機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文精選Word版

整理為word格式整理為word格式整理為word格式摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際，主要任務(wù)是在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)調(diào)研的基礎(chǔ)上擬定出整個(gè)疏煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及各組成部分，并選擇液壓元件及電控元件，最終完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的液壓疏煤系統(tǒng)主要包括兩大部分：液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。其中液壓部分是由液壓系統(tǒng)控制十個(gè)液壓缸伸縮，液壓缸帶動(dòng)埋在煤中的蒺藜棍運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤倉(cāng)的疏煤。電控部分采用PLC可編程控制器控制：對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟閉、加熱器的開關(guān)、電磁換向閥的換向、液壓系統(tǒng)的卸荷等實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)與自動(dòng)控制。本設(shè)計(jì)包括液壓缸設(shè)計(jì)和電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)專題部分。設(shè)計(jì)的液壓缸采用活塞缸——連桿傳動(dòng)方案；活塞采用組合式活塞；前端蓋為法蘭聯(lián)接；后端蓋采用焊接結(jié)構(gòu)；活塞與連桿用螺母固定。設(shè)計(jì)中對(duì)缸筒，活塞桿，端蓋等重要零件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和力學(xué)計(jì)算。設(shè)計(jì)的電控系統(tǒng)，采用PLC可編程控制器作為主要控制元件，壓力繼電器作為PLC的一個(gè)輸入端。這樣系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的需要來(lái)控制液壓缸的伸縮，即實(shí)現(xiàn)了每個(gè)液壓缸均可獨(dú)立自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，又實(shí)現(xiàn)每?jī)蓚€(gè)液壓缸自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行和手動(dòng)控制。此外，還對(duì)系統(tǒng)中的各類液壓元件和電控元件進(jìn)行了選擇，選出合適的型號(hào)，并對(duì)電控操作臺(tái)作了初步設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：疏煤系統(tǒng)；液壓缸；電控系統(tǒng).整理為word格式整理為word格式整理為word格式AbstractThedesignofthegraduateengineeringtopicsfromthescene,themaintaskistoresearchinternshipatthesceneonthebasisofdrawingupthedredgingofcoalsystemdesign,designahydraulicsystem,electroniccontrolsystemsandcomponentsandhydraulicchoicecomponentsandelectroniccontrolcomponents,thefinalcompletionoftheentiresystemdesign.Inthispaper,thedesignofthehydraulicdredgingcoalsystem,includingthetwomainparts:thehydraulicsystemandelectroniccontrolsystem.Whichispartofthehydrauliccontrolsystemofhydraulictelescopiceighthydrauliccylinders,hydrauliccylindersburiedinthecoaldriveninafewwordsstickmovement,leadingtothereducedcoalbunkercoal.ElectronicpartsusedPLCcontrol:onthehoistmotor,heaterswitch,thechangetotheelectromagneticvalve,thehydraulicsystemofunloading,andsoachievethemanualandautomaticcontrol.Inthispaper,thedesignofthehydrauliccylindersandelectriccontrolsystemofthisdesignispartofthetopic.Inthispaper,thedesignofahydrauliccylinderpiston-cylinder-linktransmissionprogrammer;DetroitPistonsusedmodular;frontcoverfortheflangeconnection;coverafteraweldedstructure;Pistonsandthefixedlinkwithnuts.Thedesignofthecylinder,pistonrod,cover,andotherimportantpartsofthestructureandmechanicalcalculations.整理為word格式整理為word格式整理為word格式Inthispaper,thedesignoftheelectriccontrolsystem,usingtoday'smoreadvancedPLCprogrammablelogiccontrollerasthemaincontroldevices,pressurerelayasaPLCinput.Thissystemcantransformthehydraulicoil-hydrauliccylinderstocontroltheexpansion,notonlytoachievetheindependenceofeachcylindercanbeautomaticallycontinuousoperation,butalsotoachieveeverytwohydrauliccylinderautomaticandmanualcontrolofcontinuousoperation.Inaddition,thesysteminalltypesofhydrauliccomponentsandelectroniccontrolcomponentsoftherelevantterms,electasuitablemodel,andelectroniccontrolconsolemadeapreliminarydesign.Keywords:reducedcoalsystem;hydrauliccylinder;electroniccontrolsystem.整理為word格式整理為word格式整理為word格式目錄摘要 IAbstract II緒論 11.設(shè)計(jì)資料及要求 21.1工作原理 21.2要求及資料 31.2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) 31.2.2系統(tǒng)的其他要求 31.2.3總體規(guī)則 42.液壓缸的設(shè)計(jì) 72.1液壓缸主要結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì) 72.1.1液壓缸的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)原則 72.1.2缸筒的設(shè)計(jì) 82.1.3活塞的結(jié)構(gòu)和選材 132.1.4活塞桿的設(shè)計(jì) 142.1.5缸蓋的設(shè)計(jì) 182.2其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20整理為word格式整理為word格式整理為word格式2.2.1導(dǎo)向套 202.2.2確定密封裝置 212.2.3排氣裝置 222.2.4緩沖裝置 232.2.5防塵裝置 233.液壓元件的選型 243.1主要液壓元件的選型 243.1.1液壓泵的選擇 243.1.2確定工作循環(huán)系統(tǒng)各參數(shù) 303.1.3換向閥的選擇 363.1.4單向閥的選擇 373.1.5溢流閥的選擇 373.1.6濾油器的選擇 383.1.7壓力表開關(guān)的選擇 403.1.8壓力繼電器的選擇 403.1.9電動(dòng)機(jī)的選擇 413.2其它輔助元件的選擇 433.2.1油箱的選擇 433.2.2油管的選擇 443.2.3管接頭的選擇 453.2.4加熱器的選擇 463.3驗(yàn)算系統(tǒng)性能 494.電控系統(tǒng) 534.1PLC程序的編寫 534.1.1液壓缸控制程序 534.1.2電動(dòng)機(jī)控制程序 594.2電控元件的選擇 594.2.1熔斷器的選擇 594.2.2接觸器的選擇 604.2.3控制繼電器的選擇 614.2.4控制按鈕的選擇 614.2.5PLC可編程控制器的選用 624.2.6電控系統(tǒng)圖 634.2.7電控操作臺(tái) 64整理為word格式整理為word格式整理為word格式5.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝和使用及維護(hù) 665.1液壓系統(tǒng)安裝 665.1.1液壓元件的安裝總要求 665.1.2管路的安裝與清洗 665.2液壓系統(tǒng)的使用 675.2.1試壓 675.2.2調(diào)整和試運(yùn)轉(zhuǎn) 675.3液壓系統(tǒng)的維護(hù) 686.小結(jié) 697.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 70參考文獻(xiàn) 72致謝 73附錄一 74附錄二 80整理為word格式整理為word格式整理為word格式緒論目前在電廠、礦山煤倉(cāng)中發(fā)生過(guò)積煤大面積突然冒落而導(dǎo)致人員傷亡的事故。究其原因，一方面在于環(huán)境的不安因素、人的不安全行為、管理上的漏洞，另一方面是設(shè)施不健全。因此從設(shè)施上確保安全，應(yīng)采用機(jī)械疏松煤倉(cāng)中的積煤減少事故發(fā)生已成為急待解決的問(wèn)題，而液壓自動(dòng)疏煤系統(tǒng)該系統(tǒng)的出現(xiàn)使這一問(wèn)題的解決成為可能，對(duì)此加以分析、研究具有重大意義。本設(shè)計(jì)主要包括兩大部分：液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。其中液壓部分是由液壓系統(tǒng)控制十個(gè)液壓缸伸縮，液壓缸帶動(dòng)埋在煤中的蒺藜棍運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤倉(cāng)的疏煤。電控部分采用當(dāng)今比較先進(jìn)的PLC可編程控制器控制：對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟閉、加熱器的開關(guān)、電磁換向閥的換向、液壓系統(tǒng)的卸荷等實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)與自動(dòng)控制。液壓疏煤系統(tǒng)解決了積煤自動(dòng)疏松問(wèn)題，是電廠及礦山生產(chǎn)安全得到了提高，在以人為本的概念必將得到廣泛應(yīng)用。整理為word格式整理為word格式整理為word格式1.設(shè)計(jì)資料及要求1.1工作原理本系統(tǒng)可分為自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)控制運(yùn)行。當(dāng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)工作原理如下：當(dāng)1號(hào)液壓缸單獨(dú)工作時(shí)，人工啟動(dòng)一號(hào)缸啟動(dòng)按鈕SB1向PLC發(fā)出啟動(dòng)控制指令X1。此時(shí)如果壓力繼電器提供給PLC的信號(hào)X11為高電平（即液壓泵啟動(dòng)系統(tǒng)壓力超過(guò)壓力繼電器調(diào)定壓力），則PLC控制輸出線圈Y1通電從而控制一號(hào)缸的三位四通電磁換向閥左側(cè)電磁換向閥1通電，液壓油液經(jīng)換向閥進(jìn)入液壓缸有桿腔，千斤頂縮回。當(dāng)縮至終點(diǎn)時(shí)壓力升高，當(dāng)壓力超過(guò)壓力繼電器預(yù)調(diào)定壓力時(shí)，繼電器向PLC的輸出信號(hào)X9變?yōu)楦唠娖?。PLC接收到信號(hào)X11的上升沿便控制一號(hào)缸換向閥的左側(cè)電磁換向閥1斷電，右側(cè)電磁換向閥2通電，液壓油進(jìn)入無(wú)桿腔，千斤頂伸出。伸至終點(diǎn)后，壓力繼電器又發(fā)出高電平信號(hào)X11給PLC，PLC控制電磁換向閥2斷電，電磁閥1通電液壓缸又自動(dòng)回縮。這樣通過(guò)PLC控制，一號(hào)液壓缸就能自動(dòng)運(yùn)行。同理，當(dāng)2~10號(hào)液壓缸單獨(dú)作用時(shí)，控制過(guò)程與1號(hào)液壓缸控制過(guò)程類似。當(dāng)1號(hào)、2號(hào)液壓缸共同作用時(shí)，人工同時(shí)啟動(dòng)1號(hào)2號(hào)缸啟動(dòng)按鈕SB1、SB2，同時(shí)向PLC發(fā)出啟動(dòng)指令X1、X2，則PLC同時(shí)控制電磁換向閥1、3同時(shí)通電，液壓油同時(shí)進(jìn)入1號(hào)、2號(hào)液壓缸有桿腔。1號(hào)、2號(hào)液壓缸同時(shí)縮回，縮至終點(diǎn)是壓力升高，壓力繼電器向PLC發(fā)出信號(hào)X11，PLC控制電磁換向閥1、3同時(shí)斷電，電磁閥2、4通電液壓油進(jìn)入無(wú)桿腔，1號(hào)、2號(hào)千斤頂同時(shí)伸出，伸至終點(diǎn)時(shí)，壓力升高，壓力繼電器再向PLC發(fā)出信號(hào)X11，PLC控制電磁換向閥2、4斷電，電磁閥1、3通電，1、2號(hào)液壓缸又自動(dòng)回縮。這樣在PLC的控制下1、2號(hào)兩缸就能同時(shí)伸縮自動(dòng)運(yùn)行。同理，當(dāng)整理為word格式整理為word格式整理為word格式3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)液壓缸分別兩兩同時(shí)作用時(shí)，其控制過(guò)程與1號(hào)、2號(hào)液壓缸共同作用時(shí)的控制過(guò)程類似。當(dāng)人工啟動(dòng)瀉荷按鈕SB0時(shí)，PLC就接到瀉荷指令X0，于是控制瀉荷電磁閥YA0接通，瀉荷回路打開就實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)瀉荷。由于瀉荷回路只受X0控制，所以系統(tǒng)可以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)瀉荷，即急停。1.2要求及資料1.2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1.1表1.1系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)名稱代號(hào)數(shù)值拉力/NFe推力/NFt缸體行程/mmS800伸出時(shí)間/mint10.5縮回時(shí)間/mint20.5缸體內(nèi)徑/mmD1601.2.2系統(tǒng)的其他要求（1）液壓缸的伸出、回縮速度不能太快（2）各元件的動(dòng)作要平穩(wěn)、安全、可靠整理為word格式整理為word格式整理為word格式1.2.3總體規(guī)則（1）確定液壓執(zhí)行元件根據(jù)系統(tǒng)要求，液壓執(zhí)行可采用如下方案，其優(yōu)缺點(diǎn)如下表（見(jiàn)表1.2）。根據(jù)上表中的優(yōu)缺點(diǎn)比較，最終選擇第二種方案為液壓執(zhí)行元件，即為活塞缸——連桿傳動(dòng)。（2）明確載荷明確工藝循環(huán)作用與執(zhí)行元件的載荷，如表1.2所列各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)中當(dāng)液壓缸縮回時(shí)，液壓缸有最大拉力,當(dāng)液壓缸外伸時(shí)，液壓缸有最大推力。常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)復(fù)合增速缸1.整體結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)件少2.無(wú)需動(dòng)梁閉合量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大2.要設(shè)計(jì)充液閥，泵的流量大，系統(tǒng)復(fù)雜3速度低效率低活塞缸—連桿傳動(dòng)1.在行程的近末端將液壓缸的出力放大缸徑可以很小2.空行程速度高效率高3泵的流量小，液壓系統(tǒng)1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大2.要設(shè)計(jì)充液閥，泵的流量大，系統(tǒng)復(fù)雜3速度低效率低不等徑雙出桿活塞缸一個(gè)裝于螺桿后端直接推動(dòng)螺桿，結(jié)構(gòu)緊湊影響螺桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的布置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大整理為word格式整理為word格式整理為word格式等徑雙出桿活塞缸兩個(gè)活塞桿置于螺桿兩端，同時(shí)作為注射座的承重、導(dǎo)向件，免用導(dǎo)軌活塞桿粗、長(zhǎng)、費(fèi)材料，操作位置對(duì)操作稍有影響表1.2液壓缸方案（3）繪制系統(tǒng)工況圖，見(jiàn)圖1.1圖1.1系統(tǒng)工況圖（4）確定系統(tǒng)工作壓力根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)和實(shí)驗(yàn)確定，本系統(tǒng)的工作壓力采用16MPa.（5）草擬液壓系統(tǒng)原理圖1）見(jiàn)圖紙2）系統(tǒng)工作循環(huán)圖表當(dāng)液壓缸1單獨(dú)作用時(shí)，工作循環(huán)如下表1.3：表1.3工作順序動(dòng)作名稱發(fā)訊元件電磁鐵電動(dòng)機(jī)手動(dòng)自動(dòng)12345678910D1D2回縮+—+—————————+—整理為word格式整理為word格式整理為word格式外伸—+—+————————+—回縮—++—————————+—當(dāng)液壓缸1、2共同作用時(shí)，工作循環(huán)如表1.4：表1.4工作順序動(dòng)作名稱發(fā)訊元件電磁鐵電動(dòng)機(jī)手動(dòng)自動(dòng)12345678910D1D2回縮+—+—+———————+—外伸—+—+—+——————+—回縮—+—+————————注：1.當(dāng)液壓缸2~10號(hào)單獨(dú)作用時(shí)，工作循環(huán)表與當(dāng)液壓缸1單獨(dú)作用時(shí)類似。即幾號(hào)液壓缸工作則與其對(duì)應(yīng)的電磁鐵既通電，其余電磁鐵則處于斷電狀態(tài)。2、當(dāng)液壓缸3~10號(hào)共同作用時(shí)，其工作循環(huán)與表4，1號(hào)和2號(hào)液壓缸共同作用時(shí)的情況類似。即那兩個(gè)缸共同作用，則與其對(duì)應(yīng)的電磁鐵既共同通電，其余電磁鐵則處于斷電狀態(tài)。3、該系統(tǒng)雖然有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，但通常情況下只有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作，另一臺(tái)為備用電動(dòng)機(jī)。整理為word格式整理為word格式整理為word格式2.液壓缸的設(shè)計(jì)2.1液壓缸主要結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)2.1.1液壓缸的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)原則液壓缸是液壓傳動(dòng)的執(zhí)行元件，它與主機(jī)和主機(jī)上的機(jī)構(gòu)有著直接的聯(lián)系，對(duì)于不同的機(jī)種機(jī)構(gòu)，液壓缸具有不同的用途和工作要求。因此，在設(shè)計(jì)前要作好調(diào)查研究，備齊必要的原始資料和設(shè)計(jì)依據(jù)，如表1.5所示：表2.1系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)名稱代號(hào)數(shù)值拉力/NFe推力/NFt缸體行程/mmS800伸出時(shí)間/S36縮回時(shí)間/S24工作壓力/M161.液壓缸設(shè)計(jì)的一般原則：（1)保證液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度、行程和液壓缸推力；（2)保證液壓缸每個(gè)零件有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性；（3)在合理選擇液壓泵供油壓力和流量的條件下，盡量減小液壓缸的尺寸；整理為word格式整理為word格式整理為word格式（4)活塞桿工作時(shí)最好承受拉力，以免產(chǎn)生縱向彎曲；（5)液壓缸盡量避免承受側(cè)向載荷；（6)液壓缸的軸線應(yīng)與被拖動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向方向平行；（7)長(zhǎng)行程液壓缸活塞桿伸出時(shí)應(yīng)盡量避免下垂；（8)液壓缸各部密封可靠、泄漏小、摩擦力小、壽命長(zhǎng)；（9)液壓缸因溫度變化膨脹伸長(zhǎng)時(shí)，不能因受限制而產(chǎn)生撓曲；（10)根據(jù)液壓缸的工作條件和具體情況考慮緩沖、排氣和防塵措施；（11)液壓缸各結(jié)構(gòu)要素應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸，盡量選擇經(jīng)常使用的標(biāo)準(zhǔn)件；（12)液壓缸應(yīng)做到成本低、制造容易、維修簡(jiǎn)單。2.設(shè)計(jì)步驟液壓缸的設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟大致如下：(1)根據(jù)負(fù)載機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要求選擇液壓缸適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式、安裝方式以及密封、緩沖、排氣、防塵裝置等；(2)根據(jù)液壓缸所承受的外部載荷作用力確定液壓缸在行程各階段上負(fù)載的變化規(guī)律以及必須提供的動(dòng)力數(shù)值；(3)根據(jù)液壓缸的工作負(fù)載和選定的油液工作壓力，確定活塞及活塞桿的直徑(4)根據(jù)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度、活塞及活塞桿的直徑，確定液壓泵的流量；(5)選擇缸筒材料，計(jì)算(6)繪制液壓缸裝配圖和零件圖；(7)審定全部設(shè)計(jì)計(jì)算資料、圖紙及其他技術(shù)文件。整理為word格式整理為word格式整理為word格式2.1.2缸筒的設(shè)計(jì)1.缸筒結(jié)構(gòu)常用的缸筒結(jié)構(gòu)有八類，通常根據(jù)缸筒與端蓋的連接形式選用，而連接形式又取決于額定工作壓力，用途和使用環(huán)境等因素。綜合考慮本系統(tǒng)各種因素選用：缸體為鋼管，一端焊接法蘭與缸頭連接，一端與缸底焊接。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，易加工,易裝卸。缺點(diǎn)：重量比螺紋連接的大，但比連桿連接的小，外徑較大。2.缸筒的材料選擇缸筒材料和毛坯時(shí)，不僅要考慮它的機(jī)械性能、工藝性能，還要考慮它的經(jīng)濟(jì)性。一般要求有足夠的強(qiáng)度和耐沖擊韌性，對(duì)焊接的缸筒還要有良好的焊接性能。缸筒毛坯：普遍采用退火的冷拔或熱軋無(wú)縫鋼管。根據(jù)缸體材料的要求，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》液壓傳動(dòng)部分表21-6-7綜合考慮選30號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼無(wú)縫鋼管作為缸體材料，它的，。3.對(duì)缸筒的要求(1）有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不致產(chǎn)生永久變形。(2）有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。(3）內(nèi)表面在活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性。(4）要焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊上法蘭或管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過(guò)大變形。整理為word格式整理為word格式整理為word格式4.缸筒的計(jì)算(1）缸筒內(nèi)徑當(dāng)液壓缸的理論作用力為F（推力或拉力）及供油壓力P為已知時(shí)，則無(wú)桿腔側(cè)缸筒內(nèi)徑為：式（2.1）-推力-油液壓強(qiáng)-液壓缸系數(shù)缸筒內(nèi)徑應(yīng)按上式計(jì)算后取較大的一個(gè)在取整，根據(jù)查第五版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表21-6-9取標(biāo)準(zhǔn)值得液壓缸的缸內(nèi)徑。(2）缸筒的壁厚缸筒在液壓力的作用下，有一種沿圓周方向破壞的趨勢(shì)，為了防止這種破壞，缸筒壁厚必須有一定的厚度。缸筒的壁厚為：式中：-為缸筒材料要求的最小值-為缸筒外徑公差余量-腐蝕余量關(guān)于的值，可按下列情況分別計(jì)算：①．當(dāng)時(shí)，可用薄壁缸筒的實(shí)用公式計(jì)算：其中—液壓缸的最大工作壓力；D—缸筒內(nèi)徑；整理為word格式整理為word格式整理為word格式—缸筒材料的許用拉應(yīng)力式（2.2）—缸筒材料的抗拉強(qiáng)度極限；n—安全系數(shù)，一般取n=5，,恰好為條件臨界點(diǎn)。②．當(dāng)時(shí)：—缸筒材料的許用壓力，MPa,,剛好滿足條件。③．當(dāng)時(shí)：，不滿足條件綜合比較取合理。(3）缸筒外徑的確定：整理為word格式整理為word格式整理為word格式式（2.3）D—缸筒內(nèi)徑(4）缸筒壁厚的驗(yàn)算對(duì)最終采用的缸筒壁厚，應(yīng)做以下三方面的驗(yàn)算，以保證液壓缸安全工作。液壓缸的額定壓力應(yīng)低于一定的極限值來(lái)保證工作安全：成立式中：—液壓缸額定壓力；—缸筒內(nèi)徑；—缸筒外徑；—材料的屈服強(qiáng)度極限。同時(shí)額定工作壓力也應(yīng)與完全塑性變形壓力有一定比例范圍，以避免塑性變形的發(fā)生，即—缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力，MPa,,滿足條件。此外，尚須驗(yàn)算缸筒徑向變形應(yīng)處在允許范圍內(nèi)：整理為word格式整理為word格式整理為word格式變形量不應(yīng)超過(guò)密封圈允許范圍式中：—缸筒耐壓試驗(yàn)壓力,MPa—缸筒材料彈性模量，MPa—缸筒材料泊松比，鋼材最后還應(yīng)驗(yàn)算缸筒的爆裂壓力式中：—缸筒爆裂壓力；—系統(tǒng)工作壓力；—缸筒材料抗拉極限；滿足條件綜合以上三個(gè)驗(yàn)算公式均成立，故缸筒壁厚符合要求可保證液壓缸安全工作。2.1.3活塞的結(jié)構(gòu)和選材活塞（如圖2.1）是液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的主要元件，它在缸筒內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)，所以配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過(guò)緊也不能間隙過(guò)大。配合過(guò)緊，不僅使最低動(dòng)作壓力增高，降低液壓系統(tǒng)的機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞滑動(dòng)配合表面；間隙過(guò)大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低液壓系統(tǒng)的容積效率。整理為word格式整理為word格式整理為word格式(1)活塞結(jié)構(gòu)型式由于本系統(tǒng)中，活塞受壓為中低壓受力不大。綜合考慮選擇拆裝方便，加工成本低，使用壽命長(zhǎng)的組合式活塞。(2)活塞與活塞桿連接型式連接型式需有鎖緊措施，以防止工作時(shí)由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)而松開，同時(shí)還需在活塞與活塞桿之間設(shè)置靜密封。綜合考慮該系統(tǒng)選用螺母型連接。(3)活塞密封結(jié)構(gòu)根據(jù)本液壓缸的疏通作用和工作壓力選用V型密封圈。(4)活塞材料無(wú)導(dǎo)向環(huán)活塞：選用高強(qiáng)度鑄鐵HT200—300(5)活塞尺寸及加工公差活塞寬度：H—活塞寬度，D—活塞外徑（缸筒內(nèi)徑）取活塞外徑的配合采用f9,外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，端面與軸線的垂直度公差不大于0.04，外表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半。圖2.1活塞的結(jié)構(gòu)整理為word格式整理為word格式整理為word格式2.1.4活塞桿的設(shè)計(jì)活塞桿是液壓缸傳遞動(dòng)力的重要元件，它要承受拉力、壓力、彎曲力、振動(dòng)沖擊等載荷的作用必須有足夠的強(qiáng)度。1活塞桿的結(jié)構(gòu)和材料活塞桿（如圖2.2）有實(shí)心桿和空心桿?？招幕钊麠U一般用于缸筒運(yùn)動(dòng)液壓缸，空心部分可以用來(lái)導(dǎo)通油路。大型液壓機(jī)的活塞桿或柱塞也采用空心結(jié)構(gòu)，用以減輕重量。綜合考慮該液壓缸活塞桿為實(shí)心桿，材料選用45號(hào)鋼（）調(diào)質(zhì)處理。一端與活塞螺栓連接，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表21-6-14根據(jù)GB/T2350-1980選取活塞桿螺紋尺寸圖2.2活塞桿的結(jié)構(gòu)2活塞桿的計(jì)算(1)活塞桿直徑計(jì)算對(duì)于雙作用單邊活塞桿液壓缸，其活塞桿直徑d可由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速比確定。由表2.2；表2.2液壓缸速比公稱壓力/MPa12.5——20>201.331.462.02.0整理為word格式整理為word格式整理為word格式取=1.46根據(jù)液壓缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度之比：得公式：式（2.4）式中d—活塞桿直徑；D—缸筒內(nèi)徑；—液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)速比查第五版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表21-6-16按照J(rèn)B2183—77中所制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的活塞桿外徑尺寸圓整取。(2)活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算①活塞桿工況穩(wěn)定，只受推力和拉力近似的用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：，式中：d—活塞桿直徑;F—活塞桿的最大推力；—活塞材料的許用應(yīng)力，中碳鋼（調(diào)質(zhì)）②活塞桿一般都設(shè)有螺紋退刀槽等結(jié)構(gòu)，這些部位往往是活塞桿上的危險(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：整理為word格式整理為word格式整理為word格式—危險(xiǎn)截面合成應(yīng)力—活塞桿的拉力—危險(xiǎn)截面的直徑—材料的許用應(yīng)力，中碳鋼調(diào)質(zhì)則：活塞桿危險(xiǎn)截面滿足強(qiáng)度要求。(3)活塞桿彎曲穩(wěn)定性驗(yàn)算液壓缸的支撐長(zhǎng)度需驗(yàn)算活塞桿彎曲穩(wěn)定性式中：LB—液壓缸支撐長(zhǎng)度；S—缸體行程；d—活塞桿直徑；假設(shè)活塞桿受力完全在軸線上，主要是按下式驗(yàn)證：整理為word格式整理為word格式整理為word格式式中：Fk—活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮力，N；nk—安全系數(shù)，通常取,這里取nk=5； K—液壓缸安裝及導(dǎo)向系數(shù)，見(jiàn)表21-6-17取0.7；E1—實(shí)際彈性模量，MPa；a—材料組織缺陷系數(shù)，鋼材a一般??；b—活塞桿截面不均勻系數(shù)，一般?。籈—材料的彈性模量，鋼材,MPa；I—活塞桿截面慣性矩，m4；LB—液壓缸支撐長(zhǎng)度；則：滿足彎曲穩(wěn)定性條件。(4)確定活塞桿長(zhǎng)度：—活塞行程；—活塞寬度；—活塞前端蓋寬度；—后端螺紋長(zhǎng)度；—附加長(zhǎng)度；整理為word格式整理為word格式整理為word格式2.1.5缸蓋的設(shè)計(jì)（1）缸蓋的結(jié)構(gòu)和材料缸蓋（如圖2.32.4）裝在液壓缸的兩側(cè)，與缸筒構(gòu)成密閉的壓力油腔。因此它不僅有足夠的強(qiáng)度承受液壓力，而且還必須具有一定的連接強(qiáng)度。綜合考慮選該缸蓋為螺釘連接，這種連接方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工裝配容易，缸蓋材料選用45號(hào)鋼。圖2.3缸頭端蓋的結(jié)構(gòu)圖2..4缸底端蓋的結(jié)構(gòu)（2）缸筒端蓋厚度的計(jì)算整理為word格式整理為word格式整理為word格式端蓋厚度h為：式（2.5）式中h—端蓋厚度；D1—螺釘孔分布直徑(m)；P—液壓力(MPa)；dcp—密封壞形端面平均直徑（m）—材料的許用應(yīng)力（MPa）；缸底為平底，由材料力學(xué)中圓盤計(jì)算公式，得缸底端蓋厚度：式（2.6）===150M式（2.7）—缸底內(nèi)徑;—安全系數(shù);—缸底材料的抗拉強(qiáng)度極限則整理為word格式整理為word格式整理為word格式2.2其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.2.1導(dǎo)向套活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。外側(cè)有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。1導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)與材料：查第五版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表21-6-18選得該液壓疏通系統(tǒng)的液壓缸選用軸套式導(dǎo)向套，其特點(diǎn)為摩擦阻力大，一般采用青銅材料制作，適用于重載低速的液壓缸中。導(dǎo)向套的材料一般采用摩擦因數(shù)小、耐磨性好的青銅材料制作。2導(dǎo)向套最小導(dǎo)向長(zhǎng)度當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度太小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的工作性能和穩(wěn)定性，因此，設(shè)計(jì)必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足下式要求：式（2.8）式中：H—最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，是從活塞支撐面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離S—液壓缸的最大工作行程；D—缸筒內(nèi)徑則導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A,因缸內(nèi)徑大于80mm，取，整理為word格式整理為word格式整理為word格式式中：d—活塞桿外徑；活塞的寬度B則取，B=0.8140=112mm導(dǎo)向套在活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)起導(dǎo)向作用，它要求配合精度高、運(yùn)動(dòng)滑快、耐磨性好，并能承受活塞桿因外力而引起的壓力、彎曲、沖擊、振動(dòng)和自重力等作用。由于本系統(tǒng)中液壓缸的行程較短中間沒(méi)必要加隔套。3加工要求導(dǎo)向套外圓與端蓋的孔的配合多為H8/f7，內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合多為H9/f9。外圓與內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.03，圓度與圓柱度公差不大于直徑公差之半，內(nèi)孔的環(huán)形油槽和直油槽要淺而寬，保證良好潤(rùn)滑。2.2.2確定密封裝置液壓缸的密封裝置廣泛采用圓截面橡膠圈，這種型式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，壽命長(zhǎng)，在30M壓力下具有良好的密封性能。根據(jù)《潤(rùn)滑與密封手冊(cè)》表32-7（第1805頁(yè)）得：端蓋式導(dǎo)向套的外徑與缸筒內(nèi)徑密封處采用截面直徑為7.0的O型橡膠圈密封。根據(jù)《潤(rùn)滑與密封手冊(cè)》得，端蓋式導(dǎo)向套的內(nèi)徑與活塞桿密封處，內(nèi)側(cè)選用尼龍材料的導(dǎo)向環(huán)，中間部分根據(jù)《潤(rùn)滑與密封手冊(cè)》表32-22（第1836頁(yè)）查得:選用形密封圈。端蓋式導(dǎo)向套的內(nèi)徑外側(cè)裝有防塵圈，根據(jù)《潤(rùn)滑與密封手冊(cè)》表32-55（第1805頁(yè)）得：選用無(wú)骨架防塵圈，其材料為聚氨酯橡膠。2.2.3排氣裝置液壓系統(tǒng)里總是要混入一定量的空氣，特別是每一次油箱換油時(shí)，全系統(tǒng)的油放空后，空氣立即填入；換上了新油，填入的空氣還殘存在系統(tǒng)內(nèi)部．此外，無(wú)論何種油液，本身總是溶解有整理為word格式整理為word格式整理為word格式３～１０％的空氣，這些以溶解狀態(tài)存在的空氣，在系統(tǒng)內(nèi)部的真空地帶（如油泵吸油口及管路拐彎處等）往往會(huì)分離出來(lái)，形成小氣泡．真空地帶密封不好，外界空氣也乘隙而入．以上種種，都是液壓系統(tǒng)內(nèi)部難免存在空氣的基本原因。圖2.5排氣裝置液壓系統(tǒng)內(nèi)部存在空氣，對(duì)工作性能有嚴(yán)重影響，會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)爬行或顫抖現(xiàn)象，致使動(dòng)作速度不穩(wěn)定．為此在設(shè)計(jì)上采用排氣裝置，以排除空氣．排氣裝置通常安置在系統(tǒng)的最高處，而且多數(shù)是安裝在液壓缸的最高處．每隔一定時(shí)間或每次更換新油時(shí)，進(jìn)行專門的排氣操作，考慮其適用性和經(jīng)濟(jì)性選螺絲型排氣裝置。2.2.4緩沖裝置液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度在0.1m/s以下時(shí)不必采用緩沖裝置。在0.2m/s以上時(shí)必須設(shè)置緩沖裝置。由于本系統(tǒng)中活塞速度在0.1m/s以下，所以不必設(shè)置緩沖裝置。整理為word格式整理為word格式整理為word格式2.2.5防塵裝置液壓缸的活塞桿伸出時(shí)，常常有灰塵污物或金屬粉末落往上面，當(dāng)活塞桿縮回時(shí)往往會(huì)將其帶進(jìn)液壓缸，這樣不僅會(huì)加劇相互運(yùn)動(dòng)表面之間的磨損，有時(shí)還會(huì)研傷運(yùn)動(dòng)表面，使液壓元件無(wú)法工作。因此在一些工作環(huán)境不潔,或是精密機(jī)械液壓缸中，往往要設(shè)防塵裝置。防塵裝置有兩種：一種是防塵圈，另一種是防XIT塵罩。防塵圈可以將落在活塞桿上的塵污刮掉，防塵罩可以防止污物落在活塞桿上。考慮經(jīng)濟(jì)性原則與適應(yīng)性原則選取防塵圈。本設(shè)計(jì)中前端蓋選用A型液壓缸活塞桿用防塵圈.查手冊(cè)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》潤(rùn)滑與密封表10—4—24選型號(hào)FA78X90X10密封圈。3.液壓元件的選型3.1主要液壓元件的選型3.1.1液壓泵的選擇1工作速度和流量(1)確定流量：前已求得本系統(tǒng)工作速比為1：1.46，又系統(tǒng)要求伸出與縮回的總時(shí)間為1min，則：系統(tǒng)回縮時(shí)間：整理為word格式整理為word格式整理為word格式系統(tǒng)伸出時(shí)間：系統(tǒng)理論速度為：推出時(shí)：縮回時(shí)：則該系統(tǒng)的理論供油流量為：推出時(shí)：縮回時(shí)：由于該系統(tǒng)流量嚴(yán)格按速比求得，推拉時(shí)基本相等。工程中不要求有調(diào)速系統(tǒng)，所以該液壓缸推拉時(shí)流量不變可取。則實(shí)際工作速度為：式（3.1）=17.9mm式（3.2）整理為word格式整理為word格式整理為word格式雙作用液壓缸，其實(shí)際往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速比為：式（3.3）計(jì)算液壓缸最大需用流量Q當(dāng)單缸作用液壓缸外伸時(shí)：式（3.4）當(dāng)單缸作用液壓缸回縮時(shí)：式（3.5）式（3.6）式（3.7）當(dāng)雙缸作用液壓缸工作時(shí)系統(tǒng)總流量不變。則：式（3.8）其中，Qmax為最大流量，以此流量為液壓泵的額定流量。2選擇液壓泵型號(hào)（1）齒輪泵其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，體積小，重量輕，維護(hù)方便，使用壽命整理為word格式整理為word格式整理為word格式長(zhǎng)，但工作壓力較低，流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng)較大，高壓下不采用端面補(bǔ)償時(shí)，其容積效率明顯下降，內(nèi)嚙合齒輪泵與外嚙合齒輪泵相比，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)更緊湊，體積小，吸油性好，流量均勻性好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工性較差。（2）葉片泵其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，流量均勻，噪聲小，壽命長(zhǎng)，與齒輪泵相比對(duì)油液污染較敏感，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。單作用式葉片泵適用于低壓精度高，價(jià)格貴，對(duì)油液污染敏感。軸向柱塞泵是柱塞平行缸體軸線，沿軸向運(yùn)動(dòng)，徑向柱塞泵的柱塞垂直與配油軸沿徑向運(yùn)動(dòng)，這兩類泵均可作為液壓馬達(dá)用。（3）柱塞泵其特點(diǎn)是精度高，密封性能好，工作壓力高，因此得到廣泛的應(yīng)用。但它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造精度高，價(jià)格貴，對(duì)油液污染敏感。軸向柱塞泵是柱塞平行缸體軸線，沿軸向運(yùn)動(dòng)，徑向柱塞泵的柱塞垂直與配油軸沿徑向運(yùn)動(dòng)，這兩類泵均可作為液壓馬達(dá)用。（4）螺桿泵螺桿泵實(shí)質(zhì)上是一種齒輪泵，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，流量及壓力的脈動(dòng)小，輸送均勻，無(wú)紊流，無(wú)攪動(dòng)，很少產(chǎn)生氣泡，工作可靠，噪聲小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性比齒輪泵與葉片泵高，容積效率高，吸入揚(yáng)程高。但加工較難，不能改變流量。適用與機(jī)床或精密機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。一般應(yīng)用兩螺桿或三螺桿泵，有立式和臥式四種安裝方式。一般采用螺桿泵用立式安裝。比較這幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，可以采用外嚙合齒輪泵和柱塞泵這兩種方案。3計(jì)算液壓泵參數(shù)計(jì)算由液壓缸工作壓強(qiáng)為16MPa，本系統(tǒng)要求不高一般不會(huì)超載，所以取液壓泵額定壓力。整理為word格式整理為word格式整理為word格式方案一：當(dāng)采用第一種方案時(shí)，根據(jù)理論壓強(qiáng)20MPa查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表21-5-63選取※型徑向變量柱塞泵.額定排量qe=19ml/r額定轉(zhuǎn)速ne=1800r/min。所以該液壓泵的額定流量為：式（3.9）當(dāng)液壓缸單獨(dú)作用并外伸時(shí)的速度式（3.10）所用時(shí)間式（3.11）整理為word格式整理為word格式整理為word格式當(dāng)液壓缸單獨(dú)作用并回縮時(shí)的速度式（3.12）所用時(shí)間式（3.13）當(dāng)液壓缸雙缸作用并外伸時(shí)的速度式（3.14）所用時(shí)間整理為word格式整理為word格式整理為word格式式（3.15）當(dāng)液壓缸雙缸作用并回縮時(shí)的速度式（3.16）所用時(shí)間式（3.17）方案二：根據(jù)第五版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表21-5-16，選取外嚙合齒輪泵CBF-F型，根據(jù)壓強(qiáng)和流量選取轉(zhuǎn)速為2500。則可求得液壓泵的額定排量為：式（3.18）根據(jù)求得液壓泵的流量，壓強(qiáng)，排量查第五版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表21-5-16選取CBF-F412.5-AL型外嚙合齒輪泵。見(jiàn)表3.1得：該泵理論排量為14ml/r額定壓強(qiáng)為20M整理為word格式整理為word格式整理為word格式paCBF-F412.5-AL型號(hào)含義：CB—齒輪泵;F—系列代號(hào);F—壓力等級(jí)，20Mpa;4—此輪模數(shù);12.5—公稱排量（ml/r）型號(hào)排量額定壓力/Mpa額定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)功率KwCBF-F412.5-AL12.520250012.4容積效率/%重量/Kg3.3則泵的額定流量為：式（3.19）當(dāng)液壓缸單缸作用并外伸時(shí)的速度:式（3.20）當(dāng)液壓缸單缸作用并回縮時(shí)的速度：式（3.21液壓缸外伸作用時(shí)間整理為word格式整理為word格式整理為word格式式（3.22）液壓缸回縮所用的時(shí)間式（3.23）當(dāng)液壓缸雙缸作用并外伸時(shí)的速度式（3.24）液壓缸外伸所用時(shí)間式（3.25）整理為word格式整理為word格式整理為word格式當(dāng)液壓缸雙缸作用并內(nèi)縮時(shí)的速度式（3.26）液壓缸回縮時(shí)所用時(shí)間式（3.27）整理為word格式整理為word格式整理為word格式由上述計(jì)算結(jié)果可知液壓缸基本能滿足系統(tǒng)要求。比較兩種方案，方案二更接近該系統(tǒng)要求。雖然柱塞泵工作效率高，工作穩(wěn)定性高，但本課題中液壓系統(tǒng)并不經(jīng)常工作，對(duì)工作效率不要求太高。且柱塞泵價(jià)格較高，不經(jīng)濟(jì)。齒輪泵即經(jīng)濟(jì)又能滿足要求，所以選取方案二。3.1.2確定工作循環(huán)系統(tǒng)各參數(shù)（1）工作泵的理論流量：式（3.28）（2）油路壓力損失當(dāng)單缸作用并外伸時(shí)，取式（3.29）當(dāng)單缸作用并內(nèi)縮時(shí)，取當(dāng)雙缸作用并外伸時(shí)，取當(dāng)雙缸作用并內(nèi)縮時(shí)，取（3）工作泵出口壓力整理為word格式整理為word格式整理為word格式當(dāng)液壓缸單獨(dú)作用并外伸時(shí)：式（3.30）單缸作用并回縮時(shí)：式（3.31）當(dāng)雙桿作用并外伸時(shí)：式（3.32）當(dāng)雙缸作用并回縮時(shí)：式（3.33）（4）液壓缸運(yùn)動(dòng)速度：（前已計(jì)算）當(dāng)液壓缸單缸作用并外伸時(shí)：當(dāng)液壓缸單缸作用并回縮時(shí)：當(dāng)液壓缸雙缸作用并外伸時(shí)：當(dāng)液壓缸雙缸作用并回縮時(shí)：整理為word格式整理為word格式整理為word格式（5）液壓缸的動(dòng)作行程當(dāng)液壓缸單缸作用并外伸時(shí)當(dāng)液壓缸單缸作用并內(nèi)縮時(shí)當(dāng)液壓缸雙缸作用并外伸時(shí)當(dāng)液壓缸雙缸作用并內(nèi)縮時(shí)（6）動(dòng)作持續(xù)時(shí)間當(dāng)液壓缸單缸作用并外伸時(shí)式（3.34）當(dāng)液壓缸單缸作用并內(nèi)縮時(shí)式（3.35）當(dāng)液壓缸雙桿作用并外伸時(shí)式（3.36）當(dāng)液壓缸雙缸作用并內(nèi)縮時(shí)式(3.37）（7）工作泵輸入功率整理為word格式整理為word格式整理為word格式當(dāng)液壓缸單缸作用并外伸時(shí)式（3.38）當(dāng)液壓缸單缸作用并回縮時(shí)式（3.39）當(dāng)液壓缸雙缸作用并外伸時(shí)式(3.40）當(dāng)液壓缸雙缸作用并內(nèi)縮時(shí)式（3.41）（8）電動(dòng)機(jī)輸出功率當(dāng)液壓缸單缸作用并外伸時(shí)式（3.42）當(dāng)液壓缸單缸作用并回縮時(shí)式（3.43）當(dāng)液壓缸雙缸作用并外伸時(shí)整理為word格式整理為word格式整理為word格式式（3.44）當(dāng)液壓缸雙缸作用并內(nèi)縮時(shí)式（3.45）（9）系統(tǒng)輸入功當(dāng)液壓缸單缸作用并外伸時(shí)式（3.46）當(dāng)液壓缸單缸作用并回縮時(shí)式（3.47）當(dāng)液壓缸雙缸作用并外伸時(shí)式（3.48）當(dāng)液壓缸雙缸作用并回縮時(shí)式（3.49）（10）執(zhí)行元件有效功當(dāng)液壓缸單缸作用并外伸時(shí)式（3.50）當(dāng)液壓缸單缸作用并內(nèi)縮時(shí)整理為word格式整理為word格式整理為word格式式（3.51）當(dāng)液壓缸雙缸作用并外伸時(shí)式（3.52）當(dāng)液壓缸雙缸作用并內(nèi)縮時(shí)式（3.53）液壓缸單缸作用時(shí)的工作周期系統(tǒng)流量圖，見(jiàn)圖3.1圖3.1流量圖液壓缸雙缸作用時(shí)的工作周期系統(tǒng)流量圖，見(jiàn)圖3.2整理為word格式整理為word格式整理為word格式圖3.2流量圖液壓缸單缸作用時(shí)的工作周期系統(tǒng)壓力循環(huán)圖，見(jiàn)圖3.3圖3.3循環(huán)圖液壓缸雙桿作用時(shí)的工作周期系統(tǒng)壓力循環(huán)圖，見(jiàn)圖3.4圖3.4循環(huán)圖整理為word格式整理為word格式整理為word格式3.1.3換向閥的選擇流經(jīng)換向閥的最大流量為：最大工作壓力為：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》手冊(cè)表21-7-49可選DSG-01-3C-50型號(hào)的三位四通電磁換向閥型號(hào)含義：DSG：電磁換向閥01：通徑代號(hào)b3：位置數(shù)三位C：滑閥彈簧形式，彈簧對(duì)中。50:設(shè)計(jì)號(hào)該電磁閥的技術(shù)規(guī)格如表3.2所示表3.2電磁閥參數(shù)通徑/mm3最高壓力/Mpa31.5最高允許背壓/Mpa16最大流量/(L/min)63換向頻率/Hz質(zhì)量2.2生產(chǎn)廠商榆次油研有限公司整理為word格式整理為word格式整理為word格式3.1.4單向閥的選擇根據(jù)系統(tǒng)要求可采用C型單向閥，C型單向閥在所設(shè)定的開啟壓力下使用，控制油流單方向流動(dòng)，完全阻止反方向流動(dòng)。因?yàn)橄到y(tǒng)最大流量：最高使用壓力：查《液壓元件與選用》手冊(cè)表4.155可采用型號(hào)CIT-03型的單向閥該型號(hào)的含義：C—C型單向閥I—直通單向閥T—管式聯(lián)接03—通徑代號(hào)，公稱通徑為10mm該單向閥的技術(shù)規(guī)格如表3.3所示：表3.3單向閥參數(shù)型號(hào)接口尺寸最高壓力/Mpa工程流量/重量/Kg生產(chǎn)廠CIT-033/821400.18相次液壓件廠3.1.5溢流閥的選擇根據(jù)系統(tǒng)要求，可以采用Y2型先導(dǎo)是溢流閥，該閥主要用于保持系統(tǒng)壓力恒定，它采用二級(jí)同心結(jié)構(gòu)，因系統(tǒng)最大流量，最大系統(tǒng)壓力為，所以采用型號(hào)為Y2D1H32C10型的交流式溢流閥。整理為word格式整理為word格式整理為word格式該型號(hào)的含義如下：Y2—二級(jí)同心式溢流閥H—滑閥機(jī)能——常開式C—調(diào)壓范圍為8~20Mpa10—公稱通徑為10mm32—額定壓強(qiáng)32MPa該溢流閥的技術(shù)規(guī)格如表3.4所示：表3.4溢流閥參數(shù)先導(dǎo)溢流閥型號(hào)通徑/mm壓力/Mpa額定流量/Y2H32C10103240調(diào)壓范圍/Mpa重量/Kg先導(dǎo)溢流閥C—4.7注：生產(chǎn)廠：上海液壓件二廠、南通液壓件廠、濟(jì)南液壓件廠.3.1.6濾油器的選擇過(guò)濾器的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)要求：（1）過(guò)濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)的要求；（2）具有足夠大的過(guò)濾能力，壓力損失小；（3）濾芯及外殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不致因油壓而破壞；（4）有良好的抗腐蝕性，不會(huì)對(duì)油液造成化學(xué)的或機(jī)械的污染；（5）在規(guī)定的溫度下，能保持性能穩(wěn)定，有足夠的耐久性；（6）清洗維護(hù)方便，更換濾芯容易；（7）結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單、緊湊；整理為word格式整理為word格式整理為word格式（8）價(jià)格低廉。濾芯的有效過(guò)濾面積：式（3.54）式中：Q—過(guò)濾器的額定流量，L/min;μ—油的動(dòng)力粘度，Pa*s;—壓力差，Pa；α—濾芯材料的單位過(guò)濾能力，L/cm2，此處取α=0.035經(jīng)上述粗略計(jì)算，可選擇型號(hào)為：ZU—H40×20S的過(guò)濾器。該型號(hào)含義：ZU—紙質(zhì)過(guò)濾器；H—壓力為32MPa；40—額定流量為40L/mm；20—過(guò)濾精度為20μm；S—帶發(fā)信裝置。該過(guò)濾器的技術(shù)規(guī)格如表3.5所示。表3.5過(guò)濾器參數(shù)表型號(hào)流量/l/min額定壓力/mpa過(guò)濾精度/μm壓差工作器工作壓差/mpaZU-H40×20S4032200．35初始?jí)毫抵亓?Kg0．017．5注：生產(chǎn)廠：沈陽(yáng)濾油器廠、遠(yuǎn)東液壓配件廠。整理為word格式整理為word格式整理為word格式3.1.7壓力表開關(guān)的選擇根據(jù)系統(tǒng)要求可選擇如下型號(hào)的壓力表開關(guān)：型號(hào)：AF·6EA301Y2.5型號(hào)的含義：A—截止閥F—彈簧復(fù)位6—通徑為6E—單閥A—螺紋聯(lián)接30—30系列Y—帶附件（連接件、密封圈、壓力表）2.5—指示范圍為25MPa左右該壓力表開關(guān)的技術(shù)規(guī)格如表3.6：表3.6壓力表參數(shù)介質(zhì)礦物油介質(zhì)溫度/20介質(zhì)粘度/m2/s27.5×10-6工作壓力/MPa31.5壓力表指示范圍/MPa25注：沈陽(yáng)液壓件廠，上海新液壓廠3.1.8壓力繼電器的選擇壓力繼電器是將某一定值的液體壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡姎庑盘?hào)的元件。HEO23型壓力繼電器是彈簧管式結(jié)構(gòu)，彈簧管在壓力油作用下產(chǎn)生變形。通過(guò)杠桿壓力下繳動(dòng)開關(guān)，發(fā)出電信號(hào)，使電器元件動(dòng)作實(shí)現(xiàn)回路的自動(dòng)程序控制和安全保護(hù)。根據(jù)系統(tǒng)要求，該系統(tǒng)可以采用型號(hào)為：HED2OA20/20L24整理為word格式整理為word格式整理為word格式型號(hào)的含義：HED—壓力繼電器；2—結(jié)構(gòu)型式為單點(diǎn)彈簧管式；O—無(wú)泄露油口；A—管連接；20—系列號(hào)為20；20—最大調(diào)整壓力為20Mpa；L24—電源電壓帶24V燈。該壓力繼電器的技術(shù)規(guī)格如表3.7所示：表3.7壓力繼電器參數(shù)型號(hào)額定壓力//MPa最高工作壓力(短時(shí)間)/MPa復(fù)原壓力/MPa最低最高HED2O2021120動(dòng)作壓力/MPa切換頻率/次切換精度最低最高1.420.430小于調(diào)壓的注：生產(chǎn)廠：北京華德液壓集團(tuán)液壓閥分公司天津液壓件一廠。3.1.9電動(dòng)機(jī)的選擇下圖為系統(tǒng)功率循環(huán)圖：液壓缸單缸作用時(shí)的系統(tǒng)功率循環(huán)圖，見(jiàn)圖3.5整理為word格式整理為word格式整理為word格式圖3.5功率循環(huán)圖液壓缸雙缸作用時(shí)的系統(tǒng)功率循環(huán)圖，見(jiàn)圖3.6圖3.6功率循環(huán)圖由圖可知，當(dāng)液壓缸單缸作用并外伸時(shí)，系統(tǒng)功率最大為：Pmax=10.8kw，此外，考慮到本系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》手冊(cè)表4.7.1可選擇防爆異步電動(dòng)機(jī)，其型號(hào)為YB2-160MI-2，各符號(hào)含義：Y—異步電動(dòng)機(jī)；B—防爆型；整理為word格式整理為word格式整理為word格式2—第2次改型設(shè)計(jì)；160—機(jī)座中心高；M—機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)；I—機(jī)芯長(zhǎng)度代號(hào)；2—電動(dòng)機(jī)極數(shù)；該型號(hào)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如表3.8所示：表3.8電動(dòng)機(jī)參數(shù)型號(hào)功率/KW滿載轉(zhuǎn)速/min效率（滿載時(shí)）/%額定電流(380V)/A功率因素（滿載時(shí)）YB2-160MI-211293088.421.50.8其它輔助元件的選擇3.2.1油箱的選擇油箱有效容積按每分鐘最大流量的4倍計(jì)算：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果和系統(tǒng)的工作環(huán)境可以采用如下型號(hào)的封閉式油箱，型號(hào)為：AB4D—01—10084AN13St型號(hào)含義如下：AB40—01：AB標(biāo)準(zhǔn)0084：公稱容積為VN84A：油箱采用油箱組件型號(hào)N：標(biāo)準(zhǔn)型1：油箱采用帶分隔板型號(hào)整理為word格式整理為word格式整理為word格式3：油箱采用帶泄油槽帶放油螺塞St:油箱的材料是鋼板油箱的技術(shù)參數(shù)如表3.9：表3.9油箱參數(shù)規(guī)格重量/Kg工作容量/L工作容積/L標(biāo)準(zhǔn)型800385830127長(zhǎng)寬規(guī)高2000866750查表得油箱部分的長(zhǎng)寬高尺寸為：油面高度：式（3.55）油面高與油箱高之比為：3.2.2油管的選擇系統(tǒng)上一般管道的通徑按所連接元件的通徑選取，現(xiàn)實(shí)計(jì)算系統(tǒng)流量最大時(shí)的管子通徑，取管內(nèi)許用流速為，管子通徑為：式（3.56）因前而所選取的閥類零件的通徑均為10mm，與上述計(jì)算結(jié)果相符，所以該系統(tǒng)管道的通徑可以按所連接元件的通徑選取，通徑取為：整理為word格式整理為word格式整理為word格式d=10mm按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選取管子為：φ23.1×5.3mm材料：鋼絲編織和合成橡膠安全系數(shù)n=6，驗(yàn)算管子的壁厚：式（3.57）式中：P—設(shè)計(jì)壓力，Mpa;D—油管通徑；K—油管設(shè)計(jì)系數(shù)取為0.72；—焊縫系數(shù)，取為1；—屈服強(qiáng)度，Mpa;即壁厚的選取值大于驗(yàn)算值，所選管子符合要求。管子的技術(shù)規(guī)格如表3.10所示：表3.10油管參數(shù)公稱內(nèi)徑2T型設(shè)計(jì)工作壓力/MPa最小彎曲半徑成品軟管外徑外膠層厚度最大值最小值最大值2T型12.523.10.761.52251803.2.3管接頭的選擇管接頭有焊接式、卡套式、擴(kuò)口式、快換式和旋轉(zhuǎn)式接頭等形式。根據(jù)本系統(tǒng)要求，該液壓系統(tǒng)采用快換式兩端開放的接頭，該接頭適用于介質(zhì)溫度為整理為word格式整理為word格式整理為word格式-20—80℃，以油氣為介質(zhì)的管路系統(tǒng)，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表21-8-62選用快換接頭，其技術(shù)參數(shù)如表3.11所示：表3.11管接頭參數(shù)公稱通徑DN公稱流量軟管內(nèi)徑工作壓力/MPa軟管層數(shù)Ⅱ104012.5253.2.4加熱器的選擇（1）系統(tǒng)的發(fā)熱功率當(dāng)液壓缸單缸作用時(shí),主系統(tǒng)的發(fā)熱功率為：式（3.58）式中：H—系統(tǒng)的發(fā)熱功率，kw;H1—液壓泵功率損失；H2—閥的功率損失；H3—管路及其他功率損失。在一個(gè)工作循環(huán)中有幾個(gè)工序則需求出總平均功率損失：整理為word格式整理為word格式整理為word格式式（3.59）式中：P—液壓泵的輸入功率，；η—液壓泵的總效率，取0.8；p—液壓泵的實(shí)際出口壓力，Pa；q—液壓泵的實(shí)際流量，m3/s;T—工作循環(huán)周期，s;Ti—工序的工作時(shí)間，s;i—工序的次數(shù)。式（3.60）式中：P—溢流閥的調(diào)整壓力；q—經(jīng)過(guò)溢流閥回油箱的流量，m3/s.整理為word格式整理為word格式整理為word格式式（3.61）所以:（2）驗(yàn)算溫升油箱的散熱面積為：式（3.62）所以該系統(tǒng)的平衡溫度為:式（3.63）式中：T0—環(huán)境溫度，K;H—系統(tǒng)發(fā)熱功率；k—油箱的傳熱系數(shù),W/(m2*k),周圍通風(fēng)良好時(shí)k=15A—油箱散熱面積。這說(shuō)明系統(tǒng)的溫升不是很高，這在一般情況下對(duì)系統(tǒng)是有利的，不需要對(duì)油液進(jìn)行冷卻，但在冬季溫度比較低時(shí)，系統(tǒng)需要加熱器，加熱器的發(fā)熱能力，可按下式結(jié)算：式（3.64）式中：整理為word格式整理為word格式整理為word格式c—油的比熱容（礦物油）,取,這取2000γ—油的密度，取;V—油箱的容積，;—油加熱后溫升，K;T—加熱時(shí)間，s。電熱器的功率式（3.65）式中：η—熱效率，取，這取0.7查表可選用型號(hào)為SRY2—220/1的電加熱器，該電熱器的性能如表3.12所示：表3.12加熱器參數(shù)型號(hào)功率/KW電壓/V浸入油中長(zhǎng)度A/mm生產(chǎn)廠SRY2—220/21220225上海電熱、電氣廠，北京電熱氣廠3.3驗(yàn)算系統(tǒng)性能驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失：管路系統(tǒng)壓力損失由管路的沿層損失、管件局部損失和控制元件的壓力損失組成。泵至液壓缸的管子,內(nèi)徑，長(zhǎng)整理為word格式整理為word格式整理為word格式。通過(guò)最大流量，介質(zhì)為YA—N32普通液壓油。工作溫度下的粘度，密度，當(dāng)液壓缸單缸作用時(shí)，管內(nèi)流速為:式（3.66）雷諾數(shù):Re(L)—臨界雷諾數(shù)，圓形光滑管。即油液為層流，故①管路沿程壓力損失：式（3.67）式中②管件局部損失—局部阻力系數(shù)，由于各種情況的局部阻力系數(shù)不同取均值1。③控制元件的壓力損失:式（3.68）整理為word格式整理為word格式整理為word格式式中：—各閥在額定壓力和流量下的壓力損失值取0.1Mpa；Q—閥的實(shí)際流量；QN—閥的額定流量。單向閥的局部壓力損失：