【正文】 /s；主缸工進行程：100mm，速度：10mm/s；頂出缸頂出速度：70mm/s；頂出缸回程速度：140mm/s。 液壓缸內徑計算 從文獻[3]中查得 式（） 式中 p——表示工作壓力，根據(jù)表21確定工作壓力p=25MPa； D——表示液壓缸內徑； ——表示液壓缸機械效率，此次取值=； 故 mm 式（） 取整 D=340mm；表21 按主機類型選擇執(zhí)行元件工作壓力[12]主機類型機床農業(yè)機械小型工程機械工程機械輔助機構液壓機挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力p/MPa235581010162032 柱塞直徑的計算從文獻[5]中查得 式（） 式中 d——表示柱塞直徑； ——表示速比，根據(jù)表22確定=2；故 mm 式（） 取整 d=240mm表 22 公稱壓力與速比公稱壓力/MPa10202 液壓缸壁厚的計算 從文獻[1]中查得 式（） 式中 D——表示液壓缸內徑； ——表示液壓缸壁厚； ——表示缸筒材料許用應力，——表示材料的抗拉強度，材料選45鋼，=600MPa，n——表示安全系數(shù)，取n=3； 故 mm 式（） 由于 式（） 所以按薄壁筒計算 式（） 式中 ——表示最大壓力，此處=25MPa。 故 式（） 取整 =22mm 缸筒外徑的計算 式（） 式中 ——表示缸筒外徑。故 mm 式（） 缸底厚度的計算 從文獻[1]中查得 式（） 式中 ——表示缸底厚度； D——表示液壓缸內徑； ——表示最大壓力； ——表示缸筒材料許用應力。故 式（） 取整 =55mm 柱塞的設計 柱塞的結構柱塞一般用鍛鋼或鑄鋼制成，有時也可先分段鍛造或鑄造，然后再使用電渣焊將幾個分段焊成一個柱塞。柱塞可以加工成實心的，也可以加工成空心的。但加工空心柱塞時要注意柱塞的開口不能向上，即必須向著缸底。否則，在泄壓時，機身會產生劇烈的振動。有的柱塞頂部還安裝有節(jié)流塞，當柱塞運動到接近極限位置時，節(jié)流塞塞入進油孔，起到節(jié)流的作用，從而降低柱塞的速度，防止回程時柱塞以較大的速度撞擊缸底，對缸體造成破壞。 柱塞的表面質量柱塞在導向套中做往復運動，受到偏心載荷時還會發(fā)生小角度的傾斜，因此柱塞受到的磨損會比較嚴重。注意到這個問題，在對柱塞進行加工時必須保證其表面具有足夠的光潔度和硬度，否則會影響柱塞的密封壽命，最終影響生產效率。柱塞的材料一般采用45號鋼或50號鋼，有的也采用冷硬鑄鋼。表面光潔度必須保證在7以上，表面硬度應當高于HRC40～45。通常柱塞的表面需要進行熱處理，常采用的表面熱處理工藝有：火焰表面淬火、調質處理、表面鍍鉻、氮化處理等?；鹧姹砻娲慊鸸に嚤容^簡單，但有些時候會出現(xiàn)軟帶；進行調質處理后，表面硬度往往達不到要求；采用鍍鉻處理會有比較好的效果，但要注意鍍層不可太厚；進行氮化處理后，硬度、耐磨性、抗腐蝕性都會符合要求。 [13]。 立柱設計 經驗分析液壓機的立柱與上橫梁、下橫梁三者共同組成一個封閉的受力結構，當受到偏心載荷時，立柱不但會受到軸向力，還會受到徑向力和彎矩，這會使立柱的受力情況變得復雜，從而在一定程度上就降低了計算的可靠性。液壓機在工作過程中做頻率較高的往復運動，快進時的加載和在卸載時能量的釋放還會引起機架的振動。在進行立柱的強度計算式，應該考慮到這些不利因素。通過查閱相關參考資料，整理了以下幾點在進行立柱設計時必須考慮到的問題：1) 小型壓機速度快、機架剛度較差，并且操作頻繁，故其工作強度會比較大，更容易遭受破壞。而大型液壓機速度慢、使用次數(shù)較少、機架剛性較好，相對于小型液壓機來說，其工作強度是比較小的，因而很少受到損壞。所以對大小型液壓機的立柱強度進行計算時應有所區(qū)別。據(jù)不完全統(tǒng)計，立柱的斷裂大多數(shù)發(fā)生在25000KN以下的小型液壓機，在我國，16000KN以下的鍛造液壓機已經斷過十幾根立柱，而大型液壓機幾乎沒有發(fā)生過斷裂。2)立柱的疲勞破壞大部分發(fā)生在應力集中過大或零件本身具有缺陷的地方。在載荷的反復作用下，使得原來的裂紋進一步擴展，最終導致整個立柱的斷裂破壞。故在立柱加工時，應盡量提高立柱的加工質量。3)小型液壓機立柱很多斷在下橫梁上從螺紋到光滑部分的過渡區(qū)的截面上，這是因為這里存在著壓力集中，而且還要承受較大的彎矩。故應采取一些方法來降低應力集中[15]。 立柱直徑的計算 從文獻[6]中查得 式（） 式中 F——表示公稱壓力； n——表示安全系數(shù)，此處n=5； ——表示立柱直徑； ——表示材料抗拉應力，此處立柱選材45鋼，=600MPa； z——表示立柱的數(shù)量。故 式（）考慮到立柱的局部有螺紋加工，取=80mm 橫梁的設計 經驗分析由于三個橫梁的尺寸較大，直接鑄造成實心的質量會相當大，不符合實用性，同時也不符合經濟性要求，故橫梁一般設計成箱體結構。又考慮到工作中的強度和剛度要求，需在箱體內部添加筋板結構，載荷較大的部位，則要加大筋板的分布密度，以保證足夠的強度和剛度。筋板一般成方格形布置也可成輻射狀布置，在安裝缸體和立柱的部位一般設計成圓筒形。橫梁的材料一般采用Q235碳素鋼，小型的液壓機也可采用鑄鐵。橫梁大多通過鑄造制成，有時也可采用焊接工藝。橫梁在設計的過程中，應避免厚度有突然變化的部分，在過渡區(qū)應該設計出較大的圓角，因為尺寸的突然變化會產生較大的集中應力，大大降低零件的可靠性。在軋制鋼板和焊接技術得到一定發(fā)展的今天，鋼板焊接橫梁由于其具有結構質量小、強度高、加工時長段等優(yōu)點，正在得到日益廣泛的應用。但對于大型的焊接件，在其焊后進行退火加工時需要大型的熱處理設備，而且變形很難得到控制，更容易產生裂紋，因此在很大程度上受到了限制，加工要求過高的零件不能采用此方法。橫梁的窄邊尺寸應該盡量小點，這是為了便于鍛造吊車的吊鉤接近液壓機的幾何中心。橫梁的寬邊大小有立柱間的中心距確定。大型液壓機由于受到諸多方面的限制，一般設計為塊結構，然后各組成塊之間用鍵和螺栓、螺釘聯(lián)接起來。至于小型液壓機，大多設計成整體結構[6]。 上橫梁的設計上橫梁上除了要設計工作缸孔和立柱孔以外，有的還需設計安裝回程缸的孔。在鑄造能力許可的情況下，鑄造中、小型單缸液壓機時可以將工作缸與上橫梁鑄成一個整體。上橫梁變形和吊缸釘松動會使液壓缸產生上下竄動，而使上橫梁與工作缸法蘭的支承接觸面出現(xiàn)壓陷現(xiàn)象，破壞兩者之間的接觸精度，形成沿圓周方向不均勻的局部接觸，局部支承反力過大的問題，最終降低工作缸的使用壽命。因此使用的過程中應經常注意擰緊松脫的螺母。考慮到維修時常需重新車削這個接觸面，故在這里應設計一凸臺，凸臺高度應滿足幾次的重車量，初步估計每次約為3～5mm，因而一般為10～20mm[6]。原定上橫梁立柱孔的配合間隙為，但在實際安裝的過程中，往往因立柱的垂直度公差會進行疊加），而發(fā)生裝不進的問題，所以對中小型液壓機的柱孔應有1～2mm的間隙，不配合部分無須加工，在直徑上可稍微擴大一些，而且下孔的間隙則需更大些。在大型液壓機上，則可使用調整套，以便進行調整。為了保證工作缸的支承面上具有均勻的剛度，上橫梁工作孔應當設計成圓柱形的支承筒形式，從而不會出現(xiàn)由于上梁不均勻變形而使支承反力局部集中，降低缸使用壽命的情況。工作缸孔的配合采用，為了方便安裝，下孔的直徑應當比上孔的直徑大10～20mm。這里，設計上橫梁的長度=850mm，寬度=700mm，高度=350mm。 活動橫梁的設計活動橫梁與工作柱塞相聯(lián)接，其接觸部位應有足夠的高度和強度來承受較大的工作壓力，因此這里柱塞下面的筋板設計成方格形。為防止工作缸漏出的液體積存在活動橫梁的內部，應當將上板蓋設計成封閉式的，并能夠順利排出積存的液體。這里設計活動橫梁的長度=850mm，寬度=700mm，高度=300mm。 下橫梁的設計下橫梁也稱底座，它通過支座支承在地基上。下橫梁窄邊的寬度應保證能夠放下馬架，不致于使馬架落到側梁上?？紤]到要保證整個壓機的剛性，下橫梁的剛度要求應當稍微嚴格一些。下橫梁上一般安裝有移動工作臺，有的還安裝有頂出器，下橫梁的兩側一般還有測梁，以便于安裝移動工作缸、導向塊及拉帶等部件。這里設計下橫梁長度=850mm，寬度=700mm，高度=400mm。 油箱的設計根據(jù)容積的要求，及油面高度80%的條件并考慮到油箱散熱、沉淀雜質的功能這兩個因素對油箱進行設計。油箱一般用4mm左右的鋼板焊接而成，有時也可鑄造。本油箱由于要兼做液壓元件、安裝臺，故需要選用厚一點的鋼板。這里，選箱底和側壁厚為10mm，蓋板厚為12mm。油箱內裝有隔板，將泵的吸油管和回油管隔開。吸油管路和回油管路被隔開，吸油腔與黃油腔用濾網隔開以便過濾系統(tǒng)回油。側板裝有油位計和注油口，其中油位計和注油口應距離較近，以便于注油者進行觀察。油箱蓋板上安裝有空氣濾消器，以防止泵在吸油的過程中，空氣中的雜質微粒進入油液中。液壓泵和電動機安裝在蓋板上并用螺栓固定。油箱側管應設置有清掃窗孔，在油箱清洗時可以打開，以便于檫拭油箱的內部。油箱底部距離地面需有一定高度，且具有1:30的斜度，卸油口設在最底處，以便于換油時將舊油全部排出。油箱密封效果要好，防止油箱滲漏到箱外，同時避免外界粉塵侵入箱內。油箱內壁涂耐油的防油漆[16]。3 液壓系統(tǒng)的設計主要討論液壓傳動系統(tǒng)設計和計算方法。在此討論的是靜態(tài)的、經驗的設計方法，通過這種方法可以設計