有關630T類型的液壓機設計

1、 畢 業(yè) 設 計題 目： 630t液壓機設計 學院： 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 班級： 學號: 學生姓名： 導師姓名： 鐘定清 完成日期： 2013年6月20日 誠 信 聲 明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設計（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機構的學位而使用過的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設計（論文）中的所有內容均真實、可信。qq 291063932畢業(yè)設計（論文）任務書 題目： 630t 液壓機設計 姓名羅 偉 學院 應用技術學院 專業(yè)

2、機械設計制造及其自動化 班級0985學號200913090514指導老師 鐘定清 職稱 講師 教研室主任 一、基本任務及要求： 查閱20篇以上參考文獻，設計一630t液壓機，完成總裝圖和規(guī)定的零部件圖，并按規(guī)定格式撰寫文獻綜述、開題報告、畢業(yè)設計說明書。要求：方案可行，機構合理，經(jīng)濟實用，并滿足給定的以下設計技術條件。參數(shù)：公稱壓力:6300kn：最大工作壓力：25mpa；開口高度：1500mm ；滑塊最大行程：900mm：工作臺面有效尺寸（長x寬）：1600mmx1600mm。 二、進度安排及完成時間：1. 準備階段 1周 了解設計內容，明確課題任務及要求，搜集有關技術文獻資料，自學cad/

3、cam軟件和相關設計技術。 2. 確定設計方案 2周 完成文獻綜述和開題報告，提出解決課題問題的初步方案，并對方案優(yōu)、缺點進行比較，并分析實施可行性，按實際條件確定方案。 3. 實習 1周 4. 具體設計 9周 液壓機的總體設計，液壓機液壓系統(tǒng)設計，各部分的基本尺寸的計算和驗證，部件裝配圖、零件圖設計及三維建模。 5. 撰寫畢業(yè)設計說明書 2周 按湖南工程學院畢業(yè)設計說明書相關標準要求撰寫畢業(yè)設計說明書。 6. 畢業(yè)答辯 1周 進行畢業(yè)答辯準備，完成畢業(yè)答辯。 目 錄摘 要. abstract第1章 緒論11.1 液壓機的概述11.2液壓機的發(fā)展及工藝特點21.3本論文研究的主要內容2第2章

4、630t液壓機整體方案的擬定32.1 設計思路32.2上橫梁結構42.2.1結構形式42.2.2形狀尺寸要求42.2.3上橫梁與油缸的聯(lián)接方式52.3滑塊結構52.3.1結構形式62.3.2形狀尺寸要求62.4下橫梁結構62.4.1結構形式72.4.2形狀尺寸要求72.5立柱結構72.5.1結構形式82.5.2形狀尺寸要求82.6底座結構92.7擬定液壓原理圖102.8動作分析.13第3章 630t液壓機液壓系統(tǒng)的計算143.1 設計主要技術參數(shù)143.2 液壓缸的設計143.2.1繪制液壓缸速度循環(huán)圖、負載圖143.2.2 液壓缸的效率143.2.3 液壓缸缸徑的計算143.2.4活塞寬度的

5、確定153.2.5 缸體長度的確定163.2.6缸筒壁厚的計算163.2.7 活塞桿強度和液壓缸穩(wěn)定性計算173.2.8缸筒壁厚的驗算183.2.9 缸筒的加工要求203.2.10法蘭設計223.2.11 (缸筒端部）法蘭連接螺栓的強度計算243.2.12密封件的選用253.3油泵的選擇263.3.1 油泵工作壓力的確定.263.3.2 電動機的選擇.273.4 液壓元件的選擇283.5 油管的選擇30第4章 驗算液壓系統(tǒng)性能304.1 壓力損失的驗算及泵壓力的調整304.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗算32第5章 液壓站的設計345.1液壓站簡介345.2 油箱設計345.2.1油箱有效容積的確

6、定345.2.2 油箱容積的驗算355.2.3 油箱的結構設計375.3 液壓站的結構設計405.3.1 液壓泵的安裝方式405.4 輔助元件425.4.1 濾油器425.4.2 空氣濾清器435.4.3 液位計455.4.4 液壓油46結論47參考文獻48致謝49 摘要液壓機（又名：油壓機）液壓機是一種利用液體靜壓力來加工金屬、塑料、橡膠、木材、粉末等制品的機械。它常用于壓制工藝和壓制成形工藝，如：鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、翻邊、薄板拉深、粉末冶金、壓裝等等。本文主要對630t液壓機設計和液壓系統(tǒng)的工作原理作了一個詳細說明，并對630t液壓機的液壓系統(tǒng)進行了全面的設計和計算。首先根據(jù)設計

7、要求計算出主要的數(shù)據(jù)，并依照數(shù)據(jù)畫出液壓機設計圖，其次對液壓系統(tǒng)中液壓泵、液壓缸、活塞等主要參數(shù)進行計算、圓整及校核，并且繪制630t液壓機裝配圖，零件圖及液壓系統(tǒng)圖原理圖。關鍵詞：630t液壓機，油缸，液壓系統(tǒng)abstracthydraulic machine (also known as: hydraulic machine hydraulic machine) is a static pressure using liquid to the processing of metal, plastic, rubber, wood, powder and other products. it

8、is often used for pressing and pressing forming process, such as: forging, stamping, cold extrusion, straightening, bending, flanging, sheet metal drawing, powder metallurgy, pressing etc.in this paper, the main principle of 630t hydraulic press hydraulic system design and made a detailed descriptio

9、n, hydraulic system of 630t hydraulic machine and the design and calculation of the comprehensive. firstly, according to the design requirements of main data calculated according to the data, and draw the hydraulic machine design, the hydraulic system of hydraulic pump, piston and other main paramet

10、ers, roundness and check, and mapping of 630t hydraulic machine assembly drawing, part drawing and the hydraulic system schematic.i am learning system of hydraulic system of technical knowledge, access to some of the relevant literature, on this basis, combined with the need to address my ideas and

11、design work, the main work is described as follows:(1) the development of 630t hydraulic press hydraulic principle diagram.(2) completed the design of 630t hydraulic cylinder.(3) to complete the design of 630t hydraulic station.(4) were checked for the design of hydraulic system(5) the completion of

12、 the 630t hydraulic press overall three-dimensional modeling designkeywords: 630t hydraulic machine, hydraulic cylinder, hydraulic system第1章 緒論1.1 液壓機的概述液壓機（又名：油壓機）液壓機是一種利用液體靜壓力來加工金屬、塑料、橡膠、木材、粉末等制品的機械。它常用于壓制工藝和壓制成形工藝，如：鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、翻邊、薄板拉深、粉末冶金、壓裝等等。它的原理是利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強傳動的機械，種類很多。當然，用途也根據(jù)需要是多種多樣的

13、。如按傳遞壓強的液體種類來分，有油壓機和水壓機兩大類。1.2 液壓機的發(fā)展及工藝特點 液壓機是制品成型生產中應用最廣的設備之一，自19世紀問世以來發(fā)展很快，液壓機在工作中的廣泛適應性，使其在國民經(jīng)濟各部門獲得了廣泛的應用。由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結構方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內外液壓機的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機電液一體化，以充分合理利用機械和電子的先進技術促進整個液壓系統(tǒng)的完善；自動化、智能化，實現(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調整，具有故障預處理功能；液壓元件集成化、標準化，以有效防止泄露和污染等四個方面。作為液壓機兩大組成部分的主機和液壓系統(tǒng)，由于技術發(fā)展趨

14、于成熟，國內外機型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。在油路結構設計方面，國內外液壓機都趨向于集成化、封閉式設計，插裝閥、疊加閥和復合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應用。特別是集成塊可以進行專業(yè)化的生產，其質量好、性能可靠而且設計的周期也比較短。近年來在集成塊基礎上發(fā)展起來的新型液壓元件組成的回路也有其獨特的優(yōu)點，它不需要另外的連接件其結構更為緊湊，體積也相對更小，重量也更輕無需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪聲。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、密封性能好、功率損失小、動作速度快、易于集成的特點，從

15、70年代初期開始出現(xiàn)，至今已得到了很快的發(fā)展。我國從1970年開始對這種閥進行研究和生產，并已將其廣泛的應用于冶金、鍛壓等設備上，顯示了很大的優(yōu)越性。液壓機工藝用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓力機是一種用靜壓來加工產品。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工藝。 由于需要進行多種工藝，液壓機具有如下的特點：（1） 工作臺較大，滑塊行程較長，以滿足多種工藝的要求；（2） 有頂出裝置，以便于頂出工件；（3） 液壓機具有點動、手動和半自動等工作方式，操作方便；（4） 液壓機具有保壓、延時和自

16、動回程的功能，并能進行定壓成型和定程成型的操作，特別適合于金屬粉末和非金屬粉末的壓制；（5） 液壓機的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調節(jié)，靈活性大。1.3本論文研究的主要內容本人系統(tǒng)學習了液壓系統(tǒng)技術的知識，查閱了一些相關的文獻資料，在此基礎上，結合本人的設想和設計工作中需要解決的任務，主要進行了以下幾項工作：（1）擬定630t液壓機液壓液壓原理圖。（2）完成630t液壓機油缸的設計。（3）完成630t液壓機液壓站的設計。（4）對液壓系統(tǒng)進行校核設計50第2章 630t液壓機整體方案的擬定2.1 設計思路典型的四柱液壓機主要由機身(包括上、下橫梁及立柱)、活動橫梁、頂出機構、工作油缸、液壓

17、傳動及電氣控制系統(tǒng)等組成。工作油缸安裝在上橫梁上，活塞與活動橫梁相連，并以立柱為導向上下移動。液壓機工作油缸裝在機身下部，上橫梁固定在立柱上。油缸柱塞推動活動橫梁上升，給模具施壓。這種液壓機重心位置低，穩(wěn)定性好，油缸裝在機身下部，可避免漏油污染制品。2.2上橫梁結構2.2.1結構形式上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作缸的反作用力。上橫梁不設計成上下封閉的廂式結構，直接采用45鋼鋼板結構，便于加工和生產。2.2.2形狀尺寸要求上橫梁通過立柱聯(lián)接成機身上半部，并安裝工作油缸。為使其組成的空間合乎要求，以及活塞運行平穩(wěn)，因此要求上橫梁安裝油缸孔的軸線與安裝油缸的臺肩平面應垂直，上橫梁與調節(jié)

18、螺母接觸面與主油缸臺肩接觸應平行，以及立柱穿過孔的上下平面應平行等等。結合生產情況，具體要求為： 1. 安裝主油缸孔的軸線與油缸臺肩貼合平面不垂直度允差0.06/1000毫米。 2. 調節(jié)螺母接觸平面與油缸臺肩貼合平面的不平行度允差0.05/1000毫米。 3. 鎖緊螺母接觸面與調節(jié)螺母接觸面（立柱穿過孔的上平面與下平面）間不平度允差0.16/1000毫米。 4. 油缸鎖緊螺母平面與油缸臺肩貼合平面間不平行度允差0.12/1000毫米。 5. 與油缸外圓配合公差為h7/f8. 6. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大2-3毫米。2.2.3上橫梁與油缸的聯(lián)接方式 依靠法蘭盤固定油缸，如圖2-2所示

19、.此方法采用聯(lián)接零件來固定油缸的位置。當油缸加壓時，油缸臺肩傳遞反作用力于橫梁，法蘭盤不受反作用力的作用，只有當油缸回程工作時，回程力作用于法蘭盤上。故法蘭盤的強度只需滿足回程力要求即可。油缸為柱塞式時，法蘭盤僅承受部件的重量。圖2-2 用法蘭盤固定的結構2.3滑塊結構活動橫梁的主要作用為：與主油缸活塞桿聯(lián)接傳遞液壓機的壓力；通過導向套沿立柱導向面上下往復運動；安裝與固定模具及工具等。因此需要有較好的強度、剛度及導向結構。2.3.1結構形式 圖2-3 滑塊結構圖 活動橫梁選用材料與上橫梁、下橫梁相同，常采用同樣的材料來制造，以使毛坯的制造工藝相類似、便于制造。 根據(jù)壓制工藝性質，導向部分應有一

20、定的高度，以保證足夠的精度。一般情況下，導向部分高度不應小于活塞行程的二分之一。2.3.2形狀尺寸要求 活動橫梁是液壓機主要運動部件，為保證液壓機符合精度要求，因此，要求四立柱導向套，孔軸線應相互平行，它應與聯(lián)接活塞桿孔的中心線平行；上述這些孔軸線都應與活動橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對下平面亦可要求平行等。結合生產情況具體要求為： 1. 聯(lián)接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸應互相平行，其不平度允差0.10/1000毫米。 2. 活動橫梁下平面不平直度，按jb1293-73標準允差為0.05/1000毫米。 3. 聯(lián)接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸線對下平面不垂直度允差0.06-0.10/1000毫米

21、。 4. 下平面對上平面（與活塞桿貼合平面）不平行度允差0.05/1000毫米。 5. 四立柱孔中心距公差，前后、左右均為0.02毫米。 6. 四立柱孔與導套外圓配合精度為h7/g8，中心孔與活塞桿外圓配合精度為h7/f8。2.4下橫梁結構2.4.1結構形式下橫梁是主機的安裝基礎。臺面上固定加熱板，工作中承受機器本體的重量及全部載荷。下橫梁所選用的材料以及其結構形式與上橫梁相同。材料選用45鋼。2.4.2形狀尺寸要求 下橫梁是整機的基礎性零件，是安裝加熱板的基準。因此，對工作臺面的不平度、各部件安裝定位基面均應有必要地技術要求。根據(jù)生產情況，具體要求為: 1. 工作臺臺面不平直度，按jb129

22、3-73標準允差0.05/1000毫米。 2. 立柱鎖緊螺母之貼合平面與工作臺臺面間不平行度允差小于0.16/1000毫米。3. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大2-3毫米左右。2.5立柱結構 立柱是四柱式?jīng)_壓機重要的支撐件和受力件，同時又是活動橫梁的導向基準。因此，立柱應有足夠的強度與剛度，導向表面應有足夠的精度、光潔度和必要地硬度。2.5.1結構形式立柱與上橫梁、工作臺的聯(lián)接方式是表明立柱結構的主要特征。在選擇立柱結構時，應考慮到它與上橫梁、工作臺間應可靠預緊、安裝方便和便于調整機器的精度。圖2-5為立柱結構，兩梁都用調節(jié)螺母支承，用鎖緊螺母上下加以鎖緊。四螺母結構組成零件多。由于調節(jié)螺母

23、起立柱臺肩的支撐作用，且可調整兩梁的支撐距離，對立柱有關軸向尺寸要求不嚴格，緊固較容易。但對立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）以及調整螺母精度（調節(jié)螺母的螺紋對于上下橫梁貼合面垂直度）要求較高。機器精度調整較麻煩。2.5.2形狀尺寸要求 立柱為液壓機的重要零件，是活動橫梁的導向基準。結合生產情況，具體要求為： 1. 立柱導向面軸線不平直度允差0.05/1000毫米。 2. 材料選用45鍛鋼件。毛坯應正火處理，消除鍛造過程的內應力。 3. 立柱導向表面應進行熱處理，表面硬度不低于hb235，也可進行表面鍍硬鉻處理，鍍層厚度為0.02-0.04毫米。圖2-5 立柱結構圖 2.6底座結構 底座安裝于

24、工作臺下部，與機座相聯(lián)。底座僅承受機器的總重量。底座高度由正常壓制制件時人的操作高度來定。底座材料選用ht200。主要考慮到外形的美觀，對精度無要求。（如圖）2.7擬定液壓原理圖 2.8動作分析自動補油的保壓回路設計考慮到設計要求，保壓時間要達到5s，壓力穩(wěn)定性好。若采用液壓單向閥回路保壓時間長，壓力穩(wěn)定性高，設計中利用換向閥中位機能保壓，設計了自動補油回路，且保壓時間由電氣元件時間繼電器控制，在0-20min內可調整。此回路完全適合于保壓性能較高的高壓系統(tǒng)，如液壓機等。自動補油的保壓回路系統(tǒng)圖的工作原理：按下起動按紐，電磁鐵1ya通電，換向閥6接入回路時，液壓缸上腔成為壓力腔，在壓力到達預定

25、上限值時壓力繼電器11發(fā)出信號，使換向閥切換成中位；這時液壓泵卸荷，液壓缸由換向閥m型中位機能保壓。當液壓缸上腔壓力下降到預定下限值時，壓力繼電器又發(fā)出信號，使換向閥右位接人回路，這時液壓泵給液壓缸上腔補油，使其壓力回升?；爻虝r電磁閥2ya通電，換向閥左位接人回路，活塞快速向上退回釋壓回路設計：釋壓回路的功用在于使高壓大容量液壓缸中儲存的能量緩緩的釋放，以免她突然釋放時產生很大的液壓沖擊。一般液壓缸直徑大于25mm、壓力高于7mpa時，其油腔在排油前就先須釋壓。根據(jù)設計很實際的生產需要，選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。其工作原理：按下起動按鈕，換向閥6的右位接通，液壓泵輸出的油經(jīng)過換向閥6的右位流到液

26、壓缸的上腔。同時液壓油的壓力影響壓力繼電器。當壓力達到一定壓力時，壓力繼電器發(fā)出信號，使換向閥5回到中位，電磁換向閥10接通。液壓缸上腔的高壓油在換向閥5處于中位（液壓泵卸荷）時通過節(jié)流閥9、換向閥10回到油箱，釋壓快慢由節(jié)流閥調節(jié)。當此腔壓力降至壓力繼電器的調定壓力時，換向閥6切換至左位，液控單向閥7打開，使液壓缸上腔的油通過該閥排到液壓缸頂部的副油箱13中去。使用這種釋壓回路無法在釋壓前保壓，釋壓前有保壓要求時的換向閥也可用m型，并且配有其它的元件。機器在工作的時候，如果出現(xiàn)機器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時候，輸出的壓力油隨著工作的時間而增大，而無法使液壓油到達液壓缸中，為了保護

27、液壓泵及液壓元件的安全，在泵出油處加一個直動式溢流閥1，起安全閥的作用，當泵的壓力達到溢流閥的導通壓力時，溢流閥打開，液壓油流回油箱。起到保護作用。在液壓系統(tǒng)中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時也可以增加液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使零件的加工精度增高。上液壓缸工作循環(huán) （1） 快速下行。按下起動按鈕，電磁鐵1ya通電，這時的油路為： 液壓缸上腔的供油的油路變量泵1換向閥6右位節(jié)流閥8壓力繼電器11液壓缸15 液壓缸下腔的回油路液壓缸下腔15液控單向閥7換向閥6右位電磁閥5背壓閥4油箱油路分析：變量泵1的液壓油經(jīng)過換向閥6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過節(jié)流閥7流經(jīng)繼電器11，另一條路直接流向液

28、壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸的上腔加壓。液壓缸15下腔通過液控單向閥7經(jīng)過換向閥6的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油箱。因為這是背壓閥產生的背壓使接副油箱旁邊的液控單向閥7打開，使副油箱13的液壓油經(jīng)過副油箱旁邊的液控單向閥14給液壓缸15上腔補油。使液壓缸快速下行，另外背壓閥接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。（2） 保壓時的油路情況：油路分析：當上腔快速下降到一定的時候，壓力繼電器11發(fā)出信號，使換向閥6的電磁鐵1ya斷電，換向閥回到中位，利用變量泵的柱塞孔從吸油狀態(tài)過渡到排油狀態(tài)，其容積的變化是由大變小，而在由增大到縮小的變化過程中，必有容積變化率為零的一瞬間，這就

29、是柱塞孔運動到自身的中心線與死點所在的面重合的這一瞬間，這時柱塞孔的進出油口在配油盤上所在的位置，稱為死點位置。柱塞在這個位置時，既不吸油，也不排油，而是由吸轉為排的過渡狀態(tài)。液壓系統(tǒng)保壓。而液壓泵1在中位時，直接通過背壓閥直接回到油箱。（3） 回程時的油路情況： 液壓缸下腔的供油的油路：變量泵1換向閥6左位液控單向閥7液壓油箱15的下腔液壓缸上腔的回油油路： 液壓腔的上腔液控單向閥14副油箱13 液壓腔的上腔節(jié)流閥8換向閥6左位電磁閥5背壓閥4油箱油路分析： 當保壓到一定時候，時間繼電器發(fā)出信號，使換向閥6的電磁鐵2ya通電，換向閥接到左位，變量泵1的液壓油通過換向閥旁邊的液控單向閥流到液壓

30、缸的下腔，而同時液壓缸上腔的液壓油通過節(jié)流閥9（電磁鐵6ya接通），上腔油通過換向閥10接到油箱，實現(xiàn)釋壓，另外一部分油通過主油路的節(jié)流閥流到換向閥6，再通過電磁閥19，背壓閥11流回油箱。實現(xiàn)釋壓。下液壓缸的工作循環(huán)： 向上頂出時，電磁鐵4ya通電，5ya失電。進油路：液壓泵換向閥19左位單向節(jié)流閥18下液壓缸下腔回油路：下液壓缸上腔換向閥19左位油箱 當活塞碰到上缸蓋時，便停留在這個位置上。向下退回是在4ya失電，3ya通電生的，進油路：液壓泵換向閥19右位單向節(jié)流閥17下液壓缸上腔回油路：下液壓缸下腔換向閥19右位油箱 原位停止是在電磁鐵3ya，4ya都斷電，換向閥19處于中位時得到的。

31、他的機身是由上橫梁、滑塊、下橫梁、四根立柱和加熱板組成，機身由底座支撐。工作缸安裝在上橫梁內，活動橫梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整體，以立柱為導向上下運動，并傳遞工作缸內產生之力量，對磨具進行沖壓加工。由于機身聯(lián)接成一整體框架，故機身承受整個工作力量?；顒訖M梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整體，以立柱為導向上下運動，并傳遞工作缸內產生之力量，對磨具進行沖壓加工。由于機身聯(lián)接成一整體框架，故機身承受整個工作力量。第3章 630t液壓機液壓系統(tǒng)的計算3.1 設計主要技術參數(shù)公稱力:6300kn：最大工作壓力：25mpa；開口高度：1500mm ；滑塊最大行程：900mm：工作臺面有效尺寸（長x寬）：1600m

32、mx1600mm。 3.2 液壓缸的設計3.2.1繪制液壓缸速度循環(huán)圖、負載圖1、選取參數(shù)取動摩擦系數(shù)fd=0.1 ，靜摩擦系數(shù)fj=0.2 ，缸=0.95， v快=100mm/s ， v工=10mm/s，令起動時間不超過0.2秒，3.2.2 液壓缸的效率液壓缸的機械效率3.2.3 液壓缸缸徑的計算內徑d可按下列公式初步計算：液壓缸的負載為推力=581mm 式（3-1）式中 液壓缸實際使用推力6300（kn）；液壓缸的總效率，一般取=0.70.9；計算=0.8；液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力（mpa）本次設計中液壓缸已知系統(tǒng)壓力=25mpa；根據(jù)式（3-1）得到內徑：=581mm查缸筒內徑系

33、列/mm(gb/t 2348-1993)可以取為500mm。 表4.1 液壓缸內徑系列 mm810121620253240506380100125160200250320400500630活塞桿外徑：查液壓傳動與控制手冊根據(jù)桿徑比d/d，一般的選取原則是：當活塞桿受拉時，一般選取d/d=0.3-0.5，當活塞桿受壓時，一般選取d/d=0.5-0.7。本設計我選擇d/d=0.7，即d=0.7d=0.7500=350mm。根據(jù)活塞桿直徑標準取d=360mm.表3-1 活塞桿直徑系列活塞桿直徑系列/mm(gb/t 2348-1993)4、5、6、8、10、12、16、18、20、22、25、28、3

34、2、36、40、45、50、56、63、70、80、90、100、110、125、140、160、180、200、220、250、280、320、360、4003.2.4活塞寬度的確定由于活塞在液壓力的作用下沿缸筒往復滑動，因此，它與缸筒的配合應適當，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動壓力增大，降低機械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的配合表面；間隙過大，會引起液壓缸內部泄露，降低容積效率，使液壓缸達不到要求的設計性能?；钊膶挾纫话闳?（0.6-1.0）即=（0.6-1.0）500=（300-500）mm取=500mm 3.2.5 缸體長度的確定液壓缸缸體內部的長度應等于活塞的

35、行程與活塞寬度的和。缸體外部尺寸還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體的長度不應大于缸體內徑的20-30倍。3.2.6缸筒壁厚的計算在中、低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚基本上由結構和工藝上的要求確定，壁厚通常都能滿足強度要求，一般不需要計算。但是，當液壓缸的工作壓力較高和缸筒內徑較大時，必須進行強度校核。當時，稱為薄壁缸筒，按材料力學薄壁圓筒公式計算，計算公式為 式（3-2） 式中，缸筒內最高壓力；缸筒材料的許用壓力。=, 為材料的抗拉強度，n為安全系數(shù)，當時，一般取。液壓缸缸筒材料采用45鋼，則抗拉強度：b=600mpa安全系數(shù)n按液壓傳動與控制手冊p243表210，取n=5。則許用應力=120

36、mpa當時,按式（3-3）計算 (該設計采用45鋼管) 式（3-3）根據(jù)缸徑查手冊預取=50此時 =0.1 最高允許壓力一般是額定壓力的1.5倍，根據(jù)給定參數(shù)，所以： =251.5=37.5mp=115滿足要求，就取壁厚為120mm。 3.2.7 活塞桿強度和液壓缸穩(wěn)定性計算a.活塞桿強度計算活塞桿的直徑按下式進行校核式中，為活塞桿上的作用力； 為活塞桿材料的許用應力，=,n一般取1.40。 （3-4）式中 許用應力；（q235鋼的抗拉強度為375-500mpa，取400mpa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強度適中）=63.69mmd取360 mm大于63 mm 滿足要求.b.液壓缸穩(wěn)定性計算

37、活塞桿受軸向壓縮負載時，它所承受的力不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負載，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。的值與活塞桿材料性質、截面形狀、直徑和長度以及液壓缸的安裝方式等因素有關。若活塞桿的長徑比且桿件承受壓負載時，則必須進行液壓缸穩(wěn)定性校核。活塞桿穩(wěn)定性的校核依下式進行式中，為安全系數(shù)，一般取=24。 a.當活塞桿的細長比時 b.當活塞桿的細長比時式中，為安裝長度，其值與安裝方式有關，為活塞桿橫截面最小回轉半徑，；為柔性系數(shù)，其值見表3-2； 為由液壓缸支撐方式?jīng)Q定的末端系數(shù)，其值見表1；為活塞桿材料的彈性模量，對鋼??；為活塞桿橫截面慣性矩；為活塞桿橫截面積；為由材料強度決定的實

38、驗值，為系數(shù)，具體數(shù)值見表3-3。表3-2液壓缸支承方式和末端系數(shù)的值支承方式支承說明末端系數(shù)一端自由一端固定1/4兩端鉸接1一端鉸接一端固定2兩端固定4表3-3 、的值材料鑄鐵5.61/160080鍛鐵2.51/9000110鋼4.91/500085c.當時,缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進行校核。此設計安裝方式中間固定的方式，此缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進行穩(wěn)定性校核。3.2.8缸筒壁厚的驗算下面從以下三個方面進行缸筒壁厚的驗算： a液壓缸的額定壓力值應低于一定的極限值，保證工作安全： 式（3-4）根據(jù)式（3-4）得到：28.12(mpa)顯然，額定油壓=25mp，滿足條件；b為了避免缸筒在工作時發(fā)生

39、塑性變形，液壓缸的額定壓力值應與塑性變形壓力有一定的比例范圍： 式（3-5） 式（3-6）先根據(jù)式（3-6）得到：=41.21再將得到結果帶入（3-5）得到：顯然，滿足條件；c耐壓試驗壓力，是液壓缸在檢查質量時需承受的試驗壓力。在規(guī)定的時間內，液壓缸在此壓力 下，全部零件不得有破壞或永久變形等異?，F(xiàn)象。各國規(guī)范多數(shù)規(guī)定: 當額定壓力時（mpa）d為了確保液壓缸安全的使用，缸筒的爆裂壓力應大于耐壓試驗壓力： (mpa） 式（3-7）因為查表已知=596mpa，根據(jù)式（3-7）得到：至于耐壓試驗壓力應為：因為爆裂壓力遠大于耐壓試驗壓力，所以完全滿足條件。以上所用公式中各量的意義解釋如下：式中: 缸

40、筒內徑（）； 缸筒外徑（）； 液壓缸的額定壓力（） 液壓缸發(fā)生完全塑形變形的壓力（）； 液壓缸耐壓試驗壓力（）； 缸筒發(fā)生爆破時壓力（）； 缸筒材料抗拉強度（）； 缸筒材料的屈服強度（； 缸筒材料的彈性模量（）； 缸筒材料的泊桑系數(shù) 鋼材：=0.3 3.2.9 缸筒的加工要求缸筒內徑采用h7級配合，表面粗糙度為0.16，需要進行研磨；熱處理：調制，hb240；缸筒內徑的圓度、錐度、圓柱度不大于內徑公差之半；剛通直線度不大于0.03mm；油口的孔口及排氣口必須有倒角，不能有飛邊、毛刺；在缸內表面鍍鉻，外表面刷防腐油漆。3.2.10法蘭設計液壓缸的端蓋形式有很多，較為常見的是法蘭式端蓋。本次設計選

41、擇法蘭式端蓋（缸筒端部）法蘭厚度根據(jù)下式進行計算： 式（3-8）式中， -法蘭厚度（m）；密封環(huán)內經(jīng)（m）；密封環(huán)外徑（m）；系統(tǒng)工作壓力（pa）；=25mpa附加密封力（pa）；值取其材料屈服點353mpa；螺釘孔分布圓直徑（m）；密封環(huán)平均直徑（m）；法蘭材料的許用應力（pa）；=/n=353/5=70.6mpa法蘭受力總合力（m） 所以3.2.11 (缸筒端部）法蘭連接螺栓的強度計算連接圖如下：圖3-1缸體端部法蘭用螺栓連接1-前端蓋；2-缸筒螺栓強度根據(jù)下式計算：螺紋處的拉應力:(mpa) 式（3-9）螺紋處的剪應力(mpa) 式（3-10）合成應力 (mpa) 式（3-11）式中,

42、液壓缸的最大負載，=a，單桿時，雙桿是螺紋預緊系數(shù)，不變載荷=1.251.5，變載荷=2.54；液壓缸內徑；缸體螺紋外徑；螺紋內經(jīng)；螺紋內摩擦因數(shù)，一般取=0.12;變載荷取=2.54；材料許用應力，,為材料的屈服極限，n為安全系數(shù)，一般取n=1.21.5；z螺栓個數(shù)。最大推力為：使用4個螺栓緊固缸蓋，即：=4螺紋外徑和底徑的選擇：=10mm =8mm系數(shù)選擇：選取=1.3=0.12根據(jù)式（3-9）得到螺紋處的拉應力為：=根據(jù)式（3-10）得到螺紋處的剪應力為：根據(jù)式（3-11）得到合成應力為：=367.6mpa由以上運算結果知，應選擇螺栓等級為12.9級；查表的得：抗拉強度極限=1220mp

43、;屈服極限強度=1100mp；不妨取安全系數(shù)n=2可以得到許用應力值：=/n=1100/2=550mp證明選用螺栓等級合適。 3.2.12密封件的選用a.對密封件的要求在液壓元件中，液壓缸的密封要求是比較高的。液壓缸不僅有靜密封，更多的部位是動密封，而且工作壓力高，這就要求密封件的密封性能要好，耐磨損，對溫度的適應范圍大，要求彈性好，永久變形小，有適當?shù)臋C械強度，摩擦阻力小，容易制造和裝拆，能隨壓力的升高而提高密封能力和利于自動補償磨損。密封件一般以斷面形狀分類，有o形、y形、u形、v形和yx形等。除o形外，其他都屬于唇形密封件。b. o形密封圈的選用液壓缸的靜密封部位主要有活塞內孔與活塞桿、

44、支撐座外圓與缸筒內孔、端蓋與缸體端面等處。靜密封部位使用的密封件基本上都是o形密封圈。c.動密封部位密封圈的選用由于o型密封圈用于往復運動存在起動阻力大的缺點，所以用于往復運動的密封件一般不用o形圈，而使用唇形密封圈或金屬密封圈。液壓缸動密封部位主要有活塞與缸筒內孔的密封、活塞桿與支撐座（或導向套）的密封等?；钊h(huán)是具有彈性的金屬密封圈，摩擦阻力小，耐高溫，使用壽命長，但密封性能差，內泄漏量大，而且工藝復雜，造價高。對內泄漏量要求不嚴而要求耐高溫的液壓缸，使用這種密封圈較合適。v形圈的密封效果一般，密封壓力通過壓圈可以調節(jié)，但摩擦阻力大，溫升嚴重。因其是成組使用，模具多，也不經(jīng)濟。對于運動速度

45、不高、出力大的大直徑液壓缸，用這種密封圈較好。u形圈雖是唇形密封圈，但安裝時需用支撐環(huán)壓住，否則就容易卷唇，而且只能在工作壓力低于10mpa時使用，對壓力高的液壓缸不適用。比較而言，能保證密封效果，摩擦阻力小，安裝方便，制造簡單經(jīng)濟的密封圈就屬yx型密封圈了。它屬于不等高雙唇自封壓緊式密封圈 ，分軸用和孔用兩種。綜上，所以本設計選用yx型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料組合使用，可以顯著提高密封性能：a.降低摩擦阻力，無爬行現(xiàn)象；b.具有良好的動態(tài)和靜態(tài)密封性，耐磨損，使用壽命長；c.安裝溝槽簡單，拆裝簡便。這種組合的特別之處就是允許活塞外園和缸筒內壁有較大間隙，因為組合式密封的密封圈能防止擠入

46、間隙內，降低了活塞與缸筒的加工要求，密封方式圖如下：圖3-2 密封方式圖3.3油泵的選擇3.3.1油泵工作壓力的確定 油泵工作壓力為： =p+p 式（4-1）可知工進階段液壓缸壓力最大，由于在630t液壓機液壓系統(tǒng)中,壓力所經(jīng)過的閥的數(shù)量不多,故壓力損失p不大,參照表1-10選取p=0.5mp。油缸最大工作壓力p可根據(jù)表3-1取為7.1mp于是油缸工作壓力即為： =25+0.5=25.5mpa 所選油泵的額定工作壓力應為： =1.25=1.2525.5=31.875mpa 根據(jù)上面計算的壓力和流量，查產品樣本，選用申液sv2010-4p9p1020（29l+13.1/r)泵，額定轉速1500r

47、/min。油泵流量為： k（q）=1.1150=165l/min 3.3.2電動機的選擇 電動機的選擇范圍包括：電動機的種類、類型，容量、額定電壓、額定轉速及其各項經(jīng)濟指標等。而且對這些參數(shù)要綜合進行考慮。選擇電動機的容量是電力傳動系統(tǒng)能否經(jīng)濟和可靠運行的重要問題。如果電動機容量大小，長期處于過載運行。造成電動機絕緣過早地損壞；如果容量過大，不僅造成設備上的浪費，而且運行效率低，對電能的利用不經(jīng)濟。因此，選擇電動機時，首先應是在各種工作方式下選擇電動機的容量。根據(jù)前面要求可得液壓泵需要1230w以上功率的電動機。綜合所需功率據(jù)此查樣本選用y160ml-4-b5 15kw異步電動機,電動機功率為

48、15kw。3.4 液壓元件的選擇根據(jù)液壓閥在系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過該閥的最大流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格1。本例所有閥的額定壓力都為，額定流量根據(jù)各閥通過的流量，確定為10l/min，25l/min和63l/min三種規(guī)格，所有元件的規(guī)格型號列于表5-1中，過濾器按液壓泵額定流量的兩倍選取吸油用線隙式過濾器。表4-1 液壓元件明細表電動機1y160ml-4-b5 15kw臺2躍進廠液壓泵1sv2010-4p9p1020（29l+13.1/r)臺2申液聯(lián)軸器1臺2鐘形罩1160ml-b5-sv2010-p4p9p020定制2鐘形罩2y100l-4-cbe1回油壓力表yn-60 i 1.6mpa徑向普通耐振2上海宜川閥箱壓力表yn-60 i 16mpa徑向普通耐振10上海宜川吸油過濾器wu160-100j1溫州黎明回油過濾器rfa-160*20ly濾芯 fax-160*20#1溫州黎明濾芯 fax-160*20#1溫州黎明壓力過濾器1zui-h160*10dfp濾芯 hdx-160*1