【畢業(yè)設(shè)計(jì)】液壓壓線鉗的結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：液壓壓線鉗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系別：裝備制造系班級(jí)：姓名：指導(dǎo)教師：2014年月日液壓壓線鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要液壓壓線鉗是液壓工具的一種，主要特點(diǎn)就是使用液壓原理，產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力從而可以完成很粗的鋼線纜，電纜，高壓電線鉚接，壓接。在無(wú)專用設(shè)備或在無(wú)動(dòng)力源的野外、山區(qū)高空作業(yè)時(shí),常會(huì)遇到施加大作用力的情況,這時(shí)常用手動(dòng)工具進(jìn)行作業(yè)。目前,手動(dòng)機(jī)具的類型大致有2類,一類是機(jī)械式,它的主要缺點(diǎn)是所施加的作用力太小,遠(yuǎn)不能滿足多種大作用力作業(yè)的要求;另一類是液壓式,其能滿足多種大作用力作業(yè)的要求;另一類是液壓式,其所以體積、重量均較大,對(duì)懸空作業(yè)不適合。根據(jù)實(shí)際工作中常遇到的情況,設(shè)計(jì)制造了輸出作用力大(有100kN、160kN、250kN等規(guī)格),作業(yè)形式多(可進(jìn)行鉚接、壓接、彎曲、切斷、剪切、破拆等作業(yè)),攜帶方便(整機(jī)重量10～15kg),操作靈活(手動(dòng)力為20kg)的手動(dòng)液壓壓線鉗。實(shí)踐證明,該機(jī)具工作可靠、適應(yīng)面廣,是較好的手動(dòng)機(jī)具。能夠解決了某些特殊場(chǎng)合無(wú)法鉚接的難題。通過(guò)對(duì)與液壓壓線鉗工作原理相似工具的分析,經(jīng)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，依據(jù)國(guó)家零件標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用相關(guān)公式合理計(jì)算確定各結(jié)構(gòu)零件尺寸，并完成最終方案校核，構(gòu)想出了設(shè)計(jì)方案并通過(guò)計(jì)算，最終確定液壓鉗的尺寸，并繪制出相關(guān)圖形表格和整體的一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。由于液壓傳動(dòng)的種種優(yōu)點(diǎn)，近些年來(lái)液壓傳動(dòng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用從而提高了生產(chǎn)和作業(yè)效率。本次設(shè)計(jì)液壓鉗鉗口壓力為2噸，額定工作壓力3MP。所用液壓缸、液壓桿、油箱和手柄等零件及結(jié)構(gòu)尺寸連同工藝要求見(jiàn)本設(shè)計(jì)計(jì)算部分。通過(guò)最終校核實(shí)驗(yàn)所得設(shè)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)符合最終要求及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：作用力額定壓力液壓缸設(shè)計(jì)材料手柄校核Structuredesignofhydraulic

pressure

clampAbstractHydraulic

crimpingpliers

isakindof

hydraulictools,

themain

featureistheuseofhydraulicprinciple,

havestrongpressure

to

completethe

steel

cable,

thickcables,

highvoltagewires

riveting,

crimping.

Intheabsenceof

specialequipmentor

intheabsenceof

powersource

field,

mountain

highaltitudeoperation,

oftenencounter

alarge

force,

thenthe

commonhand

tooltowork.

Atpresent,

thetypeof

manualmachines

have2kinds,

onekindisthe

mechanicaltype,

itsmaindisadvantage

is

theappliedforce

istoosmall,

cannotmeetthe

requirementsofoperationofvarious

functions;

anotherkindis

hydraulictype,

itcansatisfytheoperationofvarious

large

force

requirements;

anotherkindis

hydraulictype,

thesothevolume,

weight

werelarger,

not

suitablefor

hangingoperation.

Accordingtothe

oftenencountered

inactualwork

situation,

designandmanufactureoflarge

output

force

(100

kN,

160kN,

250kN

andotherspecifications),

operationform

(canbe

riveted,

pressing,

bending,

cutting,

shearing,

dismantlingoperations),

convenientcarrying

(weight

10

~15kg),

operation

flexible

(manualforceis20

kg)

manualhydraulic

crimpingpliers.

Practicehasproved,

themachine

isreliable,

wideadaptability,

good

isthemanual

machine.

To

solvetheproblem

ofsomespecialoccasions

not

riveting.

Throughtheanalysisofthesimilarity

andtheworkingprincipleof

hydraulic

crimpingpliers

tools,

aftercheckingthe

mechanicaldesignmanual,

accordingtothenational

standardparts,

determinethe

structureparts

ofreasonablesize

formulafor

application,andcompletedthefinal

schemecheck,

conceivedthe

designscheme

andbycalculatingthe

hydraulicclamp,

ultimatelydeterminethe

size,

anddrawtherelevant

graphic

form

and

anintegral

structurediagram.Becauseofvarious

advantagesofhydraulictransmission,

inrecentyears,

thehydraulictransmission

technologyhasbeenwidelyapplied

inordertoimprovetheproduction

and

operationefficiency.

Thedesignof

thehydraulicclamp

jawpressureis2tons,

ratedworking

pressureof2.5

-3MP.

The

hydrauliccylinder,hydraulicrod,

oiltank

andahandle

andstructureandsize

togetherwiththetechnologicalrequirementsof

the

design.

Throughthefinal

check

experimentdesignresult

with

final

requirementsand

nationalstandards.Keywords:

forceatrated

pressure

hydrauliccylinderdesign

materialhandle

andcheck

1引言液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具備種種優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在各行各業(yè)現(xiàn)代化機(jī)械系統(tǒng)中，尤其是那些大型、高壓、高負(fù)載的設(shè)備中更是被廣泛使用，并且液壓會(huì)可以用很小的功率控制執(zhí)行元件的速度、方向，并且不僅能提供較大的工作力還能夠達(dá)到非常高的精度，這些特點(diǎn)在機(jī)械式傳動(dòng)方式是無(wú)法比擬的。其布局安裝非常方便靈活，在占用空間相同的情況下其質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它類型的機(jī)械，因此能在很小的空間內(nèi)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，當(dāng)在大噸位運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中時(shí)，能夠使運(yùn)行速度十分的平穩(wěn)?？紤]到液壓技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，液壓元件設(shè)備體積小、重量輕，因而慣性力較小，當(dāng)突然過(guò)載或泊車時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生大的沖擊；能在給定范疇內(nèi)安穩(wěn)的主動(dòng)調(diào)理牽引速度，并可完成無(wú)極調(diào)速；換向輕易，在不轉(zhuǎn)變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情形下，能夠較便利地完成工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)活動(dòng)的轉(zhuǎn)換；液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管銜接，在空間布置上相互不受嚴(yán)厲限制；因?yàn)椴扇∮鸵簽楣ぷ鹘橘|(zhì)，元件絕對(duì)活動(dòng)外表間能自行光滑，磨損小，使用壽命長(zhǎng)。正由于液壓技術(shù)有如此眾多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等；行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機(jī)調(diào)速裝置等等；船舶用的甲板起重機(jī)械、船頭門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；特殊技術(shù)用的控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。經(jīng)過(guò)此次液壓課設(shè)讓我對(duì)液壓理論知識(shí)有了進(jìn)一步的了解，提高了我積極動(dòng)手參與思考的能力為我以后的工作打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)，希望以后還能有這樣的機(jī)會(huì)接觸到這方面的課程設(shè)計(jì)。2液壓壓線鉗總體設(shè)計(jì)方案2.1液壓壓線鉗的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖111杠桿套21手動(dòng)泵柱塞31卸載頂桿41上手柄51下手柄61絕緣套71右端蓋81快進(jìn)活塞91卸載閥101缸筒111左端蓋121工作活塞131安全閥14、151單向閥2.2液壓壓線鉗的工作原理如圖1所示,該機(jī)具分為鉗頭(圖中雙點(diǎn)劃線部分)和鉗體2部分,鉗頭作為執(zhí)行部件用銷及螺釘與鉗體前部的圓形端蓋剛性連接,根據(jù)不同的作業(yè)情況,可更換相應(yīng)的鉗頭。鉗體為動(dòng)力源部分,由手動(dòng)施力裝置及具有儲(chǔ)油、快進(jìn)、增壓工作、卸載、快退功能的液壓裝置組成。鉗體缸筒10的右端有一儲(chǔ)油腔Ⅰ,儲(chǔ)存該機(jī)具工作時(shí)所需的全部液壓油。缸筒10的左端有工作活塞12,其內(nèi)孔中裝有回程彈簧。下手柄5的左端外圓上有一段矩形螺紋,右端蓋7上的螺釘旋入下手柄5的矩形螺紋槽內(nèi)。上手柄4的大直徑右端也有一矩形螺旋槽,杠桿套1的螺釘前部旋入下手柄5矩形槽內(nèi)。手動(dòng)液壓泵柱塞2,在手柄施加外力后,可輸出3MPa的超高壓油液。卸載頂桿3和單向閥9為卸載裝置。鉗體及手柄外部都裝有一層絕緣膠套,其作用有2個(gè),一是手感柔軟、與手的摩擦力較大,且在鉗體萬(wàn)一掉落時(shí),橡膠的彈性作用對(duì)人體有一定的緩沖保護(hù)作用;二是在進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)(如壓接電線),起絕緣保護(hù)作用。工作時(shí),首先順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)下手柄5,在其上螺旋槽的作用下,下手柄左端面將推動(dòng)快進(jìn)活塞8前移,缸筒10上儲(chǔ)油腔中的油液通過(guò)單向閥14和15進(jìn)入工作活塞12的右腔,由于手柄螺旋槽螺距較大,所以工作活塞帶動(dòng)鉗頭上的壓模實(shí)現(xiàn)快速前移,當(dāng)鉗頭上壓模接觸工件后,隨著下手柄5的繼續(xù)移動(dòng),儲(chǔ)油腔Ⅰ中的油液壓力將會(huì)上升,直到下手柄5轉(zhuǎn)不動(dòng)時(shí),快進(jìn)動(dòng)作結(jié)束。這時(shí)再上、下搬動(dòng)上手柄4,柱塞2,即上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng),油液推動(dòng)鉗體上的壓模進(jìn)行慢速、超高壓工作進(jìn)給。工作時(shí),若油液壓力超過(guò)安全閥13設(shè)定的壓力(裝配時(shí)已設(shè)定為80MPa),安全閥將開(kāi)啟,實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。工作完畢后,先將下手柄反轉(zhuǎn)退回原位,然后將上手柄4抬起,并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),使其在螺旋槽作用下前移,上手柄4大外圓前端就會(huì)越過(guò)卸載頂桿3,處于其上方位置,這時(shí)再向下壓上手柄4,卸載頂桿3即會(huì)被壓下,頂開(kāi)卸載閥9,工作活塞12的右腔與缸筒10儲(chǔ)油腔連通,在工作活塞12內(nèi)回程彈簧力作用下,工作活塞12帶動(dòng)鉗頭上的壓模退回到最里邊的初始位置,同時(shí)回流油液在回程彈簧力的作用下,將快進(jìn)活塞8推回到最右邊,最后將上手柄4反轉(zhuǎn),使其退回原位,一個(gè)工作循環(huán)全部結(jié)束。2.2液壓壓線鉗的組成2.2.1液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。1）動(dòng)力元件（油泵）它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能，是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分。2）執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)）它是將液體的液壓能裝換成機(jī)械能。其中包括液壓缸做直線運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3）控制元件包括壓力閥、流量閥和方向閥等，它的作用是根據(jù)需要無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)液壓動(dòng)機(jī)的速度并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)解控制。4）輔助元件除上述三部分以外的其他元件，包括壓力表、濾油器、儲(chǔ)能裝置、冷卻器、管件、油箱及密封圈等，他們也十分重要。5）工作介質(zhì)工作介質(zhì)是指各類液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過(guò)油泵和液動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。2.2.2手動(dòng)液壓壓線鉗的組成液壓壓線鉗為保證便于攜帶，外形緊湊同時(shí)降低生產(chǎn)成本，因此設(shè)計(jì)工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精簡(jiǎn)。動(dòng)力元件采用手工杠桿向小液壓缸加壓執(zhí)行元件選取雙重液壓缸加力控制元件僅需簡(jiǎn)單單向閥即可完成基本操作輔助元件主要選取油箱及密封圈工作介質(zhì)因其手動(dòng)且技術(shù)要求較低僅需普通液壓油2.3液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)2.3.1液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1、液壓傳動(dòng)的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來(lái)布置。2、重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快。3、操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)2000：1）。4、可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。5、一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)。6、很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。7、很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過(guò)程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。2.3.1液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)由于流體流動(dòng)的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄露不僅污染場(chǎng)地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。2、由于工作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。3、液壓元件的制造精度要求較高，因而價(jià)格較貴。4、由于液體介質(zhì)的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴(yán)格的傳動(dòng)比。5、液壓傳動(dòng)出故障時(shí)不易找出原因；使用和維修要求有較高的技術(shù)水平?？傮w來(lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是十分突出的，他的缺點(diǎn)將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展熱逐漸得到客服與改善，擁有更高的潛力與發(fā)展空間。4液壓壓線鉗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算說(shuō)明計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果4.1大小液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑的計(jì)算液壓缸工作壓力的確定液壓缸的工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定，對(duì)于不同用途的液壓設(shè)備由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同，根據(jù)負(fù)載F=2*9.8=19.6KN,根據(jù)附表1確液壓缸的工作壓力為3MPa。表1液壓缸推力與工作壓力的關(guān)系液壓缸推力F/KN<55—1010-2020-3030-50>50液壓缸工作壓力p/MPA<0.5-11.5-22.5-33-44-5>5-7(2)活塞式大液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定內(nèi)經(jīng)計(jì)算根據(jù)已知條件，工作最大負(fù)載19.6K,工作壓力P=3MPa可得液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定已知；F=19.6KN,P=3MPa公式:(1-2)D==28.8mm經(jīng)過(guò)計(jì)算得出大液壓缸的直徑為28.8mm，計(jì)算出的液壓缸內(nèi)徑D應(yīng)該圓整然后按取值，在按標(biāo)準(zhǔn)的D計(jì)算缸的有效面積，作為以運(yùn)算的依據(jù)，通過(guò)查表2最后確定大液壓缸的直徑為32mm81012162025324050638090100110125140160180200220250320400表4-2液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB2348-93）(mm)因?yàn)榛钊麠U在穩(wěn)定狀態(tài)下僅承受軸向載荷活塞桿直徑按簡(jiǎn)單的拉壓強(qiáng)度計(jì)算。根據(jù)表3確定活塞桿的直徑d表3活塞桿直徑的選取活塞桿受拉情況工作壓力p/MPa活塞桿直徑d受拉--d=（0.3~0.5）D受壓及拉P≤5d=（0.5~0.55）D受壓及拉5<P≤7d=（0.6~0.7）D受壓及拉P>7D=0.7D此時(shí)：d=0.5D≈17mm計(jì)算出的活塞桿的直徑d應(yīng)該圓整，在按標(biāo)準(zhǔn)的d計(jì)算缸的有效面積，作為以運(yùn)算的依據(jù)，通過(guò)查表4最后確定活塞桿的直徑徑為20mm表4活塞桿直徑尺寸系列456810121416182022252832364045505663708090100表4-4活塞桿直徑尺寸系列（GB2348-93）（mm）因此選擇活塞桿直徑為d=20mm小液壓缸內(nèi)徑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算由連通器原理可知： （1-3）：大、小液壓缸所受外作用力（N）：大、小液壓缸內(nèi)徑面積（）設(shè)置小液壓缸外力是由人手通過(guò)杠桿作用提供，初步選定人手最大施加作用力為200N，杠桿作用力矩之比為1:10，則易知小液壓缸所受作用力為f=2000N因此D小≈10mm活塞桿直徑為d小=0.5D小=5mm因?yàn)樾』钊c活塞桿尺寸都比較小不易加工，因此將小活塞設(shè)置為d小=D小=5mm的柱塞。液壓缸推力校核當(dāng)液壓缸基本確定以后計(jì)算實(shí)際工作推壓力依據(jù)公式F=PA（N）式中A:活塞有效工作面積P:液壓缸工作壓力小液壓缸處作用力為2000N，活塞直徑為10mm時(shí)系統(tǒng)額定工作壓力仍為設(shè)定值3MPa。大液壓缸實(shí)際推力F額=3×10000000×÷4×0.32=7.643t其中能夠達(dá)到的最大壓力Fmax=1.5F額=11.46t符合題目要求鉗口壓力2t。4.2活塞桿材料強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核（1）因?yàn)榛钊c活塞桿為一體的。材料選為45＃鋼σb≥600MPaσs≥340MPa&（％）>13熱處理：調(diào)質(zhì)表面處理：鍍鉻為了能夠滿足要求最后確定σb=600MPa（2）活賽桿強(qiáng)度的校核活塞桿強(qiáng)度校核按公式中:材料許用應(yīng)力，，為材料的抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，取n=1.4。F：活塞所受載荷d：活塞桿直徑經(jīng)計(jì)算d==0.0065mm由上面計(jì)算得：活塞桿的強(qiáng)度符合要求。圖4-1活塞剖面圖大液壓缸的負(fù)載為19.6KN計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果有效面積計(jì)算S有效=S大-S小=/4*(32*32-20*20)=490.088m㎡校核方程：σ=F/S有效≤[σ]得：σ=F/S有效=20000/490.088*1000000=40.743MPa因?yàn)棣?40.743MPa<[σ]所以強(qiáng)度滿足條件活塞外徑的配合選f9：外徑與內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，端面與軸線的垂直度公差不大于0.04mm/mm。由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，即不能過(guò)緊也不能間隙過(guò)大，配合過(guò)緊，不僅使最低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動(dòng)配合表面；間隙過(guò)大會(huì)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(jì)性能。液壓力的大小與活塞的有效工作面積有關(guān)，活塞直徑應(yīng)與缸筒內(nèi)徑一致。所以設(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。根據(jù)密封裝置（本設(shè)計(jì)用O形密封圈）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但給活塞的加工帶來(lái)困難，密封圈安裝時(shí)也容易拉傷和扭曲。活塞桿的外圓粗糙度Ra值一般為0.1~0.3微米。太光滑了，表面形成不了油膜，反而不利于潤(rùn)滑。由于本液壓系統(tǒng)用低載荷(低速度低工作壓力）和良好的環(huán)境條件（碰撞機(jī)會(huì)很少），所以不可做表面處理：如圖大液壓缸負(fù)載R=98.5KN大液壓缸內(nèi)徑D=40mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果大液壓缸活塞桿直徑d=28mm小液壓缸計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2穩(wěn)定性校核 當(dāng)活塞桿長(zhǎng)徑比L/d≥10時(shí)(長(zhǎng)度和直徑比)稱為細(xì)長(zhǎng)桿，對(duì)其受拉時(shí)，軸向力超過(guò)某一臨界值時(shí)會(huì)失去穩(wěn)定性，因此進(jìn)行穩(wěn)定性校核?；钊麠U受載荷F應(yīng)小于臨近穩(wěn)定載荷Fk，即F≤Fk/nk式中nk--安全系數(shù)，一般取2~4當(dāng)細(xì)長(zhǎng)比l/k≥m時(shí)，可按歐拉公式計(jì)算Fk=n2EJ/l2式中n--末端條件系數(shù)，見(jiàn)《液壓與氣壓傳動(dòng)》表4-10E--材料彈性模具，鋼E=2.1×PaJ--截面轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，實(shí)習(xí)桿j=L--活塞桿長(zhǎng)度計(jì)算長(zhǎng)度，見(jiàn)《液壓與氣壓傳動(dòng)》圖4-21K=K--活塞桿截面回轉(zhuǎn)半徑（m），A--活塞桿截面積（㎡）m--柔變系數(shù)，見(jiàn)《液壓與氣壓傳動(dòng)》表4-11當(dāng)細(xì)長(zhǎng)比l/k<時(shí)Fk=式中fe--材料試驗(yàn)強(qiáng)度值MPa，見(jiàn)《液壓與氣壓傳動(dòng)》表4-11A--試驗(yàn)系數(shù)，見(jiàn)《液壓與氣壓傳動(dòng)》表4-11由上面計(jì)算得，活塞桿穩(wěn)定性符合要求，由于所要設(shè)計(jì)的液壓鉗的活塞桿的長(zhǎng)度很短，所以可以不計(jì)算活塞桿的彎曲穩(wěn)定性是否符合要求。圖4-1刀頭破切螺母行程示意圖4.3液壓缸強(qiáng)度和剛度校核液壓缸的強(qiáng)度和剛度校核包括缸壁強(qiáng)度，活塞桿強(qiáng)度和壓桿穩(wěn)定性及螺紋強(qiáng)度等內(nèi)容。4.3.1缸體的壁厚校核在中低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚往往由結(jié)構(gòu)和工藝的要求來(lái)確定，一般不作計(jì)算。只有在壓力較高和直徑較大時(shí)，才有必要校核缸壁最薄處的壁厚強(qiáng)度。薄壁圓筒當(dāng)缸體內(nèi)徑D和壁厚&之比D/&>10時(shí)，稱為薄壁缸體。按下式校核&≥PYD/2[σ]式中&--缸體的壁厚PY--缸體試驗(yàn)壓力。當(dāng)缸體額定壓力PN≤16MPa，PY=1.5PN；當(dāng)額定壓力PN>16MPa,PY=1.25PN；D--缸體內(nèi)徑[σ]--缸體材料的許用力，可查手冊(cè)在該液壓鉗的設(shè)計(jì)中，我們選用&=5mm。D計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果4.4螺紋連接強(qiáng)度校核在《液壓與氣壓傳動(dòng)》表4-1中，液壓缸與缸筒連接螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核，其拉應(yīng)力為σ=其切應(yīng)力為合成應(yīng)力為化簡(jiǎn)得式中F--液壓缸最大載荷K--螺紋預(yù)緊系數(shù)，K=1.2~1.5d--螺紋內(nèi)徑z--螺栓個(gè)數(shù)[σ]--材料許用應(yīng)力--材料屈服極限n--安全系數(shù)，一般取K=1.2~1.5由上面計(jì)算得；螺紋連接強(qiáng)度符合要求。大液壓缸活塞桿長(zhǎng)l=64mm液壓缸長(zhǎng)（內(nèi)部）L=64mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果油箱的設(shè)計(jì)液壓壓線鉗在使用時(shí)，方向是不確定的。因?yàn)橛拖浜豌Q身為一體，當(dāng)鉗身旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度時(shí)，油箱也轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。油箱中的油面因?yàn)橹亓ψ饔每偙３炙綘顟B(tài)。因此，吸油管與油面的相對(duì)位置就會(huì)發(fā)生變化，也有可能脫離油面，而使空氣進(jìn)入油路，使液壓壓線鉗無(wú)法正常工作。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，本設(shè)計(jì)采用活塞式油箱，當(dāng)液壓油被柱塞推入主油缸時(shí)，油箱的油量隨之減少，同時(shí)油箱內(nèi)壓力減小，當(dāng)油箱內(nèi)部與外界壓力值差達(dá)到一定值時(shí)，外部壓力就會(huì)推動(dòng)活塞的移動(dòng)，直到平衡。當(dāng)主油缸泄油時(shí)，彈簧推動(dòng)活塞復(fù)位。簡(jiǎn)圖；小液壓缸活塞桿長(zhǎng)l=50mm液壓缸長(zhǎng)（內(nèi)部）L=60.5mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1油箱的容積計(jì)算合理的確定油箱容積是保證液壓系統(tǒng)正常工作的重要條件。初步設(shè)計(jì)時(shí)，可用下述經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的有效容積。V=式中V--油箱容積（L）--液壓泵的總額定流量（L/Min）a--經(jīng)驗(yàn)系數(shù)（min）其數(shù)值如下；低壓系統(tǒng)；a=2~4min中壓系統(tǒng)；a=5~7min中高壓或高壓大功率系統(tǒng)；a=6~12min2油管尺寸的確定油管尺寸主要指內(nèi)徑d和管壁厚油管內(nèi)徑d按下式計(jì)算d=式中qv--通過(guò)油管的流量V--油管中允許的流速，一般對(duì)吸油管取0.5~1.5m/s，壓油管取2.5~5m/s，回油管1.5~2m/s，壓力高時(shí)取大值，壓力小時(shí)取小值。油管內(nèi)徑的計(jì)算值應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。本設(shè)計(jì)中，取油管的內(nèi)徑為d=2m油管壁厚按下式計(jì)算式中p--管內(nèi)工作壓力[σ]--油管材料的許用拉應(yīng)力本設(shè)計(jì)中，取油管的壁厚為1mm。活塞寬度一般為缸直徑的0.6~1.2倍。設(shè)油箱的內(nèi)徑是40mm為油箱的容積應(yīng)不小于主油缸的最大容積，主油箱的最大容積為；V1=HA1=25×322×π÷4=20106mm3因?yàn)閂1=V2所以L2=11.11mm.計(jì)算流量選擇油孔的直徑，計(jì)算小孔引起的壓力損失此機(jī)械為手動(dòng)機(jī)械，速度由操作人員控制，按正常情況下使用，設(shè)人手以200N的力為壓力于壓桿端部。桿端部運(yùn)動(dòng)的最大速度是V1=5mm/s，有前邊計(jì)算油管直徑d=3mm。由K1(壓桿傳動(dòng)比值)得；小活塞的最大運(yùn)動(dòng)速度；V2=V1×1/K=5×0.1=0.5m/s液體的最大流量；（單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)液體的體積）Q=V/t=0.5×A=流體在油路中的流速V=Q/A=1.389m/s選用液壓油；L-HS解釋；質(zhì)量等級(jí)；優(yōu)等品粘度等級(jí)；22（按GB/T3141）運(yùn)動(dòng)粘度；(40攝氏度)19.8m㎡/s（GB/T265）雷諾數(shù)計(jì)算Re=vd/r即=210.45為了防止液體在油道內(nèi)出現(xiàn)紊流，必須表2-4得，光滑的金屬圓管的臨界雷諾數(shù)Recr為2300.因?yàn)镽e=210.45<2300所以在油路中液體處于層流狀態(tài)沿程壓力損失計(jì)算由《液壓與氣壓傳動(dòng)》中式（2-44）整理后得沿程壓力損失△Pλ為△Pλ=32lυμl/d2從上式可知，當(dāng)直管中的液流為層流時(shí)，其壓力損失與管長(zhǎng)流速和液體粘性成正比，而與管徑的平方成反比。將上式適當(dāng)變換后，沿程壓力損失公式可改寫成如下形式△Pλ=λρυ2l/2d式中λ--沿程阻力系數(shù)Re--雷諾數(shù)υ--液體的運(yùn)動(dòng)粘度V--液體的平均速度d--管道內(nèi)徑l--管道長(zhǎng)度ρ--液體的密度層流時(shí)，它的理論值為λ=64/Re，實(shí)際值則要大些。油液在金屬管道中流動(dòng)時(shí)，須?。沪?75/Re沿程阻力系數(shù)；λ=75/210.45≈0.3564沿程壓力損失△Pλ=λρlv2/2d=0.3564×900×45×22/3×29622.8Pa=0.0096MPa因?yàn)橛?jì)算數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于臨界值，所以在液壓壓線鉗正常工作時(shí)可以不計(jì)。根據(jù)實(shí)際的加工情況與加工批量取最小油管的直徑；d=3mm4.6壓桿處銷釘?shù)男：嗽诒窘Y(jié)構(gòu)之中共存在兩處銷釘，一個(gè)是壓桿與柱塞連接銷釘另一個(gè)是壓桿端部銷釘，本次設(shè)計(jì)初步設(shè)定壓桿端部銷釘處至人手施力處的長(zhǎng)度為270mm，壓桿端部銷釘處至壓桿與柱塞銷釘處的長(zhǎng)為30mm，選擇其橫截面直徑均為6mm。，設(shè)定人手的施力為2000N，連接銷釘有兩個(gè)剪切面，每個(gè)剪切面上的剪切力為=Fs/2，每個(gè)剪切面面積等于銷釘?shù)臋M截面積。如剪切圖為了連接工作是安全可靠地，要求切應(yīng)力不超過(guò)材料的許用應(yīng)力，因此根據(jù)公式；（Fs；剪切面上的應(yīng)力A；剪切面的面積）5壓桿端部銷釘鏈接計(jì)算如圖所示；f=2000N由杠桿原理得；f1=f270/30=18000N根據(jù)上面的剪切圖得剪切力為；f剪切=1/2f1=9000N所以剪切應(yīng)力；=9000/π（0.006/2）2=318.3MPa此處銷釘?shù)牟牧鲜?5＃，抗剪強(qiáng)度為370MPa所以強(qiáng)度足夠。6壓桿與柱塞連接銷釘計(jì)算由圖計(jì)算得；f2=f（270-30）/30=16000N剪切應(yīng)力=8000/π（0.006/2）2=282.94MPa此處的銷釘?shù)牟牧鲜?5＃，抗剪強(qiáng)度為370MPa。所以強(qiáng)度足夠。油孔直徑=5mm大液壓缸缸底厚度至少為h=13.5mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果10液壓系統(tǒng)的維護(hù)10.1選擇合適的夜壓油液壓油在液壓油系統(tǒng)中起著傳遞液壓力、潤(rùn)滑、冷卻、密封的作用，液壓軸選擇不恰當(dāng)是液壓系統(tǒng)早期故障和耐久性下降的主要原因。應(yīng)按隨機(jī)《使用說(shuō)明書》中規(guī)定的牌號(hào)選擇液壓油，特殊情況需要使用代用油時(shí)，應(yīng)力求其性能與原牌號(hào)性能相同。不同牌號(hào)的液壓油不能混合使用，以防液壓油產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)、性能發(fā)生變換。深褐色、乳白色、有異味的液壓油是變質(zhì)油，不能使用。10.1.1加油時(shí)液壓油必須過(guò)濾，加油工具應(yīng)可靠清潔不能為了提高加油速度而省掉液壓油的過(guò)濾過(guò)程。加油人員應(yīng)使用干凈的手套和工作服。工程機(jī)械在施工過(guò)程中因沖擊、震動(dòng)等原因，會(huì)使接頭和禁錮螺栓松動(dòng)。若不定期檢查和禁固，將引起嚴(yán)重漏油，導(dǎo)致機(jī)械或人身事故。因此，要定期對(duì)受沖擊影響較大的螺栓、螺母和接頭等進(jìn)行緊固。緊固時(shí)，應(yīng)按一定順序進(jìn)行，如從內(nèi)到外、從左到右、從上到下、從前到后等；同時(shí)還應(yīng)注意其旋轉(zhuǎn)方向，如左旋或右旋，以防擰錯(cuò)；嚴(yán)禁亂打亂敲，不可用力過(guò)猛，以防損壞螺紋，以及造成螺栓、螺母的裂紋或折斷10.1.2定期更換密封件長(zhǎng)期使用的密封件，由于磨損、拉傷等原因會(huì)產(chǎn)生泄露，嚴(yán)重時(shí)將造成機(jī)器失靈。因此，必須定期更換或修理。根據(jù)液壓裝置的具體使用條件制定其更換周期，并將更換周期納入工程機(jī)械技術(shù)檔案。液壓中雜質(zhì)會(huì)沉積在管路的彎曲部分和油液的流通腔內(nèi)，使用時(shí)間越長(zhǎng)雜質(zhì)越多，這不僅使油液的流動(dòng)變得黏滯，而且油液還會(huì)帶動(dòng)雜質(zhì)一起流動(dòng)，極有可能堵塞液壓原件的阻尼小孔，造成故障，因此須定期清洗。對(duì)可拆的管路一般應(yīng)拆下清洗，對(duì)較大的管路應(yīng)用50~60度清洗液沖洗。清洗液須經(jīng)專用的過(guò)濾器過(guò)濾，最后再用系統(tǒng)規(guī)定用液壓油清洗，并加入新油。10.2防止固體雜質(zhì)混入液壓系統(tǒng)清潔的液壓油是液壓系統(tǒng)的生命。液壓系統(tǒng)中有許多精密偶件，有的有阻尼小孔、有的有縫隙等。若固體雜質(zhì)入侵將造成精密偶件拉傷、發(fā)卡、油道堵塞等，危機(jī)液壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行。一般固體雜質(zhì)入侵液壓系統(tǒng)的途徑有：液壓油不潔；加油工具不潔；加油和維修、保養(yǎng)不慎；液壓元件脫屑等?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面防止固體雜質(zhì)入侵系統(tǒng)：1）加油時(shí)液壓油必須過(guò)濾加注，加油工具應(yīng)可靠清潔。不能為了提高加油速度而去掉油箱加油口處的過(guò)濾器。加油人員應(yīng)使用干凈的手套和工作服，以防固體雜質(zhì)和纖維雜質(zhì)掉入油中。2）保養(yǎng)時(shí)拆卸液壓油箱加油蓋、濾清器蓋、檢測(cè)孔、液壓油管等部位，造成系統(tǒng)油道暴露時(shí)要避開(kāi)揚(yáng)塵，拆卸部位要先徹底清潔后才能打開(kāi)。如拆卸液壓油箱時(shí)，先除去郵箱四周的泥土，擰松油箱后，清除留在接合部位的雜物（不能用水沖洗以免水滲入油箱），確認(rèn)清潔后才能打開(kāi)。如需使用擦拭材料和鐵錘時(shí)，應(yīng)選擇不掉纖維雜質(zhì)的擦拭材料和擊打面附著橡膠的專用鐵錘。液壓元件、要認(rèn)真清洗，風(fēng)干后組裝。選用包裝完好的正品濾芯（內(nèi)包裝損壞，雖然濾芯完好，也可能不潔）。換油時(shí)同時(shí)認(rèn)真殼內(nèi)底部污物。10.3防止空氣和水入侵液壓系統(tǒng)在常壓常溫下液壓油中含有容積比為6~8%的空氣，當(dāng)壓力降低時(shí)空氣會(huì)從油中游離出來(lái)，氣泡破裂使液壓元件”氣蝕“，產(chǎn)生噪聲。大量的空氣進(jìn)入油中將使”氣蝕“現(xiàn)象加劇，液壓油壓縮性增大，工作不穩(wěn)定，降低工作效率，執(zhí)行元件出現(xiàn)工作”爬行“等不良后果。另外，空氣還會(huì)使液壓油氧化，加速油的變質(zhì)。防止空氣入侵注意應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）、維修