潛水泵試壓機(jī)械手設(shè)計 2..

1、華蛀電力*孑課程設(shè)計報告（2014-2015年度第一學(xué)期）名稱：題目：潛水泵試壓機(jī)械手設(shè)計院系：機(jī)械工程及自動化班級：機(jī)械1103班學(xué)生姓名：任璐指導(dǎo)教師：楊曉紅、花廣如設(shè)計周數(shù)：兩周成績：日期：2015年1月21日目錄一、主要內(nèi)容1二、機(jī)械手總體方案設(shè)計11、序言12、形態(tài)學(xué)矩陣及終方案23、主要技術(shù)參數(shù)24、機(jī)械手動作過程35、機(jī)械手原理設(shè)計簡圖36、機(jī)械手各部方案設(shè)計4三、機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計51、手部結(jié)構(gòu)設(shè)計52、腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計73、臂部結(jié)構(gòu)設(shè)計104、立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計175、底部底盤設(shè)計21四、機(jī)械手整體裝配21五、液壓回路原理圖22六、電氣控制原理圖26七、心得體會27八、參考文獻(xiàn)27一、主要

2、內(nèi)容潛水泵試壓機(jī)械手設(shè)計。本機(jī)械手是為潛水泵試壓服務(wù)的。潛水泵生產(chǎn)過程圖2潛水泵外形圖二、機(jī)械手總體方案設(shè)計2.1序言工業(yè)機(jī)械手是一種模仿人手部分動作，按照預(yù)先設(shè)定的程序，軌跡或其他要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操作工具的自動化裝置。它在二十世紀(jì)五十年代就已用于生產(chǎn)，是在自動上下料機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種機(jī)械裝置，開始主要用來實(shí)現(xiàn)自動上下料和搬運(yùn)工件，完成單機(jī)自動化和生產(chǎn)線自動化，隨著應(yīng)用范圍的不段擴(kuò)大，現(xiàn)在用來夾持工具和完成一定的作業(yè)。實(shí)踐證明它可以代替人手的繁重勞動，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率。本次專業(yè)課程設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計潛水泵試壓機(jī)械手。本機(jī)械手是為潛水泵試壓服務(wù)的，

3、潛水泵生產(chǎn)過程中，需要進(jìn)行試壓測漏檢驗(yàn)，使用該機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)自動化檢驗(yàn)，可大大減少工人的勞動強(qiáng)度，并且大大提高檢驗(yàn)的效率。2.2潛水泵機(jī)械手的形態(tài)學(xué)矩陣分功能可能的解法123456A（動力源）液壓泵B（移位傳動）齒輪傳動液壓傳動鏈傳動連桿傳動C（手腕回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)）擺動缸四槽外槽輪機(jī)構(gòu)D（手臂傳動機(jī)構(gòu)）活塞油（氣）缸活塞缸齒輪齒條葉片式回轉(zhuǎn)缸連桿傳動E手部夾鉗式取料手滑槽式杠桿回轉(zhuǎn)型手多指靈巧手彈性力手抓擺動式手抓F腕部單自由度二自由度三自由度G臂部直線往復(fù)運(yùn)動手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動手臂俯仰運(yùn)動H機(jī)身直線升降運(yùn)動水平往復(fù)運(yùn)動I底座固定式機(jī)座滑動式機(jī)座J（控制）PCL控制電氣控制組合總數(shù)：1*4*2*5*5*3

4、*3*2*2*1*1=7200通過分析，確定三個可行方案：方案一：A1+B2+C1+D2+E1+F2+G1+H1+I2+J1+J2方案二：A1+B2+C2+D1+E2+F2+G1+H1+I1+J1+J2方案三：A3+B2+C1+D2+E1+F2+G2+H1+I1+J1+J2方案四：A1+B2+C2+D1+E1+F2+G2+H1+I2+J1+J2比較可知，方案三為最佳方案。2.3主要技術(shù)參數(shù)抓取重量70kgf手腕運(yùn)動參數(shù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動，回轉(zhuǎn)角90°，液壓驅(qū)動PLC控制手臂運(yùn)動參數(shù)水平移動，最大可移動0.5米，液壓驅(qū)動PLC控制機(jī)身運(yùn)動參數(shù)上下移動，最大可移動0.5米，液壓驅(qū)動PLC控制自由度

5、4個（2個移動，2個回轉(zhuǎn)）定位精度土10mm控制方式電器控制（PLC）驅(qū)動方式液壓kgf/cm22.4機(jī)械手的動作過程機(jī)械手將潛水泵拿起，在空中沿運(yùn)輸線方向旋轉(zhuǎn)90°,由人工將高壓空氣管接頭與潛水泵連接好，并通入高壓空氣，然后機(jī)械手將潛水泵按圖1所示方向放入水槽中，觀察兩分鐘，確認(rèn)有無漏氣現(xiàn)象后，在將潛水泵拿出水槽，拆去高壓空氣管接頭，并按原位置將潛水泵放回到運(yùn)輸線上。管接頭的裝拆應(yīng)在運(yùn)輸線上方進(jìn)行，裝拆過程各需20秒之內(nèi)完成，運(yùn)輸線每隔5分鐘向前運(yùn)送一個潛水泵。設(shè)計動作過程：啟動水平左移夾緊水平旋轉(zhuǎn)90臂收縮豎直旋轉(zhuǎn)90下降上升豎直逆轉(zhuǎn)90臂伸出水平逆轉(zhuǎn)90下降松開水平右移2.5、

6、機(jī)械手原理設(shè)計簡圖由動作要求和實(shí)際生產(chǎn)檢驗(yàn)的綜合考慮，初步擬定機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖如下：系統(tǒng)工作原理圖控制系統(tǒng)(PLC)驅(qū)動系統(tǒng)(液壓傳動)位置檢測裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)手手手立底部腕臂柱座2.6機(jī)械手各部方案設(shè)計由結(jié)構(gòu)簡圖可看出，該機(jī)械手有4個自由度：腕部的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)兩旋轉(zhuǎn)；臂部的水平移動；機(jī)身的上下移動。(1) 、手部主要功能：夾緊、放松驅(qū)動方式：液壓驅(qū)動為了使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)，把機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)，使用夾持式手部。(2) 、腕部主要功能：水平、豎直兩個方向各旋轉(zhuǎn)(90°)驅(qū)動方式：液壓考慮到機(jī)械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動才可滿足工作

7、的要求。另外，為使立柱減少高度，豎直方向也旋轉(zhuǎn)。因此，手腕設(shè)計成兩回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)為擺動液壓缸。3）、臂部主要功能：水平移動（伸長、縮短）、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式：液壓（4）、機(jī)身主要功能：上下移動驅(qū)動方式：液壓（5）、機(jī)械手的驅(qū)動方案設(shè)計由于液壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機(jī)械手采用液壓傳動方式。（6）、機(jī)械手的控制方案設(shè)計考慮到機(jī)械手的通用性，同時使用點(diǎn)位控制，因此我們采用可編程序控制器（PLC）對機(jī)械手進(jìn)行控制。當(dāng)機(jī)械手的動作流程改變時，只需改變PLC程序即可實(shí)現(xiàn)，非常方便快捷。三、機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計1、手部結(jié)構(gòu)設(shè)計因?yàn)閵A取的潛水泵較重，選用齒輪齒條

8、方式傳力；手指處考慮到損壞因素，選用V形塊夾緊；2、尺寸設(shè)計及校核因?yàn)殇撆c鑄鐵之間的摩擦系數(shù)范圍是:f=0.050.12；且根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書：V形手指的角度29二120，b二200mm>R二70mm，這里取摩擦系數(shù)為f二0.10（1）根據(jù)手部結(jié)構(gòu)的傳動采用齒條傳動，其驅(qū)動力為:2bp二NR（2）根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計算公式:N>=K1*K2*K3*G（V型）取K3=0.5得：N=1.2*3*0.5*700=840N所以p二N=4800NR(3) 實(shí)際驅(qū)動力:KKp>p12實(shí)際耳因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動，故取耳二0.94，并取匚=1.2。若被抓取工件的最大加速度

9、取a二g時，貝V：二-二=2所以P(實(shí)際)=4800*1.2*2/0.94=5106N所以夾持工件時所需夾緊液壓缸的驅(qū)動力為5106N。根據(jù)液壓原件產(chǎn)品樣本選擇型號為HSG*01-40/d*Ed的液壓缸(4) 尺寸校核液壓缸內(nèi)徑Di=40mm,半徑d=20mm的液壓缸的尺寸滿足使用要求即可，壓強(qiáng)P'=5106/(3.14*D1*D1-3.14*d1*d1)=5.42MPa,設(shè)計使用壓強(qiáng)P=6MPa,貝驅(qū)動力：F=P兀d2二6xl06x3.14x0.022=7536NP實(shí)際所以液壓缸的尺寸符合實(shí)際使用驅(qū)動力要求?；钊麠U直徑d=20mm校核，按公式F/(Kd2/4)<Q1有：d>

10、;(4Fl/兀G)0.5其中，b=120MPa，F(xiàn)1=5106N貝：d>(4x5106/Kx120)0.5=7.36<=20滿足實(shí)際設(shè)計要求。（5）缸筒壁厚的設(shè)計缸筒直接承受壓縮空液壓力，必須有一定厚度。一般液壓缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算:6二DP/26p式中：6-缸筒壁厚，mmD-液壓缸內(nèi)徑，mmP-實(shí)驗(yàn)壓力，取P二1.5PPapp材料為:45鋼，b=120MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為：6二DP/2Q=1.5mmp校核:=3mm,/D=0.075v0.08因此滿足要求。取=：irar，則缸筒外徑為:Dl=40+3*2=46mm根據(jù)液壓缸活塞彳

11、丁程系列參數(shù)系列（GB234980）選擇液壓缸彳丁程L=100mm。最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足條件：H>L/2+D/2=100/2+40/2=70mm取H=70mm缸蓋滑動支承面的長度l1=0.8D=0.8*40=32mm采用端蓋直接導(dǎo)向方式2、腕部結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）腕部旋轉(zhuǎn)采用單葉片式擺動液壓缸來實(shí)現(xiàn)（2）設(shè)計計算及校核要求：回轉(zhuǎn)±90°角速度W=45°/s以最大負(fù)荷計算：當(dāng)工件處于水平位置時，擺動缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重70kg，長度l=350mm。 計算扭矩Ml設(shè)重力集中于離手指中心100mm處，即扭矩Ml為：M1=FXS(3.9)=70X9.8X0

12、.1=68.6(Nm) 油缸(伸縮)及其配件的估算扭矩M2F=4kgS=10cm帶入公式3.9得M2二FXS=4X9.8X0.1=4(Nm) 擺動缸的摩擦力矩M摩F=350(N)(估算值)摩S=20mm(估算值)M=FXS=7(Nm)摩摩 擺動缸的總摩擦力矩MM=M1+M2+M=81(Nm)(3.10)摩 由公式T=PXb(e2)X106/8(3.11)A1mm其中：b一葉片密度，這里取b=3cm；0擺動缸內(nèi)徑，這里取0=10cm；A1A10一一一轉(zhuǎn)軸直徑，這里取0=3cm。mmmm所以代入(3.11)公式P=8T/b(02-02)X106A1mm=8X34.7/0.03X(0.12-0.03

13、2)X106=1.02Mpa又因?yàn)閃=8Q/(02-02)bA1mm所以Q=W(02-02)b/80A1mmA1=(n/4)(0.120.032)X0.03/8=0.27X10-4m3/s=27ml/s根據(jù)M和Q查表21-5-108選擇YMD60液壓馬達(dá) 尺寸設(shè)計查表可得對應(yīng)尺寸ADD1D2D3D4L1L2L390度125*125012502002001000100364615L4=116L5=132 尺寸校核(1) 測定參與手腕轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量加二10kg，分析部件的質(zhì)量分布情況,質(zhì)量密度等效分布在一個半徑r=40mm的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動慣量：10x0.0422=0.008(kg.m2)工件的

14、質(zhì)量為70kg，質(zhì)量分布于長心350mm的棒料上，那么轉(zhuǎn)動慣量:ml2J=c12_70x0.3521_0.714(kg.m2)假如工件中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合，對于長l_350mm的棒料來說，最大偏心距e1_175mm，其轉(zhuǎn)動慣量為:J_J+me2c11_0.714+70x0.1752_2.86(kg.m2)M慣_(J+J1)At兀/4_(0.08+2.86)0.1_28.07(N.m)(2) 手腕轉(zhuǎn)動件和工件的偏重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩為M偏，考慮手腕轉(zhuǎn)動件重心與轉(zhuǎn)動軸線重合，e1_0，夾持工件一端時工件重心偏離轉(zhuǎn)動軸線e3_80mm，則：M=Ge+Ge偏1133=10x10x0+5x10x

15、0.08=4(N.m)(3) 手腕轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力矩為M，對于滾動軸承f=0.01，對于摩滑動軸承f=0.1，d，d為手腕轉(zhuǎn)動軸的軸頸直徑，d=30mm,d=20mm,1212R,R為軸頸處的支承反力，粗略估計匚=360N,壬=180N,ABM=f(Rd+Rd)=0.054(Nm)摩2A2B1(4) 回轉(zhuǎn)缸的動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。在此處估計M為M的封摩3倍，M=3xM封摩=3*0.054=0.162(nm)M=M+M+M+M驅(qū)慣偏摩封=28.07+4+0.054+0.162=32.286(Nm)MM設(shè)計尺

16、寸符合使用要求，安全。同理選用YMD120液壓馬達(dá)做另一旋轉(zhuǎn)腕3、手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)材料的選擇1) 要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對焊接的缸筒還要求有良好的抗熱性能，取鑄鋼為材料。2) 缸筒毛坯，普通采用退火的冷拔或熱處理2)對缸筒的要求1)有足夠的的剛度，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)，試驗(yàn)壓力不至于導(dǎo)致永久的變形。102 )有足夠的的剛度，能承受活塞的側(cè)向力和安裝的的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。3 )內(nèi)表面的一活塞的密封件的摩擦力的作用下，能長期工作而磨損少于公差等級及形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性。4 )需焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊接上法蘭盤接頭后，不致于產(chǎn)生裂紋或過大

17、的變形。(3)液壓缸的設(shè)計計算1)驅(qū)動力作的確定根據(jù)公式P=F+F土WKgfqmg式中F各支承處的摩擦力，摩擦阻力包括導(dǎo)軌支承間的摩擦阻力m活塞與缸壁以及密封處的摩擦阻力,360NF啟動時慣性力gGvgt且G-手臂移動不見的總重量g重力加速度，10m/s2V-手臂運(yùn)動速度t-啟動所需的時間，一般為0.010.5s,這里取t=0.02sW運(yùn)動部件的總重量，840N土上升為正，下降為負(fù)所以P二1620Nq2)液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定因?yàn)槭菃位钊麠U，所以由公式兀兀/、D2P二F+(D2-d2)p+F(21)4142fc試中p液壓缸工作壓力，初算時可取系統(tǒng)的工作壓力，2.7MPa液壓缸回油腔的

18、背壓力，初算時無法準(zhǔn)確酸楚算出，可根據(jù)表22估計dD活塞表2-2執(zhí)行元件背壓的估計系統(tǒng)類型背壓（MPa）中、低壓系統(tǒng)08MPa簡單的系統(tǒng)和一般的輕載截流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng)0.50.8回油路帶背壓閥0.5-1.5米用帶補(bǔ)液壓泵的閉式回路0.8-1.5中等壓系統(tǒng)大于816MPa同上比中低壓系統(tǒng)高50%-80%高壓系統(tǒng)大于1632MPa如鍛壓機(jī)械等初算時背壓可忽略不計表2-3液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的關(guān)系按機(jī)床類型選取d/D按液壓缸工作壓力選取d/D機(jī)床類別d/D工作壓力p/（MPa）d/D磨床研磨機(jī)床0.20.3小于等于20.20.3插床.拉床.刨床0.5大于2-50.

19、50.58鉆.鏜.車洗床0.7大于5-70.620.70大于70.7F工作循環(huán)中最大的外負(fù)載；F液壓缸密封處摩擦力，它的精確值不易求得，常用液壓缸的機(jī)械效率耳fccm進(jìn)行估算。一般耳=0.90.97，將耳代入公式（21）可求得Dcmcm活塞桿直徑可由d/D值算出，由計算所得的D與d值分別按表24與表25圓整到，相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件。4x5000C02宀0.4x°叫10.41-0.72D二=189.6mm查表24得，D圓整為200mm，所以d=0.5D=100mm表24液壓缸內(nèi)徑尺寸系列810121620253240506380（90）100（110）125（140）

20、160（180）200（220）250320400500630表25活塞桿直徑系列4568101214161820222528323640455056637080901001101251401601802002202502803203604003）液壓缸壁厚和外徑的計算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計算。液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度，從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計算時可氛圍薄壁圓筒和臂厚圓筒。液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚5的比值D/>10的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其

21、壁厚按薄壁圓筒公式計算5>PD5>2Q式中：5液壓缸壁厚（m）D液壓缸內(nèi)徑（m）p試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的(1.251.5)倍(MPa)y工作壓力P<=16MPa時，p=15p;工作壓力p>16MPa時，p=1.25p.yyyQ缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：鍛鋼：Q=110120MPa；鑄鋼：Q=100110MPa；無縫鋼管：Q=100110MPa；高強(qiáng)度鑄鐵：Q=60MPa；灰鑄鐵：Q=25MPa；。因?yàn)椴牧鲜氰T鋼，所以取Q=108MPa；Q=Rl14R-缸體材料的屈服強(qiáng)度；eln-安全系數(shù)，n為3.55.且，當(dāng)3.2<dD<16時；筒屬于中等壁厚，此

22、時,pDy(2.3Qp)申+Cy把數(shù)據(jù)代入上式可一得到“1.5x6x1402x120=5.25mm所以圓整壁厚8為10mm在低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓剛液壓缸的壁厚往往很小，使的缸體的剛度往往很不夠，如在切削加工過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時按上式進(jìn)行校核。對于D8<io時，應(yīng)按材料力學(xué)中的壁厚圓筒公式進(jìn)行壁厚的計算。液壓缸的壁厚算出后，即可求出缸體的外徑DJD>D+281所以二:=200+2*10=220mm。4) 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并參照表26中的系

23、列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)工作要求，選工作行程為500mm。表26液壓缸活塞行程參數(shù)系列（mm）I2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000II406390110140180220280360450550700900110014001800220028003900III240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300038005）缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面?zhèn)z式進(jìn)行

24、近似計算。無空時Ipt>0.433D*初有空時I1pDt>0.433D，22iIs!dd丿20式中t缸蓋有效厚度（m）D2缸蓋止口內(nèi)徑（m）d0缸蓋孔的直徑（m）把數(shù)據(jù)=200mm代入公式，圓整后得t=50mm。6）最小導(dǎo)向長度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長度。如果導(dǎo)向長度過小，將會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)計時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)該滿足以下要求：式中：L液壓缸的最大行程;D液壓缸的內(nèi)徑。因?yàn)長=500mmD=160mm代入公式500200+202=125mm活塞

25、的寬度B=（0.61.0）D;缸蓋滑動支承面的長度11，根據(jù)液壓缸的內(nèi)徑D而定;當(dāng)D<80mm時，取1二（0.61.0）D1當(dāng)D>80mm時，取1二（0.61.0）d1所以取B=0.9x200=180mm又因?yàn)镈>80mm,所以9二；=13:7）缸體長度的確定液壓缸缸體的內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外型長度還要考慮到倆端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的2030倍。所以缸體的長度二二二-壬-二=500+180+2*50=780mm8）缸體與缸蓋的連接形式缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)，所以選用拉桿連接。9）活塞桿與活塞

26、的連接結(jié)構(gòu)查表可得，選用整體式結(jié)構(gòu)。10）活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)機(jī)身主要完成上下移動的動作，由于工作行程較長，故選用導(dǎo)向套和花鍵軸做導(dǎo)向裝置。11）活塞及活塞桿處密封圈的選用查表得選用O形密封圈。12）液壓缸的緩沖裝置查表選用環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置。13）液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)1液壓缸的安裝形式根據(jù)安裝位置和工作要求不同可有長螺栓安裝、腳架安裝、法蘭安裝、軸銷和耳環(huán)安寸O根據(jù)設(shè)計的要求采用LB軸向地角型安裝形式。2液壓缸進(jìn)、出油口形式及大小的確定液壓缸的進(jìn)、出油口，可布置在端蓋或缸體上。對于活塞桿固定的液壓缸，進(jìn)、出油口可設(shè)計在活塞桿端部。如果液壓缸無專用的排氣裝置，進(jìn)、出油口應(yīng)設(shè)在液壓缸的最高處

27、以便空氣能首先從液壓缸排出。進(jìn)、出油口的形式一般選用螺孔或法蘭連接。根據(jù)表214選取。表214單桿液壓缸油口安裝尺寸（mm）缸體內(nèi)徑D進(jìn)、出油口缸體內(nèi)徑進(jìn)、出油口25M14x1.580M27x232M14x1.5100M27x240M18x1.5125M27x250M22x1.5160M33x263M22x1.5200M42x2根據(jù)表214選用M27x2的進(jìn)、出油口。14）液壓缸的安裝形式根據(jù)設(shè)計的要求采用長螺栓安裝形式。15）液壓缸進(jìn)、出油口形式及大小的確定液壓缸的進(jìn)、出油口，可布置在端蓋或缸體上。對于活塞桿固定的液壓缸，進(jìn)、出油口可設(shè)計在活塞桿端部。如果液壓缸無專用的排氣裝置，進(jìn)、出油口應(yīng)

28、設(shè)在液壓缸的最高處，以便空氣能首先從液壓缸排出。進(jìn)、出油口的形式一般選用螺孔或法蘭連接。根據(jù)表214選取。4、立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計（一）缸筒的設(shè)計（1）材料的選擇1 ）要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對焊接的缸筒還要求有良好的抗熱性能，取鑄鋼為材料。2 ）缸筒毛坯，普通采用退火的冷拔或熱處理。2）對缸筒的要求1）有足夠的的剛度，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)，試驗(yàn)壓力不至于導(dǎo)致永久的變形。2）有足夠的的剛度，能承受活塞的側(cè)向力和安裝的的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。3 ）內(nèi)表面的一活塞的密封件的摩擦力的作用下，能長期工作而磨損少于公差等級及形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性。4 ）需焊接的缸筒還要求有良好

29、的可焊性，以便在焊接上法蘭盤接頭后，不致于產(chǎn)生裂紋或過大的變形。（3）液壓缸的設(shè)計計算1）驅(qū)動力作的確定根據(jù)公式P=F+F土WKgfqmg算得P=5000Nq2）液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定因?yàn)槭菃位钊麠U，所以由公式兀兀/、D2P二F+（D2-d2）p+F（21）4142fc式中P1液壓缸工作壓力，初算時可取系統(tǒng)的工作壓力3.6MPa4FD25活塞桿直徑可由d/D值算出，由計算所得的D與d值分別按表24與表25圓整到，相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件。4x5000兀x0.4x0.95*10.2=189.6mm0.40.72查表24得，D圓整為200mm,所以d=0.5D=100mm3

30、）液壓缸壁厚和外徑的計算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計算。液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度，從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計算時可氛圍薄壁圓筒和臂厚圓筒。液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚5的比值D/>10的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計算pyD5>宙因?yàn)椴牧鲜氰T鋼，所以取k=108MPa把數(shù)據(jù)代入上式可一得到5二I'25%48%0.2二DM?m2%120所以圓整壁厚5為15mm在低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓剛液壓缸的壁厚往往很小，使的缸體

31、的剛度往往很不夠，如在切削加工過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時按上式進(jìn)行校核。對于D5<10時，應(yīng)按材料力學(xué)中的壁厚圓筒公式進(jìn)行壁厚的計算。液壓缸的壁厚算出后，即可求出缸體的外徑D1為D1>D+25所以廠:=200+2*10=220mm。4）液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并參照表26中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)工作要求，選工作行程為500mm。5）缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面?zhèn)z式進(jìn)行近似計算。有空時pDt>0.433D，了y22

32、i5ADd丿20把數(shù)據(jù)D2二200mm代入公式，圓整后得t=50mm。6）最小導(dǎo)向長度的確定對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)該滿足以下要求：202因?yàn)長=500mmD=200mm代入公式Hn500200+202=125mm活塞的寬度B=（0.61.0）D;缸蓋滑動支承面的長度1J根據(jù)液壓缸的內(nèi)徑D而定；當(dāng)D>80mm時，取二（0.61.0）d所以取B=0.9x200=180mm又因?yàn)镈>80mm,所以:Hm7）缸體長度的確定液壓缸缸體的內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外型長度還要考慮到倆端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的2030倍。所以缸體的長度二二二-總

33、-二=500+180+2*50=780mm8）缸體與缸蓋的連接形式缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)，所以選用拉桿連接。9）活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)查表可得，選用整體式結(jié)構(gòu)。10）活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)機(jī)身主要完成上下移動的動作，由于工作行程較長，故選用導(dǎo)向套和花鍵軸做導(dǎo)向裝置。11）活塞及活塞桿處密封圈的選用查表得選用O形密封圈。12）液壓缸的緩沖裝置查表選用環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置。13）液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)14）液壓缸的安裝形式根據(jù)設(shè)計的要求采用LB軸向地角型安裝形式。15）液壓缸進(jìn)、出油口形式及大小的確定液壓缸的進(jìn)、出油口，可布置在端蓋或缸體上。對于活塞桿固定的液壓缸，進(jìn)、出油口可設(shè)計在活塞桿端部。如果液壓缸無專用的排氣裝置，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。進(jìn)、出油口的形式一