【正文】 器儲存能量。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 載荷的組成與計算： 首先，需要確定液壓缸處于最大工作壓力時的位置，通過 上述的討論，得知當液壓缸與地面夾角 ? 為最小值時，也即支撐桿與地面夾角 ? 為最小值時，液壓缸處于最大的工作壓力狀態(tài)下。根據(jù)活塞推力與臺面荷重量關(guān)系式 2 c o ss in ( ) s in ( )lPWal ?? ? ? ?? ? ? ?得出 P=。但考慮到活塞桿與支撐桿的鉸接點 A 又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點 B，否則將會在兩處鉸接點產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，以致降低疲勞強度。 圖 33液壓缸 圖 33 表示一個以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計算簡圖。在實際工作過程中，由于載荷量較大，活塞自身的重力可以忽略不計，切削力與擠壓力共同組成的外力即為工作載荷 gF ，在圖 3 中， gF =P。 v? —— 速度變化量 m/s t? —— 起動或制動時間， s。 工作載荷 gF 并非每階段都存在，如該階段沒有工作，則 gF =0。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟；反之，壓力選的太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。 活塞桿受壓時 1 1 2 2wmFF p A p A?? ? ? 活塞桿受拉時 1 2 2 1wmFF p A p A?? ? ? 式中 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 29 21 4AD?? —— 無桿腔活塞有效工作面積 2m 222 ()4A D d???—— 有桿腔活塞有效工作面積 2m 1p —— 液壓缸工作腔壓力 Pa 2p —— 液壓缸回油腔壓力 Pa，其值根據(jù)回路的具體情況而定，一般可以按照下表 33估算 D—— 活塞直徑 m d—— 活塞桿直徑 m 表 33 執(zhí)行元件背壓力表 系 統(tǒng) 類 型 背 壓 力 MPa 簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ~ 回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng) ~ 回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) ~ 用補油泵的閉式回路 ~ 回油路較復雜的工程機械 ~3 回油路較短，可直接回油路 可忽略不計 在這里我們?nèi)”硥毫χ?2 MPa? 在本設(shè)計中，液壓缸不存在受拉的狀態(tài)，所以只考慮其收壓。 運用直徑求法公式 2212 4 4 1 1 9 5 6 8 1 0 1 . 1[ ( 1 ) ] [ 1 5 0 . 2 ( 1 0 . 7 1 ) ]FD m mpp? ? ? ?? ? ?? ? ? ?，可以求出 d=。平臺的高度 2 si n 2 1500 si n 10 366h l m m?? ? ? ? ? ?。計算其行程： 0 176 0 132 0 440ms d d m m? ? ? ? ?。這里取 。 管道尺寸的確定 在液壓、氣壓傳動及潤滑的管道中常用的管子有鋼管、銅管、膠管等，鋼管能承受較高的壓力，價廉，但安裝時的彎曲半徑不能太小，多 用在裝配位置比較方便的地方。按表 3791 經(jīng)過圓整后分別選取 d吸 =20mm， d壓 =, d回 =15mm。 式中 VQ —— 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 33 a —— 經(jīng)驗系數(shù) ,按下表 37 取 a =4： 表 37 各系統(tǒng)經(jīng)驗系數(shù) 系統(tǒng)類型 行走機械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機械 a 1～ 2 2～ 4 5～ 7 6～ 12 10 則 4 60 195VPV aQ Q L? ? ? ?。主要用于柱塞式液壓缸。一般情況下，均采用 45 號鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到 241~285HB。 3. 缸體的技術(shù)要求 ⑴缸體內(nèi)徑采用 H 9 配合。 ⑶缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級精度選取。 活塞 1. 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式見下表 38 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 34 表 38 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 聯(lián)接方式 備注說明 整體聯(lián) 接 用于工作壓力較大而活塞直徑又較小的情況 螺紋聯(lián)接 常用的聯(lián)接方式 半環(huán)聯(lián)接 用于工作壓力、機械振動較大的情況下 這里采用螺紋聯(lián)接。 4. 活塞的技術(shù)要求 ⑴活塞外徑 D 對內(nèi)孔 1D 的徑向跳動公差值，按 8 級精度選取。根據(jù)本設(shè)計的結(jié)構(gòu)，為了便于拆卸維護，可選用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)外接單耳環(huán)。實心活塞桿的材料為 3 45 號鋼；空心活塞桿材料為 3 45 號無縫鋼管。 ⑵活塞桿的圓度公差值，按 9~11 級精度選取。 ⑸端面 T 的垂直度公差值，則應(yīng)按 7 級精度選取。適用于工作條件惡劣、經(jīng)常更換導向套的場合 球面導向 套 導向套自動調(diào)整位置，磨損比較均勻 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 36 由于本設(shè)計 —— 舉升機，主要用于車輛的維修，在工作過程中液壓缸伸縮的次數(shù)相對較少，所以磨損程度也相對較少。 ⑶導向套的技術(shù)要求 導向套的內(nèi)徑配合一般取為 H8/f9，其表面粗糙度則為 ~ m? 。常用的排氣閥結(jié)構(gòu)尺寸如圖 35 ??????其余技術(shù)要求：錐面熱處理硬度材料：3標記：排氣塞?? 圖 35排氣閥結(jié)構(gòu) 液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式及尺寸 1. 液壓缸進出油口接頭的聯(lián)接螺紋尺寸，按表 3778 選取標準值 ,公稱直徑 ? 螺距 ? 數(shù)量= 33 2 2M ?? 2. 液壓缸為單耳環(huán)型安裝的主要尺寸為（按P37231 選取）： CD=50， MR=50， EW=60， Y=60。缸蓋按 10 或 11 級精度選取。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)的工作效率。對于自行設(shè)計的非標準元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。其次，由于。 首先考慮，在升降臺回落時，可以有兩種驅(qū)動方式，一是采用液壓缸加壓回落，這種方式一般是在液壓缸平放，而且活塞桿一端在回落時沒有施加外力的情況下采用；另一種是由活塞桿的自重和一端施加的外力使液壓缸回油，活塞桿回落。 在設(shè)計中可以考慮在關(guān)鍵部位，附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時能迅速更換，保證主機連續(xù)工作。各回路相互組合時去掉重復多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。 4. 缸蓋的材料 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 37 液壓缸的缸蓋可選用 3 45 號鍛鋼或 ZG3 ZG45 鑄鋼或 HT200、 HT300、 HT350 鑄鐵等材料。薄鋼片厚度為 液壓缸的排氣裝置 排氣閥用于排除液壓缸內(nèi)的空氣，使其工作穩(wěn)定。 ⑵導向套材料 導向套的常用材料為鑄造青銅或耐磨鑄鐵。 ⑺活塞桿上工作表面的粗糙度為 m? , 為了防止腐蝕和提高壽命，表面應(yīng)鍍以厚度約為 40 m? 的鉻層，鍍后進行衍磨或拋光。 ⑶活塞桿的圓柱度公差值，應(yīng)按 8 級精度選取。 4. 活塞桿 的技術(shù)要求 ⑴活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229~285HB，必要時，再經(jīng)過高頻淬火，硬度達 HRC45~55。查表 3774，按照本設(shè)計要求，選用直徑 ? 螺距 螺紋長= 33 2 45K K t A? ? ? ? ? ?。 ⑶外徑 D 的圓柱度公差值，按 10 或 11 級精度選取。常用的密封結(jié)構(gòu)見下表 39 表 39 常用的密封結(jié)構(gòu) 密封形式 備注說明 間隙密封 用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封 活塞環(huán)密封 適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長的活塞密封 1 O 型密封圈密封 密封性能好，摩擦系數(shù)?。话惭b空間小，廣泛用于固定密封和運動密封 Y 型密封圈密封 用在 20MPa 下、往復運動速度較高的液壓缸密封 結(jié)合本設(shè)計所需要求，采用 O 型密封圈密封比較合適。 ⑸當缸體帶有耳環(huán)或銷軸時，孔徑或軸徑的中心線對缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按 9級精度選取。且均需衍磨。鑄剛可采用 ZG35B 等材料，鑄鐵可采用HT200~HT350 之間的幾個牌號或球墨鑄鐵。因 20 號鋼的機械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。 油箱容量的確定 在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。 管道內(nèi)徑計算 4Qd m / sv?? m 式中 Q—— 通過管道內(nèi)的流量 3m/s v—— 管道內(nèi)允許流速 m/s ，取值見下表 36： 允許流速推薦值 表 36 允許流速推薦值 油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s 液壓泵吸油管道 ~，一般取 1 以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3~6，壓力高，管道粘度小取大值 液 壓系統(tǒng)回油管道 ~ 取 v吸 =， v壓 =4m/s, v回 =2m/d吸 =, d壓 =, d回 =。為使液壓泵油一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25~60%。 確定液壓泵的參數(shù) ⑴確定液壓泵的最大工作壓力 1Pp p p? ? ?? Pa， 式中 1p —— 液壓缸最大工作壓力，根據(jù)1 1 2 2wmFF p A p A?? ? ?可以求出本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 31 2110 .2 1 5 .3FAp M P aA??? p?? —— 從液壓泵出口到 液壓缸入口之間的總的管路損失。此時活塞桿伸長至 22 2 c o s 2 1 7 6 0md a l a l m m?? ? ? ?。按照機械手冊中工程液壓缸的技術(shù)規(guī)格表 3777 可以選擇圓整后的參數(shù)：缸徑 100mm，活塞桿 70mm,速度比 ? =2，工作壓力 16Mpa，推力 。 按工作壓力選取 d/D 工作壓力 MPa ? ~ ? d/D ~ ~ 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 30 按速度比要求確定 d/D ? （ 21/vv） 2 d/D 注：速度比 ? ，為活塞兩側(cè)有效面積 1A 與 2A 之比。按下表 32 初步選取 15Mpa。 除了外載荷 wF 外，作用于活 塞上的載荷 F 還包括液壓缸密封處的摩擦阻力 mF ，由于各種液壓缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，密封阻力難以精確計算，一般估算為 (1 )mmFP??? 式中 m? —— 液壓缸的機械效率，一般取 ~，這里取 ， 113590 1195680 .9 5wmFFN?? ? ? 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 28 初選系統(tǒng)壓力 液壓缸的選擇要遵循系統(tǒng)壓力的大小，要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備類型而定。行走機械一般取 =~ a —— 加速度 2/ms 初步選定速度變化量 v? =， t? =，則 va t??? = = 2/ms，2 / 2 0 .2 7 2 7 0aF m a t N? ? ? ? 以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷 wF ， 11 36 80 0 27 0 11 39 50w g f aF F F F N? ? ? ? ? ? ?。 （ 2）導軌摩擦載荷 fF 對于直動型安裝的液壓缸一般都附有活塞導軌以固定其運動方向，導軌摩擦相對于總載荷可以忽略不計，因此 fF =0。作用在活塞桿是的外部載荷包括工作載荷gF ，導軌的摩擦力fF和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力 aF 。這時將 /3al? 代入公式得 6 c o ss in ( ) 3 s in ( )PW?? ? ? ?? ? ? ? ，tan 2 tan??? 當平臺處于最低位置 0 5?? 時，液壓缸荷重 P 最大， P==? 9800=113680N。通過二者比較， /3al? 時，活塞的最大推力 P 要小于 /4al? 時。當液壓缸下降至最低高度時（設(shè)此時支撐桿與地面夾角 a = 0a ） 0a =5 ，根據(jù)上述公式 1ta n [ ta n ]lala??? ?? ? 得 0? = 。壓力決定于