LG916四合一鏟斗開啟缸的設(shè)計【畢業(yè)作品】

集裝載、推土、刮平、裝夾四中作業(yè)于一體的多功能工作機具。具體的目標(biāo)如下：對液壓缸進行設(shè)計計算對液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料的選擇對液壓缸的調(diào)整維護及故障排除學(xué)習(xí)缸體、活塞、活塞桿的材料及技術(shù)要求畢業(yè)設(shè)計說明書及答辯用資料一份[2]雷天覺主編.液壓工程手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1990.07[3]姚云英主編.公差配合與測量技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2005.06設(shè)計各階段名稱1開題報告和開題答辯2014年3月12日前2液壓缸的設(shè)計計算2014年3月12日一2014年4月18日3液壓缸的結(jié)構(gòu)材料選擇2014年4月19日一2014年5月30日4液壓缸的調(diào)整與維護2014年5月31日一2014年6月13日5定稿裝訂，畢業(yè)答辯2014年6月14日一2014年6月20日LG916四合一鏟斗開啟鋼的設(shè)計hydrauliccylinderandpistondideterminethethicknessofthecylinderheadthelengthofpistonandthegKeywordshydrauliccyli 使開啟缸活塞桿運動，開啟的前斗回收，以前、后斗夾住物體，完2.1.1液壓缸的類型的選擇液壓缸的類型主要有單作用液壓缸，雙作用液壓缸，緩沖式液壓缸，多級液壓缸，組合液壓缸等類型。如表2.1.1所示：表2.1.1液壓缸的類型名稱示意圖符號計算式說明單作用液壓缸活塞式液壓缸v—液壓缸輸出速度F—液壓缸輸出力D—活塞直徑qv—流入液壓缸的流量p—工作壓力活塞僅能單向運動，其反向運動需由外力來完成。柱塞式液壓缸D—柱塞直徑同上，但其行程一般較活塞式液壓缸大。伸縮式液壓缸動速度F—第j級活塞的推力有多個依次運動的活塞，個活塞逐次運動時其輸出速度和輸出力均是變化的。雙作用液壓缸單活塞桿無緩沖式d—活塞桿直徑注：腳標(biāo)1用于正向活塞雙向運動生產(chǎn)推、拉力。活塞在行程終了時不減速。不可調(diào)緩沖式活塞雙向運動生產(chǎn)推、拉力?；钊谛谐探K了時減速制動，減速值不可調(diào)緩沖式活塞雙向運動生產(chǎn)推、拉力。活塞在行程終了時減速，減速值可調(diào)節(jié)。雙活塞桿差動式注：腳標(biāo)3用于差動聯(lián)接活塞兩端面積差較大，是活塞往復(fù)運動時輸出速度及力差值較大。差動聯(lián)接用于快速等速等行程式活塞兩端桿徑相同，活塞正反運動速度和推力均相等。雙向式兩活塞相反方向運動，其輸出速度和輸出力相等伸縮式套筒液壓缸有多個可依次活動的活塞，其行程可變，活塞可雙向運組合式液壓串聯(lián)式當(dāng)液壓桿直徑受到限制而長度不受限制時，用以獲得較大的推力。缸增壓式i—增壓比多位式活塞A可有三個位置。齒條傳動活塞液壓缸p—工作壓力φ—輸出軸角速度T一輸出軸轉(zhuǎn)矩qv—流入液壓缸的流量D—活塞或柱塞的直徑d—齒輪分度圓直徑經(jīng)齒輪齒條傳動，將液壓缸的直線運動轉(zhuǎn)換成齒輪的回轉(zhuǎn)運動齒條傳動柱塞液壓缸注：(1)帶*者為GB/T786.1-1993末作規(guī)定的符號，僅使用時參考。(2)表中給出的計算式末考慮液壓缸的容積效率和機械效率。根據(jù)主機運動要求，本設(shè)計選用雙作用單活塞桿式液壓缸，其特點是占有空間范圍小，結(jié)構(gòu)簡單，能承受高壓，應(yīng)用也較為普遍。2.1.2液壓缸的安裝形式的選擇液壓缸的安裝形式有：如表2.1.2所示類有安裝簡圖說明法蘭型頭部法蘭外法蘭頭部法蘭型安裝時，安裝螺釘受拉力較大；尾部法蘭型安裝時；安裝螺釘受拉力尾部法蘭十十++十十++銷軸型頭部銷軸十十十十十十十十液壓缸在垂直面內(nèi)可擺動。頭部銷軸型安裝時，活塞桿受彎曲作用較??；中間銷軸型次之；尾部銷軸型之最中間銷軸十中十中+尾部銷軸+十+十十十耳環(huán)型頭部耳環(huán)++++++++液壓缸在垂直面內(nèi)可擺動。頭部耳環(huán)型安裝時，活塞桿受彎曲作用較?。晃膊慷h(huán)型之較大。尾部耳環(huán)底座型徑向底座徑向底座型安裝時，液壓缸受傾翻力矩較??；切向底座型和軸向底座型較大。切向底座++++++++座軸座軸向底球頭型尾部球頭+年++年+液壓缸可在一定空間內(nèi)擺2.2液壓缸主要幾何尺寸的計算2.2.1液壓缸內(nèi)徑D的計算(式2.2.1)缸內(nèi)徑D圓整為80mmF——液壓缸推力(m);2.2.2活塞桿直徑d的計算時(式2.2.2)活塞桿直徑d圓整為45mm式中d——活塞桿直徑(mm);F——液壓缸輸出推力(kN);2.2.3活塞桿強度的計算故活塞桿為45mm時可以保證工作是的安全2.2.4活塞穩(wěn)定性驗算,由于該活塞桿的材料采用的是45鋼故m為110,該設(shè)計采用兩端鉸式中l(wèi)——安裝長度為680mmK——活塞桿斷面的回轉(zhuǎn)半徑m——柔性系數(shù)，查表為85 末端條件系數(shù)為1活塞桿為實心桿，并用鋼鐵材料制造時(式2.2.4)式中P——活塞桿縱向彎曲破壞的臨界載荷2.3液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算2.3.1缸筒壁厚的計算(式2.3.1a)液壓缸缸筒厚度取整值為15mmPy=1.5P;當(dāng)工作壓力P≥16MPa時Py=1.25P;缸筒的材料是45鋼，其許應(yīng)力o。為600MPa,δ液壓缸缸筒厚度(m);D——液壓缸內(nèi)徑(m);[σ]——缸體材料的許用應(yīng)力(MPa);(式2.3.1b)?！左w材料的抗拉強度對于：鍛鋼[σ]=100～120MPa鋼管[σ]=100～110Mpa鑄鐵[σ]=60MPa2.3.2缸筒壁厚的驗算(式2.3.2)n額定工作壓力P應(yīng)低于其極限值P,以保證工作安全缸筒壁厚可以取到15mm2.3.3缸體的外徑的計算D=D+2δ=80+2×15=110mm(式2.3.3)缸體外徑取圓整為110mm式中D——缸體外徑(m),2.3.4液壓缸油口直徑的計算液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運動速度和油口最高液流速度而定(式2.3.4) (式2.3.5)2.3.6活塞長度的計算2.3.7導(dǎo)向套的長度計算應(yīng)滿足2.4液壓缸的聯(lián)接計算2.4.1缸蓋的聯(lián)接計算(1)焊接聯(lián)接的計算液壓缸采用對焊是，焊縫的拉應(yīng)力為(式2.4.1)所以滿足要求式中F——液壓缸輸出的最大推力(N)D——液壓缸直徑(m),σ——45鋼的拉應(yīng)力(N/mm)P——系統(tǒng)最大壓力(MPa),D.——焊縫底徑(m),n——焊接效率，通常取n=0.72.4.2活塞與活塞桿的聯(lián)接計算拉應(yīng)力為164.797MPa,切應(yīng)力為切應(yīng)力為87.787MPa合應(yīng)力為(式2.4.2a)n動載是取k=2.5～4此設(shè)計中k為靜載荷所以取1.3液壓缸輸出拉力(N)n——安全系數(shù)，通常取1.5~2.5本式取1.5。故活塞與活塞桿聯(lián)接的強度符合強度要求[σ]——活塞(或活塞桿)材料的許用應(yīng)力MPa)由于工作壓力為25MPa,耳環(huán)寬度為(式2.4.3)3.液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求3.1缸體3.1.1缸體的材料3.1.2缸體的技術(shù)要求(1)缸體內(nèi)徑采用H8、H9配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時，Ra為0.1～0.4μm,當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時，Ra為0.2～0.4μm。且均需磨。如圖3.1.2(1)所示圖3.1.2(1)(2)缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按9、10或11級精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按8級精度選取。如圖3.1.2(1)所示(3)缸體端面T的垂直度公差值可按7級精度選取。如圖3.1.2(1)所示(4)當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時螺紋應(yīng)取6級精度的米制螺紋。的垂直度公差值應(yīng)按9級精度選取。如圖3.1.2(2)所示圖3.2.2缸體(6)為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)應(yīng)表面鍍以厚度為30～40μm的鉻層，圖3.1.2(2)液壓缸的缸蓋可選用35、45號鍛鋼或ZG35、ZG45鑄鋼或HT300、HT200、HT3503.2.2缸蓋的技術(shù)要求如圖3.2.2所示密封圈外徑)的圓柱度公差值，應(yīng)按9、10或11級精度選取.(2)D2、D3與d的同軸度公差值為0.03mm(3)端面A、B與直徑軸心線的垂直度公差值，應(yīng)按7級精度選取.(4)導(dǎo)向孔的表面粗糙度為Ra1.25μm3.3活塞活塞結(jié)構(gòu)如圖3.3所示：聯(lián)接型式有整體聯(lián)接、螺紋聯(lián)接、半環(huán)聯(lián)接3.3.2活塞與缸體的密封的密封結(jié)構(gòu)有間隙密封、活塞環(huán)密封、密封圈密封，其中密封圈密封又分為0型密封套有尼龍66、尼龍1010或夾布酚醛料的耐磨環(huán))及鋁合金等。(1)導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)有：缸蓋導(dǎo)向和導(dǎo)向套導(dǎo)向，其中導(dǎo)向套導(dǎo)向有可分為：普通導(dǎo)向套、可拆導(dǎo)向套、球面導(dǎo)向套。(2)導(dǎo)向套材料導(dǎo)向套材料常用材料為鑄造青銅或耐磨鑄鐵。3.5.2活塞桿的密封與防塵結(jié)構(gòu)圈)、U形夾織物密封圈(毛氈圈、滑架式防塵圈、)、0形密封圈(三角形防塵圈、03.6液壓缸的緩沖裝置緩沖裝置是為了防止或減小液壓缸活塞在運動到兩個端點是因慣性力造成的沖的運動速度，以減小沖擊。其結(jié)構(gòu)如圖3.6所示：A圖3.6液壓缸的緩沖裝置3.7中隔圈在長行程液壓缸內(nèi)，由于安裝方式及負(fù)載的導(dǎo)向條件可能使活塞桿導(dǎo)向套受到過大的側(cè)向力而導(dǎo)致嚴(yán)重磨損，因此在大行程液壓缸內(nèi)須活塞有桿側(cè)端蓋之間安裝一個中隔圈(也稱限位圈)使活塞桿全部外伸時仍能有足夠的支撐長度?；钊麠U缸內(nèi)支撐長度L的最小值應(yīng)滿足下式G3.8.1排氣裝置液壓系統(tǒng)在安裝或停止工作以后會滲入空氣，這樣就會使運動部件的運動速度不均勻，產(chǎn)生低速爬行以及機床工作臺的換向精度下降，嚴(yán)重的在開車時還會產(chǎn)生運動部件突然沖擊的現(xiàn)象，因此在設(shè)計液壓系統(tǒng)時，必須考慮排氣裝置，一般是在慢、容積最大的油缸中設(shè)置排氣孔，因為液壓系統(tǒng)中的空氣容易集中在這里，油缸中的排氣孔一般開在油缸安裝后兩端的最高處，通過管路和排氣閥相連接，在液壓缸常工作以前，必須打開排氣閥，將液壓系統(tǒng)中的空氣排除。其結(jié)構(gòu)如圖3.8.1所示： 圖3.8.1放氣裝置1—缸蓋—放氣小孔3—缸體4—活塞桿此處就選為高處設(shè)置排氣裝置，可在液壓缸的最高處設(shè)置排氣裝置把氣帶走。密封裝置是液壓缸和其他元件不可缺少的部分，其作用是防止泄漏(包括內(nèi)泄和4.液壓缸的調(diào)整與維護（1）在拆卸液壓缸前，先松開溢流閥，將系統(tǒng)壓力將為零，再切斷電源，系統(tǒng)（4）活塞桿導(dǎo)向套的內(nèi)表面活塞桿導(dǎo)向套內(nèi)表面的不均勻磨損深度在0.2~a①毛刺和銳角的清除。為了保護密封圈的唇邊，常常在②使用潤滑脂的效果。在裝拆液壓缸中，首先將各部分用汽油洗凈涼干，然后④注意密封圈的擠出和擰扭。為防止密封圈的擠出現(xiàn)象，（2）耐壓試驗后應(yīng)再次緊固有關(guān)螺栓（螺釘）在耐壓試驗后，應(yīng)再度扳緊拉桿根據(jù)使用條件，應(yīng)確定定期檢查結(jié)果作詳細記錄，入設(shè)備技術(shù)檔案備查。5.液壓缸故障排除液壓缸的故障和排除方法現(xiàn)象措施爬行混入空氣增加排