【正文】 所示。外形簡(jiǎn)圖如圖 所示。 ： 把流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出的裝置。 ： 保證系統(tǒng)正常工作所需要的上述三種以外的裝置。 首先必須對(duì)機(jī)器的結(jié)構(gòu)、工作情況、工藝要求、技術(shù)特性進(jìn)行充分的了解 并進(jìn)行 詳細(xì)的分析。 3. 明確各運(yùn)動(dòng)的工作順序或自動(dòng)工作循環(huán)。防火與防爆等方面的要求。由于滑塊不是正壓在導(dǎo)柱上，不會(huì)產(chǎn)生正壓力，因而滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的摩擦力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作負(fù)載，計(jì)算最大負(fù)載時(shí)可以忽略不計(jì)。 查閱相同型號(hào)的四柱液壓機(jī)資料，初步估算橫梁滑塊的重量為 。動(dòng)摩擦系數(shù)取 ) 靜摩擦阻力： Ff1 ＝ ＝ 1960N 動(dòng)摩擦阻力： Ff2 ＝ ＝ 980N （ 3）主缸負(fù)載 F計(jì)算 將上述參數(shù) Fa = 200N 、 Fw = 400OOON 代入公式 中。 即： F = FW = 80000N 主缸負(fù)載循環(huán)圖 主缸 速度 循環(huán)圖 主缸工作循環(huán)負(fù)載 表 工 作 循 環(huán) 外 負(fù) 載 啟 動(dòng) F = F 靜 + Fa 忽略不計(jì) 頂出缸頂出 F = f 動(dòng) + Fw ≈ 80KN 快速退回 F = f 動(dòng) + F 背 ≈ KN 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)原理圖 就 是 靈活運(yùn)用各種基本回路和 常用回路定出實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)要求的液壓系統(tǒng)工作原理圖，它 擬訂液壓原理是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵 ,它對(duì)系統(tǒng)的性能及設(shè)計(jì)方案的合理性、經(jīng)濟(jì)性具有決定性的影響 . 對(duì)于 擬訂系統(tǒng)原理圖 一般 包括兩項(xiàng)內(nèi)容 :一是通過(guò)分析、對(duì)比選出合適的 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 回路 。 3. 工作介質(zhì)的凈化必須予以足夠的重視。 2．確定回路類(lèi)型 一般具有較大空間可以存放油箱且不另設(shè)散熱裝置的系統(tǒng)都采用開(kāi)式回 路 :凡允許采用輔助泵進(jìn)行補(bǔ)油并借此進(jìn)行冷卻油交換來(lái)達(dá)到冷卻目的的系統(tǒng) ,都采用閉式回路 .通常節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)采用開(kāi)式回路 ,容積調(diào)速系統(tǒng)采用閉式回路 .. 表 32 開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較 循環(huán)形式 開(kāi) 式 閉 式 適應(yīng)工況 一般均可適應(yīng)，可向多個(gè)液壓執(zhí)行器供油 限于要求換向平穩(wěn)，換向速度高的一部分容積調(diào)速系統(tǒng) 散 熱 較方便，但油箱較大 比較復(fù)雜，需用輔泵換油冷卻 效率及管路損失 一般用節(jié)流調(diào)速效率較低，管路損失較大 用容積調(diào)速時(shí)，效率較高，管路損失較小 其 他 對(duì)泵的自吸性能要求高 對(duì)泵的自吸性能要求低 3．選擇合適回路 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 在擬訂液壓原理圖時(shí)，應(yīng)根據(jù)各類(lèi)主機(jī)的工作特點(diǎn)和性能要求，首先確定對(duì)主機(jī)主要性能起決定性影響的主要回路。對(duì)于工程機(jī)械，操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)；對(duì)于加工機(jī)械，各液壓執(zhí)行元件的順序動(dòng)作多數(shù)采用行程控制，行程控制普遍采用行程開(kāi)關(guān)控制，因其信號(hào)傳輸方便，而行程閥由于涉及油路的連接，只適用于管路安裝較緊湊的場(chǎng)合。 2. 主缸活塞慢速加壓 上 滑塊快速下行接觸工作件后，主缸上腔壓力升高，充液閥 1 關(guān)閉，變量泵通過(guò)壓力反饋，輸出流量自動(dòng)減小，此時(shí)上滑塊轉(zhuǎn)入慢速加壓。 4. 主缸泄壓后快速返回 由于主缸上腔油壓高、直徑大、行程長(zhǎng)，缸內(nèi)油液在加壓過(guò)程中儲(chǔ)存了 很多能量，為此，主缸必須先泄壓后再回程。其主油路為： 進(jìn)油路：液壓泵 → 順序閥 → 主缸換向閥 → 液控單向閥 2→ 主缸下腔。 6. 頂出缸活塞向上頂出 電磁鐵 4YA 通電后，頂出缸換向閥右位接入系統(tǒng)。這時(shí) 4YA 先通電、再斷電，頂出缸下腔的油液被頂出缸換向閥封住。通過(guò)準(zhǔn)確確定工作壓力和流量等主要參數(shù)，從而確定系統(tǒng)中各元件應(yīng)具備的參數(shù)值，并根據(jù)這些參數(shù)值進(jìn)行液壓件的選擇和非標(biāo)準(zhǔn)液壓件的設(shè)計(jì) 。A 1== /s 功率 P=pA 2== /s 功率 P= pA 2==功率 P= p特別是軸向柱塞泵其徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也小。 ○ 4選擇電機(jī)規(guī)格型號(hào) 計(jì)算平均幾何功率，按公式 37計(jì)算 [4] Pm= （ 37） 而 t1=s1/v1= t2=s2/v2=則 Pm= =4KW 工進(jìn)時(shí)所需電機(jī)功率 P= 取兩者中最大值，則選用 Y160M1— 6電機(jī) 液壓與氣壓傳動(dòng)控制調(diào)節(jié)元件主要是指各類(lèi)閥。閥的主要參數(shù)，即額定壓力和額定流量。液壓缸的制造材料一般有鍛鋼、鑄鋼（ ZG2 ZG35）、高強(qiáng)度鑄鐵、灰鑄鐵（ HT200、 HT350）、無(wú)縫鋼管（ 45）等。 主 缸 壁 厚 δ 計(jì) 算 ， 將 D= ； [ σ ]= 110MPa ； yP = = 代入公式（ ）中，即： ≥ 液壓缸缸體的外徑 D 外 計(jì)算公式 如下： D 外 ≥ D＋ 2δ () 將參數(shù)代入公式（ ） ，即： D 外 ≥ ＋ ＝ 外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑 D 外 ＝ 220mm。 （ 4）主缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離稱(chēng)為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，用 H 表示。隔套的長(zhǎng)度 C 可有公式（ ）求得，即： )(21 1 BlHC ??? () 式中： B— 活塞的寬度，一般取 B=（ ～ ） D； 1l — 缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑的不同有不同的算法， 當(dāng)D＜ 80mm 時(shí)，取 1l =（ ～ ） D；當(dāng) D＞ 80mm 時(shí)，取 1l =（ ～ ） d。 活塞寬度系數(shù)取 ，即活塞的寬度 B== 160mm =128mm。空心時(shí)一般選用 35 鋼、 45 鋼的無(wú)縫鋼管；實(shí)心結(jié)構(gòu)選用 35 鋼、 45 鋼。缸體的外形尺寸還應(yīng)考慮兩端端蓋的厚度，總體而言，液壓缸缸體的長(zhǎng)度 L 不應(yīng)該大于缸體內(nèi)徑 D 的 20～ 30 倍，即： L≤（ 20～ 30） D 。 將參數(shù)代入 Lb≥ (10～ 15)d 中，比較后 Lb＜ (10～ 15)d，活塞桿滿(mǎn)足使用要求，工作時(shí)不會(huì)失穩(wěn)。主缸活塞與活塞桿的連接選用螺紋連接形式。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端要設(shè)置緩沖裝置。 液壓拉伸機(jī)頂出缸設(shè)計(jì) （ 1）頂出 缸 缸體 材料選擇 及制造技術(shù)要求 頂出缸工作時(shí)的最大工作壓力為 ，比主缸的要小，為了保證頂出缸安全工作，缸體材料也選用 無(wú)縫鋼管 45。頂出缸缸蓋材料選用 35 鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式見(jiàn)（ ）： 即： 取缸蓋厚度 t=13mm。取活塞寬度 B=60mm。頂出缸活塞 桿選用 35鋼。缸體的外形尺寸應(yīng)考慮兩端端蓋的厚度，總之，液壓缸缸體的長(zhǎng)度 L 不應(yīng)該大于缸體內(nèi)徑D 的 20～ 30 倍，即： L≤（ 20～ 30） D 。 將參數(shù)代入 Lb≥ (10～ 15)d 中，比較后 Lb＜ (10～ 15)d，活塞桿滿(mǎn)足使用要求，工作時(shí)不會(huì)失穩(wěn)。 常用管道的用途及優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表 34。承 壓 能力因材料而異，其值為 ～ 8MPa 之間，最高耐壓可達(dá) 16Mpa， 有發(fā)展前途。另外中小型液壓系統(tǒng)，往往把泵和一些控制元 件安裝在郵箱頂板上使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊 。因需經(jīng)常清洗過(guò)濾器，所以在油箱結(jié)構(gòu)上考慮拆卸方便。 （ 4）在油箱側(cè)壁安裝油位 指示器，以指示最低最高油位。 選擇液壓油時(shí)，應(yīng)根據(jù)泵的種類(lèi)、工作溫度、系統(tǒng)壓力等，確定適用的粘度范圍，再選擇適合的液壓油品種。 由于網(wǎng)式過(guò)濾器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清洗方便、通油能力大，常用于吸油管路作吸濾器，對(duì)油液進(jìn)行粗濾，所以本液壓系統(tǒng)選用 WU2501 80F 型過(guò)濾器。 管路系統(tǒng)壓力損失的計(jì)算 實(shí)際液體流動(dòng)時(shí)管道會(huì)產(chǎn)生 阻力。由裝配草圖可知各管段長(zhǎng)度、管直徑、彎頭數(shù)為表 35。對(duì)于不同情況下的液體流動(dòng)狀態(tài)，如果液體流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù) Re相同，它的流動(dòng)狀態(tài)也就 相同。 本系統(tǒng)的沿程壓力損失的計(jì)算見(jiàn)表 37。 發(fā)熱溫升的計(jì)算見(jiàn)表 38 表 38發(fā)熱溫升的計(jì)算 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 結(jié) 果 說(shuō) 明。不同的主機(jī)，因工作條件與工況的不同，最高允許油溫是不同的，系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗(yàn)算，就是計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)際油溫，如果實(shí)際油溫小于最高允許溫度，則系統(tǒng)滿(mǎn)足要求。系統(tǒng)使用 40號(hào)液壓油，其運(yùn)動(dòng)粘度 ν= Re為： Re =104 Re=104＞ [Re]=2021 根據(jù)查閱為紊流 局部壓力損失 液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突變截面以及閥口、濾網(wǎng)等局部裝置 時(shí)，液流方向和流速發(fā)生變化，在這些地方形成旋渦、氣穴，并發(fā)生強(qiáng)烈的撞 擊現(xiàn)象，由此而造成的壓力損失稱(chēng)為局部壓力損失 。層流時(shí)，液體的流速低，液體質(zhì)點(diǎn)受粘性約束，不能隨意運(yùn)動(dòng)，粘性力起主導(dǎo)作用，液體的能量主要是消耗在液體之間的摩擦損失上；紊流時(shí)，液體的流速較高，粘性的制約作用減弱，慣性力起主導(dǎo)作用，液體的能量主要是消耗在動(dòng)能損失上。 ΔP 具有壓力的量綱，通常稱(chēng)為壓力損失。然后根據(jù)需要對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的某些技術(shù)性能：系統(tǒng)的壓力損失、發(fā)熱溫升、液壓沖擊、泄漏量等進(jìn)行必要的驗(yàn)算。 過(guò)濾器的主要功用是對(duì)液壓油進(jìn)行過(guò)濾，控制油的潔凈程度。 （ 6）大、中型油箱應(yīng)設(shè)有吊鉤或孔。大油箱為清洗方便應(yīng)在側(cè)面設(shè)計(jì)清洗窗孔。液壓系統(tǒng)工作時(shí)油面應(yīng)保持一定高度（一般不超過(guò)油箱高度的 80%）以防止液壓泵吸空。 橡膠軟管 用于相對(duì)運(yùn)動(dòng)間的連接，分高壓和低壓兩種。中壓以上用無(wú)縫鋼管，低壓用焊接鋼管 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 紫銅管 價(jià)高，承受能力低（ ~10MPa），抗沖擊和震動(dòng)能力差，易使油液氧化，但易彎曲成各種形狀，常用在儀表和液壓系統(tǒng)裝配不便處。應(yīng)當(dāng)根據(jù)液壓裝置工作條件和壓力大小來(lái)選擇油管。 （ 8）活塞桿穩(wěn)定性校核 當(dāng)液壓缸的支承長(zhǎng)度 Lb≥ (10～ 15)d 時(shí)，應(yīng)該對(duì)活塞桿的彎曲穩(wěn)定性進(jìn)行校核 ,d 為活塞桿直徑。 由頂出活塞的行程，確定活塞桿的長(zhǎng)度 L 桿 =400mm。 （ 6）頂出缸活塞桿材料、技術(shù)要求及長(zhǎng)度 確定 活塞 桿有空心和實(shí)心兩種結(jié)構(gòu)形式。 頂出缸活塞外圓柱表面的粗糙度為 ～ m；外徑圓度、圓柱度不大于外徑公差的一半；外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)不 大于外徑公差的一半；端面對(duì)軸線垂直度在直徑 100mm 上不大于 ；外徑用橡膠密封圈密封的公差配合取 f7～ f9，內(nèi)孔與活塞桿的配合取 H8/f7。 （ 2）頂出 缸 壁厚的確定 將 D= ； [σ ]= 110MPa ； yP = = 代入公式（ ）中，即： 將 D= ；取δ =（ ） ，即： D 外 ≥ ＋ ＝ 外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑 D 外 ＝ 120mm。 大型液壓缸需要有穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)速度，這樣需 要設(shè)置排氣裝置，防止空氣在傳動(dòng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)傳動(dòng)精度有影響。工程機(jī)械中導(dǎo)向套一般安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，有利于導(dǎo)向套的潤(rùn)滑。由于液壓機(jī)工況時(shí)缸體內(nèi)的壓力很大，所以缸體與端蓋的連接方式選用法蘭形式。 （ 8）活塞桿穩(wěn)定性校核 活塞桿 工作中主要受壓，當(dāng)液壓缸的支承長(zhǎng)度 Lb≥ (10～ 15)d 時(shí)，必須對(duì)活塞桿的彎曲穩(wěn)定性進(jìn)行校核 ,d 為活塞桿直徑。 活塞桿制造時(shí)外圓柱面粗糙度為 ～ m；熱處理要求調(diào)質(zhì) 20～25HRC；外徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；外徑表面直線度在 500mm上不大于 ；活塞桿與導(dǎo)向套之間的配合公差采用 H8/f7，與活塞連接的配合公差采用 H7/g6。 查表 210[1],液壓機(jī)主缸工況時(shí)的壓力大，泄漏量也會(huì) 隨壓力成正比升高，因此密封圈選用 Y 形密封圈，這種密封圈能承受的大的工作壓力，泄漏量小。主缸活塞選用灰鑄鐵 HT200。一般而言，液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)該滿(mǎn)足如下要求： 220 DLH ?? () 導(dǎo)向長(zhǎng)度如圖 所示 活塞隔套 圖 主缸導(dǎo)向長(zhǎng)度簡(jiǎn)圖 式中： L— 液壓缸的最大行程； D— 液壓缸的內(nèi)徑。缸蓋材料選用 35 鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式如下： ][ 2 ?yPDt? （ ） 式中： t— 缸蓋的有效厚度 (m)； 2D — 缸蓋 止 口直徑 ； [σ ]— 缸 蓋材料許用應(yīng)力。 （ 2） 主缸 壁厚的確定 壁厚計(jì)算公式 如下： ][2?? Dpy? （ ） 式中： δ — 液壓缸壁厚（ m） ； D— 液壓缸內(nèi)徑 （ m） ； yP — 實(shí)驗(yàn)壓力 ，一般取最大工作壓力的（ ～ ）倍； [σ ]— 缸筒材料的許用應(yīng)力。 根據(jù)所擬訂的液壓系統(tǒng)圖，計(jì)算或分析通過(guò)各閥的最大流量和最高