畢業(yè)設計（論文）-側(cè)裝壓縮式垃圾車液壓系統(tǒng)設計

XX大學本科生畢業(yè)設計側(cè)裝壓縮式垃圾車液壓系統(tǒng)設計全套圖紙加V信153893706或扣33463894111概述1.1研究的目的和意義在我國早期，街道、物業(yè)區(qū)等地的垃圾收集主要依靠人工手推車和普通垃圾車。這種垃圾運輸方式存在一些缺陷：一是手推車等落后的運輸方式效率低，與現(xiàn)代城市不相容；二是在運輸過程中容易產(chǎn)生二次污染。因此，這種垃圾收運方式已經(jīng)落后。早在20世紀80年代中期，中國就在引進國外技術(shù)的基礎上，開發(fā)了一種側(cè)裝式壓實垃圾車。與其他運輸工具相比，該垃圾車具有垃圾壓縮率高、裝載量大、密閉運輸、消除垃圾運輸過程中二次污染等優(yōu)點，發(fā)展迅速。隨著市場的擴大，垃圾車的種類和型號逐漸豐富。它已成為現(xiàn)代城市垃圾收運、清運的重要專業(yè)運輸和運營工具。壓縮式垃圾車由密封式垃圾箱、液壓系統(tǒng)和操作系統(tǒng)組成。整車采用全密封、自壓縮、自卸和壓縮工藝，污水全部進入污水艙，更徹底地解決了垃圾運輸過程中的二次污染問題，關(guān)鍵部位采用優(yōu)質(zhì)部件，具有壓力高、密封性好、操作方便、安全等優(yōu)點。有利條件。根據(jù)垃圾裝載機構(gòu)的位置，垃圾車可分為正面裝載、側(cè)面裝載和背面裝載。根據(jù)垃圾裝載情況，垃圾車可分為壓縮式和非壓縮式。背裝式壓縮垃圾車，又稱壓縮垃圾車，是一種新型的環(huán)保環(huán)衛(wèi)車，主要用于垃圾的收集、轉(zhuǎn)運和運輸，避免二次污染，在國外得到廣泛應用。側(cè)裝裝置與垃圾桶或垃圾斗相連，形成移動式垃圾轉(zhuǎn)運站，實現(xiàn)多用途、無污染的垃圾收運。有效地防止垃圾在收集、運輸過程中散落、飛揚造成的污染。提高勞動效率，降低勞動強度是環(huán)境衛(wèi)生新的理想專用工具。壓縮垃圾車由機械、電氣、液壓聯(lián)合自動控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和手動操作系統(tǒng)組成。通過車廂、填料、推板等特殊裝置，實現(xiàn)垃圾傾倒、粉碎或壓扁、強填充、垃圾擠入車廂、壓實和垃圾傾倒的工作過程。壓縮式垃圾車垃圾收集方法簡單高效；壓縮比高，裝載量大；壓縮式垃圾車運行自動化；動力、環(huán)保性好；壓縮式垃圾車裝載和制造部件多為沖壓件，重量輕，車輛使用效率高；W具有自動反復壓縮和爬行壓縮功能；壓縮垃圾車垃圾的壓實度、壓實度、環(huán)保。垃圾收集、裝卸車和垃圾站的占用均優(yōu)于其他類型的垃圾壓縮站成套設備。目前，側(cè)裝式無壓縮垃圾車在我國得到了廣泛的應用。然而，隨著垃圾中塑料和紙張含量的增加，非壓縮裝填方式變得不經(jīng)濟。一些城市已經(jīng)開始使用側(cè)裝式壓縮垃圾車，而且它一直在上升。主管部門已將側(cè)裝壓縮垃圾車列為未來城市垃圾車的發(fā)展方向。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀生活垃圾車液壓系統(tǒng)控制多采用手動和遙控操作，存在勞動強度高、工作效率低、性價比低、垃圾車誤操作易造成零部件損壞和人身事故等缺點。隨著新技術(shù)的飛速發(fā)展，我國開發(fā)了一種液壓控制和PLC控制的壓縮式垃圾車。汽車取力器驅(qū)動的齒輪油泵是液壓動力源。上下料采用液壓系統(tǒng)控制，具有密封性能好、無垃圾、污水泄漏、無二次污染等特點。這種緊湊型垃圾車的設計有助于提高我國垃圾車的自動化水平。在中國，幾乎所有壓縮垃圾車都采用固定式卡車底盤進行改裝，如東風牌和解放牌底盤。在國外，90%以上的垃圾車采用傳統(tǒng)柴油機驅(qū)動的定型車底盤進行改裝。車廂為框架鋼結(jié)構(gòu)，車頂及左右側(cè)板采用槽鋼加強筋加固。采用液壓系統(tǒng)輔助裝卸機構(gòu)，進行雙向循環(huán)壓縮。一般有手動和自動兩種操作系統(tǒng)，采用液壓鎖緊密封技術(shù)，確保安全運行，避免垃圾裝載時泄漏。有些配有后監(jiān)視器、油門油門等。壓縮垃圾車通過液壓系統(tǒng)和運行控制系統(tǒng)完成垃圾壓縮和裝載的全過程。其液壓系統(tǒng)和操作系統(tǒng)必然會影響垃圾車的安全性、可靠性和方便性。因此，液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的改進和完善是設計人員關(guān)注的問題。同時，PLC控制的壓縮垃圾車是我國實現(xiàn)垃圾車自動控制的主要途徑。在同類產(chǎn)品中，德國動物公司生產(chǎn)的壓縮垃圾車采用雙向壓縮技術(shù)。卸料推板推出后不回縮，倒垃圾過程中被推力推回。同時，在推板油缸上設置一個背壓，使垃圾在灌裝過程開始時被初步壓縮。隨著垃圾的不斷裝填，垃圾在車廂內(nèi)逐漸被高密度均勻地壓實，直至被填滿。解決了以往開發(fā)的垃圾車中間壓實，前端松散的問題。側(cè)裝式壓縮垃圾車集自動裝卸、密閉運輸、自卸車于一體?？朔藬[臂式和側(cè)裝式垃圾車容量小、壓縮性差、易產(chǎn)生飄移、灑落、散漏等二次污染的缺點。自動化程度高，提高了垃圾承載能力，降低了運輸成本。它是收集和運輸城市生活垃圾的理想工具。這是垃圾車的發(fā)展趨勢。然而，國內(nèi)對側(cè)裝式壓縮垃圾車核心部件的填充機理研究較少。產(chǎn)品設計主要采用經(jīng)驗值選擇或映射的方法，這在很大程度上限制了產(chǎn)品總體設計水平的提高。1.3本課題研究的內(nèi)容本設計主要針對垃圾車車廂的設計和卸料機構(gòu)的液壓設計。運輸是垃圾車的重要組成部分之一，主要用于裝載和運輸垃圾。在運輸過程中，不允許出現(xiàn)漂移、灑水、滲漏等現(xiàn)象，避免二次污染。根據(jù)設計要求，確定了燃燒室的形狀和主要尺寸參數(shù)，重點對其密封性進行了研究。卸料機構(gòu)主要用于垃圾的卸料和卸料，在垃圾裝車時提供一定的背壓，使壓縮后的垃圾密度均勻。采用液壓作動力裝置，實現(xiàn)操作自動化，大大降低勞動強度，提高工作效率。

2總體方案的設計2.1技術(shù)要求參數(shù)（1）裝運空間為9m3（2）推鏟重200kg（3）可載垃圾質(zhì)量3500kg2.2結(jié)構(gòu)方案的確定2.2.1結(jié)構(gòu)和工作流程圖2-1如圖所示，側(cè)裝壓縮式垃圾車主要由箱體、推料機構(gòu)、起升機構(gòu)、和液壓后門組成。其中，箱體裝載垃圾，箱體側(cè)面安裝起升機，由油缸給力提升，可將垃圾桶吊上、放下、上下升降，上下一次工作循環(huán)時間為50S。側(cè)裝壓縮式垃圾車的工作流程為：起升機構(gòu)將垃圾倒入箱體后，推板油缸將推板向后推送，將垃圾壓實并產(chǎn)生一定的背壓。當箱體中裝滿垃圾需要傾倒時，后門打開，推板油缸推動推板將垃圾推出車外，之后油缸收縮并回到原位。采用推板推出的方式，和傳統(tǒng)車廂上舉，靠重力卸料的方式相比，可以避免由于過分壓縮的垃圾膨脹堵塞在車廂內(nèi)，同時還可以防止卸料時重心過于后移而翻車。2.2.2車載質(zhì)量利用系數(shù)提高負荷質(zhì)量利用系數(shù)有助于降低車輛運行成本。側(cè)裝式壓實垃圾車利用系數(shù)主要由兩個方面組成：a.底盤的載質(zhì)量利用系數(shù)底盤選型選用技術(shù)含量高、動力好、自重相對較輕的底盤。b.專用裝置的自重側(cè)裝式壓實垃圾車由于結(jié)構(gòu)復雜、自重大，在設計中應盡量采用新材料、新技術(shù)、新技術(shù)。主要部件采用高強度鋼板，輔助部件（如擋泥板、裝飾件、蓋板等）采用重量相對較輕的注塑件。主要部件采用特殊的加工方法，如：通過數(shù)控將車廂側(cè)板和車頂彎成弧形結(jié)構(gòu)。采用局部加固的方法減輕了專用設備的重量。2.2.3垃圾壓縮比刮刀對壓縮機垃圾的壓力將直接影響垃圾的壓縮比。當壓力增大時，垃圾的壓縮比增大，反之亦然。因此，在壓縮機機構(gòu)的設計中，應努力提高刮刀的壓力。影響刮刀壓力的主要因素有四個：a.推板的壓縮面積根據(jù)使用情況、送料方式和垃圾輸入確定。如果推板能滿足使用要求，則推板的面積應盡可能小。b.壓縮氣瓶的安裝形式應充分利用氣瓶的最大容量，即在壓縮垃圾的過程中，氣瓶不應有桿腔效應。c.推料機與導軌之間的摩擦力有助于提高垃圾的壓縮力。因此，在選擇滑塊和導軌的材料時，應匹配相對摩擦系數(shù)較小的材料；壓縮缸軸線與滑塊導軌的夾角應減小，以避免由于壓縮缸安裝不當而引起的扭矩增大而導致N1和N2的增加；滑塊和導軌的平行度壓縮缸軸線與滑塊中心線之間的fset應減小。當油缸軸線偏離滑塊中心線時，N1、N2增大。當軸線偏離滑塊中心線時，n1和n2的值會減小，但結(jié)構(gòu)布置困難，所以壓縮缸通常放在滑塊中心線上。d.推料器筒體與地面的水平角越小，推料器筒體沿車廂長度方向的推力分量越大，有利于整個車廂裝滿垃圾，提高垃圾壓縮率。2.2.4車輛密封側(cè)裝式壓縮垃圾車由于壓縮力大，產(chǎn)生大量廢水。如果不加以控制，將嚴重影響環(huán)境。因此，在設計中，應從以下三個方面對貨車的密封進行改進：在車廂和填料之間安裝耐用的密封條，對其進行壓縮和鎖緊；使車廂底板前部低，后部高，以控制車廂內(nèi)的污水；填料下部均勻。車廂底部配有一個易于清洗的污水箱。用于車廂與填料間的污水滴臨時儲存。2.3卸料方式2.3.1車廂后傾式卸料方式其原理是在卸料缸的作用下，車廂內(nèi)的垃圾、壓縮機機構(gòu)和車廂圍繞車廂后部的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，車廂內(nèi)的垃圾旋轉(zhuǎn)一定角度，實現(xiàn)自重現(xiàn)場卸料作業(yè)。這種卸荷方法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但在實際應用中存在許多缺點，如：a.由于垃圾在車廂內(nèi)被壓實，垃圾和車廂周圍有較大的膨脹力和研磨力，垃圾不易倒出，嚴重的垃圾重量不足以克服摩擦力，造成垃圾膨脹和死亡的現(xiàn)象。b.在傾翻作業(yè)過程中，車廂重心、壓縮機機構(gòu)和垃圾會向后移動并上升，車輛前軸的載荷會降低，從而影響車輛的縱向穩(wěn)定性。在嚴重情況下，前橋離地，整個車輛傾翻（尤其是在路基較松的垃圾填埋場）。c.翻車時，所有重量集中在車廂的轉(zhuǎn)彎中心和汽車大梁的尾部，對汽車大梁和后橋造成嚴重損壞。2.3.2推板卸料方式其原理是在車廂內(nèi)設置一個帶有鏟形面板的推板，并沿預定軌道滑動。推板由油缸驅(qū)動，水平推向車廂后部，將垃圾推出車廂，實現(xiàn)卸料操作。雖然卸料方式的結(jié)構(gòu)比較復雜，但卸料不受垃圾壓縮比的限制，卸料干凈，框架的載荷分布更加均勻，卸料過程穩(wěn)定安全。同時，利用推板的阻力可以實現(xiàn)壓縮車的雙向壓縮。因此，推料卸料是側(cè)裝式壓縮垃圾車的理想卸料方式。因此，本設計選擇推板卸料方式。第三章液壓系統(tǒng)設計3.1液壓系統(tǒng)方案眾所周知，側(cè)裝壓縮垃圾箱中的推板（卸料板）具有兩種功能：在垃圾壓縮過程中提供背壓，在垃圾卸載時提供推力。圖3-1推板油缸斜置示意圖3.1.1垃圾壓縮原理如圖3-1所示，推板推動主箱的端部。通過提升包裝箱后面的壓縮機機構(gòu)，垃圾不斷被壓入主箱。在提升垃圾的過程中，利用刮刀提升壓力作為背壓回路的遙控信號，通過油口PIL打開先導閥B，使推料器油缸的無桿腔回流回路與背壓閥A相連，當且僅當垃圾擠壓力超過P時?；貕洪yA設定的壓力（圖中2Mpa），推料器油缸無桿腔中的液壓油通過部分回壓閥A返回油箱，其中一部分通過單向閥充滿桿腔，垃圾和推料板移動到主箱前部，直到推料板油缸充滿為止。回收的垃圾填滿了整個主箱。3.1.2推板油缸推力出料板油缸為多級油缸。在收縮過程中，由于活塞的橫截面積不同，推力會周期性地變化。在實踐中，在垃圾擠壓的情況下，油缸活塞桿從小到大依次回收，因此推力的變化趨勢是由小到大。以三級油缸為例，推力變化趨勢與后推行程L的關(guān)系如圖3-3所示。=P·Si（3-1）式中：——推板油缸推力P——背壓值Si——活塞的作用面積圖3-2背壓油路原理圖圖3-3F油箱與推板L的關(guān)系3.1.3油缸背壓力a.平置油缸當油缸平置時(圖3-4),=,推力變化的趨勢是由小到大,這導致了反壓的變化，反壓的作用是用戶壓縮的整車垃圾密度均勻，這意味著壓縮后的垃圾松散、緊實，滿載時會導致整車后橋超重。b.斜置油缸在推板油缸斜置的情況下,隨著推板向主箱前端移動,θ的增大,背壓力()逐漸減小(圖5-6),=。但同時,因為活塞截面積階段性的增大,又會在一定程度上彌補因角度變化引起的背壓力損失。圖3-4平置油缸背壓力圖3-5斜置油缸背壓力3.1.4油缸放置方式油缸分為平置和斜置兩種方式。通過對比,我們可以發(fā)現(xiàn)排出板油缸斜置方式有以下優(yōu)點:a.節(jié)省安裝空間,提高主箱容積利用率。b.有利于垃圾在壓縮過程中密度均勻。c.利于油缸的保護,避免主箱內(nèi)污水損害油缸體,保證使用壽命。d.有利于排出機構(gòu)平穩(wěn)移動(防偏轉(zhuǎn))。所以，決定選用油缸斜置式放置。3.1.5液壓系統(tǒng)原理根據(jù)設計要求，液壓系統(tǒng)在排放垃圾時，能發(fā)出足夠的力來排放垃圾；在裝載垃圾時，為了使壓縮垃圾的密度均勻，增加其裝載能力，液壓系統(tǒng)應提供一定的背壓以滿足設計要求。因此，液壓原理圖如圖3-6所示。圖3-6液壓原理圖3.2液壓缸的設計計算3.2.1工作中的最大載荷A.對排出機構(gòu)進行受力分析可得如下方程：（3-2）（3-3）式中：——推卸油缸的推力，也就是液壓缸的最大載荷——推卸油缸的安裝角度——壓縮的垃圾在車廂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力——排出板上方垃圾對排出板的作用力——為的傾斜角度——排出板機構(gòu)的重力——垃圾重量和排出板機構(gòu)重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力，——為導軌對排出板機構(gòu)的法向作用力由3-2式得，（3-4）B.排出機構(gòu)的重量取C.壓縮的垃圾在車廂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力的計算式中：——廂體的有效長度——廂體的有效寬度 ——廂體的有效高度——垃圾壓縮后對廂體的壓力，垃圾的單位膨脹力為6235，那其對廂體的壓力 ——垃圾與車廂壁之間的動摩擦系數(shù)，查表取D.排出板上方垃圾對排出板的作用力的計算式中：——排出板機構(gòu)底部長度——重力加速度——垃圾壓縮后的密度E.垃圾重量和排出板機構(gòu)重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力的計算=200×9.8×0.1+9×450×9.8×0.1=5488式中：——廂體的容積V=9m——排出板機構(gòu)與導軌之間的動摩擦系數(shù)，查表取F.將上述數(shù)據(jù)代入式（3-4）中則，3.2.2液壓缸基本尺寸a.此液壓缸為四級液壓缸，各級壓力和速度可按活塞式液壓缸有關(guān)公式來計算。式中：——一級液壓缸內(nèi)徑，——二級活塞桿尺寸，——三級活塞桿尺寸D4——四級活塞桿——液壓缸工作壓力，初算時取系統(tǒng)工作壓力12.7MPa；——液壓缸回油腔背壓力；為 ——活塞桿與液壓缸內(nèi)徑之比，液壓缸采用差動連接；比值取0.7 ——工作循環(huán)中最大的外負載；ηcm——液壓缸的機械效率，一般ηcm=0.9～0.97；標準的液壓缸直徑系列取[2]。根據(jù)計算的結(jié)果在活塞尺寸系列之中，所以取依此類推：標準的活塞桿尺寸系列圓整為[2]根據(jù)已取的缸徑和活塞桿直徑，計算液壓缸實際有效工作面積，無桿腔面積A1，有桿腔面積A2、A3分別為：b.計算液壓缸的流量式中：——排出機構(gòu)的速度7.7c.液壓泵流量,壓力的計算液壓泵向液壓缸輸入的最大流量為：若取回路泄漏系數(shù)K=1.1，則泵的流量：q=1.1×181.3=199.43L/min。液壓缸的最大工作壓力為=12.7MPa,在進油路上的壓力損失一般為0.5～1.5MPa,現(xiàn)取0.8MPa。則液壓泵的最高工作壓力：根據(jù)計算出的泵的流量和工作壓力，由作總體設計人員參考。d.計算電動機的驅(qū)動功率（3-5）式中：p——液壓泵的出口壓力（Pa），其值等于液壓缸的進口壓力與泵到液壓缸這段管路壓力損失之和，壓力損失??；q——液壓泵輸出流量()，q=199.43L/min=3.32×10-3m3/s；——液壓泵的效率，取所以：e.液壓缸的設計計算（3-6）+=（3-7）式中：——液壓缸密封處摩擦力由式3-6和式3-7可求得為（3-8）詳細計算見3.2.2節(jié)，，，3.2.3管道管道材料一般推薦采用10號、20號薄壁無縫鋼管和冷拔銅管。鋼管承受較高的工作壓力，且價格低廉，因此本系統(tǒng)主要采用鋼管。管道的直徑和尺寸一般可參考所選液壓元件的接口尺寸確定，也可根據(jù)管道的允許流量計算。管子內(nèi)徑d按以下公式計算：（3-9）式中：d——管道直徑（mm）；q——液體流量（L/min）；v——允許流速，按金屬管內(nèi)油液推薦流速值選用，吸油管路取v≤0.5～2m/s,壓油管路取v≤2.5～6m/s。管道的壁厚可根據(jù)工作壓力由下式計算得出：（3-10）式中：p——工作壓力，取工作壓力為12.7MPa；d——油管內(nèi)徑（mm）；——許用應力（MPa），對于鋼管≤98.1MPa,對于銅管≤25Mpa。本系統(tǒng)主油路流量取差動連接時流量q=181.3L/min,允許流速按壓油管路取v=4m/s,則管道內(nèi)徑為：油管的壁厚：可選用外徑D為34mm的10號冷拉無縫鋼管。吸油管按式3-8、式3-9計算可得：壁厚：故可選用外徑D為65mm的10號冷拉無縫鋼管。鋼管彎曲半徑不能太小，其最小曲率半徑R≥3D，油管經(jīng)彎曲后，彎曲處側(cè)壁厚的減薄不應超過油管壁厚的20%，彎曲處內(nèi)側(cè)不應有明顯的鋸齒行波紋、扭傷或壓壞，彎曲處的橢圓度不應超過15%。3.2.4液壓油該系統(tǒng)為一般液壓傳動,所以在環(huán)境溫度為-5°C～35°C之間時,一般選用20號或30號液壓油.冷天用20號機械油,熱天用30號機械油。由與本系統(tǒng)容量較大，故不必進行系統(tǒng)溫升的驗算。3.2.5壁厚及工作行程a.中低壓液壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚一般不做計算，按經(jīng)驗選取，則缸筒外徑（3-11）按標準JB1068-67系列選取液壓缸的外徑為240mm[4]。缸筒壁厚的校核，液壓缸的內(nèi)徑()與其壁厚（=0.5×40=20mm）的比值=10，故可用薄壁圓筒的壁厚計算公式進行校核（3-12）式中：——液壓缸壁厚（mm）；——試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.25～1.5）倍（MPa）；——缸筒材料的許用應力，無縫鋼管=100～110MPa。==19.05mm≤20mm所以所選壁厚滿足要求。b.液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程來確定，所選的執(zhí)行機構(gòu)即液壓滑臺的工作行程為3410.5mm，結(jié)合液壓缸活塞行程參數(shù)系列確定液壓缸的工作行程為3600mm。3.2.6進出油口尺寸液壓缸的進出口尺寸是根據(jù)油管中的平均速度來確定的。壓力管道中的最大平均流速要求控制在4-5m/s。隨著時間的推移，壓力損失急劇增加，回路效率降低，并導致氣蝕、噪音和振動。因此，出油口不能太小。一般情況下，可根據(jù)標準進行選擇。系統(tǒng)選用M48×2的進出口。螺紋接頭。3.2.7液壓缸結(jié)構(gòu)設計(1)缸體與缸蓋的連接形式表3-1法蘭連接優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單，成本低（2）強度較大，能承受高壓缺點：（1）徑向尺寸較大（2）用鋼管焊上法蘭，工藝過程復雜螺紋連接優(yōu)點：（1）外型尺寸?。?）重量較輕缺點：端部結(jié)構(gòu)復雜，工藝要求較高外半環(huán)連接優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)較簡單（2）加工裝備方便缺點：（1）外型尺寸較大（2）缸筒開槽，削弱了強度，需增加缸筒壁厚內(nèi)半環(huán)連接優(yōu)點：（1）外型尺寸小（2）結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕缺點：（1）缸筒開槽，削弱了強度（2）端部進入缸體內(nèi)較長，安裝時密封圈易被槽口檫傷綜合以上，確定液壓缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)選用外螺紋連接。(2)活塞和活塞桿的連接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，比較牢固螺紋連接結(jié)構(gòu)簡單，在振動的工作條件下容易松動，必須用鎖緊裝置半環(huán)連接結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，不易松動，但會出現(xiàn)軸向間隙錐銷連接結(jié)構(gòu)可靠，用錐銷連接，銷孔必須配鉸活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)采用螺紋連接，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，活塞與活塞桿之間無公差要求。（3）活塞杠導向部分的結(jié)構(gòu)活塞桿導向部分的結(jié)構(gòu)包括活塞桿和端蓋的結(jié)構(gòu)、導向套以及密封、防塵和鎖緊裝置。導套的結(jié)構(gòu)可制成端蓋的整體直接導套，或與端蓋分離的導套結(jié)構(gòu)。后導套磨損后更換方便，使用廣泛。導套的位置可以安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)或外側(cè)。結(jié)構(gòu)形式特點端蓋直接導向（1）端蓋與活塞桿直接接觸導向，結(jié)構(gòu)簡單，但磨損后只能更換整個端蓋。（2）蓋與桿的密封常用O型和Y型密封圈。導向套導向（1）導向套與活塞桿接觸支承導向，磨損后便于更換，導向套也可用耐磨材料。（2）蓋與桿的密封常用Y型和V型。密封可適用于中高壓液壓缸。綜合上述結(jié)構(gòu)形式，采用導套。根據(jù)密封的位置、溫度和速度，選擇高、低唇口Y形圈作為活塞和油缸體的密封形式。Y形環(huán)的內(nèi)外唇邊緣的長度不同。短唇緣用于直接密封，不易翻轉(zhuǎn)，一般不支撐。液壓缸基本參數(shù)缸筒內(nèi)徑（mm）缸筒外徑(mm)二級活塞桿直徑(mm)三級活塞桿直徑(mm)進出油口連接公稱直徑螺紋連接20024016010040M48×2活塞桿導向部分的結(jié)構(gòu)包括活塞桿和端蓋的結(jié)構(gòu)、導向套以及密封、防塵和鎖緊裝置?；钊麠U用YX環(huán)密封。為了清除活塞桿外露部分的灰塵，確保油的清潔度和減少磨損，在端蓋外側(cè)添加一個防塵圈。本系統(tǒng)選用無骨架防塵圈。當液壓缸帶動工作部件運動時，由于運動部件的質(zhì)量較大，運動速度較高，在行程結(jié)束時會發(fā)生液壓沖擊，甚至會發(fā)生活塞與油缸端蓋的機械碰撞。為了防止這種現(xiàn)象，在行程末端設置了緩沖裝置。常用的緩沖結(jié)構(gòu)有：a.環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置適用于慣性小、轉(zhuǎn)速低的液壓系統(tǒng)。b.三角槽節(jié)流緩沖裝置三角槽節(jié)流緩沖裝置利用封閉液體節(jié)流產(chǎn)生的液壓阻力進行緩沖。c.可調(diào)節(jié)流緩沖裝置節(jié)流閥結(jié)構(gòu)不緊密，有圓柱形緩沖柱塞和凹腔，在液壓缸端蓋上還裝有針形節(jié)流閥和單向閥。如果液壓系統(tǒng)長時間停止工作或油中有空氣，液壓缸再次工作時會爬行、發(fā)出噪音和發(fā)熱。為了防止這些異常現(xiàn)象，排氣閥通常設置在液壓缸的最高位置。3.2.8主要零件的材料及技術(shù)要求a.缸體材料選用45鋼。內(nèi)徑與H9匹配，粗糙度Ra0.3，內(nèi)徑圓度和圓柱度不大于直徑公差的一半，內(nèi)表面直線度長度不大于0.03mm，端面和油缸蓋固定時端面跳動直徑不大于0.04mm。為了防止腐蝕，提高使用壽命，內(nèi)表面可鍍鉻，厚度為0.03-0.04mm。在拋光過程中，油缸體的外表面涂有防腐漆。b.缸蓋常用材料有：35鋼、45鋼或鑄鋼；鑄鐵和耐磨鑄鐵用于導向。因此，可以選擇前油缸蓋HT200和后油缸蓋35鋼。配合面圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半，端面與孔軸線的垂直度不大于直徑100mm的0.04mm。c.活塞材料選用HT200。外徑的圓度和圓柱度不大于直徑公差的一半，外徑向內(nèi)孔的徑向跳動不大于外徑公差的一半，端面軸線在直徑為100mm時的垂直度不大于0.04mm，F(xiàn)9可用于密封外徑。帶橡膠密封圈的活塞，H8為活塞桿的內(nèi)孔。d.活塞桿本設計中是空心活塞桿，選用的材料為45鋼的無縫鋼管。桿的圓柱表面粗糙度為Ra0.8。對材料進行熱處理，并將其調(diào)節(jié)至52-58HRC。外徑的圓度和圓柱度不超過直徑公差的一半。外徑表面直線度小于500mm，長度不大于0.03mm?；钊麠U和前蓋通過螺紋連接。3.2.9選擇控制閥A確定控制閥的壓力和流量參數(shù)每個控制閥的壓力取決于液壓泵的工作壓力。壓力值應包括在中壓系列中，壓力參數(shù)應為13.5兆帕。B確定各類控制閥的型號系統(tǒng)工作壓力為12.7MPa,油泵的額定最高壓力為13.5MPa，所以可以選取額定壓力大于或等于13.5MPa的各種元件，其流量按實際情況分別選取。根據(jù)所擬訂的液壓系統(tǒng)圖，按通過的各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格。a.溢流閥溢流閥的壓力調(diào)整值為系統(tǒng)壓力最高值，其值比泵的最高工作壓力稍大即可，所以選擇溢流閥的型號為DBDA10/20。b.定壓閥定壓閥的壓力值為液壓缸工作壓力的，其值為3.1MPa,所以選擇定壓閥的型號為DBD10/5。c.單向閥6的型號為S10A01

4液壓元輔件選擇4.1油箱油箱的主要功能是儲存油、分配系統(tǒng)中的累積熱量、促進油中氣體的分離以及沉淀油中的污染物。液壓系統(tǒng)中的油箱分為整體式和分離式兩種。整體式油箱采用主機內(nèi)腔作為油箱。這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，各處漏油容易回收，但增加了設計制造的復雜性，維修不便，散熱條件差。獨立油箱與主機分開設置，減少了液壓源加熱和振動對主機工作精度的影響，得到了廣泛的應用。（1）油箱的有效容積（油位為油箱高度的80%時的容積）應根據(jù)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和散熱平衡原理計算。該計算對大負荷系統(tǒng)的長期連續(xù)運行至關(guān)重要。但一般情況下，油箱的有效容積可根據(jù)液壓泵的額定流量Q（L/min）進行估算。V=ξq(4-1)式中，V為油箱的有效容積（L）；ξ為與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗數(shù)字，低壓系統(tǒng)ξ=2～4，中壓系統(tǒng)ξ=5～7，高壓系統(tǒng)ξ=10～12。（2）吸油管和回油管應盡可能遠離。兩管之間應采用分離器分離，以增加油循環(huán)距離，使油有足夠的時間分離氣泡、沉淀雜質(zhì)和散熱。隔板高度應為油箱油位的3/4。粗濾油器應安裝在吸入管的進口處。原油過濾器和回油管末端浸入最低油位的油中。為了增加出口截面面積，減緩出口油流速度，建議將回油管端部斜削45度。（3）為了防止油污染，油箱的蓋和噴嘴應適當密封。噴油器應加過濾網(wǎng)?？諝膺^濾器應安裝在通風孔上，以防止油箱內(nèi)出現(xiàn)負壓。（4）為了便于散熱，便于移動和維護油箱。根據(jù)GB/T3766-83的規(guī)定，油箱底部離地至少150mm，液位計必須設置在油箱體的噴油口附近。濾油器的安裝位置應便于組裝和拆卸。盒子里的任何地方都應該易于清潔。（5）油箱中如要安裝熱交換器，必須考慮好它的安裝位置，以及測溫﹑控制等措施。（6）分離式油箱一般用2.5mm～4mm鋼板焊成。箱壁愈薄，散熱愈快。大尺寸油箱要加焊角板﹑筋條，以增加剛性。（7）油箱內(nèi)壁應涂上耐油防銹的涂料。外壁如涂上一層級薄的黑漆（不超過0.025mm厚度），會有很好的輻射冷卻效果。鑄造的油箱內(nèi)壁一般只進行噴砂處理，不涂漆。4.2液壓泵4.2.1安裝方式泵裝置采用非上置臥式安裝，這種安裝方式與其他安裝方式的比較見表4-1。4.2.2液壓泵與電機的連接液壓泵與電機的聯(lián)接采用簡單的彈性環(huán)柱銷聯(lián)接。該聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，使用壽命長，傳動扭矩范圍寬，速度快，彈性好。安裝聯(lián)軸器的技術(shù)要求是：a.半聯(lián)軸器做主動件；b.半聯(lián)軸器與電動機軸配時采用H7/h6配合，與其他軸端采用低于H7/h6的配合。c.最大軸度偏差不大于0.1mm，軸線傾斜角不大于40′。大流量泵的額定轉(zhuǎn)速低于電機的額定轉(zhuǎn)速，因此應在泵和電機之間使用減速器。表4-1各種安裝方式的比較安裝方式比較項目上置立式上置臥式非上置臥式振動情況較大小占地面積小較大油箱清洗較麻煩容易液壓泵工作條件工作條件好一般好對液壓泵安裝的要求泵與電機同心1.泵與電機同心2.考慮液壓泵的自吸高度3.吸油管與泵連接處密封要求嚴格1．泵與電機同心2．吸油管與泵連接處密封要求嚴格4.3濾油器液壓系統(tǒng)中油的過濾精度是以污粒最大粒度為標準，一半分為四類：粗的（d≤100pm），普通的（d≤10pm），精的（d≤5pm），特精的（d≤1pm）。液壓系統(tǒng)中常用的濾油器，按濾芯形式分，有網(wǎng)式﹑線隙式﹑紙芯式﹑燒結(jié)式﹑磁式等；按連接方式又可分為管式﹑板式﹑法蘭式和進油口用四種。各式濾油器及其特點:（1）網(wǎng)式濾油器濾油器屬于原油過濾器，通常安裝在液壓泵的吸入道上，以保護液壓泵。它具有結(jié)構(gòu)簡單、透油性大、阻力小、易于清洗等特點。標準產(chǎn)品的過濾精度只有80μm,100μm,180μm三種，壓力損失小于0.01Mpa，最大流量可達630L/min。（2）線隙式濾油器線間隙濾油器具有結(jié)構(gòu)簡單、過濾精度高、透油性好等特點。其特點是不易清洗，濾料強度低。這種濾油器通常安裝在回油回路或液壓泵的吸入口，有30μm﹑50μm﹑80μm﹑100μm四種精度等級，額定流量下的壓力損失約為0.02MPa-0.15Mpa。這種濾油器有專用于液壓泵吸油口的J型，它僅由筒型芯架3和繞在芯架外部的銅線或鋁線4組成。（3）芯式濾油器這種濾油器與線隙式濾油器的區(qū)別只在于紙質(zhì)濾芯代替了線隙式濾芯，為了增大過濾面積，濾紙成折疊形狀。這種濾油器壓力損失約為0.01Mpa-0.02Mpa,過濾精度高，有5μm﹑10μm﹑20