上料機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

充值下載文檔就送全套 紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 紙 扣扣加 414951605 鎮(zhèn) 江 高 專 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 上料機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 名： 機(jī)械系 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)電 學(xué)生姓名： 王大偉 學(xué) 號(hào)： 070108137 指導(dǎo)教師姓名： 戴月紅 指導(dǎo)教師職稱： 講師 二 一二年 六月 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 摘要 3 引言 5 第一章 上料機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 計(jì)要求 6 載分析 6 作負(fù)載 6 擦負(fù)載 6 性負(fù)載 7 載圖和速度圖的繪制 8 壓缸主要參數(shù)的確定 9 選液壓缸的工作壓力 9 算液壓缸的尺寸 9 塞桿穩(wěn)定性校核 10 液壓缸的最大流量 10 制工況圖 11 壓系統(tǒng)圖的擬定 12 壓元件的選用 13 定液壓泵的型號(hào)及電動(dòng)機(jī)功率 13 擇閥類元件及輔助元件 14 壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 15 力損失及調(diào)定壓力的確定 15 統(tǒng)的發(fā)熱與溫升 17 第二章 液壓缸 18 2 壓缸的介紹 18 壓缸主要參數(shù)的確定 20 壓缸工作壓力 20 壓缸的長(zhǎng)度和壁厚的確定 20 壓缸進(jìn)出油口尺寸的計(jì)算 21 壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 壓缸的連接 21 塞與缸體的密封形 式 22 壓缸的輔助設(shè)置 22 壓缸零件的技術(shù)要求 23 塞桿 23 體 23 塞 24 結(jié)論 25 致謝 26 參考文獻(xiàn) 27 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 4 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 上料機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)電 學(xué)生姓名： 王大偉 指導(dǎo)教師： 戴月紅 職 稱： 講師 摘要 液壓作為一個(gè)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在未來更是有廣闊的前景。隨著計(jì)算機(jī)的深入發(fā)展，液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來，這樣就能夠在 更多的場(chǎng)合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預(yù)期的控制任務(wù)。 液壓傳動(dòng)是流體傳動(dòng)的一種，其基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類似。 液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 6 1、液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) （ 1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時(shí)，不會(huì)發(fā)生大的沖擊 ； （ 2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度，并可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速； （ 3）換向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換； （ 4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制； （ 5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間能自行潤(rùn)滑，磨損小，使用壽命長(zhǎng)； （ 6）操縱控制簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高； （ 7）容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 2、液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) （ 1）使用液壓傳動(dòng)對(duì)維護(hù)的要求高，工作油要始終保持清潔； （ 2）對(duì)液壓元件制造精度要求高，工藝 復(fù)雜，成本較高； （ 3）液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平； （ 4）用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災(zāi)隱患； （ 5）傳動(dòng)效率低。 關(guān)鍵詞 液壓缸 活塞桿 驗(yàn)算 供油 調(diào)速 he is of a as in an as is of of of is a In to an in to in be as 要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 to of 1 of is in so to 2 in of of of of a 3, to 4, 8 引 言 液壓傳動(dòng)控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動(dòng)是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動(dòng)控制的學(xué)科。液壓傳動(dòng)利用這種元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為完成一定控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。 從原理上來說，液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強(qiáng)是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大 的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一個(gè)變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個(gè)原理來達(dá)到力的傳遞。 液壓傳動(dòng)中所需要的元件主要有動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。其中液壓動(dòng)力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)力的部件，主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見的一種液壓泵，它通過兩個(gè)嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得液體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時(shí) 候主要需要注意的問題包括消耗的能量、效率、降低噪音。 液壓執(zhí)行元件是用來執(zhí)行將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置，主要包括液壓缸和液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)是與液壓泵做相反的工作的裝置，也就是把液壓的能量轉(zhuǎn)換稱為機(jī)械能，從而對(duì)外做功。 液壓控制元件用來控制液體流動(dòng)的方向、壓力的高低以及對(duì)流量的大小進(jìn)行預(yù)期的控制，以滿足特定的工作要求。正是因?yàn)橐簤嚎刂圃骷撵`活性，使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活動(dòng)。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按照操作方式可以分成人力操縱閥 、機(jī)械操縱法、電動(dòng)操縱閥等。 除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和密封裝置。通過以上的各個(gè)器件，我們就能夠建設(shè)出一個(gè)液壓回路。所謂液壓回路就是通過各種液壓器件構(gòu)成的相應(yīng)的控制回路。根據(jù)不同的控制目標(biāo)，我們能夠設(shè)計(jì)不同的回路，比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 根據(jù)液壓傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，首先要進(jìn)行系統(tǒng)分析，然后擬定系統(tǒng)的原理圖，其中這個(gè)原理圖是用液壓機(jī)械符號(hào)來表示的。之后通過計(jì)算選擇液壓 器件，進(jìn)而再完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。這個(gè)過程中，原理圖的繪制是最關(guān)鍵的。它決定了一個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)劣。 液壓傳動(dòng)的應(yīng)用性是很強(qiáng)的，比如裝卸堆碼機(jī)液壓系統(tǒng)，它作為一種倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械，在現(xiàn)代化的倉(cāng)庫(kù)里利用它實(shí)現(xiàn)紡織品包、油桶、木桶等貨物的裝卸機(jī)械化工作。也可以應(yīng)用在萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)等生產(chǎn)實(shí)踐中。這些系統(tǒng)的特點(diǎn)是功率比較大，生產(chǎn)的效率比較高，平穩(wěn)性比較好。 第一章 上料機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)要求 ： 上料機(jī)液壓系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)它的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)完成快速上升慢速上升停留快速下降的工作循環(huán)。其結(jié)構(gòu)示意圖 如圖 1所示。其垂直上升工作的重力為 滑臺(tái)的重量為 快速上升的行程為 其最小速度為 5 ；慢速上升行程為其最小速度為 ；快速下降行程為 速度要求 5 ?；_(tái)采用 導(dǎo)軌面的夾角為 90 ，滑臺(tái)與導(dǎo)軌的最大間隙為 啟動(dòng)加速與減速時(shí)間均為 液壓缸的機(jī)械效率（考慮密封阻力）為 上料機(jī)示意圖如下 ： 10 圖 1 上料機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 載分析 作負(fù)載 L 6 0 0 01 0 0 05 0 0 0 擦負(fù)載 2Nf 由于工件為垂直起升，所以垂直作用于導(dǎo)軌的載荷可由其間隙和機(jī)構(gòu)尺寸求得 20 ,取 ff 則有 靜摩擦負(fù)載 i 動(dòng)摩擦負(fù)載 i 性負(fù)載 加速 a 0 01 減速 a 0 0 02 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 制動(dòng) a 0 03 反向加速 a 0 04 反向制動(dòng) 根據(jù)以上的計(jì)算，考慮到液壓缸垂直安放，其重量較大，為防止因自重而自行下滑，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置平衡回路。因此，在對(duì)快速向下運(yùn)動(dòng)的負(fù)載分析時(shí)，就不考慮滑臺(tái)的重量。則液壓缸各階段中的負(fù)載如表 1 所示（ m） 表 1 液壓缸各階段中的負(fù)載 工 況 計(jì)算公式 總負(fù)載 F/N 缸推力 F/N 啟 動(dòng) 速 上 速 上 FF 動(dòng) 向加速 FF 下 動(dòng) FF 載圖和速度圖的繪制 按照前面的負(fù)載分析結(jié)果及已知的速度要求、行程限制等，繪制出負(fù)載圖及速度圖。 如圖 2 所示： 12 圖 2 液壓缸的負(fù)載圖及速度圖 液壓缸主要參 數(shù)的確定 選液壓缸的工作壓力 根據(jù)分析此設(shè)備的負(fù)載不大，按類型屬機(jī)床類，所以初選液壓缸的工作壓力為 算液壓缸的尺寸 1 5 按標(biāo)準(zhǔn)?。?D=63 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 根據(jù)快上和快下的速度比值來確定活塞桿的直徑： 按標(biāo)準(zhǔn)取 5 。 則液壓缸的有效作用面積為： 無(wú)桿腔面積 22221 有桿腔面積 2222222 塞桿穩(wěn)定性校核 因?yàn)榛钊麠U總行程為 而活塞桿直徑為 101825/4 5 0/ 需進(jìn)行穩(wěn)定性校核，由材料力學(xué)中的有關(guān)公式，根據(jù)該液壓缸一端支承一端鉸接取末端系數(shù)22 ，活塞桿材料用普通碳鋼則：材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值 ，系數(shù) 50001 ，柔性系數(shù) 851 ， 為 1 2 02857221 ，所以有其臨界載荷 7 4 1 取其安全系數(shù) 4 7 3 5 34 7 4 1 3 所以，滿足穩(wěn)定性條件。 液壓缸的最大流量 m i 63341 快上快上 m i 63341 慢上慢上 14 m i 63342 快下快下 制工況圖 工作循環(huán)中各個(gè)工作階段的液壓缸壓力、流量和功率如表 2 所示。 表 2 液壓缸各工作階段的壓力流量和功率 工 況 壓力 流量1P 快 上 上 下 表 2 可繪制出液壓缸的工況圖，如圖 3 所示 圖 3 液壓缸的工況圖 液壓系統(tǒng)圖的擬定 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 液壓系統(tǒng)圖的擬定，主要是考慮以下幾個(gè)方面的問題： (1) 供油方式 從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快上和快下時(shí)所需的流量較大，且比較接近，在慢上時(shí)所需的流量較小，因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用單個(gè)定量泵的供油方式顯然是不適合的，宜選用雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源。 (2) 調(diào)速回路 由工況圖可知，該系統(tǒng)在慢速時(shí)速度需要調(diào)節(jié)，考慮到系統(tǒng)功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，所以采用調(diào)速閥的回油節(jié)流調(diào)速回路。 (3) 速度換接回路 由于快上和慢上之間速度需要換接，但對(duì)換 接到位置要求不高，所以采用由行程開關(guān)發(fā)訊控制二位二通電磁閥來實(shí)現(xiàn)速度的換接。 (4) 平衡及鎖緊 為防止在上端停留時(shí)重物下落和在停留期間內(nèi)保持重物的位置，特在液壓缸的下腔 (無(wú)桿腔 )進(jìn)油路上設(shè)置了液控單向閥；另一方面，為了克服滑臺(tái)自重在快下過程中的影響，設(shè)置了一單向背壓閥。 本液壓系統(tǒng)的換向采用三位四通 Y 型中位機(jī)能的電磁換向閥，下圖 4 為擬定的液壓系統(tǒng)原理圖。 16 圖 4 液壓系統(tǒng)原理圖 壓元件的選用 定液壓泵的型號(hào)及電動(dòng)機(jī)功率 液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中最大工作壓力為 由于該系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，所以 其壓力損失 ，所以液壓泵的工作壓力為 M P 兩個(gè)液壓泵同時(shí)向系統(tǒng)供油時(shí)，若回路中泄漏按 10 計(jì)算，則兩個(gè)泵的總流量應(yīng)為 m ，由于溢流閥最小穩(wěn)定流量為 而工 進(jìn)時(shí)液壓缸所需流量為 ，所以，高壓泵的輸出流量不得少于 。 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn)品目錄，選用 6/額定 壓力為 容積效率 效率 P，所以驅(qū)動(dòng)該泵的電動(dòng)機(jī) 的功率可由泵的工作壓力（ 和輸出流量（當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 10 r ） mi n/n/ 求出 6 查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，擬定選用電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 率為 750W，額定轉(zhuǎn)速為910r/ 擇閥類元件及輔助元件 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件和輔助元件的流量，可選出這些元件的型 號(hào)及規(guī)格如下 表 3 液壓元件型號(hào)與規(guī)格（ 列） 序 號(hào) 名 稱 通過流量 )( 11 濾油器 雙聯(lián)葉片泵 單向閥 外控順序閥 溢流閥 三位四通電磁換向閥 D 1034 1 7 單向順序閥 液控單向閥 二位二通電磁換向閥 D 1022 1 10 單向調(diào)速閥 1 壓力表 Y 100T 12 壓力表開關(guān) 3 電動(dòng)機(jī) 18 油管：油管內(nèi)徑一般可參照所接元件接口尺寸確定，也可按管路中允許流速計(jì)算。在本題中采用內(nèi)徑為 8徑為 10紫銅管 郵箱：郵箱容積根據(jù)液壓泵的流量計(jì)算，取其體積 5(,即 V=70L。 壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 力損失及調(diào)定壓力的確定 根據(jù)計(jì)算慢上時(shí)管道內(nèi)的油液流動(dòng)速度約為 s，通過的流量為 ,數(shù)值較小，主要壓力損失為調(diào)速閥兩端的壓降；此時(shí)功率損失最大；而在快下時(shí)滑臺(tái)及活塞組件的重量由背壓閥所平衡，系統(tǒng)工作壓力很低，所以不必驗(yàn)算，因而必須以快進(jìn)位依據(jù)來計(jì)算卸荷和溢流閥的調(diào)定壓力，由于供油流量的變化，其快上時(shí)液壓缸的速度為 p 此時(shí)油液在進(jìn)油液在進(jìn)油管的流速為 3 （ 1）沿程壓力損失 首先要判別管中的流態(tài)，設(shè)系統(tǒng)采用 溫為 20度時(shí)， ，所以有： 管中為層流，則阻力損失系數(shù) 875 ，若取進(jìn)、回油管長(zhǎng)度均為 2m，油液的密度為3890 ，則其進(jìn)油路上的沿程壓力損失為： 21 （ 2） 局部壓力損失 局部壓力損失包括管道安裝和 管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，前者視管道具體安裝結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的 10%；而后者則與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為 ，則當(dāng)通過閥的流量為 式為 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 2因?yàn)?0經(jīng)的閥的額定流量為 63L/加閥 100L/在本例中通過每一個(gè)閥的最大流量?jī)H為 以通過整個(gè)閥 的壓力損失很小，且可以忽略不計(jì)。 同理，快上時(shí)回油路上的流量 m 則回油路油管中的流速 由此可計(jì)算出 e 1010 43 (層流 )， , 所以回油路上的沿程壓力損失為 M P 總壓力損失 由上面的計(jì)算所得可求出 3 2 8 3 原設(shè) ，這與計(jì) 算結(jié)果略有差異，應(yīng)用計(jì)算出的結(jié)果來確定系統(tǒng)中壓力閥的調(diào)定值。 壓力閥的調(diào)定值 雙聯(lián)泵系統(tǒng)中卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)該滿足快進(jìn)的要求，保證雙泵同向系統(tǒng)供油，因而卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)略大于快進(jìn)時(shí)泵的供油壓力 M P p 所以卸荷閥的調(diào)壓壓力應(yīng)取 溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)大于卸荷閥調(diào)定壓力 20 背壓閥的調(diào)定壓力以平衡滑臺(tái)自重為根據(jù)，即 M P 000 54 ，取 。 統(tǒng)的發(fā)熱與溫升 根據(jù)以上的計(jì)算可知，在快上時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率為 6 慢上時(shí)的電動(dòng)機(jī)輸入功率為 6111 而快上時(shí)其有用功率為 61 慢上時(shí)的有效功率為 以慢上時(shí)的功率損失為 大于快上時(shí)的功率損失 以較大的值來校核其熱平衡，求出發(fā)熱溫升。 設(shè)油箱的三個(gè)邊長(zhǎng)在 1： 1： 11： 2： 3范圍內(nèi)，則散熱面積為 223 23 2 1 0 5.0 假設(shè)通 風(fēng)良好，取 21015 3， 所以油液的溫升為 7 6 7 室溫為 C20 ，熱平衡溫度為 ，沒有超出允許范圍 。 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第二章 液壓缸 壓缸的介紹 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。用它來實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可免去減速裝置，并且沒有傳動(dòng)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其 兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場(chǎng)合而定，其他裝置則必不可少。 液壓缸 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸三類 ,按運(yùn)動(dòng)形式可分為直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)。本系統(tǒng)采用單作用活塞缸，活塞運(yùn)動(dòng)、缸體固定。 缸體組件 缸體組件與活塞組件構(gòu)成密封的容腔，承受油壓。因此缸體組件要有足夠的 強(qiáng)度，較高的表面精度和可靠的密封性。缸體組件指的是缸筒與缸蓋，其使用材料，連接方式與工作壓力有關(guān)，當(dāng)工作壓力 p10工作壓力 M a 2010 時(shí)使用無(wú)縫鋼管， 0 時(shí)使用鑄鐵或鍛鋼。 當(dāng)采用法蘭連接時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，連接可靠，但要求缸筒部有足夠的壁厚，用以安裝螺栓或旋入螺釘。缸筒端部一般用鑄造、鐓粗或焊接方式制成粗大的外徑。采用半環(huán)連接，工藝好 、連接可靠、 結(jié)構(gòu)緊湊，但削弱了缸筒強(qiáng)度。這種連接常用于無(wú)縫鋼管缸筒與缸蓋的連 接中。采用螺紋連接，體積小、重量輕 結(jié)構(gòu)緊湊 但缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常用于無(wú)縫鋼管或鑄鋼的缸筒上。拉桿連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工藝性好 通用性強(qiáng)，但端蓋的體積和重量較大，拉桿受力后會(huì)變形，影響密封效果，適用于長(zhǎng)度較小的中低壓缸。焊接式連接強(qiáng)度高 制造簡(jiǎn)單 但焊接式易引起缸筒變形，無(wú)法拆卸。由于本次設(shè)計(jì)中的要求工作壓力 p10以選用鑄鐵缸筒?？紤]到缸筒與缸蓋的連接方式，決定采用螺紋連接和法蘭連接。 （ 2）活塞組件 活塞組件由活塞，活塞桿和連接件等組成?；钊话阌媚湍ヨT 鐵制造，活塞桿無(wú)論 22 空心的還是實(shí)心的，大多采用鋼料制造。活塞與活塞桿的連接方式很多，但采用哪種連接方式，都必須保證連接可靠。整體式和焊接式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 軸向尺寸緊湊，但損壞后需要整體更換。錐銷式連接加工簡(jiǎn)單 裝配簡(jiǎn)單 但承載能力小，且需要有必要的防止脫落措施。螺紋連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 裝拆方便，但需備用螺母防松裝置。半環(huán)式連接強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆不便。介于綜合考慮宜采用螺紋式防松。 （ 3）密封裝置 密封裝置的作用是用來阻止有壓工作介質(zhì)的泄漏；防止外界空氣、灰塵、污垢與異物的侵入。其中起密封作用的原件稱密封件。通常在液 壓系統(tǒng)與元件中，存在工作介質(zhì)的內(nèi)泄漏和外泄漏，內(nèi)泄漏會(huì)降低系統(tǒng)的容積效率，惡化設(shè)備的性能指標(biāo)，甚至無(wú)法正常工作。外泄漏導(dǎo)致流量減少，不僅污染環(huán)境，有可能引起火災(zāi)。系統(tǒng)中侵入空氣，就會(huì)降低工作介質(zhì)的彈性模量，產(chǎn)生空穴，有可能引起振動(dòng)和噪聲?；覊m和異物即會(huì)堵塞小孔和縫隙，又會(huì)增加液壓缸中相互運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦磨損，降低使用壽命，并且加速了內(nèi)外泄漏。所以為了保障液壓設(shè)備工作的可靠性及提高工作壽命，密封裝置與密封件不容忽視。液壓缸的密封主要指活塞 活塞桿處的動(dòng)密封和缸蓋等處的靜密封。 密封方式有間隙密封和密封圈密封。 間隙密封：這是依靠?jī)蛇\(yùn)動(dòng)件配合面之間保持很小的間隙，使用其產(chǎn)生液體摩擦阻力來防止泄漏的一種方法，用該方法密封，只適合用于直徑小的 壓力較低的液壓缸與活塞件密封。間隙密封屬于非接觸式密封，它是靠相對(duì)運(yùn)動(dòng)件配合面之間的微小間隙來防止泄漏，實(shí)施密封，這種密封摩擦阻力小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償。 密封圈密封： O 型圈： O 型密封圈是由耐油橡膠制成的截面為圓形的圓環(huán)，它具有良好的密封性能，且機(jī)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力小，裝卸方便，容易制造，價(jià)格便宜，故在液壓系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。 V 型密封圈：它是 由純耐油橡膠或多層夾織物橡膠壓制而成，通常由支撐環(huán) 密封環(huán)和壓環(huán)組成。當(dāng)壓環(huán)壓緊密封環(huán)是支撐環(huán)是密封環(huán)產(chǎn)生變形而起密封作用。 于唇形密封圈，其截面為 要用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封。是一種密封性 穩(wěn)定性 和耐壓性較好 摩擦阻力小 壽命較長(zhǎng)的密封圈，故應(yīng)用也很普遍。 在壓力油作用下產(chǎn)生較大的接觸壓力，達(dá)到密封目的。當(dāng)液壓力升高時(shí)，唇邊與偶合面貼的更緊，接觸壓力更高，密封性更好。 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 液壓缸主要參數(shù)的確定 壓缸工作壓力 （ 1） 工作負(fù)載 的計(jì)算 由前面的計(jì)算可知道需要的缸的最大作用力為 內(nèi)徑 D=63mm d=25（ 2） 液壓缸工作壓力的選定 由前面的計(jì)算可以知道，液壓缸在整個(gè)過程中的需要的最大的壓力為 液壓缸工作負(fù)載在 50001000N 的，液壓缸工作壓力應(yīng)當(dāng)選為 符合要求。 由前面的計(jì)算可知，液壓缸的工作壓力為 2壓缸的內(nèi)徑為 D=63塞桿的直徑 d=25由前面的驗(yàn)算可知，活塞桿的直徑、強(qiáng)度和穩(wěn)定性都符合要求。 壓缸的長(zhǎng)度和壁厚的確定 （ 1） 液壓缸的長(zhǎng)度由工作滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)行程來確定。本液壓系統(tǒng)、工作滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)行程為快進(jìn) 350進(jìn)行程為 100工作臺(tái)的總行程為 3500050慮到缸體的制造工藝性和經(jīng)濟(jì)性，一般應(yīng)為0, )3020( ，缸體的長(zhǎng)度故取L=530 （ 2） 液壓缸壁厚的計(jì)算 本液壓系統(tǒng)屬于低壓系統(tǒng)，一般低壓系統(tǒng)用的都要薄壁缸，液壓缸的壁厚用下式確定： 2/ DP p （ m） 式中 缸壁壁厚（ m）； 試驗(yàn)壓力 (； 當(dāng)額定壓力 %15016 p a 時(shí)，當(dāng)額定壓力 %12516 p a 時(shí)，D 液壓缸的內(nèi)徑（ m）； 缸體材料的許用應(yīng)力（ ； 24 b 材料的抗拉強(qiáng)度， n：安全系數(shù)，一般取 n=5； 由于本系統(tǒng)屬于中低壓系統(tǒng)，額定壓力 6，所以M p 50 。 液壓缸的材料選用 其抗拉強(qiáng)度 00M p 2 05/6 0 0 考慮缸體上開槽，會(huì)削弱缸體的強(qiáng)度，故缸體的壁厚應(yīng)取大一些，加上缸體較長(zhǎng)，所以取得 。 液壓缸外徑 。 壓缸進(jìn)出油口尺寸的計(jì)算 液壓缸進(jìn)出油口的尺寸的大小是根據(jù)油管內(nèi)的平均流速來確定的。要求壓力管路內(nèi)的最大平均流速控制在 4 內(nèi)。 最大流速 mi n/5 3 q 60/ 油管的內(nèi)徑 為了減少壓力損失，提高回路效率，防止氣濁、噪音和振動(dòng)等，油管的內(nèi)徑應(yīng)取大值。 綜合考慮取油管的內(nèi)徑 。 壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 壓缸的連接 （ 1） 液壓缸體和缸蓋的連接結(jié)構(gòu) 本 次設(shè)計(jì)的液壓缸體和前缸蓋的連接采用螺釘連接。在前缸蓋和缸體上用六個(gè)螺釘進(jìn)行固定，采用這種連接方法、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是還要在缸體上打孔，削弱了缸體的強(qiáng)需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 度，缸體的壁厚需要加厚。缸體和后缸蓋的連接與前缸蓋和缸體的連接一樣采用螺釘連接，不同的是后缸蓋需要作為整體的定位。 （ 2） 活塞與活塞桿的連接 本次設(shè)計(jì)的液壓缸活塞與活塞桿之間的連接采用圓螺母連接方式。 這種連接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，穩(wěn)定性好。 塞與缸體的密封形式 活塞和缸體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它們之間的配合選用間隙配合。由于它們之間的間隙，缸體內(nèi)的油液可 能泄漏，故活塞和缸體之間要有密封裝置以防止油液的泄漏。密封形式選用 種密封形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便安裝，空間小，適用范圍廣，屬于擠壓密封。 壓缸的輔助裝置 （ 1） 活塞桿的導(dǎo)向裝置 活塞桿的導(dǎo)向長(zhǎng)度指活塞桿全部外伸時(shí)以活塞平面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支撐重點(diǎn)的距離。如導(dǎo)向長(zhǎng)度過小將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小撓度。對(duì)于一般的液壓缸最小撓度應(yīng)滿足以下要求： 220 （ m） 式中 H: 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度（ m）； L：液壓缸的最大行程（ m）； D：液壓缸的內(nèi)徑（ m）。 42/6320/4 5 02/20/ （ 2） 防塵裝置 活塞桿上應(yīng)加防塵裝置以防止外部灰塵的進(jìn)入，保護(hù)活塞桿，多采用三角形和組合形等專業(yè)防塵圈，本液壓系統(tǒng)采用三角形防塵圈。 （ 3） 液壓缸的緩沖裝置 當(dāng) 一般液壓缸的工作壓力大于 10塞速度大于 s 時(shí)，應(yīng)采用緩沖裝置或其它緩沖方式。當(dāng)活塞速度大于 ，缸內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)不可能吸收全部動(dòng)能， 須在缸外加裝制動(dòng)結(jié)構(gòu)，主要方式是在油路中增加切斷功能或吸收能量功能。而在本次設(shè)計(jì)課題中最高速是如下： 26 所以不需要加緩沖裝置。 （ 4） 液壓缸的排氣裝置 液壓系統(tǒng)由于長(zhǎng)期停止工作，會(huì)有空氣滲入。油中混有空氣，便使得液壓缸在重新工作時(shí)產(chǎn)生爬行、噪音和發(fā)熱等不利現(xiàn)象。為防止這些不正?，F(xiàn)象的產(chǎn)生，一般在液壓缸的最高位置設(shè)置排氣閥。 壓缸零件的技術(shù)要求 塞桿 （ 1） 實(shí)心活塞桿材料為 35 45 鋼；空心活塞桿材料為 35 45 鋼的無(wú)縫鋼管。在這次液壓缸的設(shè)計(jì)中選用 45 鋼，做實(shí)心活塞桿。 （ 2） 主要表面粗糙度 活塞桿外圓柱面粗糙度 （ 1） 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229 285要時(shí)，再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá) 45 55 （ 2） 活塞桿 d 和 圓度公差值，按 9 10 11 級(jí)精度選用；活塞桿 d 的圓柱度公差值，應(yīng)按 8 級(jí)精度選用。 （ 3） 外徑表面直線度在 500 長(zhǎng)度上不大于 （ 4） 端面 T 的垂直度公差值，則應(yīng)按 7 級(jí)精度選用。 （ 5） 活塞桿與導(dǎo)向套采用 H8/合，與活塞的連接可采用 H8/合。 （ 6） 活塞桿上的螺紋一般按 6 級(jí)精度加工；如載荷較小，機(jī)械震動(dòng)也較 小時(shí)，也允許按 7 ， 8 級(jí)精度制造。 （ 7） 活塞桿上下表面必要時(shí)可以鍍鉻，鍍層厚度約為 后拋光。 體 （ 1） 缸體的材料 液壓缸缸體的常用材料為 20， 35， 45 號(hào)無(wú)縫鋼 管。因 20 號(hào)鋼的力學(xué)性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底，缸頭，管接頭或耳軸等件焊接時(shí)，應(yīng)采用焊接性能好的 35 號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下均采用 45 號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到 241 285 缸體毛坯也采用鍛鋼，鑄鋼或鑄鐵件。鑄鋼一般采用 鐵可采用 牌號(hào)或球墨鑄鐵 需要購(gòu)買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 (2) 主要表面粗糙度 當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時(shí)，液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度 活塞采用活塞環(huán)密封時(shí)，液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度 (3)技術(shù)要求 內(nèi)徑用 配合。 缸體內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 9 10 11 級(jí)精度選用，圓柱度公差值可按 8級(jí)精度選用。 缸體端面 T 的垂直度公差值按 7 級(jí)精度選用。 內(nèi)表面母線直線度在 500度上不大于 缸體與端蓋采用螺紋連接時(shí)，螺紋采用 6H 級(jí)精度。 為防止腐蝕和提高壽命，內(nèi)徑表面可鍍 的硬鉻，鍍后在進(jìn)行拋光，缸體外圖耐蝕油漆。 塞 (1) 活塞的材料 缸徑較小的整