【正文】 /s；主缸工進(jìn)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(nèi)徑計(jì)算 從文獻(xiàn)[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(nèi)徑； ——表示液壓缸機(jī)械效率，此次取值=； 故 mm 式（） 取整 D=340mm；表21 按主機(jī)類型選擇執(zhí)行元件工作壓力[12]主機(jī)類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力p/MPa235581010162032 柱塞直徑的計(jì)算從文獻(xiàn)[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(jì)算 從文獻(xiàn)[1]中查得 式（） 式中 D——表示液壓缸內(nèi)徑； ——表示液壓缸壁厚； ——表示缸筒材料許用應(yīng)力，——表示材料的抗拉強(qiáng)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(jì)算 式（） 式中 ——表示最大壓力，此處=25MPa。 故 式（） 取整 =22mm 缸筒外徑的計(jì)算 式（） 式中 ——表示缸筒外徑。故 mm 式（） 缸底厚度的計(jì)算 從文獻(xiàn)[1]中查得 式（） 式中 ——表示缸底厚度； D——表示液壓缸內(nèi)徑； ——表示最大壓力； ——表示缸筒材料許用應(yīng)力。故 式（） 取整 =55mm 柱塞的設(shè)計(jì) 柱塞的結(jié)構(gòu)柱塞一般用鍛鋼或鑄鋼制成，有時(shí)也可先分段鍛造或鑄造，然后再使用電渣焊將幾個(gè)分段焊成一個(gè)柱塞。柱塞可以加工成實(shí)心的，也可以加工成空心的。但加工空心柱塞時(shí)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(shí)，機(jī)身會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。有的柱塞頂部還安裝有節(jié)流塞，當(dāng)柱塞運(yùn)動(dòng)到接近極限位置時(shí)，節(jié)流塞塞入進(jìn)油孔，起到節(jié)流的作用，從而降低柱塞的速度，防止回程時(shí)柱塞以較大的速度撞擊缸底，對(duì)缸體造成破壞。 柱塞的表面質(zhì)量柱塞在導(dǎo)向套中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，受到偏心載荷時(shí)還會(huì)發(fā)生小角度的傾斜，因此柱塞受到的磨損會(huì)比較嚴(yán)重。注意到這個(gè)問題，在對(duì)柱塞進(jìn)行加工時(shí)必須保證其表面具有足夠的光潔度和硬度，否則會(huì)影響柱塞的密封壽命，最終影響生產(chǎn)效率。柱塞的材料一般采用45號(hào)鋼或50號(hào)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(yīng)當(dāng)高于HRC40～45。通常柱塞的表面需要進(jìn)行熱處理，常采用的表面熱處理工藝有：火焰表面淬火、調(diào)質(zhì)處理、表面鍍鉻、氮化處理等?；鹧姹砻娲慊鸸に嚤容^簡(jiǎn)單，但有些時(shí)候會(huì)出現(xiàn)軟帶；進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后，表面硬度往往達(dá)不到要求；采用鍍鉻處理會(huì)有比較好的效果，但要注意鍍層不可太厚；進(jìn)行氮化處理后，硬度、耐磨性、抗腐蝕性都會(huì)符合要求。 [13]。 立柱設(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn)分析液壓機(jī)的立柱與上橫梁、下橫梁三者共同組成一個(gè)封閉的受力結(jié)構(gòu)，當(dāng)受到偏心載荷時(shí)，立柱不但會(huì)受到軸向力，還會(huì)受到徑向力和彎矩，這會(huì)使立柱的受力情況變得復(fù)雜，從而在一定程度上就降低了計(jì)算的可靠性。液壓機(jī)在工作過程中做頻率較高的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，快進(jìn)時(shí)的加載和在卸載時(shí)能量的釋放還會(huì)引起機(jī)架的振動(dòng)。在進(jìn)行立柱的強(qiáng)度計(jì)算式，應(yīng)該考慮到這些不利因素。通過查閱相關(guān)參考資料，整理了以下幾點(diǎn)在進(jìn)行立柱設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到的問題：1) 小型壓機(jī)速度快、機(jī)架剛度較差，并且操作頻繁，故其工作強(qiáng)度會(huì)比較大，更容易遭受破壞。而大型液壓機(jī)速度慢、使用次數(shù)較少、機(jī)架剛性較好，相對(duì)于小型液壓機(jī)來說，其工作強(qiáng)度是比較小的，因而很少受到損壞。所以對(duì)大小型液壓機(jī)的立柱強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)有所區(qū)別。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，立柱的斷裂大多數(shù)發(fā)生在25000KN以下的小型液壓機(jī)，在我國(guó)，16000KN以下的鍛造液壓機(jī)已經(jīng)斷過十幾根立柱，而大型液壓機(jī)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(yīng)力集中過大或零件本身具有缺陷的地方。在載荷的反復(fù)作用下，使得原來的裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，最終導(dǎo)致整個(gè)立柱的斷裂破壞。故在立柱加工時(shí)，應(yīng)盡量提高立柱的加工質(zhì)量。3)小型液壓機(jī)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?yàn)檫@里存在著壓力集中，而且還要承受較大的彎矩。故應(yīng)采取一些方法來降低應(yīng)力集中[15]。 立柱直徑的計(jì)算 從文獻(xiàn)[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(yīng)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(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn)分析由于三個(gè)橫梁的尺寸較大，直接鑄造成實(shí)心的質(zhì)量會(huì)相當(dāng)大，不符合實(shí)用性，同時(shí)也不符合經(jīng)濟(jì)性要求，故橫梁一般設(shè)計(jì)成箱體結(jié)構(gòu)。又考慮到工作中的強(qiáng)度和剛度要求，需在箱體內(nèi)部添加筋板結(jié)構(gòu)，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(qiáng)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(shè)計(jì)成圓筒形。橫梁的材料一般采用Q235碳素鋼，小型的液壓機(jī)也可采用鑄鐵。橫梁大多通過鑄造制成，有時(shí)也可采用焊接工藝。橫梁在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)避免厚度有突然變化的部分，在過渡區(qū)應(yīng)該設(shè)計(jì)出較大的圓角，因?yàn)槌叽绲耐蝗蛔兓瘯?huì)產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力，大大降低零件的可靠性。在軋制鋼板和焊接技術(shù)得到一定發(fā)展的今天，鋼板焊接橫梁由于其具有結(jié)構(gòu)質(zhì)量小、強(qiáng)度高、加工時(shí)長(zhǎng)段等優(yōu)點(diǎn)，正在得到日益廣泛的應(yīng)用。但對(duì)于大型的焊接件，在其焊后進(jìn)行退火加工時(shí)需要大型的熱處理設(shè)備，而且變形很難得到控制，更容易產(chǎn)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(yīng)該盡量小點(diǎn)，這是為了便于鍛造吊車的吊鉤接近液壓機(jī)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(jī)由于受到諸多方面的限制，一般設(shè)計(jì)為塊結(jié)構(gòu)，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(jī)，大多設(shè)計(jì)成整體結(jié)構(gòu)[6]。 上橫梁的設(shè)計(jì)上橫梁上除了要設(shè)計(jì)工作缸孔和立柱孔以外，有的還需設(shè)計(jì)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(jī)時(shí)可以將工作缸與上橫梁鑄成一個(gè)整體。上橫梁變形和吊缸釘松動(dòng)會(huì)使液壓缸產(chǎn)生上下竄動(dòng)，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(yīng)經(jīng)常注意擰緊松脫的螺母?？紤]到維修時(shí)常需重新車削這個(gè)接觸面，故在這里應(yīng)設(shè)計(jì)一凸臺(tái)，凸臺(tái)高度應(yīng)滿足幾次的重車量，初步估計(jì)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(shí)際安裝的過程中，往往因立柱的垂直度公差會(huì)進(jìn)行疊加），而發(fā)生裝不進(jìn)的問題，所以對(duì)中小型液壓機(jī)的柱孔應(yīng)有1～2mm的間隙，不配合部分無須加工，在直徑上可稍微擴(kuò)大一些，而且下孔的間隙則需更大些。在大型液壓機(jī)上，則可使用調(diào)整套，以便進(jìn)行調(diào)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(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成圓柱形的支承筒形式，從而不會(huì)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(yīng)當(dāng)比上孔的直徑大10～20mm。這里，設(shè)計(jì)上橫梁的長(zhǎng)度=850mm，寬度=700mm，高度=350mm。 活動(dòng)橫梁的設(shè)計(jì)活動(dòng)橫梁與工作柱塞相聯(lián)接，其接觸部位應(yīng)有足夠的高度和強(qiáng)度來承受較大的工作壓力，因此這里柱塞下面的筋板設(shè)計(jì)成方格形。為防止工作缸漏出的液體積存在活動(dòng)橫梁的內(nèi)部，應(yīng)當(dāng)將上板蓋設(shè)計(jì)成封閉式的，并能夠順利排出積存的液體。這里設(shè)計(jì)活動(dòng)橫梁的長(zhǎng)度=850mm，寬度=700mm，高度=300mm。 下橫梁的設(shè)計(jì)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(yīng)保證能夠放下馬架，不致于使馬架落到側(cè)梁上?？紤]到要保證整個(gè)壓機(jī)的剛性，下橫梁的剛度要求應(yīng)當(dāng)稍微嚴(yán)格一些。下橫梁上一般安裝有移動(dòng)工作臺(tái)，有的還安裝有頂出器，下橫梁的兩側(cè)一般還有測(cè)梁，以便于安裝移動(dòng)工作缸、導(dǎo)向塊及拉帶等部件。這里設(shè)計(jì)下橫梁長(zhǎng)度=850mm，寬度=700mm，高度=400mm。 油箱的設(shè)計(jì)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(zhì)的功能這兩個(gè)因素對(duì)油箱進(jìn)行設(shè)計(jì)。油箱一般用4mm左右的鋼板焊接而成，有時(shí)也可鑄造。本油箱由于要兼做液壓元件、安裝臺(tái)，故需要選用厚一點(diǎn)的鋼板。這里，選箱底和側(cè)壁厚為10mm，蓋板厚為12mm。油箱內(nèi)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(wǎng)隔開以便過濾系統(tǒng)回油。側(cè)板裝有油位計(jì)和注油口，其中油位計(jì)和注油口應(yīng)距離較近，以便于注油者進(jìn)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(zhì)微粒進(jìn)入油液中。液壓泵和電動(dòng)機(jī)安裝在蓋板上并用螺栓固定。油箱側(cè)管應(yīng)設(shè)置有清掃窗孔，在油箱清洗時(shí)可以打開，以便于檫拭油箱的內(nèi)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(shè)在最底處，以便于換油時(shí)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(shí)避免外界粉塵侵入箱內(nèi)。油箱內(nèi)壁涂耐油的防油漆[16]。3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要討論液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算方法。在此討論的是靜態(tài)的、經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，通過這種方法可以設(shè)計(jì)