【正文】 壓力 rp ： Ep = 1 ???DDb? = MPa﹥﹥ rp = MPa 12 式中 Ep — 缸筒的爆裂壓力； b? — 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度， MPa，設(shè) 計(jì)取 b? =610 MPa； 通過(guò)以上四方面的計(jì)算知：液壓缸壁厚滿足要求。對(duì)于一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H應(yīng)滿足以下要求 : 220 DLH ?? 式中： L— 液壓缸的最大行程； D— 液壓缸的內(nèi)徑。 活塞的行程 L 等于活塞桿的行程為： mm；缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度 l ，根據(jù)液壓缸的內(nèi)徑而定：當(dāng) D〈 80mm 時(shí)， 取 l =（ ） D ，設(shè)計(jì) l = mm；活塞的寬度 一般取B =（ ） D ，故設(shè)計(jì) B = mm。 液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 1 2 3 5 6487 液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1— 活塞桿 ； 2— 法蘭蓋； 3— 缸蓋； 7— 密封圈； 缸體與缸蓋的連接形式 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、在振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng)，必須用鎖緊裝置、應(yīng)用較多。 選用密封圈密封的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低； （ 2）能自動(dòng)補(bǔ)償磨損； （ 3）密封性能可隨壓力加大而提高，密封可靠； （ 4）被密封的部位，表面不直接接觸，所以加 工精度 可以放低 （ 5）既可用于固定件，也可用于運(yùn)動(dòng)件。 、出油口形式及大小的確定 液壓缸進(jìn)、出油口設(shè)計(jì)布置在缸體上，液壓缸設(shè)計(jì)無(wú)專用的排氣裝置，進(jìn)、出油口設(shè)在 液壓缸的 側(cè)面 ，以便空氣能首先從液壓缸排出。 活塞 材料： 45 鋼； 主要表面粗糙度：活塞外圓柱表面粗糙度為 Ra= ； 技術(shù)要求：（ 1）外徑 D的圓度、圓柱度不大于外徑公差之半；（ 2）活塞外徑用橡膠密封圈密封時(shí)可取 f7f9 配合，內(nèi)徑與活塞桿的配合可取 H8。由于工作條件不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。 缸筒的設(shè)計(jì)： 缸筒的材料：一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，缸筒的材料采用焊接性良好的液壓缸筒用精密內(nèi)徑無(wú)縫剛管，材料 45 鋼。 缸筒內(nèi)徑應(yīng)進(jìn)行研磨不得有縱向和橫向刀痕。 活塞的結(jié)構(gòu)有整體和組合活塞兩類。這種設(shè)計(jì)的活塞密封圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 截面直徑 \d2=177。 截面直徑 \d2=177。 先前計(jì)算中按照速比確定了活塞桿的直徑為 mm40?d 。導(dǎo)向環(huán)的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)。 24 液壓缸推力的計(jì)算 液壓缸的效率 液壓缸的效率包括機(jī)械效率和容積效率。 名稱＝普通螺紋的基本牙型及基本尺寸 標(biāo)準(zhǔn) =摘自 GB/T 1921981，單位 =(mm) 公稱直徑 D、 d\第一系列 =90 螺距 p=3 中徑 D2 或 d2= 小徑 D1 或 d1= 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇 液壓驅(qū)動(dòng) 床板翻轉(zhuǎn) 的工作原理是以壓力油作為驅(qū)動(dòng)力而進(jìn)行工作的，被驅(qū)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度，決定于油液在油缸（直線油缸）內(nèi)容積變化的快慢，而驅(qū)動(dòng)力的大小，則決定于油液的單位壓力及作用的有效面積。 控制性能好。 液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)是密封性能差，易污染環(huán)境，防水性能由于油液粘溫性能差，限制液壓驅(qū)動(dòng)只能在常溫下工作。 6）容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制時(shí)，不僅可以實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)化，而且還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。選擇液壓泵主要根據(jù)系統(tǒng) 最高工作壓力與最大流量。r^( 1): 壓力 /MPa|額定 : 轉(zhuǎn)速 /r178。 液壓閥基本工作原理：利用閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥口的通斷及閥口的大小，實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向的控制。 （ 3）方向控制閥：用來(lái)控制和改變液壓系統(tǒng)液流方向的閥類，如單向閥、液控單向閥、換向閥等。 （ 2）額 定壓力：閥長(zhǎng)期工作所允許的最高壓力。 （ 3）所控制的參數(shù)（壓力或流量）要穩(wěn)定，受外干擾時(shí)變化量要小。查手冊(cè)，選取各閥的型號(hào)如下： （ 1）調(diào)速閥： QF3E6*B 通徑 6mm，流量為 1ml/min，額定壓力 ，最小穩(wěn)定流量 1ml/min，最大流量 ，最低工作壓力 （ 2）換向閥 ： ，如下圖 （ 3）溢流閥： YF310B 電磁溢流閥；通徑： 10 mm；額定流量： 63 L/min。 過(guò)濾器的選用要求： （ 1）過(guò)濾精度應(yīng)滿足系統(tǒng)要求：過(guò)濾精度以濾去雜質(zhì)顆粒的大小來(lái)衡量。 30 （ 3）要有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不因液壓力而破壞。 過(guò)濾器的安裝： （ 1）安裝在泵的吸油口：用于保護(hù)泵，可選擇粗濾器 ，但要求有較大的通流能力，防止產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。為防止過(guò)濾器阻塞，一般要并聯(lián)安全閥或安裝發(fā)訊裝置。過(guò)濾器的安裝位置如下圖： 過(guò)濾器的安裝位置 油箱的選型與設(shè)計(jì) 油箱的功用有以下幾點(diǎn)： （ 1）儲(chǔ)存系統(tǒng)所需的足夠油液； （ 2）散發(fā)油液中的熱量；逸出溶解在油液中的空氣； （ 3）沉淀油液中的污物； （ 4）對(duì)中小型液壓系統(tǒng)，泵裝置及一些液壓元件還安裝在油箱頂板上。為了防止液壓油從油箱溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過(guò)油箱高度的 80﹪。 （ 2）油箱中應(yīng)設(shè)吸油過(guò)濾器，為方便清洗過(guò)濾器，油箱結(jié)構(gòu)要考慮拆卸方便。 （ 4）油箱側(cè)壁要安裝油位指示計(jì)，以指示最高、最低油 位。吸油管距油箱底面距離 H≥ 2D，距箱壁不小于 3D。 （ 6）液壓油箱的起吊：對(duì)液壓裝置而言，從工廠裝配開(kāi)始，到最終用戶要經(jīng)反復(fù)裝卸，設(shè)計(jì)在箱體上裝置吊耳環(huán)。 設(shè)計(jì)選用 Y60(040Mpa)壓力表。 （一） 油管 常用油管有鋼管、紫銅管、塑料管、尼龍管、橡膠軟管。管接頭與其他液壓元件用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋和普通細(xì)牙螺紋連接。焊接式管接頭結(jié)構(gòu)如下： 圖 焊接式管接頭結(jié)構(gòu)圖 密封裝置 密封裝置用來(lái)防止系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏，以及外界灰塵和異物的侵入，保證系統(tǒng)建立必 要壓力。 O 型密封圈是由耐油橡膠壓制而成的，其截面為圓形。 設(shè)計(jì)選用：整體型臥式安裝，即電動(dòng)機(jī)、液壓泵、閥組等都安裝在油箱上。30 單向閥 1 30MPa 43 結(jié) 論 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過(guò)大量的調(diào)查研究，現(xiàn)在設(shè)計(jì)工作已徑結(jié)束。確定方案后在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的種種難題，在老師 及一線工人師傅 的指 導(dǎo)下和自己的學(xué)習(xí)和查閱大量 資料后，一個(gè)個(gè)的攻破。這次設(shè) 計(jì) 不僅使我學(xué)到了新知識(shí)，而且對(duì)我解決實(shí)際問(wèn)題的能力有極大的幫助 ， 對(duì)以后的工作進(jìn)行了一次大練兵。同時(shí)參閱了南昌凱馬機(jī)床研究所 的部分文獻(xiàn)和圖紙，這些資料都給我的設(shè)計(jì)起了很大的作用。在此我要向四年來(lái)一直給我指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)們致以最崇高的敬意和衷心的感謝。在此，謹(jǐn)向恩師致以崇高的敬意和深深的謝意。 47 。將來(lái)步入社會(huì)，學(xué)會(huì)以誠(chéng)待人，用心和各界人事交流。指導(dǎo)設(shè)計(jì)期間，老師謙和的待人方式，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的專業(yè)學(xué)識(shí)、刻苦認(rèn)真的工作精神以及誨人不倦的教學(xué)態(tài)度，給我留下了深刻 的印象。 轉(zhuǎn)眼間就要本科畢業(yè)了。到這里 ， 大學(xué)生活馬上就要告一段落 ， 但是有了這一次工作前的綜合考核 ， 我想在以后的工作中我可以面對(duì)任何困難的考驗(yàn) 。提高了設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、編寫(xiě)技術(shù)要求、查閱技術(shù)資料標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書(shū)的能力。 在為期 三 個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)我來(lái)說(shuō)即是一個(gè)學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò)程，又是一個(gè)溫習(xí)大學(xué)四年學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程，將四年所學(xué)過(guò)的知識(shí)綜合應(yīng)用與本次設(shè)計(jì)中，由于各方面條件的限制，只能用大多的理論知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)，本 設(shè)計(jì) 的許多方面還有進(jìn)一步研究的必要性和創(chuàng)新性。 為了避免安裝時(shí)產(chǎn)生同軸度誤差帶來(lái)的不良影響，電動(dòng)機(jī)與液壓泵之間采用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接。 液壓泵站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1． 液壓泵裝置的安裝形式 液壓泵 裝置 包括不同類型的液壓泵、油箱、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及閥組等。 常用的密封：間隙密封； O 型密封圈；唇型密封；組合密封裝置。 結(jié)合設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)選用：錐密封焊接式管接頭，這類管接頭的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好、對(duì)管子尺寸精度要求不高，由于它的 O形密封圈裝在 24176。 設(shè)計(jì)選?。簝?nèi)徑為 15 mm、外徑為 22 mm 的鋼管。它應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度，沒(méi)有泄漏，密封性能好，壓力損失小，拆裝方便。 （三）壓力表的選擇 液 壓系統(tǒng)各工作點(diǎn)的壓力一般都用壓力表來(lái)觀測(cè)，以調(diào)整到要求的工作壓力。以增大通流面積。 （ 5）吸油管與回油管要用隔板分開(kāi)，增加油液循環(huán)的距離，使油液有足夠的時(shí)間分離氣泡，沉淀雜質(zhì)。油箱箱蓋上應(yīng)安裝空氣濾清器，其通氣流量不小與泵流量的 。 （ 1）油箱的外形尺寸 液壓油箱的有效容積確定后，設(shè)計(jì)液壓油箱的外形尺寸，為了提高冷卻效率在安裝位置不受限制時(shí) ，可將液壓油箱的容量予以增大。油箱的有效容積 V 可近似確定為： 在低壓系統(tǒng)中（ ?p MPa）可?。? pqV )42( —? 在中壓系統(tǒng)中（ ?p MPa）可?。? pqV )75( —? 31 在中高壓或高壓大功率系統(tǒng)中（ p ＞ MPa）可?。? pqV )126( —? 式中 V — 油箱的有效容積； pq — 液壓泵的額定流量。 （ 5）安裝在獨(dú)立的過(guò)濾系統(tǒng)中：通過(guò)不斷循環(huán)，專門(mén)濾去油箱中的污物。要求能承受油路上的工作壓力和壓力沖擊。 （ 5）要清洗更換方便。 ?d 為粗濾器； ?d 為普通濾器；?d 為精濾器； ?d 為特精濾器。液壓輔件的合理設(shè)計(jì)和選用在很大程度上影響液壓系統(tǒng)的效率、噪聲、溫升、工作可靠性等技術(shù)性能。 根據(jù)液壓閥在系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過(guò)該閥的最大流量，可選出液壓閥的型號(hào)及規(guī)格。 選擇液壓閥的基本要求： （ 1）動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小。與閥的進(jìn)出油口連接的油管應(yīng)與閥的通徑相一致。 根據(jù)用途不同分類： （ 1）壓力控制閥：用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流壓力的閥類，如溢流閥、減壓閥、順序閥等。 電動(dòng)機(jī)的功率： 1P KWQP 36 ＝? ?????? ?? 據(jù)此查樣本選用： Y180M4 型異步電動(dòng)機(jī)， 參數(shù)如下 電機(jī)名稱 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 28 類別代號(hào) Y 型號(hào)規(guī)格 Y180M4 極數(shù) 4 額定功率 （ kw） 22 轉(zhuǎn)速 （ r/min） 1457 電壓 （ V） 380 額定電流 （ A） 效率 （ %） 功率因數(shù) （ cosφ） 堵轉(zhuǎn)電流 /額定電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 噪聲 （ dB(A)） 85 機(jī)座號(hào) 160L 最大長(zhǎng)度 （ mm） 585 最大寬度 （ mm） 480 最大高度 （ mm） 405 液壓控制閥的選擇 液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來(lái)控制液流的壓力、流量和方向，保證執(zhí)行元件按照要求進(jìn)行工作。 = Mpa 取 Pr= 2. 液壓泵最大流量的計(jì)算 pq ? 179。 27 3 液壓泵站的計(jì)算與設(shè)計(jì) 液壓泵參數(shù)的計(jì)算與選型 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能輸出，為執(zhí)行元件提供壓力油。由于以上原因，某些場(chǎng)合限制了 其 應(yīng)用。 適用范圍廣。作為傳力介質(zhì)的液壓油，其可壓縮性不大（高壓研究動(dòng)態(tài)性能時(shí)不可忽略），能傳遞的壓力大。 容積效率 cv? 是由各密封件泄漏造成的，當(dāng)采用彈性體密封圈時(shí)， 1?cv? 總效率為： ＝???? cmcvc ??? 當(dāng)液壓缸的無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)，液壓油作用在活塞上的推力 F1 ： cmPDF ?? 21 4? （ ） 式中 ： D— 活塞直徑 p— 工作行程時(shí)工作壓力 代入式（ ）數(shù)據(jù)計(jì)算，得： 代入式（ ）數(shù)據(jù)計(jì)算，得： 25 4456221???????????cmPDF 當(dāng)液壓缸的無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)，液壓油作用在活塞上的推力 F2 ： cmPdDF ?? )(4 222 ?? 式中 d— 活塞桿直徑 代入數(shù)據(jù)計(jì)算，得： )(4)(45622222????????????? cmPdDF 缸筒和前缸蓋連接處的螺紋選用 M90179。 兩個(gè)缸蓋的設(shè)計(jì) : 后缸蓋的設(shè)計(jì)：其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖，后缸蓋上開(kāi)有進(jìn)油口、 密封槽。 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與缸蓋、導(dǎo)向環(huán)的結(jié)構(gòu)、密封、防塵和鎖緊裝置等。 活塞與活塞桿的配合為 : 9/9 fH 活塞與缸筒的配合為 : 9/9 fH 外徑粗糙度為： ?＝aR 活塞桿的設(shè)計(jì) 活塞桿的技術(shù)要求：設(shè)計(jì)的活塞桿選用 45 號(hào)鋼。 截面直徑 \d2=177。這種設(shè)計(jì)的活塞密封圈密封性好，耐磨性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工作位置穩(wěn)定。組合活塞可采用組合密封，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工工作量大。同時(shí)在活塞和活塞桿之間設(shè)置靜密封。 缸筒的 CH端開(kāi)有油口，其油口的連接。 本設(shè)計(jì)缸筒與前缸蓋采用螺紋連接，缸筒與后缸蓋采用焊接。其簡(jiǎn)圖如圖 d2(h8)d 16 活塞桿簡(jiǎn)圖 缸蓋 材料： HT200； 主要表面粗糙度：配合表面粗糙度為 Ra= um； 技術(shù)要求：（ 1）配合表面的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半；（ 2）端面 A、 B 對(duì)孔軸線的垂直度在直徑 1000 mm 上不大于 mm；（ 3） 23dd、 對(duì) D的同軸度不大于 mm 液壓缸固定處銷(xiāo)軸的驗(yàn)算 液壓缸固定處銷(xiāo)軸的材料均采用 45 號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，其許用彎曲應(yīng)力 [ 1?? ]=60Mpa，剪切疲勞極限為 Mpa60][ ?? 1)液壓缸上部的銷(xiāo)軸 （ 1）求 支 反力 根據(jù)靜力平衡方程求得支反力 : Fra=F/2=1000N Frb=F/2=1000N Fs=F/2=1000N （ 2）繪制軸的 剪力圖和 彎矩圖 mmNFLM /500004 10020214 ???? 17 18 初估銷(xiāo) 軸的直徑 60 4100202110)(1033122 ????????? 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