m2)——油溫與環(huán)境之差，取=35=16×1.344×35kW=0。75264可見(jiàn)油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，管道散熱是極小的，需要另設(shè)冷卻器.（3）冷卻器所需冷卻面積的計(jì)算冷卻面積為：A=式中K——傳熱系數(shù)，用管式冷卻器時(shí)，取K=116W/(）;—-平均溫升,=。進(jìn)油進(jìn)入冷卻器的溫度T1=60,油流出冷卻器的溫度T2=50，冷卻水入口溫度t1=25冷卻水出口的溫度t2=30。則：==27。5所需冷卻器的散熱面積為：A=m2=3.2m2考慮到冷卻器長(zhǎng)期使用時(shí)設(shè)備腐蝕和油垢,水垢對(duì)傳熱的影響，冷卻面積應(yīng)比計(jì)算值大30﹪,實(shí)際選用冷卻器散熱面積為：A=1。3×3。2m2=4。68m2由于系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)尚未確定，因此系統(tǒng)的壓力損失和功率損失不便于驗(yàn)算，因此此處簡(jiǎn)略.4液壓缸的設(shè)計(jì)4。1基本參數(shù)工作載荷F=200kN液壓缸內(nèi)徑D=110mm活塞桿的直徑d=70mm工作壓力為P=20MPa4.2缸筒的計(jì)算4.2。1材料的選擇根據(jù)工作要求選用45號(hào)鋼，其=610MPa，安全系數(shù)為n=5===122MPa4。2。2缸筒厚度的計(jì)算（1）根據(jù)材料的強(qiáng)度極限的下列計(jì)算公式代入數(shù)據(jù)的計(jì)算的=4.56mm由于因此必須滿足按薄壁筒計(jì)算的最小壁厚即=＝9.02mm所以D>110+9。022mm＝128.04mm取標(biāo)準(zhǔn)值的外徑AL=133mm（2）缸筒厚度驗(yàn)算=1\*GB3①為避免發(fā)生塑性變型額定壓力滿足Pn＜(0.35—0。42)PηPη=2.3δslg（D’/D）式中δs=600——-650MPaPη=109MPaPη＜（0。35—0。42)*109=38。15-——45。78MPa滿足要求=2\＊GB3②缸筒徑向變形量△D應(yīng)滿足△D=D＊PT「(D21+D2/D21—D2）—r」/E式中PT-—缸筒耐壓試驗(yàn)壓力PT=31。25MPaE–彈性模量E=2.06*105r–泊松比為0.3△D=250*31。25/2。06＊105（1332+1102/1332—1102+0。3)=0.68mm=3\*GB3③缸筒的爆裂壓力PEPE=2。3δblg(D‘/D）=2.3＊700lg(133/110）=132。7Mpa≥PT=31.25滿足要求圖3—1缸筒4。2.3油口直徑的選擇油口直徑的選用按照油管的內(nèi)徑選取，前面已計(jì)算得出內(nèi)徑為20mm,因此油口的直徑也為20mm。油口離最近一段的距離不可太近，以防止與導(dǎo)向套產(chǎn)生干涉,且在總體圖中與頂梁干涉，同時(shí)不可太遠(yuǎn),防止在活塞桿下行到最下端時(shí)，活塞將油口堵住，阻礙油的進(jìn)出，因此L=60mm。4.2.4缸底厚度的計(jì)算與選擇（1）缸底厚度應(yīng)滿足的條件為：其中—-計(jì)算處的壁厚，此處取110mmPy—-試驗(yàn)壓力，Py=1。2P=1.225MPa。所以=23.62mm（2)缸筒端都焊接處的強(qiáng)度計(jì)算.缸筒與后端蓋用焊接,其焊縫應(yīng)力為δ=4F/∏(D12-d12）＊10—6式中F—液壓缸最大推力F==200＊103ND1-缸筒的外徑D1=133mmd1—焊縫底徑取d1==115mmη—焊縫效率取η=0.8δ=4*200＊103/∏(0。1332—0。1152）=179。2MPa圖3—2焊條型號(hào)取E5016開(kāi)型藥皮類型紙氫鉀型δb=490MPa民、取安全系數(shù)n=2則δ=δb/n=245MPa故焊縫合格可靠4。2.5中間法蘭的設(shè)計(jì)筒的兩端分別和缸蓋和缸底相連，構(gòu)成密閉的壓力腔,為便于液壓缸安裝特在缸筒的外壁焊接一法蘭，以便于安裝.法蘭尺寸的計(jì)算=1\*GB3①中間法蘭的厚度的計(jì)算由于中間法蘭的受力比較復(fù)雜，必須借助計(jì)算機(jī)才可有效地求出，因此本次設(shè)計(jì)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取一定值,選用厚度為35mm=2\＊GB3②螺紋直徑的選擇由于液壓缸受力為200kn，因此根據(jù)螺紋的強(qiáng)度要求可知危險(xiǎn)截面處的拉應(yīng)力為切應(yīng)力為合成應(yīng)力為：式中F1——液壓缸的工作載荷d-—螺栓直徑——材料的需用應(yīng)力，選用Q235，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的=n一般取2==225MPaK—-螺紋的預(yù)緊力系數(shù)因此選用36mm的螺紋圖3-3中間法蘭焊接強(qiáng)度的計(jì)算：根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》發(fā)蘭焊接強(qiáng)度要滿足：其中：取整,即一般焊接即可滿足發(fā)蘭要求4.2。6缸體的技術(shù)要求缸體的內(nèi)徑采用H8配合，由于活塞選用橡膠密封圈密封，因此，Ra值為0。1～0。4，并經(jīng)過(guò)研磨.缸筒的圓度公差等級(jí)選為按10級(jí)精度選取,,圓柱度公差值應(yīng)按8級(jí)精度選取。缸體斷面的垂直度公差應(yīng)按7級(jí)精度選取。為防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為30～40的鎘層，鍍后經(jīng)行拋光.4.3活塞4。3。1活塞桿的計(jì)算活塞的寬度活塞的寬度一般為活塞外徑的0。6~1.0倍，但也要根據(jù)密封件的型式和數(shù)量及導(dǎo)向長(zhǎng)度確定。圖3-5活塞密封圈的選擇圖3—4孔用密封圈壓力機(jī)對(duì)于密封性的要求很高，由于系統(tǒng)的壓力較高,要求密封性能好，耐磨性好,使用時(shí)間較長(zhǎng)，故選用孔用型密封圈。選用密封圈的規(guī)格為D=110mm，H=14mm，H1=12.5mm，材料：聚氨酯—4?；钊麅?nèi)側(cè)與活塞桿之間的密封屬于靜密封,查手冊(cè)（根據(jù)GB3452.1—92）取O形密封圈尺寸為：，密封圈材料為J晴橡膠。(3)具體尺寸的選擇由于缸體的內(nèi)徑D1為110mm，由于活塞與缸之間有一定的空隙,應(yīng)控制在1mm左右此處取為1mm，所以活塞的外徑D=109mm.所以活塞寬度約為L(zhǎng)=65。4～109mm,所以L取為80mm。d2，d1和L2的尺寸由密封圈確定,本次設(shè)計(jì)選用Yx型密封圈，因此查表的其尺寸d2=98mmd1=108mmL2=16mml1=5mmL1＝14mmD的尺寸根據(jù)活塞桿確定。4.3.2活塞的材料及要求(1）液壓缸活塞的常用材料為灰鑄鐵、耐磨鑄鐵,此處選用HT300（2)活塞的技術(shù)要求①活塞外徑對(duì)內(nèi)徑的徑向跳動(dòng)公差值按7級(jí)精度選取。②外徑的圓柱度公差按10級(jí)精度公差選取。4。4活塞桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.4.1活塞桿設(shè)計(jì)（1)由前面的計(jì)算可知，活塞桿的直徑為d=70mm（2）活塞桿的具體長(zhǎng)度的確定根據(jù)裝配圖上零件的尺寸和行程，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)畫(huà)圖,初步選取總長(zhǎng)度為800mm。d1處與活塞接觸，由于此處受力不大，但考慮到尺寸取太小時(shí)結(jié)構(gòu)不合理，可取為40mm,此時(shí)要檢驗(yàn)軸肩處能否承受工作載荷?；钊麠U與活塞肩部表面的壓應(yīng)力為P為系統(tǒng)最高壓力，取25Mpa。D為液壓缸的內(nèi)徑，為110mm。d為活塞桿與軸肩接觸處的直徑，為70mm。d1為活塞桿與活塞接觸處的直徑,為40mm.C為活塞與活塞桿接觸處的倒角，此處為1mm。為需用強(qiáng)度,為120Mpa。105。77Mpa經(jīng)檢驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。(3）活塞桿與活塞的連接形式有多種，一般用螺紋連接，如活塞設(shè)計(jì)圖中所示，但考慮到本設(shè)計(jì)中其受力較小，僅在返回行程中受活塞桿和中間滑塊的重力，因此可用卡環(huán)固定，使結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單合理,且可以增加滑塊的行程，現(xiàn)將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖，其中具體尺寸為L(zhǎng)1=5mmL2的尺寸可根據(jù)卡環(huán)的寬度確定，卡環(huán)的寬度定為4mm，因此L2=4mm溝槽的深度同樣根據(jù)卡環(huán)和機(jī)械強(qiáng)度確定，因此溝槽處直徑為36mm。與活塞接觸處的長(zhǎng)度與活塞長(zhǎng)度相同以保證卡環(huán)能卡進(jìn)且卡環(huán)固定后不晃動(dòng)，因此其長(zhǎng)度取為70mm活塞桿的右端為輸出端，為使中間滑塊受力更加均勻，此處選擇與球頭分離的結(jié)構(gòu)以便于連接一個(gè)大直徑的球頭，并通過(guò)螺紋把它們連接起來(lái),查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用M64的螺紋連接，配合長(zhǎng)度可取為25mm。螺紋退刀槽寬度取為3mm，直徑取為60mm。圖3—6活塞桿4。4。2活塞桿材料及技術(shù)要求取活塞桿的形式為：實(shí)心活塞桿，材料為45號(hào)鋼。活塞桿的技術(shù)要求：=1\*GB3①活塞桿的熱處理:措加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229～285HB，=2\＊GB3②活塞桿d和d1的圓度公差按10級(jí)精度選取?；钊麠U的圓柱度公差應(yīng)按8級(jí)精度選取.=3\*GB3③活塞桿d對(duì)d1的徑向跳動(dòng)公差值應(yīng)為0.01mm.=4\＊GB3④斷面T的垂直度公差，則應(yīng)按7級(jí)精度選取。=5\＊GB3⑤活塞桿上的螺紋,一般應(yīng)按6級(jí)精度加工。=6\*GB3⑥活塞桿上表面的粗糙度為Ra0.63m，并且鍍鉻，鍍層厚度約為0。05mm，鍍后拋光。4.5導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)與計(jì)算導(dǎo)向套在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)中啟導(dǎo)向支承作用，導(dǎo)向套的性能的好壞對(duì)液壓缸的性能有很大的影響。（1）最小導(dǎo)向長(zhǎng)度及中隔圈長(zhǎng)度的確定當(dāng)活塞桿全部伸出時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，如圖所示圖3-7導(dǎo)向長(zhǎng)度一般情況，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足下面要求：式中：L——最大工作行程D——缸筒內(nèi)徑H——導(dǎo)向長(zhǎng)度即因此導(dǎo)向套的長(zhǎng)度為A=802-80=80mm。所以選用A為100mm.（2）密封圈的選擇導(dǎo)向套與活塞桿的配合為動(dòng)配合，為防止油液的泄露,選用密封性能好一點(diǎn)的密封圈，因此選用軸用Yx型密封圈由于活塞桿的直徑為70mm，因此查手冊(cè)（根據(jù)JB/ZQ4265圖3—8軸用密封圈—86）選擇，密封圈代號(hào)：Yx形密封圈d70（d=70㎜、H=14㎜、H1=12。5㎜）材料:聚氨酯—3；（3）防塵圈的選擇為防止外界塵埃進(jìn)入系統(tǒng)選用一定的防塵圈，本次選用J型圈，防塵圈代號(hào)：J形防塵圈=56，d1=71±0.6㎜、D1=78±0.6mm、H=10mm（允許公差-0。5㎜）、h=5mm（允許公差—0。3㎜），材料：聚氨酯橡膠。圖3—9防塵圈（4）導(dǎo)向套的具體設(shè)計(jì)3-10導(dǎo)向套總體長(zhǎng)度L=100mmD處于液壓缸的內(nèi)徑接觸，因此D=110mm。D2處安裝Yx型密封圈，因此根據(jù)密封圈的要求D2=82mmD1處的尺寸不能大于110mm不能比密封圈的尺寸小,因此D1可取為90mmL3的尺寸根據(jù)密封圈確定，因此L3=16mm.L1的尺寸根據(jù)總長(zhǎng)度確定,L1=35mm.d處于活塞桿配合,活塞桿的直徑為70mm，他與活塞桿的直徑距離為接近1mm，此處取0。8mm,因此d=71.6mm。d1處安裝支撐環(huán),因此d1=80mm。L4為支撐環(huán)的長(zhǎng)度，L4=15mm。導(dǎo)向套安裝兩個(gè)支撐環(huán)，為了便于設(shè)計(jì)和制造，兩處選用相同的尺寸。D3的尺寸根據(jù)J型防塵圈的尺寸確定,由于安裝防塵圈的空的直徑為93mm，故D3=100mm.4。6油口的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1)油口的主要尺寸在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中都有明確的規(guī)定,由前面計(jì)算可知，油