臥式雙面多軸組合鉆床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)--畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

I 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 論文題目 論文題目 臥式雙面多軸組合鉆床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 此設(shè)計(jì)還有以下資料 有需要的朋友下載了文檔后留下你的郵箱 方便我傳給你 此設(shè)計(jì)還有以下資料 有需要的朋友下載了文檔后留下你的郵箱 方便我傳給你 緒論 1 II 第 1 章 方案分析及液壓原理圖的擬定 2 1 1 引言 2 1 2 液壓系統(tǒng)的工作要求 2 1 3 計(jì)算液壓缸外負(fù)載 繪制工作循環(huán)圖 3 1 4 擬定液壓系統(tǒng)方案 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 4 1 4 1 選擇液壓回路 4 1 4 2 繪制液壓系統(tǒng)圖 8 1 4 3 該系統(tǒng)工作原理分析 8 第 2 章 元件參數(shù)計(jì)算與選擇 10 2 1 確定液壓缸的主要參數(shù) 10 2 1 1 初選液壓缸的工作壓力 10 2 1 2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 10 2 2 計(jì)算液壓缸的工作壓力 流量和功率 10 2 2 1 計(jì)算液壓缸的工作壓力 10 2 2 2 計(jì)算液壓缸的輸入功率 11 2 3 選擇液壓泵 11 2 4 選擇液壓閥 12 2 5 液壓閥調(diào)整參數(shù)的確定 13 2 5 1 流量閥的調(diào)整 13 2 5 2 壓力閥的調(diào)整 14 2 5 3 對其它閥的壓力調(diào)整 15 2 5 4 選擇輔助元件 16 2 6 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 16 第 3 章 液壓油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 3 1 引言 17 3 2 液壓缸的主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 3 2 1 液壓缸主要尺寸的確定 17 3 2 2 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 17 3 2 3 液壓缸工作行程的確定 18 3 2 4 缸蓋厚度的確定 18 III 3 2 5 最小導(dǎo)向長度的確定 19 3 2 6 缸體長度的確定 20 3 3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 3 3 1 缸筒與缸蓋的連接形式 20 3 3 2 活塞 20 3 3 3 缸筒 22 3 3 4 排氣裝置 23 3 3 5 緩沖裝置 23 3 3 6 后缸蓋 24 3 3 7 前缸蓋及與活塞桿的密封 防塵 25 3 3 8 活塞桿 25 結(jié)束語 26 致謝 28 參考文獻(xiàn) 29 附錄 30 1 摘 要 組合機(jī)床是由通用部件和某些專用部件所組成的高效率和自動(dòng)化程度較高的專 用機(jī)床 它能完成鉆 鏜 銑 刮端面 倒角 攻螺紋 等加工和工件的轉(zhuǎn)位 定 位 夾緊 輸送等動(dòng)作 通用部件按功能可分為動(dòng)力部件 支承部件 輸送部件 控制部件和輔助部件五類 動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件 主要有動(dòng)力箱 切削頭和動(dòng)力滑臺 臥式雙面組合多軸組合鉆床的液壓系統(tǒng)是用來控制液壓動(dòng)力滑臺的 通過動(dòng)力 滑臺來實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床的各個(gè)動(dòng)作從而完成工件的加工 液壓系統(tǒng)中有四個(gè)液壓缸 其中兩個(gè)為工作進(jìn)給缸 兩個(gè)為定位 夾緊缸 該系統(tǒng)中采用標(biāo)準(zhǔn)液壓動(dòng)力滑臺 HY40A 1 自動(dòng)化程度高 定位 夾緊均有液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 進(jìn)行工作進(jìn)給的左右 滑臺也可同時(shí)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán) 關(guān)鍵詞 組合機(jī)床 高效率 自動(dòng)化 動(dòng)力滑臺 液壓系統(tǒng) 2 ABSTRACTABSTRACT Is a combination of machine parts from GM and some components for the composition of the high efficiency and high degree of automation for machine tools It completed drilling boring milling scraping end Chamfer Tapping and other parts of the processing and transfer positioning clamping transportation and other movements GM components and functional components can be divided into force supporting parts transmission parts components and accessories control five categories Dynamic combination of machine parts for the provision of the main movement and the movement of feed components Main driving force for me cutting head and power slider Horizontal drilling double combination of multi axis combination of the hydraulic system is used to control the hydraulic power slider sliding through the driving force to achieve Taiwan s machine tool combination of the various actions to complete the processing of the workpiece There are four hydraulic system in the hydraulic cylinders two of them work for the feed cylinder two for positioning clamping cylinder The system used in standard hydraulic power slider HY40A 1 a high degree of automation positioning clamping have hydraulic systems to work into the slip around Taiwan can also realize the work cycle Key Words Combination of machine tools high efficiency automation power slider the hydraulic system 3 緒論緒論 液壓技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素 是 一門新的技術(shù) 上個(gè)世紀(jì) 60 年代以后 隨著原子能科學(xué) 空間技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)的 發(fā)展 液壓技術(shù)也得到了很大的發(fā)展 滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域之中 在工程機(jī) 械 冶金 軍工 農(nóng)機(jī) 汽車 輕紡 船舶 石油 航空 和機(jī)床工業(yè)中 液壓技 術(shù)也得到了普遍的應(yīng)用 當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓 高速 大功率 高效率 低噪聲 低消耗 經(jīng)久耐用 高度集成化等方向發(fā)展 同時(shí) 新型液壓元件的應(yīng)用 液壓系 統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化 微機(jī)控制等工作 也取得日益取得了顯 著的成果 應(yīng)用液壓技術(shù)的程度已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志之一 正確合理地設(shè)計(jì)與使用液壓系統(tǒng) 對于提高各類液壓機(jī)械及裝置的工作品質(zhì)和經(jīng)濟(jì) 性能具有重要意義 我國的液壓工業(yè)開始于上個(gè)世紀(jì) 50 年代 其產(chǎn)品最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備 后來又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械 自 1964 年開始從國外引進(jìn)液壓元件生產(chǎn)技術(shù) 同時(shí) 自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來 我國的液壓件生產(chǎn)已形成系列 并在各種機(jī)械設(shè)備上得到 了廣泛的使用 目前 我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化 推廣從國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù) 的同時(shí) 大力研制開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品 如中高壓齒輪泵 比例閥 疊加閥及新 系列中高壓閥等 加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究 積極采用國際標(biāo)準(zhǔn) 和執(zhí)行新的國家標(biāo)準(zhǔn) 合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 對一些性能差的不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓 件產(chǎn)品采取逐步淘汰的措施 可以看出 液壓傳動(dòng)技術(shù)在我國的應(yīng)用與發(fā)展已經(jīng)進(jìn) 入了一個(gè)嶄新的歷史階段 臥式雙面多軸組合鉆床的液壓系統(tǒng)就是利用液壓技術(shù)來控制動(dòng)力滑臺 并完成 工件的定位 夾緊等 采用液壓技術(shù)后 組合機(jī)床可以在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行無級調(diào) 速 具有良好的換向性能 且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán) 從而提高效率 隨著液壓技術(shù)的發(fā)展 它在機(jī)床上的應(yīng)用必將不斷地得到擴(kuò)大和完善 4 第第 1 1 章章 方案分析及液壓原理圖的擬定方案分析及液壓原理圖的擬定 1 11 1 引言引言 動(dòng)力滑臺是組合機(jī)床用來實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的通用部件 配置動(dòng)力頭和主軸箱后可 以對工件完成各種孔加工 端面加工等工序 液壓動(dòng)力滑臺用液壓缸驅(qū)動(dòng) 可實(shí)現(xiàn) 多種進(jìn)給工作循環(huán) 對液壓動(dòng)力滑臺液壓系統(tǒng)的性能的主要要求是速度換接平穩(wěn) 進(jìn)給速度穩(wěn)定 功率利用合理 系統(tǒng)效率高 發(fā)熱少 1 21 2 液壓系統(tǒng)的工作要求液壓系統(tǒng)的工作要求 為了能夠使機(jī)床工作平穩(wěn) 便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和簡化設(shè)計(jì)制造過程 可采用標(biāo)準(zhǔn) 液壓動(dòng)力滑臺 根據(jù)切削力與工作行程等情況 左右滑臺均選用 HY40A 1 型液壓動(dòng) 力滑臺 左右滑臺 包括主軸動(dòng)力箱等部件在內(nèi) 重約 20 103N 滑臺的動(dòng)作循環(huán) 為 快速前進(jìn)接近工件 然后按工作進(jìn)給速度鉆孔 由于被加工上有不通孔 故加 工到位碰擋鐵 以保證行程終點(diǎn)的精度 接著快速退回到原位 最后自動(dòng)停止 左 右滑臺的動(dòng)作循環(huán)如圖 1 1 所示 圖圖 1 11 1 液壓滑臺動(dòng)作循環(huán)圖液壓滑臺動(dòng)作循環(huán)圖 為了便于機(jī)床自動(dòng)化和產(chǎn)生足夠的夾緊力 工件的定位夾緊也用液壓實(shí)現(xiàn) 而 工件的定位夾緊和動(dòng)力滑臺的運(yùn)動(dòng)三者之間必須按照一定的順序進(jìn)行 也就是說 應(yīng)先定位 然后在夾緊 然后兩動(dòng)力滑臺作自動(dòng)循環(huán) 最后松開工件和退出定位銷 以便運(yùn)輸帶裝入第二個(gè)工件 為了提高生產(chǎn)率 左右滑臺同時(shí)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán) 這就要求系統(tǒng)能防止相互干擾 5 1 31 3 計(jì)算液壓缸外負(fù)載 繪制工作循環(huán)圖計(jì)算液壓缸外負(fù)載 繪制工作循環(huán)圖 液壓缸在工作過程各階段的負(fù)載為 啟動(dòng)階段 F fSG 0 2 20 103 4000N 加速階段 F fdG 0 1 20 103 2850 342850N Gv gt 3 20 105 60 9 80 2 快進(jìn)階段 F fdG 0 1 20 103 2000N 工進(jìn)階段 總負(fù)載 工作負(fù)載 切削力 所以 F 2000 21600 23600N 快退階段 F fdG 0 1 20 103 2850 342850N Gv gt 3 20 105 60 9 80 2 液壓缸在各運(yùn)動(dòng)階段的負(fù)載情況如表 1 1 所示 表表 1 11 1 液壓缸負(fù)載液壓缸負(fù)載 左滑臺液壓缸右滑臺液壓缸 工況 負(fù)載 F N 推力 F N 負(fù)載 F N 推力 F N 啟動(dòng) 4000444440004444 加速 2850316728503167 快進(jìn) 2000222220002222 工進(jìn) 23600262222360026222 快退 2850316728503167 注 表中取液壓缸的機(jī)械效率 0 9 繪制液壓缸負(fù)載 速度循環(huán)圖 左滑臺 如圖 1 2 所示 6 圖 1 2 液壓缸負(fù)載 速度循環(huán)圖 左滑臺 1 41 4 擬定液壓系統(tǒng)方案 繪制液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)方案 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 1 4 11 4 1 選擇液壓回路選擇液壓回路 1 調(diào)速與速度換接回路 這臺機(jī)床的液壓滑臺工作進(jìn)給速度低 傳遞功率也較小 很適宜選用節(jié)流調(diào)速 方式 由于鉆孔時(shí)切削力變化小 而且是正負(fù)載 同時(shí)為了保證切削過程速度穩(wěn)定 采用調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速 為了增加液壓缸運(yùn)行的穩(wěn)定性 在回油路設(shè)置背壓閥 分析液壓缸的 V L 曲線可知 滑臺由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí) 速度變化較大 選用行程閥換 接速度 以減小壓力沖擊 如圖 1 2 所示 7 圖圖 1 31 3 調(diào)速與速度換接回路調(diào)速與速度換接回路 考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大 速度較低 而在快進(jìn) 快退時(shí)負(fù)載較小 速度較高 從節(jié)省能量 減少發(fā)熱考慮 泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油回路或變量泵供 油回路 由于左右滑臺在工作時(shí)要采用互不干擾回路 所以只能選用雙泵供油回路 小流量泵提供高壓油 供兩滑臺工作進(jìn)給用 也供定位夾緊用 低壓大流量泵以實(shí) 現(xiàn)兩滑臺快速運(yùn)動(dòng) 為兩系統(tǒng) 左滑臺系統(tǒng)與右滑臺系統(tǒng) 工作互不干擾 小泵高 壓油分別經(jīng)一節(jié)流閥進(jìn)入各自系統(tǒng) 大泵低壓油分別經(jīng)一單向閥進(jìn)入各自系統(tǒng) 2 換向回路 此機(jī)床快進(jìn)時(shí)采用液壓缸差動(dòng)連接方式 使其快速往返運(yùn)動(dòng) 即快進(jìn) 快退速 度基本相等 滑臺在由停止轉(zhuǎn)快進(jìn) 工進(jìn)完畢轉(zhuǎn)快退等換向中 速度變化較大 為 了保證換向平穩(wěn) 采用有電液換向閥的換向回路 由于液壓缸采用了差動(dòng)連接 電 液換向閥宜采用三位五通閥 為了保證機(jī)床調(diào)整時(shí)可停在任意位置上 現(xiàn)采用中位 機(jī)能 O 型 快進(jìn)時(shí) 液壓缸的油路差動(dòng)連接 進(jìn)油路與回油路串通 且又不允許經(jīng)背壓閥 流回油箱 轉(zhuǎn)為工進(jìn)后進(jìn)油路與回油路則要隔開 回油則經(jīng)背壓閥流回油箱 故須 在換向閥處 在進(jìn) 回路連通的油路上增加一單向閥 在背壓閥后增加一液控順序 閥 其控制油與進(jìn)入換向閥的壓力油連通 于是快進(jìn)時(shí)液壓缸的回油被液控順序閥 切斷 快進(jìn)空行程為低壓 此閥打不開 只有經(jīng)單向閥與進(jìn)油匯合 轉(zhuǎn)工進(jìn)后 行 程閥斷路 由于調(diào)速閥的作用 系統(tǒng)壓力升高 液控順序閥打開 液壓缸的回油可 經(jīng)背壓閥回油箱 與此同時(shí) 單向閥將回油路切斷 確保液壓系統(tǒng)形成高壓 以便 液壓缸正常工作 繪出該部分回路圖 如圖 1 3 所示 8 圖圖 1 41 4 換向回路換向回路 3 壓力控制回路 高壓小流量泵與低壓大流量泵各設(shè)一溢流閥調(diào)壓 工進(jìn)時(shí)只有小流量泵供油 大流量泵則可卸荷 而小流量泵只是在工件加工完畢 輸送帶即將裝入第二個(gè)工件 之瞬刻 才處于不工作狀態(tài) 其間斷時(shí)間甚短 故不必讓其卸荷 繪出雙泵油源及 壓力控制回路圖 如圖 1 4 所示 4 定位 夾緊系統(tǒng)的減壓順序回路 定位 夾緊液壓缸的工作面積 行程均不大 完全可由高壓小流量泵對其單獨(dú) 供油 為了保證工件的定位夾緊安全可靠 其換向閥采用帶定位裝置的電磁閥 夾 緊壓力比系統(tǒng)低 且要求既穩(wěn)定 又可調(diào) 故采用減壓閥減壓 減壓閥后設(shè)置一單 向閥 這可增加夾緊的可靠性與安全性 先定位后夾緊的順序動(dòng)作 由順序閥完成 為了使松開工件不受順序閥影響 使單向閥的順序閥并聯(lián) 繪出定位 夾緊系統(tǒng)部 分的回路圖 如圖 1 5 所示 9 圖圖 1 51 5 壓力控制回路壓力控制回路 圖圖 1 61 6 定位 夾緊系統(tǒng)部分的回路圖定位 夾緊系統(tǒng)部分的回路圖 5 行程終點(diǎn)的控制 由于機(jī)床需加工不通孔 工作部件對終點(diǎn)的位置精度有一定的要求 因此采用 死擋鐵停留 并可通過壓力繼電器發(fā)出換向信號 10 1 4 21 4 2 繪制液壓系統(tǒng)圖繪制液壓系統(tǒng)圖 將各回路圖合成 整個(gè)機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖就初步繪制了 再檢查并加以補(bǔ)充 完善 可繪制出正式的液壓系統(tǒng)原理圖 見附圖 系統(tǒng)圖中各電磁鐵及行程閥的動(dòng) 作順序見表 1 2 所示 電磁鐵通電 行程閥壓下時(shí) 表中記 反之 記 號 表表 1 21 2 電磁鐵及行程閥的動(dòng)作順序表電磁鐵及行程閥的動(dòng)作順序表 電磁鐵行程閥 1YA2YA3YA4YA5YA1623 定位 夾緊 快進(jìn) 工進(jìn) 快退 松開工件 原位停止 1 4 31 4 3 該系統(tǒng)工作原理分析該系統(tǒng)工作原理分析 1 定位 夾緊 按下啟動(dòng)按鈕 此時(shí)電液換向閥 13 20 處于中位 液壓油進(jìn)入定位 夾緊回路 二位五通閥 26 的 5YA 得電 二位五通閥右位工作 又由于順序閥 28 的作用 完成 了先定位后夾緊的順序動(dòng)作 油液流動(dòng)路線為 定位 泵 2閥 24閥 25閥 26 5YA 得電 夾緊 泵 2閥 24閥 25閥 26 5YA 得電 閥 28 2 快進(jìn) 當(dāng)工件被定位 夾緊后 定位 夾緊回路中液壓油達(dá)到某一固定壓力值 壓力 繼電器 30 27 發(fā)出信號 使電液換向閥 13 20 的 1YA 3YA 得電 液壓缸差動(dòng)連接 實(shí)現(xiàn)快進(jìn) 油液流動(dòng)路線為 泵 2閥 8閥 13閥 16閥 13閥 12閥 16 差動(dòng)連接 3 工進(jìn) 當(dāng)動(dòng)力滑臺快進(jìn)至工件時(shí) 壓下行程閥 油液經(jīng)調(diào)速閥 14 21 進(jìn)入液壓缸 回 11 路內(nèi)壓力增高 大流量泵卸荷 轉(zhuǎn)為工進(jìn) 油液流動(dòng)路線為 泵 2閥 9閥 13 閥 14閥 11閥 10油箱 4 快退 當(dāng)動(dòng)力滑臺工進(jìn)至死擋鐵停留 回路內(nèi)液壓油壓力升高到某一固定值時(shí) 壓力 繼電器 31 32 發(fā)出信號 使電液換向閥 2YA 4YA 得電 而 1YA 3YA 失電 實(shí)現(xiàn)快 退 油液流動(dòng)路線為 泵 2閥 13閥 15閥 13油箱 5 松開工件 當(dāng)壓力繼電器 31 32 發(fā)出信號快退時(shí) 電液換向閥 2YA 4YA 得電 1YA 3YA 失電 二位五通閥 26 的 5YA 失電 定位夾緊回路松開工件 12 第第 2 2 章章 元件參數(shù)計(jì)算與選擇元件參數(shù)計(jì)算與選擇 2 12 1 確定液壓缸的主要參數(shù)確定液壓缸的主要參數(shù) 2 1 12 1 1 初選液壓缸的工作壓力初選液壓缸的工作壓力 已知液壓缸負(fù)載值最大為 23600N 查參考文獻(xiàn) 1 表 9 3 9 4 并參考同類型組 合機(jī)床 取液壓缸工作壓力為 3 5 為中低壓液壓系統(tǒng) MPa 2 1 22 1 2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 由第 1 分析章可知液壓缸最大推力為工進(jìn)階段時(shí)且為 26222N 則 D m 2 6 1079 9 105 314 3 2622244 p F 查參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 GB T2348 80 將以上計(jì)算值圓整 為標(biāo)準(zhǔn)直徑 取 D 100mm 為了實(shí)現(xiàn)快進(jìn)速度與快退速度相等 采用差動(dòng)連接 則 d 0 7D 所以 d 0 7D 0 7 100 70mm 同樣按參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 活塞桿直徑系列 GB T2348 80 圓整成標(biāo)準(zhǔn)系列活塞桿直徑 取 d 70mm 由 D 100mm d 70mm 算出 液壓缸無桿腔有效作用面積為 A1 78 5mm2 有桿腔有效作用面積為 A2 40 1mm2 工進(jìn)時(shí)采用調(diào)速閥 查產(chǎn)品樣本 調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量 0 05 因最 minV q minl 小工進(jìn)速度 0 025 則 故能滿足低速 min V minl 3 2 min 21 min 0 05 10 20 2 5 V q cmAA v 穩(wěn)定性要求 2 22 2 計(jì)算液壓缸的工作壓力 流量和功率計(jì)算液壓缸的工作壓力 流量和功率 2 2 12 2 1 計(jì)算液壓缸的工作壓力計(jì)算液壓缸的工作壓力 根據(jù)參考文獻(xiàn) 1 表 9 5 執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值 本系統(tǒng)的背壓值估計(jì)可在 0 5 0 8范圍內(nèi)選取 故暫定 工進(jìn)時(shí) 0 8 快速運(yùn)動(dòng)時(shí) MPa b PMPa 0 5 液壓缸在工作循環(huán)各階段的工作壓力 即可按參考文獻(xiàn) 1 式 9 10 b PMPa 式 9 11 和式 9 12 計(jì)算 差動(dòng)快進(jìn)階段 13 2 1 1212 b AF pp AAAA 46 44 222240 1 100 5 10 78 5401 10 78 540 1 10 aa Ppp 6 1 10 10 1 1 a Pp PMPa 工作進(jìn)給階段 66 2 1 4 11 26222 0 8 103 75 103 75 78 5 10 baa AF ppppMPa AA 快速退回階段 4 6 2 1 44 21 316778 5 10 0 5 101 77 40 1 1040 1 10 baa AF pppMp AA 2 2 22 2 2 計(jì)算液壓缸的輸入功率計(jì)算液壓缸的輸入功率 快進(jìn)階段 64 11 1 1 103 2 103520 352 V Pp qwkw 工進(jìn)階段 64 11 3 75 100 1038 1049 050 05 V Pp qwkw 快退階段 64 11 1 77 103 34167 100 59 V Pp qkw 將以上計(jì)算的壓力 流量和功率值列成表 2 1 表表 2 12 1 液壓缸在各階段的壓力 流量和功率液壓缸在各階段的壓力 流量和功率 工作階段工作壓力 a Mp p1 輸入流量 v q 1 min l 輸入功率 kw p 快速前進(jìn) 1 119 20 352 工作進(jìn)給 3 750 7850 05 快速退回 1 7720 050 59 2 32 3 選擇液壓泵選擇液壓泵 由上表可知工作進(jìn)給階段液壓缸最大工作壓力為 3 75 106 進(jìn)油路上的壓力Pa 損失一般為 現(xiàn)取進(jìn)油路總壓力損失為 則小流量 55 5 1015 10 Pa 5 1 8 10pPa 泵最高工作壓力為 5 11 3 750 5 104 25 b pppMPa 14 因此 小泵的額定壓力可取 4 25 4 25 25 5 3125 MPa 確定液壓泵的最大供油量 maxvvp qkq K 系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù) 一般取1 11 3k 快退時(shí)泵的流量為 1 1 1 20 0522 055 min vp qkql 工進(jìn)時(shí)泵的流量為 1 1 1 0 7850 8635 min vp qkql 考慮到節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中溢流閥的性能特點(diǎn) 尚須加上溢流閥穩(wěn)定工作的最小溢流 量 一般取 3 所以小流量泵的流量為 minl 0 8635 3 3 8635 1vp q minl 查產(chǎn)品樣本 選用小泵排量為 V 6的 YB1 型雙聯(lián)葉片泵 額定轉(zhuǎn)速為 n 960 L r 則小泵的額定流量為 minl 3 1 6 10960 0 95 18 min vnnz qvl 因此大流量泵的流量為 2 22 055 18 16 875 min vp ql 查產(chǎn)品樣本 選用大泵排量為 V 20的 YB1 型雙聯(lián)葉片泵 額定轉(zhuǎn)速為 mL r n 960 則大泵的額定流量為 minr 3 2 20 10960 0 917 28 min vnnv qvl 所以 滿足要求 故本系統(tǒng)采用一臺 YB1 20 6 型雙聯(lián)葉片泵 由前面分析可知 快退階段的功率最大 故按快退階段估算電動(dòng)機(jī)功率 若快退時(shí) 進(jìn)油路的壓力損失 液壓泵的總效率 0 7 則電動(dòng)機(jī)的功率為 1 0 2pMPa p 1053W 7 060 10 28 1718 5 10 2 077 1 36 p vpb b qp p 查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本 選用 Y90L 6 型異步電動(dòng)機(jī) P 1 1kw n 910 minr 2 42 4 選擇液壓閥選擇液壓閥 根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)原理圖 計(jì)算分析通過各液壓閥的最高壓力和最大流量 選擇個(gè)液壓閥的型號規(guī)格 下面列出各控制閥通過的實(shí)際流量 見表 2 2 表表 2 22 2 各閥通過的實(shí)際流量及型號規(guī)格各閥通過的實(shí)際流量及型號規(guī)格 序號元件名稱 通過流量 1 min L 型號規(guī)格 2 雙聯(lián)葉片泵 22 46YB1 20 6 5 溢流閥 5 18EAZ63 25 24 減壓閥 5 18EJX63 25 25 單向閥 5 18AF3 Ea10B 15 26 二位五通換向閥 5 18 E25DW 25 28 順序閥 5 18ECZ25 25 29 單向閥 5 18AF3 Ea10B 27 30 31 32壓力繼電器 EYX63 6 7 9 節(jié)流閥 2ELB 16 10 17 液控順序閥 0 5 ECZ25 25 4 溢流閥 17 28DBD 6 3 二位二通電磁閥 1 F22DH 25 16 23 行程閥 19 2E22JH 63 15 22 單向閥 20 05AF3 Ea10B 14 21 調(diào)速閥 1 EQL 3 6 8 單向閥 8 64AF3 Ea10B 11 18 背壓閥 0 5 EFZ10 25 13 20 電液換向閥 20 05E35ZD 63 12 19 單向閥 19 2AF3 EA10B 2 52 5 液壓閥調(diào)整參數(shù)的確定液壓閥調(diào)整參數(shù)的確定 2 5 12 5 1 流量閥的調(diào)整流量閥的調(diào)整 1 節(jié)流閥 7 9 流量的調(diào)整 節(jié)流閥在滑臺快速運(yùn)動(dòng)時(shí)通過的流量調(diào)整為 2左右較為合適 當(dāng)一滑臺在 minl 作快速運(yùn)動(dòng)時(shí) 另一滑臺正在作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 不會出現(xiàn)壓力突然下降和波動(dòng)以至影響 加工質(zhì)量的現(xiàn)象 另外 在滑臺快速運(yùn)動(dòng)時(shí) 有可增加 2的流量使速度加快 minl 從而提高工效 2 調(diào)速閥 14 21 流量的調(diào)整 將調(diào)速閥旋鈕擰到 0 2 可消除負(fù)載變化對流量的影響 滿足工進(jìn)要求 minl 2 5 22 5 2 壓力閥的調(diào)整壓力閥的調(diào)整 溢流閥 5 的壓力調(diào)整值顯然的系統(tǒng)壓力最高值 5y P ay MpPP 6 max5 1025 4 對溢流閥 4 的壓力調(diào)整值需作如下計(jì)算 4y P 16 快進(jìn) 快退 116139 PPPPP 2139 PPPP 1122 PAP AF 2211 P APAF 11612 13 2 PPPPP 11513 PPP 式中為液壓缸無桿腔的壓力 F 為液壓缸有桿腔壓力 為液壓缸回油流經(jīng)電 1 P 13 P 液換向閥時(shí)的壓力損失 F 為左滑臺快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的推力 4444N 查產(chǎn)品樣中可查出這些閥在額定流量下的壓力損失如表 2 3 所示 再考慮到管道內(nèi)及通道體內(nèi)的壓力損失 溢流閥的損失可調(diào)為 1 5 4y P 6 10 Pa 表表 2 32 3 閥的額定壓力損失閥的額定壓力損失 A1 2A2 4D2 25 快進(jìn)快退 PaP 52 7 1028 1 25 20 2 PaP 52 7 1028 1 25 20 2 PaP 52 13 1018 0 63 22 5 1 PaP 52 13 1018 0 63 22 5 1 PaP 52 16 1098 0 63 44 2 PaP 52 15 1098 0 63 44 2 PaP 52 13 1018 0 63 22 2 PaP 52 13 1073 0 63 44 5 1 PaP 52 12 1024 0 63 22 5 1 得得 P 9 5 105PaP 10 5 105Pa 序號名稱型號額定流量下的壓力損失 7 節(jié)流閥 ELB 162 105Pa 12 單向閥 AF3 EA10B2 105Pa 13 三位五通電液換向閥 E35ZD 631 5 105Pa 15 單向閥 AF3 Ea10B2 105Pa 16 二位二通行程閥 E22JH 631 5 105Pa 17 2 5 32 5 3 對其它閥的壓力調(diào)整對其它閥的壓力調(diào)整 1 減壓閥 24 減壓閥的壓力值由夾緊力及夾緊缸的工作面積決定 取 Pj 2 5 106 Pa 2 順序閥 28 順序閥的壓力值應(yīng)大于定位液壓缸動(dòng)作時(shí)的壓力而小于減壓閥的壓力 由計(jì)算 可得定位液壓缸動(dòng)作其對應(yīng)的壓力值為 4 105 則有Pa 4 25 x P 為減小壓力損失 可取 8 105 x PPa 3 壓力繼電器 27 30 其壓力值應(yīng)大于夾緊液壓缸動(dòng)作時(shí)的壓力值 小于減壓閥的壓力值 由于繼電 器工作時(shí)無功率損失 為了可靠起見 取偏大值 8 105 d PPa 4 壓力繼電器 31 32 其壓力值應(yīng)大于工作進(jìn)給時(shí)的壓力值 小于溢流閥 5 壓力值 基于上述原因取 3 9 105 d PPa 5 液控順序閥 10 17 其壓力值應(yīng)大于快進(jìn)時(shí)節(jié)流閥之后的壓力值 而小于溢流閥 5 的壓力值 同樣 此閥工作時(shí)不會增加系統(tǒng)的功率損失 為使工作可靠 保證液壓缸差動(dòng)連接正常工 作 可取 4y P xy P 5y P 調(diào)整值可為 3 0 106 xy PPa 背壓閥 11 18 的壓力前面已確定為 d P 5 6 10 Pa 至此整個(gè)系統(tǒng)調(diào)整完畢 各測壓點(diǎn)的布局可參看集成塊單元回路圖 說明 此系統(tǒng)定位夾緊部分均采用標(biāo)準(zhǔn)單元回路塊 測壓點(diǎn)位置也已確定 盡 管已有的兩處測壓點(diǎn)均用到 但仍無法測到順序閥 28 的壓力 實(shí)際上 只要在減壓 閥后布一測壓點(diǎn) 則 24 27 28 30 四閥的壓力均可測得 2 5 42 5 4 選擇輔助元件選擇輔助元件 油管內(nèi)徑一般可參照所接元件接口尺寸確定 也可按管路允許流速進(jìn)行計(jì)算 本系統(tǒng)油管內(nèi)徑的選擇可參照所接元件接口尺寸確定 查參考文獻(xiàn) 1 油箱容量按下式確定 57 20 05100 25140 35 vp VmqLLL 18 2 62 6 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 由于本液壓系統(tǒng)相對比較簡單 壓力損失驗(yàn)算可以從略 又由于系統(tǒng)采用雙泵 供油方式 在液壓缸工進(jìn)階段 大流量泵卸荷 功率利用合理 同時(shí)油箱容量可以 取較大值 系統(tǒng)發(fā)熱溫升不大 故不必進(jìn)行系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 19 第第 3 3 章章 液壓油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 13 1 引言引言 液壓缸有多種類型 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞式 柱塞式和組合式三大類 按作 用方式又可分為單作用式和雙作用式兩種 在單作用式液壓缸中 壓力油只供入液 壓缸的一腔 使缸實(shí)現(xiàn)單方向運(yùn)動(dòng) 反方向運(yùn)動(dòng)則依靠外力 彈簧力 自重或外部 載荷等 來實(shí)現(xiàn) 由于該系統(tǒng)自身的特點(diǎn) 液壓缸采用單作用式 3 23 2 液壓缸的主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸的主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3 2 13 2 1 液壓缸主要尺寸的確定液壓缸主要尺寸的確定 由第 2 章元件參數(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì)中液壓缸的內(nèi)徑 D 100mm 活塞桿直徑 d 70mm 已 確定 3 2 23 2 2 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算 液壓缸的壁厚一般指缸體結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度 從參考文獻(xiàn) 7 可知 承受內(nèi)壓 力的圓筒 其內(nèi)應(yīng)力的圓筒 其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異 一般計(jì)算時(shí) 可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒 當(dāng)缸體壁厚與內(nèi)徑之比小于 0 1 時(shí) 稱為薄壁缸體 薄壁缸體的壁厚按材料力 學(xué)中計(jì)算公式 m 2 PD 式中 缸體壁厚 m P液壓缸的最大工作壓力 Pa D缸體內(nèi)徑 m 缸體材料的許用應(yīng)力 Pa 查參考文獻(xiàn) 5 可得常見缸體材料的許用應(yīng)力 鑄鋼 10001100 5 10Pa 無縫鋼管 10001100 5 10Pa 20 鍛鋼 10001200 5 10Pa 鑄鐵 600700 5 10Pa 選用鑄鋼作為缸體材料 6 5 3 75 100 1 0 00171 7 22 1100 10 PD mmm 在中低壓機(jī)床液壓系統(tǒng)中 缸體壁厚的強(qiáng)度是次要的 缸體壁厚一般由結(jié)構(gòu) 工藝上的需要而定 只有在壓力較高和直徑較大時(shí) 才由必要校核缸體最薄處的壁 厚強(qiáng)度 當(dāng)缸體壁厚與內(nèi)徑 D 之比值大于 0 1 時(shí) 稱為厚壁缸體 通常按參考文獻(xiàn) 7 中 第二強(qiáng)度理論計(jì)算厚壁缸體的壁厚 56 56 0 4 1 21 3 1100 100 4 3 75 100 1 1 21100 101 3 3 75 10 0 00149 1 49 PD P m mm 因此缸體壁厚應(yīng)不小于 1 7mm 又因?yàn)樵撓到y(tǒng)為中低壓液壓系統(tǒng) 所以不必對 缸體最薄處壁厚強(qiáng)度進(jìn)行校核 缸體的外徑為 1 21002 1 7103 4DDmm 3 2 33 2 3 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程的確定 液壓缸的工作行程長度 可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定 以液壓 左滑臺為例 因?yàn)樽蠡_的最大行程為 340mm 由查參考文獻(xiàn) 3 表 2 6 液壓缸活塞 行程參數(shù) GB2349 80 選擇液壓缸的工作行程為 400mm 3 2 43 2 4 缸蓋厚度的確定缸蓋厚度的確定 缸筒底部 即缸蓋 有平面和拱形兩種形式 由于該系統(tǒng)中液壓缸工作場合的 特點(diǎn) 缸蓋宜選用平底形式 查參考文獻(xiàn) 4 可得其有效厚度 t 按強(qiáng)度要求可用下面 兩式進(jìn)行近似計(jì)算 缸蓋有孔時(shí) 2 0 433 P tDm 缸蓋無孔時(shí) 2 2 20 0 433 PD tDm Dd 21 式中 t缸蓋有效厚度 m P液壓缸的最大工作壓力 Pa 缸體材料的許用壓力 Pa 缸底內(nèi)徑 m 2 D 缸底孔的直徑 m 0 d 查參考文獻(xiàn) 5 缸蓋的材料選用鑄鐵 所以 缸蓋有孔時(shí) 2 0 433 P tDm 6 5 3 75 10 0 433 0 1 650 10 0 0104 10 4 t tm tmm 缸蓋無孔時(shí) 2 2 20 0 433 PD tDm Dd 6 5 3 75 100 1 0 433 0 1 650 10 0 1 0 07 0 018988 18 988 t tm tmm 3 2 53 2 5 最小導(dǎo)向長度的確定最小導(dǎo)向長度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí) 從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支撐面中點(diǎn)的距離 H 稱為 最小導(dǎo)向長度 圖 3 1 如果最小導(dǎo)向長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導(dǎo)向長度 對一般的液壓缸最小導(dǎo)向長度 H 應(yīng)滿足以下要求 202 LD H 400100 202 2050 70mm 式中 L 液壓缸的最大行程 D 液壓缸的內(nèi)徑 圖圖 3 13 1 液壓缸的導(dǎo)向長度液壓缸的導(dǎo)向長度 22 3 2 63 2 6 缸體長度的確定缸體長度的確定 液壓缸的缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和 缸體外形長度還 要考慮到兩端端蓋的厚度 一般液壓缸缸體長度不大于內(nèi)徑的倍 即在本系2030 統(tǒng)中缸體長度不大于 20003000mm 現(xiàn)取缸體長度為 470mm 3 33 3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓缸主要尺寸確定以后 就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主要包括 缸筒與缸蓋 的連接結(jié)構(gòu) 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu) 密封裝置 緩沖裝 置 排氣裝置 及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等 3 3 13 3 1 缸筒與缸蓋的連接形式缸筒與缸蓋的連接形式 缸筒與缸蓋的連接形式有多種 如法蘭連接 外半環(huán)連接 內(nèi)半環(huán)連接 外螺 紋連接 拉桿連接 焊接 鋼絲連接等 該系統(tǒng)為中低壓液壓系統(tǒng) 缸體材料為鑄 鋼 液壓缸與缸蓋可采用外半環(huán)連接 該連接方式具有結(jié)構(gòu)簡單加工裝配方便等特 點(diǎn) 3 3 23 3 2 活塞活塞 活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng) 因此它于缸筒的配合應(yīng)適當(dāng) 即不 能過緊 也不能間隙過大 設(shè)計(jì)活塞時(shí) 主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式 其次 還有活塞與活塞桿的連接 活塞材料 活塞尺寸及加工公差等 1 活塞的結(jié)構(gòu)形式 活塞的結(jié)構(gòu)形式分為整體活塞和組合活塞 根據(jù)密封裝置形式來選用活塞結(jié)構(gòu)形式 查參考文獻(xiàn) 3 表 2 10 活塞及活塞桿的密封圈使用參數(shù) 該系統(tǒng)液壓缸中可采用 O 形圈密封 所以 活塞的結(jié)構(gòu)形式可選用整體活塞 整體活塞在活塞四周上開溝槽 結(jié)構(gòu)簡單 2 活塞與活塞桿的連接 查參考文獻(xiàn) 4 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)分整體式結(jié)構(gòu)和組合式結(jié)構(gòu) 組合式結(jié) 構(gòu)又分為螺紋連接 半環(huán)連接和錐銷連接 該系統(tǒng)中采用螺紋連接 該連接方式結(jié) 構(gòu)簡單 在振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng) 必須用鎖緊裝置 多在組合機(jī)床上與工程 機(jī)械的液壓缸上使用 3 活塞的密封 查參考文獻(xiàn) 3 表 2 10 活塞與缸筒的密封采用 O 形圈密封活塞與缸體的密封采 用 O 形圈密封 O 形圈的代號為 87 5 5 3GB T3452 1 1992 查參考文獻(xiàn) 5 活塞 23 密封溝槽尺寸如圖 3 2 所示 圖中 2 7 的最大值為 100 072 最小值為 min Z 4 d 97 240 液壓動(dòng)密封時(shí) b 7 1 的最大值為 91 193 最小值為 88 15 其上偏 5 d 差為 0 偏差為 0 07 由設(shè)計(jì)者自己決定 取 0 40 8 取 0 10 3 9 d 1 r 2 r 具體結(jié)構(gòu)見附圖 查參考文獻(xiàn) 3 表 2 10 活塞與活塞桿的密封采用 O 形圈密封 因該系統(tǒng)為中低 壓液壓系統(tǒng) P 所以活塞桿上的密封溝槽不設(shè)擋圈 其溝槽尺寸與公差由32 a Mp GB T3452 3 98 確定 O 形圈代號為 G GB T3452 1 92 具體說明從略 35 5 2 65 4 活塞材料 因?yàn)樵撓到y(tǒng)中活塞采用整體活塞 無導(dǎo)向環(huán)結(jié)構(gòu) 參考文獻(xiàn) 5 所以活塞材料可 選用 HT200 HT300 或球墨鑄鐵 結(jié)合實(shí)際情況及毛坯材料的來源 活塞材料選用 HT200 5 活塞尺寸及加工公差 查參考文獻(xiàn) 5 活塞的寬度一般取 B D 缸筒內(nèi)徑為 100mm 現(xiàn)取0 61 0 B 0 6 100 60 活塞的外徑采用 f9 外徑對內(nèi)孔的同軸度公差不大于 0 02mm 活塞的 內(nèi)孔直徑 D1設(shè)計(jì)為 40mm 精度為 H8 查參考文獻(xiàn) 4 可知端面 T 對內(nèi)孔 D1軸線的垂 直度公差值按 7 級精度選取 活塞外徑的圓柱度公差值按 9 級 10 級或 11 級精度 選取 外表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半 表面粗糙度視結(jié)構(gòu)形式不 同而各異 其結(jié)構(gòu)簡圖見圖 3 3 活塞的詳細(xì)結(jié)構(gòu)見附圖 圖圖 3 23 2 活塞密封溝槽尺寸簡圖活塞密封溝槽尺寸簡圖 圖圖 3 33 3 活塞結(jié)構(gòu)簡圖活塞結(jié)構(gòu)簡圖 24 3 3 33 3 3 缸筒缸筒 缸筒材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性 對焊接的缸體還要求有良好的焊 接性能 結(jié)合該系統(tǒng)中液壓缸的參數(shù) 用途和毛坯的來源等 缸筒的材料可選用鑄 鋼 在液壓缸主要尺寸設(shè)計(jì)與計(jì)算中已設(shè)計(jì)出液壓缸體壁厚最小厚度應(yīng)不小于 1 7mm 缸體的材料選用鑄鋼 查參考文獻(xiàn) 4 缸體內(nèi)徑可選用 H8 H9 或 H10 配合 現(xiàn)選用 H9 配合 內(nèi)徑的表面粗糙度因?yàn)榛钊x用 O 形圈密封取為 0 3 且需 a Rm 珩磨 缸筒內(nèi)徑的圓度和圓柱度可選取 8 級或 9 級精度 缸筒端面的垂直度可選取 7 級精度 缸筒端部用內(nèi)外卡環(huán)連接 卡環(huán)尺寸一般取 如 12 2hlh hhh 圖 3 4 所示 該系統(tǒng)液壓缸采用的卡環(huán)尺寸設(shè)計(jì)為 查參考文獻(xiàn) 5 可得8 10hl 安裝卡環(huán)溝槽尺寸公差 具體結(jié)構(gòu)見附圖 圖圖 3 43 4 卡環(huán)連接的缸筒卡環(huán)連接的缸筒 1 1 前缸蓋前缸蓋 2 2 卡環(huán)卡環(huán) 3 3 缸筒缸筒 缸筒與缸蓋之間的密封采用 O 形圈密封 O 形圈的代號為 115 3 55 G GB T3452 1 1992 密封溝槽及其公差可按 GB T3452 3 1988 確定 見所附零件圖 3 3 43 3 4 排氣裝置排氣裝置 排氣裝置用于排除液壓缸內(nèi)的空氣 使其工作穩(wěn)定 一般把排氣閥安裝在液壓 缸兩端的最高位置與壓力腔相通 以便安裝后 調(diào)試前排除液壓缸內(nèi)的空氣 對于 運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定性要求較高的機(jī)床和大型液壓缸 則需要設(shè)置排氣裝置 如排氣閥等 排氣閥的結(jié)構(gòu)有多種形式常用的有如參考文獻(xiàn) 3 圖 2 6a b 所示的兩種結(jié)構(gòu) 該系 統(tǒng)中采用參考文獻(xiàn) 3 圖 2 6a 所示的排氣閥 參考文獻(xiàn) 3 圖 2 7 為其結(jié)構(gòu)尺寸 該 25 排氣閥為整體型排氣閥 其閥體與閥芯合為一體 材料為不銹鋼 3cr13 錐面熱處 理硬度 HRC38 44 3 3 53 3 5 緩沖裝置緩沖裝置 液壓缸的行程終端緩沖裝置可使帶著負(fù)載的活塞 在到達(dá)行程終端減速到零 目的是消除因活塞的慣性力和液壓力所造成的活塞與端蓋的機(jī)械撞擊 同時(shí)也為了 降低活塞在改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)液體發(fā)出的噪聲 因?yàn)樵撓到y(tǒng)為液壓動(dòng)力滑臺液壓系統(tǒng) 速度換接平穩(wěn) 進(jìn)給速度穩(wěn)定 且工進(jìn)完畢采用死擋鐵停留 所以液壓缸上可不設(shè) 置緩沖裝置 3 3 63 3 6 后缸蓋后缸蓋 查參考文獻(xiàn) 5 并參考同類型液壓缸 后缸蓋的材料選用 HT200 缸蓋與缸體采 用外半環(huán)連接 選用的螺栓的代號為 GB T5782 86 M12 140 為了液壓缸的安裝方 便 進(jìn)油口與出油口均設(shè)置在后缸蓋上 查參考文獻(xiàn) 4 參照液壓缸螺紋連接的油口 系列 GB T2878 93 液壓缸的進(jìn)油口螺紋選用 M12 1 5 出油口螺紋選用 M27 2 在缸蓋進(jìn)油通道的上部和缸蓋側(cè)面缸內(nèi)徑的上部設(shè)置兩個(gè)排氣閥孔 液壓 缸采用尾部法蘭式固定 采用17 的螺孔 具體結(jié)構(gòu)尺寸見所附零件圖 圖圖 3 53 5 車氏組合密封車氏組合密封 1 1 防塵圈防塵圈 2 2 密封件密封件 26 圖圖 3 63 6 安裝防塵圈的溝槽尺寸公差簡圖安裝防塵圈的溝槽尺寸公差簡圖 3 3 73 3 7 前缸蓋及與活塞桿的密封 防塵前缸蓋及與活塞桿的密封 防塵 查參考文獻(xiàn) 5 并參考同類型的液壓缸 前缸蓋的材料選用 35 鋼 缸蓋與缸筒 采用的連接方式和后缸蓋與缸筒的連接方式一致 在缸蓋的頂部加工進(jìn)油孔道 其 孔道的的結(jié)構(gòu)與形式參照后缸蓋上的而定 兩缸蓋之間的油管與缸蓋的密封采用 O 形圈密封 代號 G GB T3452 1 92 查參考文獻(xiàn) 4 油管與缸蓋接口處的尺18 3 55 寸配合確定為 查參考文獻(xiàn) 6 前缸蓋與活塞桿的密封采用車氏組合密189 9Hg 封 直角潤滑式密封 其簡圖見圖 3 5 圖中 b1 Z1 2 0 D d 9 6 H9 0 2 0 7 8 4 其中 d 為活塞桿直徑 具體結(jié)構(gòu)見附圖 為了清除活塞桿處外露部分粘附的灰塵 保證油液清潔及減少磨損 在端蓋外 側(cè)增加防塵圈 活塞桿的防塵采用往復(fù)運(yùn)動(dòng)橡膠防塵密封圈 GB T 10708 3 89 A 型液壓缸活塞桿防塵圈 安裝防塵圈的溝槽尺寸見圖 3 6 前缸蓋的零件圖見附圖 3 3 83 3 8 活塞桿活塞桿 1 活塞桿結(jié)構(gòu)尺寸的確定 活塞桿桿體分為實(shí)心桿和空心桿兩種 實(shí)心桿加工簡單 采用較多 該系統(tǒng)中 采用實(shí)心桿 已知活塞桿的直徑為 70mm 查參考文獻(xiàn) 5 活塞桿的材料選用 45 鋼 根 據(jù)液壓缸的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸 活塞桿的總長度設(shè)計(jì)確定為 807mm 軸徑為 70mm 的長度為 527mm 查參考文獻(xiàn) 4 活塞桿上安裝活塞的部分即軸徑為 40mm 的部分精度采用 h8 活塞桿與活塞的密封采用 O 形圈密封 代號為 G GB T3452 1 92 活塞桿35 5 2 65 與活塞的密封前面已設(shè)計(jì)說明 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)采用螺紋連接 該連接方式 結(jié)構(gòu)簡單 在振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng) 必須采用鎖緊裝置 該系統(tǒng)中采用開口銷鎖 27 緊 因?yàn)樵撘簤合到y(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)液壓動(dòng)力滑臺 HY40A 1 查參考文獻(xiàn) 10 HY 系列液 壓滑臺的聯(lián)系尺寸 活塞桿與液壓滑臺連接處螺紋采用 螺紋長度42 2M 60 GB2350 80 為使連接牢固 采用鍵連接 鍵 GB1096 79 采用一般鍵12 70 連接 2 活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算 活塞桿在穩(wěn)定的工況下 如果只是受軸向推力或拉力可以近似地用直桿承受拉 壓載荷的簡單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算 6 2 10 4 p F MPa d 6 2 6 3 2 10 4 26222 10 4 70 10 p F MPa d 6 81 MPa p 所以活塞桿滿足強(qiáng)度要求 式中 F活塞桿作用力 N d活塞桿直徑 m 材料許用應(yīng)力 對中碳鋼 400 p p MPa 活塞桿上一般都設(shè)有螺紋 退刀槽結(jié)構(gòu) 這些部位往往使活塞桿上的危險(xiǎn)截面 也要進(jìn)行計(jì)算 危險(xiǎn)截面處的合成應(yīng)力應(yīng)滿足 2 2 2 1 8 np F MPa d 式中 危險(xiǎn)截面的直徑 m 2 d 活塞桿的拉力 N 2 F 材料許用應(yīng)力 對中碳鋼 400 p p MPa 因?yàn)榛钊麠U上螺紋 退刀槽中直徑最小的為 此處的截面為危險(xiǎn)截面 27 8 所以 2 2 2 1 8 n F d 2 26222 1 8 0 0278 n 61072925 83 n Pa 61 07 np MPa 28 活塞桿危險(xiǎn)截面處滿足強(qiáng)度要求 3 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 包括活塞桿與端蓋 導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu) 以及密封 防塵 和鎖緊裝置等 導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向 也可做成與端蓋分開 的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu) 后者導(dǎo)向套磨損后便于更換 所以應(yīng)用較普遍 該系統(tǒng)為液壓動(dòng)力 滑臺液壓系統(tǒng)的速度換接平穩(wěn) 進(jìn)給速度穩(wěn)定 磨損不嚴(yán)重 所以導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)采用 端蓋整體式直接導(dǎo)向 活塞桿的結(jié)構(gòu)見附圖 結(jié)束語結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成了三年的專業(yè)課學(xué)習(xí) 并進(jìn)行了大量生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行 的最后的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié) 此次設(shè)計(jì)中雖然遇到了不少問題 但在郝老師的指導(dǎo)下 經(jīng)過了幾個(gè)月的努力 初步達(dá)到了預(yù)想的成功 并在設(shè)計(jì)過程中注重了以下幾個(gè)方 面的學(xué)習(xí) 1 綜合運(yùn)用液壓傳動(dòng)課程及其它有關(guān)先修課程的理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識 進(jìn)行液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)踐 使理論知識和