全新小型單缸立式液壓機(jī)課程設(shè)計(jì)優(yōu)選

1、好好學(xué)儻液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)題目名稱小型單缸立式液壓機(jī)專業(yè)班級(jí)16級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名如花學(xué)號(hào)1234567890指導(dǎo)教師李培機(jī)械與車輛工程學(xué)院二。一七年五月二十四日目錄工作原理1引言2第1章根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析31.1 液壓系統(tǒng)的工作要求31.2 負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析31.2.1 確定執(zhí)行元件的形式31.2.2 負(fù)載分析31.2.3 運(yùn)動(dòng)分析41.2.4 液壓機(jī)液壓缸負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖51.3 確定系統(tǒng)主要參數(shù)61.4 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖81.4.1 調(diào)速回路的選擇81.4.2 三位四通電磁換向閥的選擇81.4.3 保壓回路的選擇81.4.4 快速回路的選擇91.4.

2、5 平衡回路的選擇1.0.第2章液壓元件參數(shù)計(jì)算與選擇1.2.2.1 確定液壓缸的主要參數(shù)1.2.2.1.1 初選液壓缸的工作壓力1.2.2.1.2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)1.2.2.1.3 確定液壓缸的工作壓力、流量和功率12.2.2 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇1.3.2.3 液壓控制閥的選擇1.42.4 選擇壓力表1.42.5 選擇輔助元件1.42.6 過(guò)濾器的選擇1.62.7 液壓系統(tǒng)驗(yàn)算1.6第3章液壓油缸的設(shè)計(jì)1.73.1 引言1.73.2 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.73.2.1 缸筒和缸蓋組件1.7.3.2.2 排氣裝置1.93.3 活塞及活塞桿組件1.93.3.1 確定活塞及活塞桿的

3、連接形式1.9.3.3.2 選擇活塞及活塞桿的材料1.93.3.3 活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu)1.9.3.3.4 活塞桿的結(jié)構(gòu)1.9.3.3.5 活塞桿的強(qiáng)度校核2Q.3.3.6 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵20.3.3.7 活塞203.3.8 緩沖裝置213.4 缸體長(zhǎng)度的確定2.1第4章液壓油箱設(shè)計(jì)224.1 弓|言224.2 油箱的類型224.3 油箱的容量224.4 油箱設(shè)計(jì)2.34.4.1 箱頂、通氣器、注油口23.4.4.2 箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計(jì)23.4.4.3 箱底、放油塞、支腳23.4.4.4 隔板和除氣網(wǎng)244.4.5 管路的配置242526工作原理根據(jù)滑塊重量為20KN,

4、為了防止滑塊受重力下滑，可用液壓方式平衡滑塊重量。設(shè)計(jì)液壓缸的啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間為t=0.02s。液壓機(jī)滑塊上下為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且行程較小，故可選單桿液壓缸作執(zhí)行器，且液壓缸的機(jī)械效率cm0.91。因?yàn)橐簤簷C(jī)的工作循環(huán)為快速下降、慢速加壓、保壓、快速回程四個(gè)階段。各個(gè)階段的轉(zhuǎn)換由一個(gè)三位四通的換向閥和一個(gè)二位二通的換向閥控制。當(dāng)三位四通換向閥工作在左位時(shí)實(shí)現(xiàn)快速回程。中位時(shí)實(shí)現(xiàn)液壓泵的卸荷，亦即液壓機(jī)保壓。工作在右位時(shí)實(shí)現(xiàn)液壓泵的快進(jìn)和工進(jìn)。其工進(jìn)速度由一個(gè)調(diào)速閥來(lái)控制。快進(jìn)和工進(jìn)之間的轉(zhuǎn)換由二位二通換向閥控制。液壓機(jī)快速下降時(shí)，要求其速度較快，減少空行程時(shí)間，液壓泵采用全壓式供油，且采用差動(dòng)連接

5、。由于液壓機(jī)壓力比較大，所以此時(shí)進(jìn)油腔的壓力比較大，所以在由保壓到快速回程階段須要一個(gè)節(jié)流閥，以防在高壓沖擊液壓元件，并可使油路卸荷平穩(wěn)。為了對(duì)油路壓力進(jìn)行監(jiān)控，在液壓泵出口安裝一個(gè)溢流閥，同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)起過(guò)載保護(hù)作用。因?yàn)榛瑝K受自身重力作用，滑塊要產(chǎn)生下滑運(yùn)動(dòng)。所以油路要設(shè)計(jì)一個(gè)單向閥，以構(gòu)成一個(gè)平衡回路，產(chǎn)生一定大小的背壓力，同時(shí)也使工進(jìn)過(guò)程平穩(wěn)。在液壓力泵的出油口設(shè)計(jì)一個(gè)單向閥，可防止油壓對(duì)液壓泵的沖擊，對(duì)泵起到保護(hù)作用。引言液壓機(jī)作為一種通用的無(wú)削成型加工設(shè)備，具工作原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成各種壓力加工的。具工作特點(diǎn)之一是動(dòng)力傳動(dòng)為“柔性”傳動(dòng)，不象機(jī)械加工設(shè)備一樣動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)

6、復(fù)雜，這種驅(qū)動(dòng)原理避免了機(jī)器過(guò)載的情況。一切工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)合，均可采用液壓技術(shù)，它的發(fā)展如此之快，應(yīng)用如此之廣，其原因是液壓技術(shù)有著優(yōu)異的特點(diǎn)，歸納起來(lái)液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)傳動(dòng)方式具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：液壓機(jī)單位重量的輸出的功率和單位尺寸的輸出功率；液壓傳動(dòng)裝置體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、布置靈活，易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，便于與電氣控制相配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)和保壓，安全可靠；元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化；液壓易與微機(jī)控制等新技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成“機(jī)-電-液-光”一體化便于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。第1章根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析1.1 液壓系統(tǒng)的工作要求某小型單杠立式液壓機(jī)的工作循環(huán)為快速空程下行一

7、慢速加壓一保壓一快速回程一停止?；瑝K的快速往返速度為3m/min,加壓速度為40-250mm/min,壓制力為200000N,運(yùn)動(dòng)部件總重為20000N,要求采用液壓方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的平衡；不考慮各種損失。下圖為動(dòng)作循環(huán)圖。圖1-1工作循環(huán)圖1.2 負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析1.2.1 確定執(zhí)行元件的形式液壓機(jī)為立式布置，滑塊做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往返速度相同，故可以選缸筒固定的單桿雙作用活塞液壓缸（取缸的機(jī)械效率4m=0.9）,作為執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)滑塊進(jìn)行壓制作業(yè)。1.2.2 負(fù)載分析1、快速下降：?jiǎn)?dòng)加速G-X.Fi1=2000010由于忽略滑塊導(dǎo)軌摩擦力，故快速下滑時(shí)為負(fù)載為002、慢速加壓：壓制時(shí)壓

8、頭上的工作負(fù)載可分為兩個(gè)階段：初壓階段，負(fù)載力緩慢地增加，約達(dá)到最大壓制力的5%其行程為15mm；終壓階段，負(fù)載力急劇增加大最大壓制力，上升規(guī)律近似于線性，具行程為5mm,則初壓：Ei=Fmax5%=2000005%=10000N終壓：Fe2=Fmax=200000N3、快速返回：?jiǎn)?dòng)GxFi2=Av220000At103-60x-=500F=Fi2+G=500+20000=20500N等速F=G=20000N制動(dòng)F=G-Fi2=20000-500=19500N工況外負(fù)載/N快速卜降啟動(dòng)加速500等速0慢速加壓初壓10000終壓200000快速返回啟動(dòng)20500等速20000制動(dòng)19500表1

9、-1工況負(fù)載表1.2.3 運(yùn)動(dòng)分析200mm。已知加壓速度為取快速下降行程為180mm，快速上升行程為40-250mm/min,取加壓速度為4mm/s。1、快速下行：A三與三十三=$£2、慢速加壓：慢速加壓分兩個(gè)階段：初壓階段行程為15mm；終壓階段行程為5mm。初壓:L3、快速回程:2003000+60=4*工況時(shí)間快速卜行t1=3.6s慢速加壓初壓t2=3.75s終壓t3=1.25s快速回程t4=4s表1-2運(yùn)動(dòng)時(shí)間表1.2.4液壓機(jī)液壓缸負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖F/X圖1-2負(fù)載循環(huán)圖圖1-3時(shí)間循環(huán)圖1.3確定系統(tǒng)主要參數(shù)預(yù)選液壓缸的工作壓力Pi=8MPa,將液壓缸的無(wú)桿腔作為

10、主工作腔，考慮到液壓缸下行時(shí)用液壓方式平衡，則可算出液壓缸無(wú)桿腔的有效面積：F叫1r2000002A=0.0278m歷Fl0,9X8X10液壓缸內(nèi)徑(活塞直徑)曬l4x0,0278D=1-=0.188m=188mm將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，取D=200mm根據(jù)快速上升與快速下降的速度相等，采用液壓缸差動(dòng)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而確定活塞桿直徑，由d=0.7D,得d=0.7D=0.7x200140mm將活塞桿外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，取d=140mm,從而算得液壓缸有桿腔與無(wú)桿腔的實(shí)際有效面積為：TT917r77A.=yx200=31415,927mm1 44&=；乂(200*-1402)=1602242

11、3mm2液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力流量計(jì)算：Fil500P=-=n=7859.5033Pa快速下行：?jiǎn)?dòng)q=Alv1=70685.835X3000-60=353429L75mm/恒速P=01000。-=rLC.L-=1*572X10P口慢速加壓：初壓人田”70685.835x0.9q=70685,835X4=28274工34mm力20000070685-835X0.9二3.144X10“Prq由282743*34mm八到0快速回程:啟動(dòng)2050055292.031X0.9二4,12x10£1PuP恒速F2000055292.031X0.9二4.01x10£，Puq=Az

12、v2=70685.835x3000+60=276460L55mm'/$P制動(dòng)F1950055292.031X0.9二3,92xlo'Pa工作階段負(fù)載F/N工作腔壓力P/Pa輸入流量q/(mmA3/s)快速下行啟動(dòng)5007859.50333534291.75恒速00一慢速加壓初壓100001.572X10A5282743.34終壓2000003.144X10A6282743.34-0快速回程啟動(dòng)205004.12X10A5一恒速200004.01X10A52764601.55制動(dòng)195003.92X10A5一表1-3負(fù)載流量表工作循環(huán)中各階段的功率計(jì)算如表：快速下降（啟動(dòng)）階段P

13、1=p1q1=7859.5033X3534291.75X10A(-9)=27.778W快速下降（恒速）階段P=0慢速加壓（初壓）階段P2=p2q2=1.572X10A5X282743.34X10A(-9)=44.447W慢速加壓（終壓）階段P=pq=282743.34X10A(-9)X(0.1572+2.39t)(1-t/1.25)X10A6.t的取值范圍01.25當(dāng)t取0.95時(shí)取最大值P=164.74W快速回程（啟動(dòng)）階段P4=p4q4=4.12X10A5X2764601.55X10A(-9)=1139.02W快速回程（恒速）階段P5=p5q5=4.01X10A5X2764601.55X1

14、0A(-9)=1108.61W快速回程（制動(dòng)）階段P6=p6q6=3.95X10A5X2764601.55X10A(-9)=1083.72W表1-4功率表1.4制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖1.4.1 調(diào)速回路的選擇1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速：進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路在停車后啟動(dòng)的時(shí)候，由于進(jìn)油路上的節(jié)流閥控制流量，活塞前沖很小，甚至沒有沖擊；在實(shí)現(xiàn)壓力控制方面，進(jìn)油回油調(diào)速的進(jìn)油腔的壓力隨負(fù)載而變化，當(dāng)工作部件碰到死擋塊而停止后，其壓力將升到溢流閥的調(diào)定壓力，利用這一壓力變化來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力控制是很方便的。但是進(jìn)油回油調(diào)速回路中，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥發(fā)熱后的液壓由直接進(jìn)入液壓缸的進(jìn)油腔，故發(fā)熱和泄漏比較大；由于進(jìn)油回油調(diào)速回路

15、中的回油路油液沒有節(jié)流閥阻尼作用，所以它的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差。2、回油節(jié)流調(diào)速回路：由于回油回油調(diào)速回路中的回油路油液有節(jié)流閥阻尼作用，同時(shí)空氣也不易進(jìn)入，所以可以獲得較好的的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；回油回油調(diào)速回路中，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥發(fā)熱后的液壓由直接回油箱冷卻，故發(fā)熱和泄漏比較小。但是由于回油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油路上沒有節(jié)流閥控制流量，在停車后啟動(dòng)的時(shí)候，即使回油路上節(jié)流閥關(guān)的很小，也會(huì)使活塞前沖；在回油節(jié)流調(diào)速回路中，只有回油腔的壓力才會(huì)隨負(fù)載變化，當(dāng)工件碰到死擋塊時(shí)，其壓力降至為零，利用這一變化來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力控制比較麻煩。綜上，本設(shè)計(jì)采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，并在回油路上加背壓閥的回路，這樣可以綜合進(jìn)油回油調(diào)速回路和會(huì)有調(diào)

16、速回路的優(yōu)點(diǎn)，提高回路的綜合性能。1.4.2 三位四通電磁換向閥的選擇液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向采用三位四通M型中位機(jī)能電液換向閥控制，停機(jī)時(shí)換向閥處于中位，使液壓泵卸荷，快速下降時(shí)換向閥處于右位，快速上升時(shí)換向閥處于左位。1.4.3 保壓回路的選擇在三位四通電磁換向閥與液壓缸之間設(shè)置一個(gè)液控單向閥，其控油口與液壓缸的出油口管路相接，進(jìn)油口與三位四通電磁換向閥相接，出油口與液壓缸進(jìn)油路相接，形成保壓回路。利用蓄能器的保壓回路：當(dāng)液壓缸工作壓力不足時(shí)，通過(guò)釋放蓄能器力的油液補(bǔ)充給液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)保壓。第一種保壓回路可以自動(dòng)的補(bǔ)充液壓油，使液壓缸的的壓力能長(zhǎng)期的保持在所需的范圍內(nèi)，而利用蓄能器的保壓回路的保壓時(shí)

17、間取決于蓄能器的容量，沒用第一種保壓方案的保壓時(shí)間長(zhǎng)和穩(wěn)定，故選用利用液控單向閥的自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路。在液壓缸的進(jìn)油路，液控單向閥出油路上連接一個(gè)電接點(diǎn)壓力表，設(shè)置電接點(diǎn)壓力表的上限、下限值，當(dāng)液壓缸的壓力達(dá)到限值時(shí)，利用電接點(diǎn)壓力發(fā)出的電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)切換四通三位電磁換向閥，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保壓。圖1-4系統(tǒng)保壓圖1.4.4 快速回路的選擇1、差動(dòng)連接快速路：為實(shí)現(xiàn)壓頭的往返速度相等，需要有差動(dòng)回路，在液壓缸的進(jìn)、出油口及液壓缸出油口與換向閥之間分別連接兩一個(gè)二位二通電磁閥。液壓缸快速下降時(shí)差動(dòng)連接，快速上升時(shí)切斷差動(dòng)連接。2、雙泵供油快速回路：雙泵供油快速回路中，泵1為大流量泵，泵2是小流量泵，泵1與

18、泵2之間放一個(gè)單向閥，快進(jìn)時(shí)，油液由泵1經(jīng)單向閥與泵2同時(shí)供油；工進(jìn)時(shí)，控制泵1的液控順序閥時(shí)其卸荷，只有泵2供油。差動(dòng)連接快速回路可以很好的控制其快進(jìn)和快退的速度，使其符合題目中的快進(jìn)和快退的速度相同；而雙泵供油的泄漏大，效率低，結(jié)果復(fù)雜，成本高，故選擇差動(dòng)連接快速回路。圖1-5系統(tǒng)快速回路1.4.5 平衡回路的選擇防止壓頭在下降過(guò)程中由于自重而出現(xiàn)速度失控現(xiàn)象，在進(jìn)如液壓缸口處設(shè)置一個(gè)平衡回路來(lái)減輕這種現(xiàn)象。1、減壓平衡回路：在回路中設(shè)置一個(gè)減壓閥和一個(gè)溢流閥，形成減壓平衡回路。其中溢流閥的調(diào)定壓力大于減壓閥的調(diào)定壓力。2、順序閥平衡回路：在液壓缸的出油口安裝單向順序閥來(lái)調(diào)定壓力。由于順序

19、閥的壓力調(diào)定后，若工作負(fù)載變化小，則系統(tǒng)功率損失大，且活塞不可長(zhǎng)時(shí)間停留在一個(gè)位置，不適合本設(shè)計(jì)保壓要求，故選用減壓平衡回路。圖1-6平衡回路此外在泵的出口并聯(lián)一個(gè)溢流閥，用于系統(tǒng)的安全保護(hù)；泵出口并聯(lián)一個(gè)壓力表及其開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)壓；在液壓泵的出口串聯(lián)設(shè)置一個(gè)單向閥，以防止液壓油倒灌。綜上，將各回路合并整理，檢查以后繪制的液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖如圖所示：圖1-7系統(tǒng)回路圖1-油箱；2-過(guò)濾器；3-液壓泵；4-溢流閥；5-壓力表及其開關(guān)；6-節(jié)流閥；7-單向閥；8-背壓閥；9-三位四通電磁換向閥；10-液控單向閥；11-減壓閥；12-溢流閥；13-二位二通電磁換向閥；14-二位二通電磁換向閥；15

20、-液壓缸系統(tǒng)圖中個(gè)電磁閥的動(dòng)作順序見表：執(zhí)行動(dòng)作電磁鐵1YA2YA3YA4YA啟動(dòng)+-+快速下行+-+慢速加壓+-+保壓-快速回程-+-停止-_-表1-5磁閥的動(dòng)作順序表第2章液壓元件參數(shù)計(jì)算與選擇2.1 確定液壓缸的主要參數(shù)2.1.1 初選液壓缸的工作壓力已知液壓缸的最大工作負(fù)載為200000N,液壓缸工作壓力為:200000P=-=77-3,14MpQ心產(chǎn)70685.835x10*x0.92.1.2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)1章1.3節(jié)的內(nèi)容，可知液壓缸內(nèi)徑D=200mm，活塞桿外徑d=140mm,液壓缸無(wú)桿腔有儂面積為A尸70685.835，有桿腔有效面積為=55292031m/2.

21、1.3確定液壓缸的工作壓力、流量和功率二件階段負(fù)菽F/N工件腔壓力fVPa輸入流量八）快速下行啟動(dòng)50073S9.5O333534291.7S恒速00慢速加;壓初壓100001.572x10528274354終壓2000003.144-10628274334F怏速回程啟動(dòng)205004.12x105恒速200004.01x1052764601.55制動(dòng)195003.92“105表2-1工作壓力流量表快速下降（啟動(dòng)）階段P1=p1q1=7859.5033X3534291.75X10A(-9)=27.778W快速下降（恒速）階段P=0慢速加壓（初壓）階段P2=p2q2=1.572X10A5X2827

22、43.34X10A(-9)=44.447W慢速加壓（終壓）階段P=pq=282743.34X10A(-9)X(0.1572+2.39t)(1-t/1.25)X10A6.t的取值范圍01.25當(dāng)t取0.95時(shí)取最大值P=164.74W快速回程（啟動(dòng)）階段P4=p4q4=4.12X10A5X2764601.55X10A(-9)=1139.02W快速回程（恒速）階段P5=p5q5=4.01X10A5X2764601.55X10A(-9)=1108.61W快速回程（制動(dòng)）階段P6=p6q6=3.95X10A5X2764601.55X10A(-9)=1083.72W表2-2功率表2.2 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電

23、動(dòng)機(jī)的選擇液壓缸的工作壓力出現(xiàn)在終壓后即保壓階段開始時(shí)，P;&14MPU0止匕時(shí)缸的輸入流量極小，且不考慮各種損失，故液壓缸至泵間的進(jìn)油路壓力損失取值A(chǔ)p=OSMPao算得泵的最高工作壓力pp為：冊(cè)-&64MPQ所需的液壓泵的最大供油量按液壓缸的最大輸入流量（353429L75mm'/$）進(jìn)行估算。取泄漏系數(shù)K=1.1,M：qp=LIX3534291.75=3887720.925mm3/s=233.263加根據(jù)系統(tǒng)所需流量，擬初選限壓式變量液壓泵的轉(zhuǎn)速為n=1500r/min,暫取容積效率vQ90,則可算得泵的排量參考值為：1000q1000x233.263,V=-17

24、71fl一一=172.78861）©nrjv1500x0.9根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近YBD200單聯(lián)葉片泵，其額定壓力Pn=6.3MPa,排量V=200ml/r,額定轉(zhuǎn)速n=1500r/min,容積效率氏二。制。其額定流量為：%=匕，尸200X1500X0.9=270m%>171788符合系統(tǒng)對(duì)流量的要求。不計(jì)任何損失，液壓泵的最大理論功率即為液壓缸工作時(shí)所需的最大功率Pp=1139.02W。查手冊(cè)，選用規(guī)格相近的Y100L24型封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)電機(jī)，具額定功率為3KW,同步轉(zhuǎn)速1500r/min,滿載轉(zhuǎn)速1420r/min。按所選電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量

25、，液壓泵的最大實(shí)際排量為:c/=nV=1420X200X09=255.6Unim>233,263L/min滿足使用要求。2.3 液壓控制閥的選擇根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)原理圖，計(jì)算分析通過(guò)各液壓閥的最高壓力和最大流量，由設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇液壓閥的規(guī)格，如下表：2.4 選擇壓力表系列名稱型號(hào)測(cè)量范圍/MpaY系列壓力表Y訓(xùn)耐振壓力表060YX型耐振電接點(diǎn)壓力表060表1-3壓力表型號(hào)元件名稱技術(shù)規(guī)格公稱壓力/Mpa通徑/mm流量/(L/min)單向閥31.532200溢流閥31.532200三位四通電磁換向閥31.532200液控單向閥31.532200減壓閥2532200二位二通電磁換向閥31.5

26、32200表1-4閥的規(guī)格表2.5 選擇輔助元件油管內(nèi)徑一般可參照所接元件接口尺寸確定，也可按管路允許流速進(jìn)行計(jì)管道內(nèi)徑及壁厚液壓管道的兩個(gè)主要參數(shù)，計(jì)算公式如下:4q71V8>pdn(2-2)(2-1)式中q一通過(guò)油管的最大流量，m3;一油管中允許流速，（取值見表1-5）,m/s；d油管內(nèi)徑，m；一油管厚度，m；P一管內(nèi)最高工作壓力，MPa；油液流經(jīng)油管吸油管高壓管回油管短管及局部收縮處允許流速0.51.52.551.52.557b管材抗拉強(qiáng)度，MPa；n安全系數(shù)表1-5油管流速表管內(nèi)最高工作壓力/MPa<17.5717.517.5安全系數(shù)864表1-6管內(nèi)安全系數(shù)表1、高壓油管

27、取內(nèi)徑d=25mm,則：4X0.003534291v=444jil/s0.032x3.14符合油管中的允許流速管材為45鋼，其壁厚為:A>3.64X0.032X82X6000.7765mth取壁厚=1mm。2、對(duì)吸油管取內(nèi)徑d=60mm,則:F4X0.003534291v=7=L25m/s0.06X344符合油管中的允許流速。管材為45鋼，其管內(nèi)壓力幾乎為零，取其壁厚=1mm3、對(duì)回油管取內(nèi)徑d=45mm,則：4X0.003534291v=2.22in/s0.045X3.14符合油管中的允許流速。管材為45鋼，其管內(nèi)壓力最大時(shí)為0.41MPa,接近于零，取其壁厚=1mm2.6 過(guò)濾器的選

28、擇類型額定壓力/Mpa/(L/min)過(guò)濾精度/微米NXJI內(nèi)吸油過(guò)濾器<0.007（原始?jí)毫p失）25100080180表1-7過(guò)濾器型號(hào)表2.7 液壓系統(tǒng)驗(yàn)算前述液壓系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的。當(dāng)系統(tǒng)原理圖、組成原件及連接管路等設(shè)計(jì)完成以后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析計(jì)算。其目的在于對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量做出評(píng)價(jià)和評(píng)判，若出現(xiàn)問(wèn)題，則應(yīng)對(duì)液壓系統(tǒng)某些不合理的設(shè)計(jì)進(jìn)行修正或重新調(diào)整，或重新采取必要的措施。性能驗(yàn)算內(nèi)容一般包括壓力損失、效率、發(fā)熱和升溫、液壓沖擊等，對(duì)于重要的系統(tǒng)，還應(yīng)對(duì)其動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行驗(yàn)算或計(jì)算機(jī)仿真。計(jì)算時(shí)只采用一些簡(jiǎn)化的公式以求得概略的結(jié)果。由于系統(tǒng)

29、不考慮各種損失，且液壓系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，因此不必進(jìn)行液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算。第3章液壓油缸的設(shè)計(jì)3.1 引言液壓缸有多種類型。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞式、柱塞式和組合式三大類；按作用方式又可分為單作用式和雙作用式兩種。在雙作用式液壓缸中，壓力油可供入液壓缸的兩腔，使缸實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)。由于該系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，液壓缸采用雙作用式活塞式液壓缸。3.2 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1 缸筒和缸蓋組件1、確定液壓缸油口尺寸液壓缸的油口包括油口孔及連接螺紋。油口可布置在缸筒或缸蓋上，油o確定，計(jì)算公式如下:口直徑do應(yīng)根據(jù)活塞最大速度ma/口油口最高流速(3-1)式中D液壓缸內(nèi)經(jīng)，m；max一液壓缸最大輸出流速，m/min；o

30、油口流動(dòng)速度，m/min,一般不大于5m/s。對(duì)于無(wú)桿腔部位油口：4=0.13x0.2但r-0.0215而°J44選取M221.5的鏈接螺紋尺寸。對(duì)于有桿腔部位油口：/=0.L3x0.2L-0.0201出選取M221.5的螺紋連接尺寸。2、確定缸筒和缸蓋的連接形式居于本設(shè)計(jì)，缸筒和缸蓋的連接形式選用法蘭連接3、選擇缸筒和缸蓋材料缸筒選材：鑄鋼45前缸蓋選材：鑄鋼45后缸蓋選材：鑄鋼454、計(jì)算缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)參數(shù)缸筒壁厚的計(jì)算PyDL5x3,14x0.2一2,30-Py2,3x120-1.5x3.14-式中p一液壓缸工作壓力，MPa；Py一試驗(yàn)壓力，MPa,工作壓力p016MPa時(shí)，

31、Py=1.5p;工作壓力16MPa時(shí)，Py=1.5p；D液壓缸內(nèi)徑，m；一缸體材料許用應(yīng)力，MPa；取鑄鋼=120Pa；缸筒外徑Di的計(jì)算%=D+2"200+3.47=203.47加標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的缶!筒外徑系列D=220mm缸底厚度h的計(jì)算11.5x寵14IUAbflifli對(duì)于平型缸底當(dāng)缸底無(wú)油口時(shí)ph=0433D/二0.433x0,2xi當(dāng)缸底有油口時(shí)0=0433。T-T7nJltrl(D-dQ)-0,433XONX1.5X3,14X0.22,120(0,2-0m)-二1&085:出液壓缸頭部法蘭厚度h的計(jì)算因?yàn)樵诟淄差^部有活塞桿導(dǎo)向孔，故其厚度的計(jì)算方法與缸底有所不同。對(duì)

32、于常用的法蘭式缸頭，其厚度的計(jì)算方法如下。h=1=18.81mmi3X200000X(0,22-0,18)7rdM田-J3J4X0J8X120X10式中F法蘭受力總和這里取F=200000ND。一螺釘孔分布圓直徑，m；dcp密封環(huán)平均直徑，m；一法蘭材料許用應(yīng)力，Pa；4、缸筒與缸蓋的配合缸蓋與缸筒的配合采用H9/f9的間隙配合；缸筒與導(dǎo)向套采用H7/g9配合;缸底與缸筒采用H7/g6配合。3.2.2 排氣裝置排氣裝置用于排除液壓缸內(nèi)的空氣，使其工作穩(wěn)定，一般把排氣閥安裝在液壓缸兩端的最高位置與壓力腔相通，以便安裝后、調(diào)試前排除液壓缸內(nèi)的空氣，對(duì)于運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定性要求較高的機(jī)床和大型液壓缸，則需

33、要設(shè)置排氣裝置，如排氣閥等。排氣閥的結(jié)構(gòu)有多種形式常用排氣閥為整體型排氣閥，其閥體與閥芯合為一體，材料為不銹鋼3Cr13,錐面熱處理硬度HRC3844。3.3 活塞及活塞桿組件3.3.1 確定活塞及活塞桿的連接形式根據(jù)工作壓力及活塞直徑、機(jī)械振動(dòng)的大小，選用螺紋連接。3.3.2 選擇活塞及活塞桿的材料活塞選擇ZQSn6-6-3為材料；活塞桿選擇45鋼；粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229285HB,必要時(shí)高頻淬火達(dá)至U4555HRC。3.3.3 活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu)活塞與缸筒之間既有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有需要使液壓缸兩腔之間不漏油。根據(jù)液壓缸的工作壓力及作用選擇Yx型密封圈進(jìn)行密封。根據(jù)公稱直徑進(jìn)行選取溝槽的公差

34、選取為h9或H9。3.3.4 活塞桿的結(jié)構(gòu)液壓缸通常通過(guò)活塞桿的端部與其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接。常用活塞桿端部結(jié)構(gòu)形式，選用法蘭結(jié)構(gòu)形式3.3.5 活塞桿的強(qiáng)度校核活塞桿只承受軸向力的作用，因此只進(jìn)行拉壓強(qiáng)度校核，此時(shí)F200000O=-=12.99ZMPaMA冗7Jx1404355-二253.57MPtL43.3.6 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵活塞桿導(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)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)時(shí)把雜質(zhì)、灰塵和水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。1、導(dǎo)向套的尺寸配置與最小導(dǎo)向長(zhǎng)度導(dǎo)向套的主要尺寸時(shí)支承長(zhǎng)度，通常按活塞桿直徑

35、、導(dǎo)向套的形式、導(dǎo)向套材料承受能力、可能遇到的最大側(cè)向負(fù)載等因素來(lái)考慮。導(dǎo)向套過(guò)短將使缸應(yīng)配合間隙引起初始撓度增大，影響液壓缸工作性能和穩(wěn)定性，因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足：LD200200r-20+2=+=11°翻L液壓缸最大行程，mm;D一缸筒內(nèi)經(jīng)，mm；導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合采用H7/g6。導(dǎo)向套內(nèi)徑的配合一般多為H8/f9（或H9/f9）,其表面粗糙度為R0.631.25m。外圓與內(nèi)孔的同軸度不大于0.03mm,圓度與同柱度公差不大于直徑公差之半，內(nèi)孔中的環(huán)形油槽要淺而寬，以保證良好潤(rùn)滑。2、活塞桿的密封和防塵活塞桿常用密封與防塵結(jié)

36、構(gòu)，選用J型防塵圈。3.3.7 活塞活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此它于缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，即不能過(guò)緊，也不能間隙過(guò)大。設(shè)計(jì)活塞時(shí)，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式，其次還有活塞與活塞桿的連接、活塞材料、活塞尺寸及加工公差等?；钊慕Y(jié)構(gòu)形式分為整體活塞和組合活塞，根據(jù)密封裝置形式來(lái)選用活塞結(jié)構(gòu)形式，該系統(tǒng)液壓缸中可采用Yx形圈密封。所以，活塞的結(jié)構(gòu)形式可選用組合活塞。3.3.8 緩沖裝置液壓缸的行程終端緩沖裝置可使帶著負(fù)載的活塞，在到達(dá)行程終端減速到零，目的是消除因活塞的慣性力和液壓力所造成的活塞與端蓋的機(jī)械撞擊，同時(shí)也為了降低活塞在改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)液體發(fā)出的噪聲，使液壓系統(tǒng)速度換接平穩(wěn)，

37、速度穩(wěn)定。緩沖裝置的工作原理時(shí)使缸筒低壓油腔內(nèi)油液(全部或部分)通過(guò)節(jié)流把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。液壓缸的活塞速度在0.1m/s時(shí)，一般不采用緩沖裝置；在0.2m/s時(shí)，則必須采用緩沖裝置。本設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)最大速度為3m/min,即0.05m/s小于0.1m/s,但是活塞較大，所以不設(shè)置緩沖裝置。3.4 缸體長(zhǎng)度的確定液壓缸的缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和，缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度，導(dǎo)向套寬度，一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不大于內(nèi)徑的2030倍，即在本系統(tǒng)中缸體長(zhǎng)度不大于40006000mm。本系統(tǒng)中：活塞彳T程L=200mm;活塞寬度B=(0.6-1)

38、D=120200mm,其中D為液壓缸內(nèi)經(jīng)；導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A=(0.6-1)D=120200mm；取活塞寬度B=120mm導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A=120mm液壓缸缸底厚度H=20mm液壓缸缸蓋厚度H=20mm液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度為液壓缸行程長(zhǎng)度、中隔圈寬度與活塞寬度之和，即：200+12025345mHi液壓缸缸體外形長(zhǎng)度為液壓缸內(nèi)部長(zhǎng)度、導(dǎo)向套寬度與缸蓋厚度之和，即：345+80+60485mm第4章液壓油箱設(shè)計(jì)4.1 引言液壓油箱簡(jiǎn)稱油箱，它往往時(shí)一個(gè)功能組件，在液壓系統(tǒng)中主要用于儲(chǔ)存液壓油、散發(fā)油液熱量、溢出空氣及消除泡沫和安裝元件等。按新近的液壓系統(tǒng)污染控制理論的要求，油箱不應(yīng)該時(shí)一個(gè)容

39、納污垢的場(chǎng)合，而要求在油箱中油液本身時(shí)達(dá)到一定清潔度等級(jí)的油液，并以這樣清潔的油液提供給液壓泵及整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作油路。4.2 油箱的類型按油箱的結(jié)構(gòu)和用途分，通常分為整體式油箱、兩用油箱和獨(dú)立郵箱三種類型。整體式郵箱是指在液壓系統(tǒng)或機(jī)器內(nèi)部的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱；兩用油箱是指液壓油與機(jī)器中的其他目的的用油的公用油箱，獨(dú)立油箱是應(yīng)用最應(yīng)用最廣泛的一類油箱，其熱量主要通過(guò)油箱壁靠輻射和對(duì)流作用散發(fā)，因此油箱是盡可能窄而高的形狀。根據(jù)油箱液面與大氣是否相通，又可分為開式油箱和閉式油箱。因此本系統(tǒng)選用開式油箱。4.3 油箱的容量油箱的容量是油箱的基本參數(shù)。油箱的容量包括油液的容量和空氣的容量。油箱的容量

40、可用經(jīng)驗(yàn)法或根據(jù)散熱加以確定，本符合JB/T7938-1999液壓泵站油箱公稱容量系列的規(guī)定。用經(jīng)驗(yàn)法確定油箱的容量注意一下三種情況：油箱的容量通常為液壓泵每分鐘排出體積額定值的35倍；采用定量泵或非壓力補(bǔ)償變量泵的液壓系統(tǒng)，油箱容量的要大于泵流量的3倍以上；采用壓力補(bǔ)償壓力油泵時(shí)，應(yīng)盡量提供至少為系統(tǒng)每分鐘所需油液體積的平均值（以升記）3倍的油箱容積。本系統(tǒng)液壓泵為單聯(lián)葉片泵，其每分鐘輸出油液的流量為300L/min,根據(jù)情況，選用公稱油箱容積為1000L的油箱。油箱的外形長(zhǎng)、寬、高分別為2340mm860mm815mm此油箱為不帶支腳油箱，取油箱的壁厚為8mm4.4 油箱設(shè)計(jì)4.4.1 箱頂、通氣器、注油口油箱的頂部結(jié)構(gòu)取決于它上面安裝的元件。當(dāng)箱頂上安裝泵組時(shí)，頂板厚度為側(cè)板的四倍，以免產(chǎn)生振動(dòng)。箱頂上一般要設(shè)置通氣器、注油口，通氣