小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計(200噸液壓機)

2012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄摘要 1ABSTRACT 2第1章 方案分析及液壓原理圖的擬定 3引言 3液壓系統(tǒng)的工作要求 3負載分析和運動分析 4確定執(zhí)行元件的形式 4進行負載分析和運動分析 4確定系統(tǒng)主要參數(shù) 5制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖 7第2章 液壓元件參數(shù)計算與選擇 13確定液壓缸的主要參數(shù) 13初選液壓缸的工作壓力 13確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 13確定液壓缸的工作壓力、流量和功率 13液壓泵及其驅(qū)動電動機的選擇 13液壓控制閥的選擇 14選擇壓力表 15選擇輔助元件 15蓄能器及過濾器的選擇 17液壓系統(tǒng)驗算 17第3章液壓油缸的設(shè)計 183.1引言 18液壓缸的設(shè)計計算 18缸筒和缸蓋組件 18排氣裝置 21活塞及活塞桿組件 21確定活塞及活塞桿的連接形式 21選擇活塞及活塞桿的材料 21Ixx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計活塞及活塞桿的連接計算 22活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu) 22活塞桿的結(jié)構(gòu) 22活塞桿的強度校核 23活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 233.3.8活塞 233.3.9緩沖裝置 24缸體長度的確定 24第4章液壓油箱設(shè)計 254.1引言 25油箱的類型 25油箱的容量 25油箱設(shè)計 26箱頂、通氣器、注油口 26箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)、液位計 26箱底、放油塞、支腳 26隔板和除氣網(wǎng) 26管路的配置 27結(jié)束語 28致謝 29參考文獻 30II2012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要液壓機作為一種通用的無削成型加工設(shè)備，其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。其工作特點之一是動力傳動為“柔性”傳動,不象機械加工設(shè)備一樣動力傳動系統(tǒng)復(fù)雜,這種驅(qū)動原理避免了機器過載的情況。應(yīng)用如此之廣，其原因是液壓技術(shù)有著優(yōu)異的特點，歸納起來液壓機的液壓系統(tǒng)傳動方式具有顯著的優(yōu)點：液壓機單位重量的輸出的功率和單位尺寸的輸出功率；液壓傳動裝置體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、布置靈活，易實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬，便于與電氣控制相配合實現(xiàn)自動化；易實現(xiàn)過載保護和保壓，安全可靠；元件易于實現(xiàn)系列化、標關(guān)鍵詞：液壓機，液壓技術(shù)，液壓系統(tǒng)1xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計ABSTRACTHydraulicmachineasageneralwithoutmoldingprocessingequipment,itsworkingprincipleistheuseofliquidpressuretransferenergytocompleteavarietyofpressureprocessing.Theworkisoneofthecharacteristicsofpowertransmissionas"flexible"transmission;unlikemechanicalprocessingequipmentpowertransmissionsystemiscomplex,thedriveprincipletoavoidoverloadcondition.Alltheengineeringfields,allmechanicalequipmentoccasions,canbeusedinhydraulictechnology,itdevelopedsofast,sowide,itsreasonisthehydraulictechnologyexcellentcharacteristics,summedupthehydraulicmachinehydraulicsystemdrivingmodehassignificantadvantages:hydraulicunitweightofoutputpowerandunitsizeoutputpower;hydraulictransmissiondevicehastheadvantagesofsmallvolume,compactstructure,flexiblearrangement,easytorealizesteplessspeedregulating,widespeedregulationrange,convenientandelectricalcontrolwithautomation;easytorealizeoverloadprotectionandholdingpressure,safeandreliable;elementiseasytorealizeserration,standardization,generalization;hydraulicandcomputercontrolthenewtechnicalcombination,constitutea"machine-electric-hydraulic-light"fortherealizationofdigitalintegration.KEYWORDS: hydraulicmachine,hydraulicsystem,hydraulictechnology22012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）第1章 方案分析及液壓原理圖的擬定引言作為現(xiàn)代機械設(shè)備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段，液壓技術(shù)在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。與其他傳動控制技術(shù)相比，液壓技術(shù)具有能量密度高﹑配置靈活方便﹑調(diào)速范圍大﹑工作平穩(wěn)且快速性好﹑易于控制并過載保護﹑易于實現(xiàn)自動化和機電液一體化整合﹑系統(tǒng)設(shè)計制造和使用維護方便等多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢，因而使其成為現(xiàn)代機械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素。液壓壓力機是壓縮成型和壓注成型的主要設(shè)備，適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。本文根據(jù)小型壓力機的用途﹑利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。小型緊湊、動作靈敏可靠。液壓系統(tǒng)的工作要求液壓機的滑臺的上下運動擬采用液壓傳動，要求通過電液控制實現(xiàn)的工作循環(huán)如1-1：快速空程下行慢速加壓保壓2000000N動部件總重為20000N，快速往返速度為3m/min，加壓速度為40-250mm/min用液壓方式實現(xiàn)運動部件的平衡；不考慮各種損失。圖1-13xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計負載分析和運動分析確定執(zhí)行元件的形式液壓機為立式布置，滑塊做上下直線往復(fù)運動，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（取缸的機械效率行壓制作業(yè)。進行負載分析和運動分析

0.91，作為執(zhí)行元件驅(qū)動滑塊進cm根據(jù)已知參數(shù)對液壓缸各工況外負載進行計算，其計算結(jié)果如表1-1所列。工況 計算公啟

表1-1外負載/N①F

G1

說明20000(3

500N；快 動 F速 加 i1

G1g t

500

i1 g t 10 0.21為下行平均加速度，m/s2；下 速 t降 等 — 0 ②由于忽略滑塊導(dǎo)軌摩擦力，故快速下滑速 為負載為0；慢 初 F速 壓 e1

max

5%

100000 ③壓制時壓頭上的工作負載可分為兩個階加 終 F壓 壓 e2

max

2000000 負載力急劇增加大最大壓制力，上升規(guī)律近啟F動 i

G

Gg t

G

似于線性，其行程為5mm；快 ④

G

220000(360)速 等 FG

20000

I2 g t 10 0.2返 速 回 制 G

500N

t2為回程平均加速度，m/s2；GFG

2 19500動 i

g t ⑤取啟動、制動時間t=0.2s參照文獻[6]，第六章6.4節(jié)板料折彎機液壓系統(tǒng)設(shè)計計算。取快速下降行程為180mm，快速上升行程為200mm。已知加壓速度為40-250mm/min，取加壓速度為4mm/s。42012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）根據(jù)已知參數(shù)，各工況持續(xù)時間近似計算結(jié)果見表1-2。表1-2工況工況快速下行計算式tl180/(3000/1 1 1時間/s說明3.6s初慢速加壓壓tl/15/42 2 23.75s終壓tl/5/43 2 21.25s慢速加壓分兩個階段：初5mm?？焖倩爻蘴l/200/(3000/60)4 3 34s利用上述數(shù)據(jù)，并在負載和速度過渡段做粗略的線性處理后便得到如圖1-2所示的液壓機液壓缸負載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖。圖1-2確定系統(tǒng)主要參數(shù)

23MPa，將液壓缸的無桿腔作為1主工作腔，考慮到液壓缸下行時用液壓方式平衡，則可算出液壓缸無桿腔的有效面積：A1

maxP

2000000 0.0956m2 0.9123106cm1液壓缸內(nèi)徑（活塞直徑：5xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計4A140.0956D 4A140.0956跟據(jù)參考文獻[6],GB/TD360mm36cm。根據(jù)快速上升與快速下降的速度相等，采用液壓缸差動連接來實現(xiàn)，從而確定塞桿直徑，由D 2d，得：2dD2

254.56mm25.456cm2跟據(jù)參考文獻[6],GB/T2取d=250mm，從而算得液壓缸有桿腔與無桿腔的實際有效面積為： AD23621017.36cm21 4 4 A(D2d2)(36225.4562)508.67cm22 4 4液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力流量計算如表1-3所列。表1-3q工作階段計算公式工作腔壓負載F/N力p/Pa/(cm3/s)(L/min)快速啟動 pFA1 cn50054005086.8305.2下行恒速qA1100——慢速加壓初壓 pFA1 cm100000 1.08106406.924.4終壓qA1 22000000 21.6106406.9→024.4→0啟動F20500快速p恒速A2 cm200000.431060.42106——5086.8305.2回程制動qA2 2195000.41106—工作循環(huán)中各階段的功率計算如表1-4。62012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）表1-4快速下降（啟動）階段快速下降（啟動）階段Ppq54005086.81061 11快速下降（恒速）階段慢速加壓（初壓）慢速加壓（終壓）快速回程（啟動）快速回程（恒速）快速回程（制動）階段1Ppq1.081065086.81062 22Ppq406.9(1.0816.4t)(1t/1.25)t的取值范圍0~1.25t=1.1257947W。Ppq0.431065086.81064 44Ppq0.421065086.81065 55Ppq0.411065086.81066 66P0制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖考慮到液壓機工作時所需功率較大，故采用容積調(diào)速方式。為滿足速度的有極變化，采用壓力補償變量液壓泵供油。及在快速下降時，液壓泵以全流量供油，在慢速加壓到保壓時，泵的流量逐到零。當液壓缸反向回程時，泵的流量恢復(fù)到全流量。M1-3停機時換向閥處于中位，使液壓泵卸荷，快速下降時換向閥處于右位，快速上升時換向閥處于左位。在三位四通電磁換向閥與液壓缸之間設(shè)置一個液控單向閥，其控油口與液壓缸的出油口管路相接，進油口與三位四通電磁換向閥相接，出油口與液壓缸進油路相接，形成保壓回路，見圖1-3。7xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計圖1-3電接點壓力表的上限、下限值，當液壓缸的壓力達到限值時，利用電接點壓力發(fā)出的電信號來實現(xiàn)切換四通三位電磁換向閥，以實現(xiàn)自動保壓。為實現(xiàn)壓頭的往返速度相等，需要有差動回路，在液壓缸的進、出油口及液壓缸出油口與換向閥之間分別連接兩一個二位二通電磁閥。液壓缸快速下降時差動連接，快速上升時切斷差動連接。見圖1-4。82012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）廣 廣 — t［— —圖1-4為防止壓頭在下降過程中由于自重而出現(xiàn)速度失控現(xiàn)象，在液壓缸有桿腔回油路上設(shè)置一個內(nèi)控單向順序閥，形成平衡回路，見圖1-5。勹－－-[口-廠__ 」-＇，廠一一一一一一一一廠勹－－-[口-廠__ 」-＇，圖1-59L----------------xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計此外在泵的出口并聯(lián)一個溢流閥，用于系統(tǒng)的安全保護；泵出口并聯(lián)一個壓力表及其開關(guān)，以實現(xiàn)測壓；在液壓泵的出口串聯(lián)設(shè)置一個單向閥，以防止液壓油倒灌，見圖1-6。圖1-6250mm7MPa1-7首次工作時，利用液控單向閥保壓，泄壓時電磁鐵通電使換向閥切換至上位，液壓缸無桿腔與蓄能器突然連接，其保壓期間積聚的液體壓縮勢能大部分被蓄能器吸收，以降低泄壓時產(chǎn)生的巨大噪聲，液壓缸下行時電磁鐵通電切換至下位，液壓源向無桿腔充液時同時蓄能器向液壓缸釋放回收的液壓能，以實現(xiàn)節(jié)能作用。1092012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）9r廠IIr廠IIII8綜上，將各回路合并整理，檢查以后繪制的液壓機液壓系統(tǒng)原理圖如圖1-8所示8125YA3YA廣—5YA3YA廣——r——|I2YA||52圖1-811xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計1-油箱；2-過濾器；3-液壓泵；4-單向閥；5-溢流閥；6-壓力表及其開關(guān)；7-三位四通電液換向閥；8-液控單向閥；9-平衡閥；10-二位二通電磁換向閥；11-電接點壓力表；12-液壓缸；13-蓄能器系統(tǒng)圖中個電磁閥的動作順序見表1-5。執(zhí)行其動作電磁鐵1YA2YA3YA4YA5YA啟動+--++快速下行+--+-慢速加壓+--+-保壓----_快速回程-++-+停止----_自動補油保壓時，電接點壓力表控制的電磁閥動作順序見表1-6。電接點壓力表表1-6電磁鐵1YA2YA3YA4YA5YA壓力達到上限值時-----壓力達到下限值時+----122012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）第2章 液壓元件參數(shù)計算與選擇確定液壓缸的主要參數(shù)初選液壓缸的工作壓力11.32000000N21.6MPa，為高壓液壓系統(tǒng)。確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)11.3A1017.26cm2A1

508.67cm2。確定液壓缸的工作壓力、流量和功率1-1-5400Pa305.2L/min、27.5W。慢速加壓階段，見表1-3，表1-4。初壓階段：液壓缸工作壓力、流量和功率分別為1.08MPa、24.4L/min、5494W。終壓階段：液壓缸工作壓力、流量和功率分別為21.6MPa、24.4L/min、最大功率7947W?？焖偕仙A段，見表1-3，表1-4。液壓缸工作壓力、流量和功率分別為0.42MPa、305.2L/min、2136W。液壓泵及其驅(qū)動電動機的選擇由表1-3可知，液壓缸的工作壓力出現(xiàn)在終壓后即保壓階段開始時，p21.6MPa。此時缸的輸入流量極小，且不考慮各種損失，故液壓缸至泵間的進油1路壓力損失取值p0.5MPa。算得泵的最高工作壓力p為：Pp22.1MPaP所需的液壓泵的最大供油量qP

按液壓缸的最大輸入流量（305.2L/min）進行估算。13xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計K=1.1

q1.1305.2L/min335.72L/minp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0.90，則可算得泵的排量參考值為：v1000qVg nv

1000335.72248.68ml/r15000.90根據(jù)以上計算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的250YCY14—1B壓力補償斜盤式軸向柱塞泵，其額定壓力pn

32MPa，排量V=250ml/r，額定轉(zhuǎn)速n=1500r/min，容積效率

0.92。其額定流量為：vqVnP

25015000.92345L/min>335.72L/minv符合系統(tǒng)對流量的要求。不計任何損失，液壓泵的最大理論功率即為液壓缸工作時所需的最大功率，見表1-4可知：P7.947KWP查手冊，選用規(guī)格相近的Y160M—4型封閉式三相異步電動機電機，其額定功率為11KW，同步轉(zhuǎn)速1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速1460r/min。按所選電動機轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，液壓泵的最大實際排量為：qnV14602500.92335.8L/min>335.72L/mint滿足使用要求。液壓控制閥的選擇根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)原理圖，計算分析通過各液壓閥的最高壓力和最大流量,參見文獻[5]，表8-23威格士系列液壓閥。選擇的液壓閥如下表2-1。142012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）元件名稱表2-1技術(shù)規(guī)格公稱壓力/MPa通徑/mm流量/（L/min）單向閥2550約900溢流閥2550約900三位四通電液換向閥2550約900液控單向閥2550約900平衡閥2550約900二位三通電磁換向閥2550約900選擇壓力表參見文獻[5]，表8-38，選擇的壓力表技術(shù)規(guī)格如下表2-2所示。系列名稱Y系列壓力表

表2-2型號YN型耐振壓力表YX型耐振電接點壓力表

測量范圍0～600～60選擇輔助元件4q4qdpdn2b式中q—通過油管的最大流量，m3；（2-，m/s；15xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計d—油管內(nèi)徑，m；—油管厚度，m；P—管內(nèi)最高工作壓力，MPa；—管材抗拉強度，MPa；bn—安全系數(shù)（2-。表2-3油管中的允許流速油液流經(jīng)油管油液流經(jīng)油管吸油管高壓管回油管短管及局部收縮處允許流速0.5～1.52.5～51.5～2.55～7表2-4安全系數(shù)管內(nèi)最高工作壓力管內(nèi)最高工作壓力安全系數(shù)<17.587～17.5617.54①對高壓油管取內(nèi)徑d=50mm，則：40.00508682.60.0523.1445取壁厚=10mm。

22.10.0540.0092m2600②對吸油管取內(nèi)徑d=80mm，則：40.00508681.0m/s0.0823.14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=5mm。③對回油管取內(nèi)徑d=60mm，則：40.00508681.8m/s0.0623.14符合油管中的允許流速。管材為45鋼，其管內(nèi)壓力最大時為0.43MPa，接近于零，取其壁厚=5mm。162012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）蓄能器及過濾器的選擇參見文獻[5],表8-29蓄能器及其技術(shù)規(guī)格。選用的蓄能器技術(shù)規(guī)格如下表2-5：表2-5壓力/MPa壓力/MPa類型容積/L工作壓力 耐壓HXQ1725.51～39參見文獻[5],表8-30油液過濾器的典型產(chǎn)品及其技術(shù)規(guī)格。選擇的過濾器規(guī)格如下表2-6。類型NXJ

表2-6額定壓力/MPa<0.007（原始壓力損失）

流量/(L/min) 過濾精度/m25～1000 80～180液壓系統(tǒng)驗算前述液壓系統(tǒng)的初步設(shè)計是在某些估計參數(shù)情況下進行的。當系統(tǒng)原理圖、組成原件及連接管路等設(shè)計完成以后，針對實際情況對設(shè)計進行各項性能分析計算。其目的在于對系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量做出評價和評判，若出現(xiàn)問題，則應(yīng)對液壓系統(tǒng)某些不合理的設(shè)計進行修正或重新調(diào)整，或重新采取必要的措施。性能驗算內(nèi)容一般包括壓力損失、效率、發(fā)熱和升溫、液壓沖擊等，對于重要的系統(tǒng)，還應(yīng)對其動態(tài)性能進行驗算或計算機仿真。計算時只采用一些簡化的公式以求得概略的結(jié)果。由于系統(tǒng)不考慮各種損失，且液壓系統(tǒng)比較簡單，因此不必進行液壓系統(tǒng)性能驗算。17xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計第3章液壓油缸的設(shè)計引言液壓缸有多種類型。按結(jié)構(gòu)特點可分為活塞式、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，使缸實現(xiàn)雙向運動。由于該系統(tǒng)自身的特點，液壓缸采用雙作用式活塞式液壓缸。液壓缸的設(shè)計計算缸筒和缸蓋組件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，油口直徑d應(yīng)根據(jù)活塞最大速度0

max

和油口最高流速0

確定，計算公式如下：max0max00式中D—液壓缸內(nèi)經(jīng)，m； —液壓缸最大輸出流速，m/min；max—油口流動速度，m/min，一般不大于5m/s。032.6油口連接螺紋尺寸見參考文獻[5]，表7-2032.6d0.130.360

0.049m35見參考文獻[5]7-20M50235d0.130.360

0.036m見參考文獻[5]，表7-20，選取M422的螺紋連接尺寸。確定缸筒和缸蓋的連接形式182012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）有參考文獻[5]表4-5，居于本設(shè)計，缸筒和缸蓋的連接形式選用法蘭連接。454545計算缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)參數(shù)①缸筒壁厚的計算本次設(shè)計的液壓系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)，因此按厚壁缸筒計算]]]]1.72py1201201.731.2521.6 ( 2

10.050m2 2式中p—液壓缸工作壓力，MPa；p—試驗壓力，MPa，工作壓力p≤16MPa時，py

=1.5p；工作壓力≥16MPa時，p=1.5p；yD—液壓缸內(nèi)徑，m；]—缸體材料許用應(yīng)力，MPa；取鑄鋼]=120Pa；②缸筒外徑D的計算1DD2360250460mm1見參考文獻[5]4-72-2。產(chǎn)品系列代號額定壓力產(chǎn)品系列代號額定壓力p/MPanF型25360缸筒外徑D/mm1450③缸底厚度h的計算對于平型缸底當缸底無油口時py[]py[]

0.4330.36

0.074m1.251.2521.612019xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計pD](DpD](Dd0y

0.4330.36

0.075m1.251.2521.60.36120(0.360.05)④液壓缸頭部法蘭厚度h的計算因為在缸筒頭部有活塞桿導(dǎo)向孔，故其厚度的計算方法與缸底有所不同。對于常用的法蘭式缸頭，其厚度的計算方法如下。3F(Dd3F(Dd)cp0 cp320000000.37043.140.3704120106

0.046m式中F—法蘭受力總和，N；Fd2pd2d2q，這里取F=2000000N。4 4 Hd—密封環(huán)內(nèi)徑，m；d—密封環(huán)外徑，m；hq—附加密封壓力，Pa；D—螺釘孔分布圓直徑，m；0d —密封環(huán)平均直徑，m；cp[]—法蘭材料許用應(yīng)力，Pa；3.2.1.4缸筒和缸蓋的連接計算缸筒和缸蓋采用螺栓連接時，缸筒螺紋處的拉應(yīng)力為：KF 1.3

1441996Pad2Z 0.01383521241 4 KKFd 1

0.121.320000000.016合成應(yīng)力為：

0.2d0.20.0138353121232 232n

355106

208.8106Pan 1.7式中K—螺紋擰緊系數(shù)，靜載時K=1.25~1.5；動載時K=2.54；K—螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取K1

=0.12；d—螺紋外徑，m；0202012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）m；

d—螺紋內(nèi)經(jīng)，md1 1

-1.0825t（t為螺紋螺距，0D—液壓缸內(nèi)經(jīng)，m；[]—螺紋材料許用應(yīng)力，Pa；—螺紋材料屈服點，Pa；sn—安全系數(shù)，通常取n=1.5~2.5；F—缸筒螺紋處所受的拉力，N；Z—螺栓數(shù)；3.3.1.5缸筒與缸蓋的配合本設(shè)計以參考文獻[5]，11.3.3液壓缸液壓機（單桿雙作用活塞缸）裝配圖及零件圖為參照，進行液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。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/g6配合；缸底與缸筒采用H7/g6配合。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，對于運動速度穩(wěn)定性要求較高的機床和大型液壓缸，則需要設(shè)置排氣裝置，如排氣閥等。排氣閥的結(jié)構(gòu)有多種形式常用的有如參考文獻[5]4-204-213cr13HRC38～44?；钊盎钊麠U組件確定活塞及活塞桿的連接形式活塞機及活塞桿的常用連接形式見文獻[5],表4-10，根據(jù)工作壓力及活塞直徑、機械振動的大小，選用螺紋連接。選擇活塞及活塞桿的材料活塞選擇ZQSn6-6-3為材料；4555HRC。21xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計活塞及活塞桿的連接計算活塞與活塞桿螺紋連接時，活塞桿危險截面處的拉應(yīng)力為： KF

1.320000螺紋處的切應(yīng)力為：

159634157Pad/4 0.235672/41合成應(yīng)力為：n

KKFd1 0.2d31223259634157232860372

0.121.3200000.20.235673 286037Pa59636215Pa 286037Pas

355106208.8106Pan 1.7式中K—螺紋擰緊系數(shù)，靜載時K=1.25~1.5；動載時K=2.54；K—螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取K1

=0.12；m；

d—螺紋外徑，m；0d—螺紋內(nèi)經(jīng)，m，一般采用普通螺紋時，d=d1 1

-1.0825t（t為螺紋螺距，0D—液壓缸內(nèi)經(jīng)，m；[]—螺紋材料許用應(yīng)力，Pa；—螺紋材料屈服點，Pa；snF—液壓缸輸出的拉力，N；活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu)活塞與缸筒之間既有相對運動，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型密封圈進行密封。見文獻[5]，表8-49孔用Yx形密封圈尺寸，表8-50Yx形孔用密封圈溝槽形式與尺寸；表8-52軸用Yx形密封圈尺寸，表8-53軸用Yx形密封圈溝槽尺寸。根據(jù)公稱直徑進行選取。溝槽的公差選取為h9或H9?；钊麠U的結(jié)構(gòu)液壓缸通常通過活塞桿的端部與其驅(qū)動機構(gòu)相連接。參見文獻[5]，表4-13常用活塞桿端部結(jié)構(gòu)形式，選用法蘭結(jié)構(gòu)形式。222012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）活塞桿的強度校核活塞桿只承受軸向力的作用，因此只進行拉壓強度校核，此時F

2000000

40.76MPaA 25024355140MPa2.5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)，用以對活塞桿進行導(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時把雜質(zhì)、灰塵和水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。導(dǎo)向套的尺寸配置與最小導(dǎo)向長度導(dǎo)向套的主要尺寸時支承長度，通常按活塞桿直徑、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)向負載等因素來考慮。導(dǎo)向套過短將使缸應(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)計時必須保證有一定的導(dǎo)向長度，一般液壓缸的最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足：HLD200360180mm20 2 20 2L—液壓缸最大行程，mm；D—缸筒內(nèi)經(jīng)，mm；其他尺寸見參考文獻[5]，表4-19長度包括了導(dǎo)向套的長度與缸蓋厚度部分，參見文獻[5]，11.3.3液壓缸液壓機裝配圖153mm63mm16mm。153+63-16=200mm>180mm，滿足要求。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/f9Ra0.63～1.25m。外圓與內(nèi)孔的同軸度不大于0.03mm，圓活塞桿的密封和防塵參見文獻[5]，表8-57活塞桿常用密封與防塵結(jié)構(gòu)，選用J型防塵圈?；钊钊谝后w壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，因此它于缸筒的配合應(yīng)適當，即不能過緊，也不能間隙過大。設(shè)計活塞時，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式，其次還有23xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計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：活塞的結(jié)構(gòu)形式分為整體活塞和組合活塞，根據(jù)密封裝置形式來選用活塞結(jié)構(gòu)形式，查參考文獻[5]4-10、4-128-50，Yx緩沖裝置液壓缸的行程終端緩沖裝置可使帶著負載的活塞，在到達行程終端減速到零，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械撞擊，同時也為了降低活塞在改變運動方向時液體發(fā)出的噪聲，使液壓系統(tǒng)速度換接平穩(wěn)，速度穩(wěn)定。緩沖裝置的工作原理時使缸筒低壓油腔內(nèi)油液（全部或部分）通過節(jié)流把動能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。0.1m/s0.2m/s緩沖裝置。3m/min0.05m/s0.1m/s所以不設(shè)置緩沖裝置。缸體長度的確定液壓缸的缸體內(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，一般液壓缸缸體長度不大于內(nèi)徑的20～30倍,即在本系統(tǒng)中缸體長度不大于72000～10800mm。參見文獻[5],表4-19。本系統(tǒng)中：活塞行程L=200mm；B=（0.6～1）D=216～360mm，DA=（0.6～1）D=216～360mm；B=216mm，A=216mmH=125mm，H=75mm。液壓缸缸體內(nèi)部長度為液壓缸行程長度、中隔圈寬度與活塞寬度之和，即：200+50+216=466mm液壓缸缸體外形長度為液壓缸內(nèi)部長度、導(dǎo)向套寬度與缸蓋厚度之和，即：466+153+66+125=810mm242012屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）第4章液壓油箱設(shè)計引言液壓油箱簡稱油箱，它往往時一個功能組件，在液壓系統(tǒng)中主要用于儲存液壓油、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)該時一個容納污垢的場合，而要求在油箱中油液本身時達到一定清潔度等級的油液，并以這樣清潔的油液提供給液壓泵及整個液壓系統(tǒng)的工作油路。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、兩用油箱和獨立郵箱三種類型。整體式郵箱是指在液壓系統(tǒng)或機器內(nèi)部的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱；兩用油箱是指液壓油與機器中的其他目的的用油的公用油箱，獨立油箱是應(yīng)用最應(yīng)用最廣泛的一類油箱，其熱量主要通過油箱壁靠輻射和對流作用散發(fā)，因此油箱是盡可能窄而高的形狀。因此本系統(tǒng)選用開式油箱。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。JB/T7938—1999（見參考文獻[5]7-21）的規(guī)定。用經(jīng)驗法確定油箱的容量注意一下三種情況：①油箱的容量通常為液壓泵每分鐘排出體積額定值的3～5倍；3以上；③采用壓力補償壓力油泵時，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。345L/min[5],8-331000L25xx：小型單缸立式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計箱，其外形尺寸參見文獻[5],表8-33。油箱的外形長、寬、高分別為2340mm，860mm，815mm。此油箱為不帶支腳油箱，取油箱的壁厚為8mm。油箱設(shè)計箱頂、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。當箱頂上安裝泵組時，頂板厚度為側(cè)板的四倍，以免產(chǎn)生振動。箱頂上一般要設(shè)置通氣器、注油口，通氣器常為附帶注油口的結(jié)構(gòu)。取下通氣帽250m20L/min40m，其容量應(yīng)為液壓泵容量兩倍。油箱箱頂上的螺紋孔應(yīng)該用盲孔（不通孔油箱箱頂與箱壁的連接細節(jié)見參考文獻[