自動(dòng)冷壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算書(shū)

1、自動(dòng)冷壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算書(shū)一工況分析: 冷壓機(jī)液壓系統(tǒng)需完成的功能： 粉料定容投料的容腔尺寸定位。 粉料成形壓制。 刀頭的卸模頂出。要完成以上功能，需具備兩個(gè)液壓缸，設(shè)計(jì)兩液壓缸位置為上下安裝。上缸實(shí)現(xiàn)粉料壓制和與下缸同步保壓卸模；下缸要實(shí)現(xiàn)精確模腔定容、與上缸同時(shí)壓制和卸模頂出刀頭。1 液壓系統(tǒng)工序流程單層刀頭壓制流程：下缸回程（投料）Þ下缸慢速回程Þ下缸暫停（到定容尺寸）Þ下缸降至壓制位暫停Þ上缸壓制快進(jìn)Þ上缸壓制慢進(jìn)Þ上缸壓制Þ上下缸同時(shí)壓制（可選）Þ上下缸同步卸模（可選）Þ上缸回程，同時(shí)下缸上

2、升頂出工件Þ上缸快速回程（此時(shí)下缸頂出工件暫停）Þ上缸回至起始位停Þ下缸降至起始位停（零位）多層刀頭壓制流程：下缸回程（投料）Þ下缸慢速回程Þ下缸暫停（到第一層定容尺寸）Þ下缸慢速回程Þ下缸暫停（到第二層定容尺寸）×××××× Þ下缸慢速回程Þ下缸暫停（到最終層定容尺寸）Þ下缸下缸降至壓制位暫停Þ上缸壓制快進(jìn)Þ上缸壓制慢進(jìn)Þ上缸壓制Þ上下缸同時(shí)壓制（可選）Þ上下缸同步卸模（可選）

3、2;上缸回程，同時(shí)下缸上升頂出工件Þ上缸快速回程（此時(shí)下缸頂出工件暫停）Þ上缸回至起始位停Þ下缸回起始位（零位）多層投料不定層壓制流程從略，詳見(jiàn)液壓原理圖閥件動(dòng)作真值表。2 上下液壓缸負(fù)載分析壓制單刀頭壓機(jī)，其壓機(jī)的慣性負(fù)載、摩擦負(fù)載可忽略，上缸主要承擔(dān)刀頭壓制成形負(fù)載。按目前冷壓刀頭制造工藝要求和國(guó)內(nèi)模具制造材料限制，壓制負(fù)載為22.5kg/cm²，目前壓制單刀頭最大面積為6 cm²，設(shè)計(jì)壓機(jī)噸位為15噸。下缸承擔(dān)壓制和卸模負(fù)載，壓制負(fù)載同上油缸，最大卸模負(fù)載通常小于最大壓制負(fù)載，設(shè)計(jì)按最大壓制負(fù)載考慮。設(shè)計(jì)冷壓機(jī)采用輪輻式壓力傳感器，直接安

4、裝在上液壓缸與上壓頭之間，壓制是直接測(cè)量作用在刀頭上的力，并將此值傳送到PLC進(jìn)行控制。液壓系統(tǒng)的管路損耗、摩擦力等因素不對(duì)測(cè)量值造成影響。3 上下液壓缸運(yùn)動(dòng)分析上缸運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)，為避開(kāi)投料裝置，空行程約為100mm，每工作循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)大于200mm，要求運(yùn)動(dòng)速度盡量快，以提高工作效率。設(shè)計(jì)22.5S內(nèi)完成一運(yùn)動(dòng)循環(huán)。下缸承擔(dān)投料容腔的精確定容和卸出刀頭的工作。容腔的尺寸定位采用可連續(xù)測(cè)量位移的磁致伸縮位移傳感器，該位移傳感器是實(shí)現(xiàn)多層投料連續(xù)定位的最好選擇，是目前連續(xù)位移測(cè)量分辨率和重復(fù)精度最高的傳感器之一。設(shè)計(jì)選擇美國(guó)MTS磁致伸縮位移傳感器，分辨率0.005mm，更新時(shí)間5ms。如果下缸定

5、位時(shí)運(yùn)動(dòng)速度為1mm/s，5ms的數(shù)據(jù)刷新會(huì)帶來(lái)0.005mm的位置誤差?？紤]實(shí)際電氣信號(hào)傳輸和液壓閥響應(yīng)速度的影響以及液壓缸低速運(yùn)行的平穩(wěn)性能，需要設(shè)計(jì)無(wú)爬行、高響應(yīng)的液壓缸，滿(mǎn)足小于1mm/s的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)要求和快速的高低速轉(zhuǎn)換。二確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)壓力和流量是液壓系統(tǒng)中兩個(gè)最主要的參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)是設(shè)計(jì)和選擇液壓元件、附件和油泵規(guī)格型號(hào)的依據(jù)。1 確定系統(tǒng)工作壓力系統(tǒng)壓力的選定，關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理程度。系統(tǒng)壓力選得過(guò)低，液壓設(shè)備的尺寸和重量就增加；選得過(guò)高，將受到元件強(qiáng)度、容積效率、系統(tǒng)可靠性及壽命等因素的限制。因此，系統(tǒng)壓力應(yīng)結(jié)合各方面的因素綜合考慮。由前液壓缸負(fù)載分析所述，設(shè)計(jì)

6、壓機(jī)噸位150kN180kN，設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)壓力25MPa。2 液壓缸的工作面積和流量 工作面積：從滿(mǎn)足負(fù)載力的要求出發(fā)，液壓缸的有效工作面積為：式中 F 液壓缸負(fù)載，按15000kg計(jì)算m 液壓缸的機(jī)械效率，設(shè)計(jì)低摩擦油缸取0.95p 液壓缸的工作壓力，考慮系統(tǒng)損耗按22MPa計(jì)算則液壓缸無(wú)桿腔面積：通過(guò)圓整，設(shè)計(jì)缸筒內(nèi)徑為Ø95，有效工作面積約70.88cm2。考慮到設(shè)備工作效率、上缸高低速度差要求較大而帶來(lái)的回油流量偏大以及油缸的剛性等因素，該油缸未按國(guó)標(biāo)推薦值選取缸徑尺寸和液壓缸兩腔面積比（速度比），在液壓缸密封等結(jié)構(gòu)要求允許條件下，盡量加大油缸活塞桿徑尺寸，設(shè)計(jì)活塞桿直徑為&

7、#216;80，由此得出液壓缸有桿腔面積為20.62cm2。液壓缸速度比：式中 A1,A2 為液壓缸有桿腔、無(wú)桿腔面積V1,V2 為兩腔同等流量下的活塞桿速度液壓缸最高、最低運(yùn)動(dòng)速度下的供油流量：上缸空行程長(zhǎng)，考慮效率因素要求有盡量快的空行程運(yùn)動(dòng)速度。根據(jù)目前國(guó)外冷壓機(jī)生產(chǎn)單層刀頭的生產(chǎn)效率為5s/個(gè)，設(shè)計(jì)上缸有桿腔供油時(shí)最快運(yùn)動(dòng)速度為280300mm，則有桿腔最大供油量：。作為執(zhí)行模腔定容功能的下缸，在有桿腔供油狀態(tài)下要實(shí)現(xiàn)小于1mm/s的運(yùn)動(dòng)速度，其最小供油量：。三擬定液壓系統(tǒng)原理圖1系統(tǒng)回路確定如前所述，冷壓機(jī)液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件為兩個(gè)液壓缸。從運(yùn)動(dòng)形式上分析：上缸要具備快速壓制功能，下

8、缸要具備精確定容功能。由于檢測(cè)系統(tǒng)和液壓閥件動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的限制（磁致式位移傳感器數(shù)據(jù)刷新5ms，伺服閥0100%階躍信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間12ms，比例方向閥0100%階躍信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間為150ms）下缸要實(shí)現(xiàn)精確定容必須降低定容時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度，如下缸以1mm/s的速度運(yùn)行，因比例閥150ms的響應(yīng)時(shí)間，就有可能帶來(lái)0.15mm的重復(fù)定位誤差。所以，液壓系統(tǒng)既要為上缸提供較大流量實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)以提高冷壓機(jī)生產(chǎn)效率，又要具備為下液壓缸提供穩(wěn)定小流量供油的能力。從壓制負(fù)荷分析：上下液壓缸有各自獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)形式和共同的壓力控制系統(tǒng)。在對(duì)刀頭的壓制和卸模工序中有同步要求，形成壓力適應(yīng)回路的模式。通過(guò)研究和以國(guó)外設(shè)備

9、為參考，確定自動(dòng)冷壓機(jī)液壓系統(tǒng)回路形式為用比例方向閥或伺服閥的壓力適應(yīng)回路，是由定量泵供油，泵的工作壓力自動(dòng)地與系統(tǒng)中的負(fù)載相適應(yīng)的回路。回路中設(shè)有電液比例溢流閥，可隨著比例方向閥或伺服閥的開(kāi)口大小自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行壓力補(bǔ)償，使比例方向閥或伺服閥工作油口的壓差為一定值。于是通過(guò)比例方向閥或伺服閥的負(fù)載流量就僅與閥口開(kāi)度成比例，而與負(fù)載壓力的變化無(wú)關(guān)。由此可見(jiàn)，比例方向閥或伺服閥不僅控制液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向，也連續(xù)可調(diào)地控制了輸入液壓缸的流量。比起節(jié)流調(diào)速回路，該回路效率高，能耗小。液壓缸的工作壓力自動(dòng)跟隨負(fù)載壓力變化，始終保持比負(fù)載壓力高一恒定值，實(shí)現(xiàn)了壓力適應(yīng)。國(guó)外同等類(lèi)型自動(dòng)冷壓機(jī)，采用伺服閥作為方

10、向和速度控制，由于高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，使得所控制液壓缸在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)定容位置設(shè)定值的反饋調(diào)節(jié)，產(chǎn)品重復(fù)精度高、生產(chǎn)效率高。但目前國(guó)產(chǎn)伺服閥適用性差、產(chǎn)品不定型，國(guó)內(nèi)較少使用；進(jìn)口伺服閥存在價(jià)格貴（2萬(wàn)余元）、供貨周期長(zhǎng)（四個(gè)月）等問(wèn)題。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查和試驗(yàn)研究，我們認(rèn)為，為了今后的市場(chǎng)推廣，有必要在國(guó)產(chǎn)閥件上作文章，用國(guó)內(nèi)比較成熟的電液比例方向閥實(shí)現(xiàn)方向和速度的控制，避開(kāi)比例方向閥中位死區(qū)，不用其作定位值左右調(diào)節(jié)，只利用其能連續(xù)調(diào)節(jié)液壓缸速度的功能，通過(guò)合理分配生產(chǎn)流程時(shí)間、提高液壓缸低速運(yùn)動(dòng)性能，在滿(mǎn)足生產(chǎn)效率的情況下，利用降低液壓缸運(yùn)動(dòng)速度彌補(bǔ)比例閥響應(yīng)速度低的缺陷。電液伺服閥和電液比例閥性能比

11、較如下表：特性類(lèi)別比例閥伺服閥介質(zhì)過(guò)濾精度/205閥內(nèi)壓力降/MPa0.527穩(wěn)態(tài)滯環(huán)/（%）131重復(fù)精度/（%）0.510.5頻寬/（Hz/-3dB）2520200中位死區(qū)有無(wú)價(jià)格134綜合評(píng)價(jià)能方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制；能連續(xù)、按比例 地對(duì)液壓參量進(jìn)行控制；價(jià)格比伺服閥低廉；使用條件同普通液壓閥，抗污染性能好；在需要進(jìn)行位置控制或提高系統(tǒng)性能時(shí)，可閉環(huán)控制。接受模擬量控制信號(hào)，輸出隨電控信號(hào)大小變化且快速響應(yīng)的液壓閥。與比例閥比較具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及良好的靜態(tài)特性，是一種高性能、高精度的液壓元件；價(jià)格較貴；對(duì)工作環(huán)境要求較高。為解決冷壓機(jī)上下液壓缸工況速度相差大，采用高壓小流量和低壓

12、大流量泵組合，形成系統(tǒng)的恒功率輸出；首次使用同步閥（分流集流閥），可為兩液壓缸不同負(fù)載下提供相同的流量；由于伺服閥流量限制和考慮大流量泵不供油工況，配置液壓油卸荷旁路；設(shè)計(jì)比例溢流閥控制系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)；配置變頻調(diào)速電機(jī)，以獲得更小泵流量并降低系統(tǒng)功耗。 采用伺服閥和關(guān)鍵液壓元件為進(jìn)口件的液壓系統(tǒng)：（參見(jiàn)液壓原理圖）使用的主要液壓元件有：日本NACHI雙聯(lián)內(nèi)嚙合齒輪泵，特點(diǎn)是工作壓力高，可使冷壓機(jī)在25MP的系統(tǒng)壓力下達(dá)到180kN噸位；美國(guó)MOOG直動(dòng)式伺服閥，動(dòng)態(tài)響應(yīng)12ms，中位零遮蓋；德國(guó)HAVE分流集流閥和比例溢流閥；國(guó)內(nèi)華德、海宏的插裝式單向閥和安全閥等。 采用比例方向閥和全部國(guó)產(chǎn)液壓

13、閥的液壓系統(tǒng)：（參見(jiàn)液壓原理圖）使用的主要液壓元件有：臺(tái)灣KOMPASS雙聯(lián)高壓泵，特點(diǎn)是輸出液流脈動(dòng)小，最大工作壓力22MP，達(dá)到壓機(jī)150kN噸位，滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)刀頭生產(chǎn)工藝要求；北京華德直動(dòng)式比例方向閥，動(dòng)態(tài)響應(yīng)150ms，中位有遮蓋；四平液壓的分流集流閥；北京華德的先導(dǎo)式比例溢流閥和插裝式單向閥和安全閥等。兩套液壓系統(tǒng)的液壓附件均采用國(guó)產(chǎn)制品。四液壓元件的選擇和計(jì)算1液壓泵的選擇 確定液壓泵最大工作壓力根據(jù)目前冷壓刀頭制造工藝要求和國(guó)內(nèi)模具制造材料限制，壓制負(fù)載為22.5kg/cm²，一般壓制單刀頭最大面積小于6 cm²，則液壓缸最大工作壓力為150kN，由前所知，油缸壓

14、制工作面積約20.88 cm²,則液壓缸最大工作壓力（強(qiáng)）p1max為液壓泵最大工作壓力其中SDp是液壓泵出口到液壓缸入口之間所有沿程壓力損失之和。由于伺服閥和同步閥的壓力損失較大，所以確定液壓系統(tǒng)SDp=2.5MPa。則泵的最大工作壓力應(yīng)>23.7MPa。 確定液壓泵最大流量液壓泵的流量 其中（Sq）max為同時(shí)動(dòng)作的液壓缸所需流量之和的最大值，K為系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.2。參見(jiàn)液壓原理圖，液壓系統(tǒng)為雙聯(lián)泵，小流量泵的流量由同步閥等分為兩液壓缸。油工況分析已知系統(tǒng)最大流量約37升/分，自小穩(wěn)定流量0.12升/分。參照產(chǎn)品規(guī)格確定：日本NACHI雙聯(lián)內(nèi)嚙合齒輪泵為IPH-34

15、B-10-20-11，大泵排量20ml/r，小泵排量10ml/r，最高使用壓力30 MPa。臺(tái)灣KOMPASS雙聯(lián)高壓泵SVQ215-22+11-FR，大泵排量22ml/r，小泵排量11ml/r，最高使用壓力24.5 MPa。2液壓系統(tǒng)電機(jī)功率的選擇按工況中最大功率點(diǎn)選取電機(jī)功率，即其中b液壓泵效率，取0.8，最高工作壓力時(shí)泵流量約為15升/分。則電機(jī)功率確定為7.5kW。3液壓系統(tǒng)主要閥件的選擇 閥件的安裝形式為了提高系統(tǒng)剛性和響應(yīng)速度，將伺服閥或比例閥安裝在液壓缸底部缸底上，其余各閥集中安裝在集成塊上。閥件安裝形式為板式或插裝式安裝。 由于液壓系統(tǒng)有閉環(huán)位移控制，所以使用伺服閥或比例方向閥

16、進(jìn)行液壓缸的速度和運(yùn)動(dòng)方向控制。兩種閥件的通徑均為6mm，安裝孔可互換，使兩種液壓系統(tǒng)可使用相同的液壓缸。選擇美國(guó)MOOG直動(dòng)式伺服閥，額定流量40L/min；選擇北京華德直動(dòng)式比例方向閥，名義流量32L/min，在壓降2MPa時(shí)，可達(dá)到45L/min。其余閥件的選擇詳見(jiàn)液壓原理圖。4過(guò)濾器的選擇 濾油精度不論是伺服閥還是比例閥，都有高于普通閥件的油液清潔度要求，特別是伺服閥，通常要求達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4406 15/12級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)選用510公稱(chēng)過(guò)濾精度的濾油器；比例閥要求稍低，為保證較長(zhǎng)的使用壽命，應(yīng)選用1020公稱(chēng)過(guò)濾精度的濾油器。 每個(gè)伺服閥或比例閥前各安裝一個(gè)壓力管路過(guò)濾器，通過(guò)流量按

17、40L/min，油運(yùn)動(dòng)粘度46 mm²/s，標(biāo)準(zhǔn)粘度32 mm²/s，過(guò)濾精度5計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)粘度下流量：選取濾油器最大流量為計(jì)算流量的2倍，為110L/min。 確定濾油器強(qiáng)度32MPa。為保證濾芯堵塞后能及時(shí)更換，選擇過(guò)濾器上帶有壓差信號(hào)發(fā)生器。5冷卻器的選擇冷壓機(jī)工作過(guò)程中，油箱發(fā)熱難以避免，受結(jié)構(gòu)尺寸的限制，油箱尺寸不能太大，控制油溫升高需安裝冷卻器。油冷卻器換熱面積：其中：Q油換熱量（J）Vm油量 m3/hYm油比重，取850 kg/m3 Cpm油比熱，取1.95 kJ/kgDT 油溫差，DT=T1-T2 ºCT1進(jìn)油溫度T2出油溫度Dt平均溫差ºC

18、 t1進(jìn)水溫度ºC t2出水溫度ºCk換熱系數(shù)，取250 W/m2׺C要求進(jìn)油溫度T1=50ºC出油溫度T2=30ºC 則DT=20ºC設(shè)進(jìn)水溫度t1=25ºC出水溫度t2=40ºC則Dt=7.2 ºC冷卻器換熱面積：根據(jù)計(jì)算，從產(chǎn)品樣本中選取板式熱交換器，型號(hào)：K105*3。需冷卻水流量：其中：Q熱量J/hYs比重Cp比熱容kJ/kg.k t水溫差即冷卻水流量約23.7L/min.五液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式分集中配置和分散配置兩種。冷壓機(jī)液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式采用集中配置，即將系統(tǒng)的動(dòng)

19、力源、控制及調(diào)節(jié)閥件集中組成液壓站，相對(duì)獨(dú)立于主機(jī)之外。采用集中配置使得裝配、維修方便，并減少液壓站對(duì)主機(jī)的影響。1主體結(jié)構(gòu)液壓泵組采用上置式立式安裝，其結(jié)構(gòu)緊湊，噪音低。將控制閥組一并置于油箱蓋板上，組成完整的液壓系統(tǒng)總成，閥件采用集成塊式安裝。2油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 油箱容積確定油箱的容量通常為液壓泵每分鐘排出體積額定值的3倍以上。設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的最大泵流量約40升/分，由經(jīng)驗(yàn)得出油箱容積應(yīng)大于120升。根據(jù)整機(jī)主體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)油箱尺寸為720X520X1050，有效容積可達(dá)330升。 設(shè)計(jì)油箱底部安裝時(shí)距地面150mm高，便于散熱；在油箱底邊設(shè)置放油孔；設(shè)計(jì)油箱有一人孔，便于清洗油箱內(nèi)部。 設(shè)計(jì)油箱

20、有良好的密封性，在加油口安裝空氣濾清器，所有穿過(guò)油箱頂板的管子和元件均有可靠密封。朝向油箱內(nèi)腔的固定孔均為盲孔。 油箱內(nèi)設(shè)隔板，吸油管和回油管盡量遠(yuǎn)距離布置。 為減少焊渣影響，要求油箱采用不銹鋼板材，氬弧焊焊接。3集成塊設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)綜合考慮和油箱尺寸的限制，冷壓機(jī)閥件組裝分為三個(gè)部分（參見(jiàn)液壓原理圖） 將控制上缸的伺服閥（或比例方向閥）、單向閥、回油卸流閥安裝在上缸缸底；將控制下缸的伺服閥（或比例方向閥）、單向閥安裝在下缸缸底；將其余所有閥件安裝在一個(gè)閥塊上，安裝在油箱蓋板上。三件均應(yīng)按閥件集成塊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)加工制造。 閥件設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了油路流量的匹配和孔徑的通流面積；考慮了閥塊的進(jìn)出油位置的

21、可安裝性和各閥件的調(diào)節(jié)便利。 集成塊各孔加工精度和各表面粗糙度設(shè)計(jì)參見(jiàn)零件圖。4管路及管路布置冷壓機(jī)液壓系統(tǒng)油管管路采用卡套式管接頭連接，盡量減少接頭焊接。 要求管道的排列整齊一致，水平管道不平行度2/1000；垂直管道的不垂直度2/400。 管道的配置必須使管道、液壓閥和其它元件裝卸、維修方便。 配管時(shí)必須使管道有一定剛性，拐彎處和長(zhǎng)度1.5m處設(shè)置支架或管夾。六液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不論在電液伺服系統(tǒng)還是電液比例閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)，液壓缸作為系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，其性能指標(biāo)直接影響系統(tǒng)的精度和動(dòng)、靜態(tài)品質(zhì)。由于自動(dòng)冷壓機(jī)對(duì)上缸有頻繁的快慢速變換要求；下缸要在數(shù)秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度從約10mm/s到小于1mm/s

22、的轉(zhuǎn)變且實(shí)現(xiàn)高于±0.03mm定位精度。因此，要求設(shè)計(jì)液壓缸除了具備一般液壓缸承受載荷所必需的強(qiáng)度、剛性和結(jié)構(gòu)性能外，著重考慮按伺服缸密封標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)其密封環(huán)節(jié)，以小于1mm/s低速下無(wú)爬行、粘著滯澀現(xiàn)象為原則設(shè)計(jì)。（低速運(yùn)動(dòng)下，運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)生目光不易覺(jué)察的振動(dòng)或時(shí)斷時(shí)續(xù)的速度不均勻現(xiàn)象，稱(chēng)為爬行。）考慮液壓系統(tǒng)壓力、流量的平衡和減少設(shè)計(jì)零部件、標(biāo)準(zhǔn)件種類(lèi)，將上下液壓缸結(jié)構(gòu)、尺寸等盡量一致。 1 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（參見(jiàn)油缸裝配圖） 采用積木式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好，便于維修。該結(jié)構(gòu)缸筒壁厚及前法蘭尺寸剛性好，強(qiáng)度和剛性校核從略。前、后法蘭用高強(qiáng)螺栓連接，須對(duì)螺栓強(qiáng)度校核。螺紋合應(yīng)力 （MPa

23、）其中螺紋系數(shù)取1.5F缸筒端部承受的最大推力（N）d1螺紋底徑（m） Z 螺栓數(shù)量 材料的許用應(yīng)力= s/ns材料屈服強(qiáng)度（MPa），n安全系數(shù)1.52.5，取1.5前法蘭使用16根8.8級(jí)M10螺栓，s=640 MPa，則=427 （MPa）后法蘭使用8根10.9級(jí)M12螺栓，s=900 MPa，則=600（MPa）前后法蘭連接螺栓強(qiáng)度滿(mǎn)足使用要求。 液壓缸內(nèi)置磁致式位移傳感器，方便外部安裝，提高傳感器的使用壽命；傳感器安裝與缸底，造成缸底局部薄弱，計(jì)算缸底厚度： 其中：d 缸底厚度（m），Do 計(jì)算厚度處的直徑（m），Pn 額定壓力（MPa）, 材料的許用應(yīng)力（MPa），s材料屈服強(qiáng)度（

24、MPa），n安全系數(shù)1.52.5，取2.5。已知Do=0.05m ，最大Pn=25 MPa，按45#鋼選擇，=120 MPa，由此得出，考慮傳感器安裝孔的影響，設(shè)計(jì)此處缸底厚度大于30mm。 將伺服方向閥或比例方向閥集成在缸底，減少油路損失和對(duì)閥件的干擾，對(duì)提高系統(tǒng)剛性和響應(yīng)速度極為有利，同時(shí)也減小了液壓站的安裝尺寸。2 液壓缸的密封設(shè)計(jì)冷壓機(jī)液壓缸要求低摩擦、無(wú)外漏、無(wú)爬行、無(wú)滯澀、高響應(yīng)、壽命長(zhǎng)，要滿(mǎn)足系統(tǒng)靜態(tài)精度、動(dòng)態(tài)品質(zhì)的要求。所以它的密封與支承導(dǎo)向環(huán)設(shè)計(jì)極為重要，不能簡(jiǎn)單地延用普通液壓缸的密封與支承導(dǎo)向。液壓缸密封分動(dòng)密封和靜密封兩種情況： 本設(shè)計(jì)中靜密封：端蓋與缸筒、端蓋與閥塊、閥塊與液壓閥以及液壓缸與油管之間的密封，是固定密封。設(shè)計(jì)采用形橡膠密封圈和組合密封墊，其規(guī)格、溝槽尺寸按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3452.3-88GB3452.1-92GB3452.2-88選擇設(shè)計(jì)。確保固定密封處在工作壓力下和短時(shí)1.5倍壓力下均無(wú)外泄漏。 本設(shè)計(jì)中動(dòng)密封：活塞與缸筒、活塞桿與端蓋之間的密封。設(shè)計(jì)采