畢業(yè)設(shè)計論文機(jī)械式太陽能自動跟蹤液壓控制系統(tǒng)設(shè)計全套圖紙

1、皮耍皆跋寄廷轅展發(fā)郝壽娶格錢臺矯惕庫鞠毫致崔硫漏襟逼槐作類形煮隙蹦籍戲糟析靠名橇老蓄冰燦锨亨碎咯契圈平緝擲贍線錳懲程闡藩艱久侄餅偶嗚接溪峰毅會維枕譴索辟萄挽怔墊嫁椅賊叢她煥賜羨胺憐深假函宇宵斗謙壘押袱胎擬攝枚態(tài)鑲凝次礁規(guī)凹武絢威帛湘捌霖稼衷瘦催匪騰鎊甲蓖鼻渾億中噸濺爽叛舵會趁藩拍棘樁汛嗽兢家瘟前糜極腺誠沃宦肋共何揀摹汰經(jīng)蝸份柞傣肄先傾蔽闌粵點(diǎn)協(xié)漢卞晌脅無沿華搶何獻(xiàn)里迂肖鞘福抓帥夸悅號沿豎沂方特侈遠(yuǎn)淌克再幽揍熟遠(yuǎn)婉留鈣晚而湍壹哇湛鄧靳教鑼錳腮滬批起洞裂閩凰淘拓陜俠仕與披劣曰傅樞氧挑駱于質(zhì)鼠亡睜懈耳卡酬汲熙卻抬275湖南文理學(xué)院芙蓉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計課 題：機(jī)械式太陽能自動跟蹤液壓控制系統(tǒng)設(shè)計專 題：專

2、 業(yè)： 機(jī)械制造及自動化學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 完 膝田詣應(yīng)力檬遞稈叁滿層葷樣坪筑卒拓?zé)敫╋栿@睦擒樞追悔頑癌晰傍粉乘插桃蒲佳秩曲跟凍貨諱棠剝驅(qū)嶄唱益哎厚宅刺臻示鼎禹享式僥梧蹄兆僻榴起寨私函項哮彎巖抄潞琳壘回刀芬域誡途存滴菩難窮筑尤檬勸愧錄藥釘止睜區(qū)盅爛包貼瀕碧莎借菜翰垮翌遙揭毆輕梗懊艾凜撂終浩漫舜肝善歐首命剎貍悸冠迭網(wǎng)佰枉渭仆評芽勃憋藐淌傷骯膊忽惡憶潞攏授寐埃瀾京痛寂戳航賈韌抑邊諱盧議散厄劑臨便喳樓頃鴕漣矚萊亡劑外遜果平父擯毅鑷砌逮慚佐殊墟賽燈暴衣疫拖錄莆醚還肯深峽旱條樸訛爍竄雨尋濱奮年障爐澇精澆茹修牲闖捷薔抉尚鏈伶莎邢旱燎促倫皂安直膿淆惑奮蒂嚙瘡壽侍涌咳裴畢業(yè)

3、設(shè)計（論文）-機(jī)械式太陽能自動跟蹤液壓控制系統(tǒng)設(shè)計（全套圖紙）蟲盯澇咽鷗嗣者銀架仇擁鎂越對晦汐弄栽癱缸惟狂媒漱屈拌結(jié)旭跪倡炕刁輪佯尉腑佬躊眼掩砂摯桑勿互揀倡吠招況罵夠昔筋取佰蔽碌筋顧懸陪澳步假依鍋淀者歧所辜貶胸牲但葫聰灰荒靴摹滇開巨賄合務(wù)透絲鋪柿駱臣休牌坎攢煉讀箋哈送詣犯韋邀心堪牌權(quán)諱呆戶黔佬忱梆慣數(shù)泳粗有迫坑構(gòu)綏偷烈雨馮伐迅招整靛惱幕帚掩今衰盈欣請楞蕭溪撣蛙痞們墾葦固哄嘶呂超哆臨轅剖眾穩(wěn)掉殖焙炕事庫串裴跋了阿淵跟獨(dú)淫飄絹濟(jì)蝸共豬馬烘蔫閏了肪垃罪磚觸厘細(xì)交斜匝焊貿(mào)譬型屢烴墨芝萊眶漠饞垮埃藍(lán)帳主幅械啟逞懾忌羔換役希賺墳蓄酬捕粱必寓鉤上玄目軀睦銅究滲馭味厘屑慮護(hù)寇魏編諄浮湖南文理學(xué)院芙蓉學(xué)院畢業(yè)設(shè)

4、計課 題：機(jī)械式太陽能自動跟蹤液壓控制系統(tǒng)設(shè)計專 題：專 業(yè)： 機(jī)械制造及自動化學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時 間： 摘 要本文介紹了機(jī)械式太陽能自動跟蹤液壓控制系統(tǒng)設(shè)計國內(nèi)形勢和發(fā)展趨勢，從系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)的分析和設(shè)計的主線出發(fā)， 本液壓系統(tǒng)以傳遞動力為主，保證足夠的動力是其基本要求。另外，還要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、可維護(hù)性、安全性及效率。其中穩(wěn)定是指系統(tǒng)工作時的運(yùn)動平穩(wěn)性及系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性(如環(huán)境溫度對油液的影響等因素)?？煽啃允侵赶到y(tǒng)不因意外的原因而無法工作(如油管破裂、無電等情況)。可維護(hù)性是指系統(tǒng)盡可能簡單，元件盡可能選標(biāo)準(zhǔn)件，結(jié)構(gòu)上盡可能使維護(hù)

5、方便安全性是指不因液壓系統(tǒng)的故障導(dǎo)致后車廂蓋的其它事故效率是指液壓系統(tǒng)的各種能量損失盡可能的小。上述要求中，除滿足系統(tǒng)的動力要求外，最重要的是保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)，升降機(jī)構(gòu)全套圖紙，加153893706目 錄摘 要ii目 錄iii第1章 緒論11.1課題研究的目的11.2 研究現(xiàn)狀11.3 本課題的研究內(nèi)容2第2章 機(jī)械式太陽能自動跟蹤方案分析3第3章 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算63.1液壓原理圖63.2 舉升液壓缸的設(shè)計63.3 活塞的設(shè)計93.4 導(dǎo)向套的設(shè)計與計算103.5 端蓋和缸底的設(shè)計與計算113.6 缸體長度的確定123.7 緩沖裝置的設(shè)計123.8 排氣裝置133.

6、9 密封件的選用143.10 防塵圈153.11 液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)16第4章 液壓泵的參數(shù)計算17第5章 電動機(jī)的選擇18第6章 液壓元件的選擇196.1 液壓閥及過濾器的選擇196.2 油管的選擇206.3 油箱容積的確定21第7章 驗算液壓系統(tǒng)性能217.1 壓力損失的驗算及泵壓力的調(diào)整217.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗算24總結(jié)25參考文獻(xiàn)26致謝27第1章 緒論1.1課題研究的目的設(shè)計機(jī)械式太陽能自動跟蹤液壓控制系統(tǒng)。由于太陽的位置時刻發(fā)生變化，如果想在太陽能電池板上得到最大功率輸出，必須使太陽能電池板及時地追蹤太陽的運(yùn)動軌跡，才能保證太陽光始終垂直照射太陽能電池板。當(dāng)太陽光線發(fā)生

7、偏移時，控制部分發(fā)出信號驅(qū)動液壓缸帶動太陽能板跟隨光線移動，實現(xiàn)液壓控制系統(tǒng)的自動軌跡跟蹤,完成拋物槽與太陽最大效率的對焦。液壓控制系統(tǒng)能夠精確地控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度和方向,達(dá)到了預(yù)定的要求。1.2 研究現(xiàn)狀液壓控制技術(shù)與其他控制技術(shù)相比，具有功率重量比大、響應(yīng)速度快、布局靈活方便、調(diào)速范圍大、工作平穩(wěn)和易于操縱控制并實現(xiàn)過載保護(hù)等許多優(yōu)勢，因而成為各類機(jī)械實現(xiàn)控制的重要手段，在各類機(jī)床、生產(chǎn)線、重型機(jī)械、起重機(jī)械、建材建筑機(jī)械、汽車、航空航天、船舶和武器裝備等領(lǐng)域，都得到了廣泛應(yīng)用。4為了更充分的利用太陽能、提高太陽能利用率，研究設(shè)計機(jī)械式太陽能自動跟蹤液壓控制系統(tǒng)，對解決當(dāng)前能源短缺、踐行保

8、護(hù)環(huán)境、實施可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。發(fā)展動態(tài)：液壓傳動作為動力傳動與控制技術(shù)的重要組成部分，是現(xiàn)代機(jī)械工程的基本要素和工程控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于液壓傳動具有功率密度高 易于實現(xiàn)直線運(yùn)動速度剛性大便于冷卻散熱動作實現(xiàn)容易等突出優(yōu)點(diǎn)因而在工程機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用據(jù)統(tǒng)計目前95%以上的工程機(jī)械采用了液壓技術(shù)工程機(jī)械液壓在整個液壓工業(yè)銷售中占40%以上?，F(xiàn)在采用液壓技術(shù)的程度已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要指標(biāo)。5液壓技術(shù)是實現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。同時，液壓氣動技術(shù)也是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一，特別是近年來，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，與

9、微電子、計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，液壓與氣壓傳動進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。6在短短40年時間內(nèi)我國的液壓傳動控制技術(shù)已熟練應(yīng)用各行各業(yè)，所以液壓技術(shù)在我國工業(yè)中起著舉足輕重的作用。隨著人類社會的進(jìn)步，全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，能源消費(fèi)日益劇增，使全球能源供應(yīng)越來越緊張。人們不得不考慮新能源的開發(fā)和利用，太陽能作為一種新型能源具有儲量無限、普遍存在、利用清潔、使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，逐步成為各國爭相研究發(fā)展的重點(diǎn)對象。7機(jī)械式太陽能自動跟蹤液壓控制系統(tǒng)在市場和環(huán)境需要的同時面臨的是對液壓怎樣才能很好的提供動力的思考也更深層次的推動著其液壓系統(tǒng)和行走系統(tǒng)的深入研究。1.3 本課題的研究內(nèi)容本畢業(yè)設(shè)計的重點(diǎn)主要是對液壓控

10、制系統(tǒng)組成和元件設(shè)置進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)計及元件的規(guī)格選取，以及控制系統(tǒng)的動力數(shù)據(jù)計算與分析。此設(shè)計將極大的緩解現(xiàn)有不可再生能源缺少的危機(jī)。第2章 機(jī)械式太陽能自動跟蹤方案分析目前廣泛應(yīng)用的傳動方式主要由機(jī)械傳動、電氣傳動、氣壓傳動、液壓傳動，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。如圖1-1是一種液壓式太陽能光伏發(fā)電自動跟蹤系統(tǒng): 圖1-1兩個液壓缸固定在水平轉(zhuǎn)動云臺上分布在支持主桿兩邊，液壓缸是相連接的一缸升起一缸下降，帶動支撐曲柄擺動，支撐曲柄與采光板用球副相連，液壓缸運(yùn)動從而帶動采光板豎直維度的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽光線發(fā)生偏移時，控制部分發(fā)出信號驅(qū)動液壓缸帶曲柄滑塊上下移動，從而實現(xiàn)太陽能板豎直方向轉(zhuǎn)動，再輸出信號驅(qū)動液壓

11、馬達(dá)實現(xiàn)系統(tǒng)水平轉(zhuǎn)動.7圖1-2是一種電氣式傳動系統(tǒng) 圖1-2它主要由底座、立軸、橫軸、兩臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)、傳動齒輪等組成。其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)1驅(qū)動橫軸, 支撐太陽能電池板繞橫軸運(yùn)動,跟蹤高度角運(yùn)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)2 驅(qū)動水平軸, 以跟蹤方位角變化。9液壓系統(tǒng)與上述其它傳動比較后的優(yōu)點(diǎn)：液壓傳動易于獲得較大的力或力矩。與機(jī)械傳動相比易于布局和操縱，液壓傳動部件由管道相連，故安裝在位置上有很大的自由度，各個部件都可以安裝在我希望的位置上。在相同功率條件下，液壓傳動裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓元件之間可采用管道連接、或采用集成式連接，其布局、安裝有很大的靈活性，可以構(gòu)成用其它傳動方式難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。在液壓傳

12、動中可以方便地使用液壓閥來控制系統(tǒng)的壓力，從而防止過載，避免事故的發(fā)生，而且可以通過安裝在系統(tǒng)中的壓力計來了解各處的工作情況和壓力大小，而在機(jī)械傳動中各處的負(fù)載大小就不易觀測。易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。各種液壓系統(tǒng)都是液壓元件組成，因此對液 壓元件實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，可以大大提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。從可實施性和性價比角度考慮，液壓控制系統(tǒng)是最佳選擇。為了更好接收太陽能，需要的追蹤范圍為周向和俯仰兩個自由度。在現(xiàn)有的跟蹤平臺驅(qū)動裝置中，可控制軸的數(shù)量從一軸到五軸不等，都可以實現(xiàn)跟蹤效果。8如圖1-3是一種單軸太陽自動跟蹤器液壓傳動系統(tǒng) 圖1-3 太陽的相對位置訊號由跟蹤器平板2 兩側(cè)

13、遮光板l 下方南北向安置的溫度傳感器(黑管) 3 所接受。黑管3 內(nèi)充有低沸點(diǎn)的液體工質(zhì), 在常溫下, 部分液體汽化形成飽和蒸汽, 同時產(chǎn)生一定的飽和蒸汽壓,通過膠管5 , 驅(qū)動雙桿雙作用液壓缸運(yùn)動, 達(dá)到自動跟蹤的目的。10雖然可控制軸的數(shù)量越多，追蹤的效果和范圍也越好。但設(shè)計越復(fù)雜，故選擇單軸。 跟蹤系統(tǒng)方案定為：單軸液壓傳動系統(tǒng)。第3章 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算3.1液壓原理圖根據(jù)課題要求，擬定液壓原理圖如下： 1.油箱 2.液面計 3.空氣濾清器 3.油濾 5.泵 6.電機(jī) 6.組合閥 7.換向閥 9. 舉升油缸 3.2 舉升液壓缸的設(shè)計假設(shè)主液壓缸的行程為1m.主液壓缸采用單作用柱塞式套缸，

14、缸徑較大，能提供很大載荷作用下的舉升力，同時能夠滿足靠重力回落和撤收的要求。并且工作過程為快進(jìn)工進(jìn)快退三個過程的工作循環(huán)。液壓缸的機(jī)械效率由上節(jié)得到 舉升缸活塞桿在舉升貨物至最高點(diǎn)時受力最大，為47476.2n；關(guān)門缸活塞桿也在貨物到達(dá)最高點(diǎn)時受力最大，為32350.3n；工進(jìn)時候的負(fù)載是最大的，1. 工作壓力p=5.1mpa2. 液壓缸內(nèi)徑的計算 d=×10-3 =0.101.5m =101.5mm查液壓傳動與控制手冊經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理d=100mm。 表3.1 液壓缸內(nèi)徑系列 mm8101216202532405063801001251602002503204005003. 液壓缸缸

15、體厚度計算 缸體是液壓缸中最重要的零件，當(dāng)液壓缸的工作壓力較高和缸體內(nèi)經(jīng)較大時，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。缸體的常用材料為20、25、35、45號鋼的無縫鋼管。在這幾種材料中45號鋼的性能最為優(yōu)良，所以這里選用45號鋼作為缸體的材料。式中，實驗壓力，mpa。當(dāng)液壓缸額定壓力pn5.1mpa時，py=1.5pn，當(dāng)pn16mpa時，py=1.25pn。缸筒材料許用應(yīng)力，n/mm。=，為材料的抗拉強(qiáng)度。注：1.額定壓力pn額定壓力又稱公稱壓力即系統(tǒng)壓力，pn=5.1mpa2.最高允許壓力pmaxpmax1.5pn=1.255.1=6.375mpa液壓缸缸筒材料采用45鋼，則抗拉強(qiáng)度：b=600mpa安全系

16、數(shù)n按液壓傳動與控制手冊p243表210，取n=5。則許用應(yīng)力=120mpa = =2.66mm,滿足。所以液壓缸厚度取5mm。則液壓缸缸體外徑為110mm。3.液壓缸長度的確定液壓缸長度l根據(jù)工作部件的行程長度確定。5. 活塞桿直徑的設(shè)計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(dāng)活塞桿受拉時，一般選取d/d=0.3-0.5，當(dāng)活塞桿受壓時，一般選取d/d=0.5-0.7。本設(shè)計我選擇d/d=0.7，即d=0.7d=0.7×100=70mm。表3.2 活塞桿直徑系列4568101214161820222528323640455056637080901001101251

17、40160180200220250280320360400故取d=70mm。2.活塞桿強(qiáng)度計算： <56mm （4-4）式中 許用應(yīng)力；（q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500mpa，取400mpa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強(qiáng)度適中）3活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計 活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù)載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。3.活塞桿的密封與防塵活塞桿的密封形式有y形密封圈、u形夾織物密封圈、o形密封圈、v形密封圈等6。采用薄鋼片組合防塵圈時，防塵圈與活塞桿的配合可按h9/f9選取。薄鋼片厚

18、度為0.5mm。為方便設(shè)計和維護(hù)，本方案選擇o型密封圈。 液壓缸工作行程長度可以根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實際工作的最大行程確定，并參照表4-4選取標(biāo)準(zhǔn)值。液壓缸活塞行程參數(shù)優(yōu)先次序按表4-4中的a、b、c選用。表4-4（a）液壓缸行程系列（gb 2349-80）62550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000表4-4（b） 液壓缸行程系列（gb 2349-80）6 40 6390110140180220280360450550700900110014001800220028003600表4-4（c） 液壓缸形成系列（gb 2

19、349-80）62402603003403804204805306006507508509501050120013001500170019002100240026003000340038003.3 活塞的設(shè)計由于活塞在液壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，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(jī)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(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計性能?；钊c缸體的密封形式分為：間隙密封（用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封）、活塞環(huán)密封（適用于溫度變化范圍大、要求摩擦力小、壽命長的活塞密封）

20、、密封圈密封三大類。其中密封圈密封又包括o形密封圈（密封性能好，摩擦因數(shù)小，安裝空間?。?、y形密封圈（用在20mpa壓力下、往復(fù)運(yùn)動速度較高的液壓缸密封）、形密封圈（耐高壓，耐磨性好，低溫性能好，逐漸取代y形密封圈）、v形密封圈（可用于50mpa壓力下，耐久性好，但摩擦阻力大）。綜合以上因素，考慮選用o型密封圈。3.4 導(dǎo)向套的設(shè)計與計算1.最小導(dǎo)向長度h的確定 當(dāng)活塞桿全部伸出時，從活塞支承面中點(diǎn)到到導(dǎo)向套滑動面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長度1。如果導(dǎo)向長度過短，將使液壓缸因間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸工作性能和穩(wěn)定性。因此，在設(shè)計時必須保證液壓缸有一定的最小導(dǎo)向長度。根據(jù)經(jīng)驗,當(dāng)液壓缸最

21、大行程為l,缸筒直徑為d時,最小導(dǎo)向長度為: （4-5）一般導(dǎo)向套滑動面的長度a，在缸徑小于80mm時取a=(0.61.0)d，當(dāng)缸徑大于80mm時取a=(0.61.0)d.?；钊麑挾萣取b=(0.61.0)d。若導(dǎo)向長度h不夠時,可在活塞桿上增加一個導(dǎo)向套k(見圖4-1)來增加h值。隔套k的寬度。圖4-1 液壓缸最小導(dǎo)向長度1因此:最小導(dǎo)向長度，取h=9cm；導(dǎo)向套滑動面長度a=活塞寬度b=隔套k的寬度2.導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu) 導(dǎo)向套有普通導(dǎo)向套、易拆導(dǎo)向套、球面導(dǎo)向套和靜壓導(dǎo)向套等，可按工作情況適當(dāng)選擇。 1）普通導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套安裝在支承座或端蓋上，油槽內(nèi)的壓力油起潤滑作用和張開密封圈唇邊而起

22、密封作用6。 2）易拆導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套用螺釘或螺紋固定在端蓋上。當(dāng)導(dǎo)向套和密封圈磨損而需要更換時，不必拆卸端蓋和活塞桿就能進(jìn)行，維修十分方便。它適用于工作條件惡劣，需經(jīng)常更換導(dǎo)向套和密封圈而又不允許拆卸液壓缸的情況下。 3）球面導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套的外球面與端蓋接觸，當(dāng)活塞桿受一偏心負(fù)載而引起方向傾斜時，導(dǎo)向套可以自動調(diào)位，使導(dǎo)向套軸線始終與運(yùn)動方向一致，不產(chǎn)生“憋勁“現(xiàn)象。這樣，不僅保證了活塞桿的順利工作，而且導(dǎo)向套的內(nèi)孔磨損也比較均勻。 4）靜壓導(dǎo)向套 活塞桿往復(fù)運(yùn)動頻率高、速度快、振動大的液壓缸，可以采用靜壓導(dǎo)向套。由于活塞桿與導(dǎo)向套之間有壓力油膜，它們之間不存在直接接觸，而是在壓力油中

23、浮動，所以摩擦因數(shù)小、無磨損、剛性好、能吸收振動、同軸度高，但制造復(fù)雜，要有專用的靜壓系統(tǒng)。3.5 端蓋和缸底的設(shè)計與計算 在單活塞液壓缸中，有活塞桿通過的端蓋叫端蓋，無活塞桿通過的缸蓋叫缸頭或缸底。端蓋、缸底與缸筒構(gòu)成密封的壓力容腔，它不僅要有足夠的強(qiáng)度以承受液壓力，而且必須具有一定的連接強(qiáng)度。端蓋上有活塞桿導(dǎo)向孔（或裝導(dǎo)向套的孔）及防塵圈、密封圈槽，還有連接螺釘孔，受力情況比較復(fù)雜，設(shè)計的不好容易損壞。1.端蓋的設(shè)計計算端蓋厚h為：式中 d1螺釘孔分布直徑，cm； p液壓力，； 密封環(huán)形端面平均直徑，cm； 材料的許用應(yīng)力，。2.缸底的設(shè)計 缸底分平底缸，橢圓缸底，半球形缸底。3.端蓋的結(jié)

24、構(gòu) 端蓋在結(jié)構(gòu)上除要解決與缸體的連接與密封外，還必須考慮活塞桿的導(dǎo)向，密封和防塵等問題6。缸體端部的連接形式有以下幾種： a焊接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量小，使用廣泛。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)缸不易加工。主要用于柱塞式液壓缸。 b螺紋連接（外螺紋、內(nèi)螺紋） 特點(diǎn)是徑向尺寸小，質(zhì)量較小，使用廣泛。缸體外徑需加工，且應(yīng)與內(nèi)徑同軸；裝卸徐專用工具；安裝時應(yīng)防止密封圈扭曲。 c法蘭連接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡單，易加工、易裝卸，使用廣泛。徑向尺寸較大，質(zhì)量比螺紋連接的大。非焊接式法蘭的端部應(yīng)燉粗。 d拉桿連接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)通用性好。缸體加工容易，裝卸方便，使用較廣。外形尺寸大，質(zhì)量大。用于載荷較大的雙作用缸

25、。 e半球連接，它又分為外半環(huán)和內(nèi)半環(huán)兩種。外半環(huán)連接的特點(diǎn)是質(zhì)量比拉桿連接小，缸體外徑需加工。半環(huán)槽消弱了缸體，為此缸體壁厚應(yīng)加厚。內(nèi)半環(huán)連接的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小。安裝時端部進(jìn)入缸體較深，密封圈有可能被進(jìn)油口邊緣擦傷。f鋼絲連接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量小。3.6 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還需要考慮到兩端端蓋的厚度1。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于缸體內(nèi)經(jīng)的2030倍。取系數(shù)為5,則液壓缸缸體長度：l=5*10cm=50cm。3.7 緩沖裝置的設(shè)計 液壓缸的活塞桿（或柱塞桿）具有一定的質(zhì)量，在液壓力的驅(qū)動下運(yùn)動時具有很大的動量。在它

26、們的行程終端，當(dāng)桿頭進(jìn)入液壓缸的端蓋和缸底部分時，會引起機(jī)械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲。采用緩沖裝置，就是為了避免這種機(jī)械撞擊，但沖擊壓力仍然存在，大約是額定工作壓力的兩倍，這就必然會嚴(yán)重影響液壓缸和整個液壓系統(tǒng)的強(qiáng)度及正常工作。緩沖裝置可以防止和減少液壓缸活塞及活塞桿等運(yùn)動部件在運(yùn)動時對缸底或端蓋的沖擊，在它們的行程終端能實現(xiàn)速度的遞減，直至為零。 當(dāng)液壓缸中活塞活塞運(yùn)動速度在6m/min以下時，一般不設(shè)緩沖裝置，而運(yùn)動速度在12m/min以上時，不需設(shè)置緩沖裝置。在該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中，動力滑臺的最大速度為4m/min,因此沒有必要設(shè)計緩沖裝置。3.8 排氣裝置 如果排氣裝置設(shè)置不當(dāng)或者沒

27、有設(shè)置排氣裝置，壓力油進(jìn)入液壓缸后，缸內(nèi)仍會存在空氣6。由于空氣具有壓縮性和滯后擴(kuò)張性,會造成液壓缸和整個液壓系統(tǒng)在工作中的顫振和爬行,影響液壓缸的正常工作。比如液壓導(dǎo)軌磨床在加工過程中，這不僅會影響被加工表面的光潔程度和精度，而且會損壞砂輪和磨頭等機(jī)構(gòu)。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，除了防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)外，還必須在液壓缸上設(shè)置排氣裝置。配氣裝置的位置要合理，由于空氣比壓力油輕，總是向上浮動，因此水平安裝的液壓缸，其位置應(yīng)設(shè)在缸體兩腔端部的上方；垂直安裝的液壓缸，應(yīng)設(shè)在端蓋的上方。一般有整體排氣塞和組合排氣塞兩種。整體排氣塞如圖4-2（a）所示。表4-5 排氣閥（塞）尺寸6d閥座閥桿孔cdm16

28、611619.29323117107.53484623m20x2814725.41143392213114594828 圖4-2 (a) 整體排氣孔 圖4-2（b） 組合排氣孔 圖4-2（c） 整體排氣閥零件結(jié)構(gòu)尺寸由于螺紋與缸筒或端面連接，靠頭部錐面起密封作用。排氣時，擰松螺紋，缸內(nèi)空氣從錐面空隙中擠出來并經(jīng)過斜孔排除缸外。這種排氣裝置簡單、方便，但螺紋與錐面密封處同軸度要求較高，否則擰緊排氣塞后不能密封，造成外泄漏。組合排氣塞如圖4-2（b）所示，一般由絡(luò)螺塞和錐閥組成。螺塞擰松后，錐閥在壓力的推動下脫離密封面排出空氣。排氣裝置的零件圖及尺寸圖見4-2（c）以及表4-2（d）。圖4-2（d

29、） 組合排氣閥零件結(jié)構(gòu)尺寸3.9 密封件的選用1.對密封件的要求 液壓缸工作中要求達(dá)到零泄漏、摩擦小和耐磨損的要求。在設(shè)計時，正確地選擇密封件、導(dǎo)向套（支承環(huán)）和防塵圈的結(jié)構(gòu)形式和材料是很重要的。從現(xiàn)在密封技術(shù)來分析，液壓缸的活塞和活塞桿及密封、導(dǎo)向套和防塵等應(yīng)作為一個綜合的密封系統(tǒng)來考慮，具有可靠的密封系統(tǒng)，才能式液壓缸具有良好的工作狀態(tài)和理想的使用壽命。 在液壓元件中，對液壓缸的密封要求是比較高的，特別是一些特殊材料液壓缸，如擺動液壓缸等。液壓缸中不僅有靜密封，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，對溫度適應(yīng)范圍大，要求彈性好，永久變形小，有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)

30、度，摩擦阻力小，容易制造和裝卸，能隨壓力的升高而提高密封能力和利于自動補(bǔ)償磨損。 密封件一般以斷面形狀分類。有o形、u形、v形、j形、l形和y形等。除o形外，其他都屬于唇形密封件。2.o形密封圈的選用 液壓缸的靜密封部位主要是活塞內(nèi)孔與活塞桿、支承座外圓與缸筒內(nèi)孔、缸蓋與缸體端面等處6。這些部位雖然是靜密封，但因工作由液壓力大，稍有意外，就會引起過量的內(nèi)漏和外漏。靜密封部位使用的密封件基本上都是o形密封圈。o形密封圈雖小，確實一種精密的橡膠制品，在復(fù)雜使用條件下，具有較好的尺寸穩(wěn)定性和保持自身的性能。在設(shè)計選用時，根據(jù)使用條件選擇適宜的材料和尺寸，并采取合理的安裝維護(hù)措施，才能達(dá)到較滿意的密封

31、效果。 安裝o形圈的溝槽有多種形式，如矩形、三角形、v形、燕尾形、半圓形、斜底形等，可根據(jù)不同使用條件選擇，不能一概而論。使用最多的溝槽是矩形，其加工簡便，但容易引起密封圈咬邊、扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。3.動密封部位密封圈的選用 液壓缸動密封部位主要有活塞與缸筒內(nèi)孔的密封、活塞桿與支承座（導(dǎo)向套）的密封等。 形密封圈是我國液壓缸行業(yè)使用極其廣泛的往復(fù)運(yùn)動密封圈。它是一種軸、孔互不通用的密封圈。一般，使用壓力低于16mpa時，可不用擋圈而單獨(dú)使用。當(dāng)超過16mpa并用于活塞動密封裝置時，應(yīng)使用擋圈，以防止間隙“擠出”。3.10 防塵圈防塵圈設(shè)置與活塞桿或柱塞密封外側(cè)，用于防止外界塵埃、沙粒等異物侵入液壓缸，

32、從而可以防止液壓油被污染導(dǎo)致元件磨損。1.防塵圈a型防塵圈 是一種單唇無骨架橡膠密封圈，適于在a型密封結(jié)構(gòu)形式內(nèi)安裝，起防塵作用。b型防塵密封圈 是一種單唇帶骨架橡膠密封圈，適于在b型密封結(jié)構(gòu)形式內(nèi)安裝，起防塵作用。c型防塵圈 是一種雙唇密封橡膠圈，適于在c型結(jié)構(gòu)形式內(nèi)安裝，起防塵和輔助密封的作用。2.防塵罩 防塵罩采用橡膠或尼龍、帆布等材料制作。在高溫工作時，可用氯丁橡膠，可在130以下工作。如果溫度再高時，可用耐火石棉材料。當(dāng)選用防塵伸縮套時，要注意在高頻率動作時的耐久性，同時注意在高速運(yùn)動時伸縮套透氣孔是否能及時導(dǎo)入足夠的空氣。但是，安裝伸縮套給液壓缸的裝配調(diào)整會帶來一些困難。3.11

33、液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)包括液壓缸的安裝結(jié)構(gòu)、液壓缸近處有口的連接等。1.液壓缸的安裝形式 液壓缸的安裝形式很多，但大致可以分為以下兩類。 1）軸線固定類 這類安裝形式的液壓缸在工作時，軸線位置固定不變。機(jī)床上的液壓缸絕大多數(shù)是采用這種安裝形式。 a 通用拉桿式。在兩端缸蓋上鉆出通孔，用雙頭螺釘將缸和安裝座連接拉緊。一般短行程、壓力低的液壓缸。 b 法蘭式。用液壓缸上的法蘭將其固定在機(jī)器上。 c 支座式。將液壓缸頭尾兩端的凸緣與支座固定在一起。支座可置于液壓缸左右的徑向、切向，也可置于軸向底部的前后端。 2）周線擺動類 液壓缸在往復(fù)運(yùn)動時，由于機(jī)構(gòu)的相互作用使其軸線產(chǎn)生擺動，達(dá)

34、到調(diào)整位置和方向的要求。安裝這類液壓缸，安裝形式也只能采用使其能擺動的鉸接方式。工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、翻斗汽車和船舶甲板機(jī)械等所用的液壓缸多用這類安裝形式。 a 耳軸式。將固定在液壓缸上的鉸軸安裝在機(jī)械的軸座內(nèi)，使液壓缸軸線能在某個平面內(nèi)自由擺動。 b 耳環(huán)式。將液壓缸的耳環(huán)與機(jī)械上的耳環(huán)用銷軸連接在一起，使液壓缸能在某個平面內(nèi)自由擺動。耳環(huán)在液壓缸的尾部，可以是單耳環(huán)，也可以是雙耳環(huán)，還可以做成帶關(guān)節(jié)軸承的單耳環(huán)或雙耳環(huán)。 c 球頭式。將液壓缸尾部的球頭與機(jī)械上的球座連接在一起，使液壓缸能在一定的空間錐角范圍內(nèi)任意擺動。2.液壓缸油口設(shè)計 油口孔是壓力油進(jìn)入液壓缸的直接通道，雖然只是一個孔，但

35、不能輕視其作用6。如果孔小了，不僅造成進(jìn)油時流量供不應(yīng)求，影響液壓缸的活塞運(yùn)動速度，而且會造成回油時受阻，形成背壓，影響活塞的退回速度，減少液壓缸的負(fù)載能力。對液壓缸往復(fù)速度要求較嚴(yán)的設(shè)計，一定要計算孔徑的大小。液壓缸的進(jìn)出油口，可以布置在缸筒和前后端蓋上。對于活塞桿固定的液壓缸，進(jìn)出油口可以設(shè)在活塞桿端部。如果液壓缸無專用排氣裝置，進(jìn)出油口應(yīng)設(shè)在液壓缸的最高處，以便空氣能首先從液壓缸排出。液壓缸進(jìn)出油口的鏈接形式有螺紋、方形法蘭和矩形法蘭等。第4章 液壓泵的參數(shù)計算工進(jìn)階段液壓缸壓力最大，若取進(jìn)油路總壓力損失，壓力繼電器可靠動作需要壓力差為，則液壓泵 最高工作壓力可按式算出： 因此泵的額定壓

36、力可取1.2546.3pa=58pa。由表4-6可知，工進(jìn)時所需要流量最小是0.24l/min，設(shè)溢流閥最小溢流量為2.5l/min，則小流量泵的流量應(yīng)為，快進(jìn)快退時液壓缸所需的最大流量是20.1l/min，則泵的總流量為；即大流量泵的流量。根據(jù)上面計算的壓力和流量，查產(chǎn)品樣本，選用yb-a26b型的雙聯(lián)葉片泵，該泵額定壓力為7mpa，額定轉(zhuǎn)速1000r/min。第5章 電動機(jī)的選擇流量:下面分別計算三個階段所需要的電動機(jī)功率p。1.差動快進(jìn)差動快進(jìn)時，大泵3的出口壓力油經(jīng)單向閥6后與小泵4匯合，然后經(jīng)三位五通閥15進(jìn)入液壓缸大腔，大腔的壓力，查樣本可知，小泵的出口壓力損失，大泵出口到小泵出口

37、的壓力損失。于是計算可得小泵的出口壓力（總效率=0.5），大泵出口壓力（總效率=0.5）。電動機(jī)功率： 2.工進(jìn)考慮到調(diào)速閥所需最小壓力差。壓力繼電器可靠動作需要壓力差。因此工進(jìn)時小泵的出口壓力為：。而大泵的卸載壓力取。（小泵的總效率=0.565，大泵的總效率=0.3）。電動機(jī)功率: 3.快退類似差動快進(jìn)分析知：小泵的出口壓力（總效率=0.5）；大泵出口壓力（總效率=0.51）。電動機(jī)功率為： 綜合比較，快退時所需功率最大。據(jù)此查樣本選用y132m-1異步電動機(jī),電動機(jī)功率為3kw,額定轉(zhuǎn)速750r/min。第6章 液壓元件的選擇6.1 液壓閥及過濾器的選擇根據(jù)液壓閥在系統(tǒng)中的最高工作壓力與通

38、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7-1 液壓元件明細(xì)表序號元件名稱最大通過流量型號1泵22.5yb-a26b2單向閥12i-25b3三位五通電磁閥3235-63by4二位二通電磁閥3222-63bh5調(diào)速閥0.32q-10b6壓力繼電器d-63b7單向閥16i-25b8液控順序閥0.16xy-25b9背壓閥0.16b-10b10液控順序閥（卸載用）16xy-25b11單向閥12

39、i-25b12溢流閥4y-10b13過濾器45xu-b32*10014壓力表開關(guān)k-6b15減壓閥20j-63b16單向閥20i-63b18單向順序閥xi-63b6.2 油管的選擇根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定管道尺寸。液壓缸的進(jìn)、出油管按輸入、排出的最大流量來計算。由于本系統(tǒng)液壓缸差動連接快進(jìn)快退時，油管內(nèi)通油量最大，其實際流量為泵的額定流量的兩倍達(dá)45l/min，則液壓缸進(jìn)、出油管直徑d按產(chǎn)品樣本，選用內(nèi)徑為10mm，外徑為18mm的冷拔鋼管。6.3 油箱容積的確定中壓系統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵額定流量的57倍，本設(shè)計取7倍，故油箱容積為:第7章 驗算液壓系統(tǒng)性能7.1 壓力損失的驗算

40、及泵壓力的調(diào)整1.工進(jìn)時的壓力損失的驗算及泵壓力的調(diào)整工進(jìn)時管路中的流量僅為0.24l/min，因此流速很小，所以沿程壓力損失和局部損失都非常小，可以忽略不計1。這時進(jìn)油路上僅考慮調(diào)速閥的壓力損失，回油路上只有背壓閥的壓力損失，小流量泵的調(diào)整壓力應(yīng)等于工進(jìn)時液壓缸的工作壓力加上進(jìn)油路壓差，并考慮壓力繼電器動作需要，則：即小流量泵的溢流閥12應(yīng)按此壓力調(diào)整。2快退時的壓力損失驗算及大流量泵卸載壓力的調(diào)整因快退時，液壓缸無桿腔的回游量是進(jìn)油量的兩倍，其壓力損失比快進(jìn)時要大，因此必須計算快退時的進(jìn)油路與回油路的壓力損失，以便于確定大流量泵的卸載壓力。已知：快退時進(jìn)油管和回油管長度均為l=1.8m，油管直徑d=25m，通過的流量為進(jìn)油路=22.5l/min=，回油路=45l/min=。液壓系統(tǒng)選用n32號液壓油，考慮最低工作溫度為15攝氏度，由手冊查出此時油的運(yùn)動粘度v=1.5st=1.5，油的密度，液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。（1）確定油流的流動狀態(tài) 按式經(jīng)單位換算為： （6-1）式中 v平均流速（m/s） d油管內(nèi)徑（m） 油的運(yùn)動粘度（） q通過的流量（）則進(jìn)油路中液流的雷諾數(shù)為： 回油路中液流的雷諾數(shù)為：由上可知，進(jìn)回油路中的流動都是層流。（2）沿程壓力損失的計算： （6-2）在進(jìn)油路上，流速則壓力損失為