【正文】 ......... 25 液壓缸油口尺寸的確定 ................................................................................ 25 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................ 25 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 .................................................................................... 26 缸體長(zhǎng)度的確定 ........................................................................................... 27 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................... 27 缸筒與缸蓋的連接形式 ............................................................................... 27 活塞 ............................................................................................................. 27 活塞的結(jié)構(gòu)形式 .............................................................................. 28 活塞與活塞桿的連接 ...................................................................... 28 活塞的密封 ...................................................................................... 28 活塞材料 .......................................................................................... 28 缸筒 ............................................................................................................. 28 排氣裝置 ..................................................................................................... 29 總結(jié) .............................................................................................................................. 30 致謝 .............................................................................................................................. 31 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 32 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 第 1 章 緒論 液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，它是一門新學(xué)科，從 17 世紀(jì)中葉帕斯卡提出靜壓傳動(dòng)原理， 18 世紀(jì)末英國(guó)制成第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)已有 2～ 3百年的歷史，只是由于早期技術(shù)水平和生產(chǎn)需求的不足，液壓傳動(dòng)技術(shù)沒(méi)有得到普遍地應(yīng)用。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準(zhǔn)的不斷制訂和完善及各類元件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化而在機(jī)械制造，工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)中推廣開(kāi)來(lái)。布拉曼 (Joseph Braman,17491814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì) ,以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上 ,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長(zhǎng)壽命、高度集成化等方向發(fā)展。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長(zhǎng)壽命、高度成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè) 集成化等方向發(fā)展。由此可見(jiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。本機(jī)器具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)。定壓成型之工藝動(dòng)作在壓制后具有保壓、延時(shí)、自動(dòng)回程、延時(shí)自動(dòng)退回等動(dòng)作。由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機(jī)電液一體化，以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善；自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能 ；液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露和污染等四個(gè)方面。特別是集成塊可以進(jìn)行專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)的周期也比較短。 液壓機(jī)工藝用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓力機(jī)是一種用靜壓來(lái)加工產(chǎn)品。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。通過(guò)它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。 5）工作介質(zhì) —— 液壓油。工作機(jī)即完成該機(jī)器之工作任務(wù)的直接工作部分，如剪床的剪刀，車床的刀架、車 刀、卡盤等。它包括液壓傳動(dòng)、液力傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)。同時(shí)，也被應(yīng)用到航天航空、海洋開(kāi)發(fā)、核能工程和地震預(yù)測(cè)等各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域。 3）液壓傳動(dòng)裝置工作平穩(wěn)、反應(yīng)快、沖擊小、能快速啟動(dòng)制動(dòng)和頻繁換向。 6）液壓系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，同時(shí)，因采用油液作為傳動(dòng)介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面鍵能自行潤(rùn)滑，故元件的使用壽命長(zhǎng)。 3）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，油溫變化會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。 6）隨之，高壓、高速、高效率和大流量化，液壓元件和系統(tǒng)的噪聲日益增大，這也是需要解決的問(wèn)題。機(jī)床工作循環(huán)定位→夾緊→快進(jìn)→工進(jìn)→死擋鐵停留→快退→松開(kāi)→拔銷→原位停止。 功能分析、需求設(shè)計(jì) 1）設(shè)備用途、操作過(guò)程、周期時(shí)間、工作特點(diǎn)、性能指標(biāo)和作業(yè)環(huán)境的要求。 5）效率、成本、經(jīng)濟(jì)型和可靠性要求等。 運(yùn)動(dòng)分析 根據(jù)任務(wù)要求，確定本液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)為 快進(jìn)→工進(jìn)→死擋鐵停留→快退→原位停止卸荷，工作循環(huán)圖如下： 圖 31 工作循環(huán)圖 一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)快進(jìn)行程的時(shí)間： t1=L1/V1=40060247。 切削力 Fe=31000N 導(dǎo)軌摩擦阻力計(jì)算 機(jī)床空載快速進(jìn) 退階段啟動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌受靜摩擦阻力 Ffs 作用，其中動(dòng)摩擦系數(shù) μ d=，靜摩擦系數(shù)μ s=， G=10000N,算得 Ffs= 2Gs? =10000247。=255N V L 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 工作負(fù)載計(jì)算 液壓缸驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭進(jìn)給時(shí)的工作負(fù)載為切削力 Fe，已知 Fe=31000N 重力 因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)部件是水平位置，故重力在水平方向的分力為零。 為防止工進(jìn)結(jié)束時(shí)發(fā)生前沖，液壓缸需保持一定回油背壓，參考表暫取背壓成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) ，并取液壓缸機(jī)械效率 η cm=,則可算得液壓缸無(wú)桿腔的有效 面積 24211 1097)2 ( 3 2 4 3 0)2( mpp FA cm ???????? ? 液壓缸內(nèi)徑 mAD 10974π4 41 ????? ? 查表，將液壓缸內(nèi)徑圓整為 D=125mm=。 根據(jù)活塞桿工作受壓，活塞桿直徑適當(dāng)取大時(shí)，活塞桿直徑 d 為： mmDd ???? 查表， d 取 d=20mm。 ???? ? 32430 34 快退 啟動(dòng) qpPvAqAApFp cm1122121。 快進(jìn)時(shí)，液壓缸的油路差動(dòng)連接，進(jìn)油路與回油路串通， 且不能經(jīng)背壓閥流回油箱，因而在回油路中使用外控順序閥，快進(jìn)時(shí)回路壓力低，外控順序閥不打開(kāi)，回油路的油只有經(jīng)單向閥與進(jìn)油路匯合。小流量泵提供高壓油，供兩滑臺(tái)工作進(jìn)給時(shí)用，低壓大流量泵以實(shí)現(xiàn)兩滑臺(tái)快速運(yùn)動(dòng)。 擬定液壓系統(tǒng)圖 在制定液壓回路方案的基礎(chǔ)上，經(jīng)整理所組成的液壓系統(tǒng)圖，以及電磁閥、行程閥的動(dòng)作順序表。系統(tǒng)的油液流動(dòng)路線為 進(jìn)油路：雙聯(lián)葉片泵 1→ 換向閥 24（左位 )→ 行程閥 30（下位） → 液壓缸31 無(wú)桿腔。系統(tǒng)油液流動(dòng)路線為 進(jìn)油路： 雙聯(lián)葉片泵 1→ 換向閥 24（左位 )→ 調(diào)速閥 29→ 液壓缸 31 無(wú)桿腔。 回油路：液壓缸 31 無(wú)桿腔 → 單向閥 28→ 換向閥 24（右位 )→ 油箱。此時(shí)液壓缸的輸入流 量較小，泵至液壓缸間的進(jìn)油路壓力損失估取 Δp=。 確定液壓泵驅(qū)動(dòng)功率及電機(jī)的規(guī)格、型號(hào) 由工況圖 16 知，最大功率出現(xiàn)在快退階段，已知泵的總效率為 ηp=，則液壓泵快退所需的驅(qū)動(dòng)功率為 kWqpPpppp 3 36 ??? ????? ?? 查表，選用 Y 系列（ IP44）中規(guī)格相近的 Y132M16 型臥式三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 4kW，轉(zhuǎn)速為 960r/min，小泵和大泵的實(shí)際輸出流量分別為；雙泵的總流量為 ；工進(jìn)時(shí)的溢流流量為 — =，仍能滿足系統(tǒng)各工況對(duì)流量的要求。由表 51 查得工作循環(huán)中進(jìn)、回油管道中通過(guò)最大流量 q=，由此計(jì)算得液流雷諾數(shù) Re 小于臨界雷諾數(shù) Rec=2300，故可推論出，各工況下的進(jìn)回油路中的液流均為層流。 估算系統(tǒng)效率、發(fā)熱和溫升 本液壓系統(tǒng)的進(jìn)給缸在其工作循環(huán)持續(xù)時(shí)間中，快進(jìn)為 ，工進(jìn)為 208s，快退為 ，由此，系統(tǒng)效率、發(fā)熱和溫升可概略用工進(jìn)時(shí)的數(shù)值來(lái)代表。℃ )，油溫與環(huán)境溫度只差 Δt=25℃。 液壓缸的注意尺寸參數(shù)的確定 液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑在前面已經(jīng)計(jì)算出： D=125mm， d=90mm 液壓缸行程 s 的確定 液壓缸的行程 s，主要是按工作機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn) 動(dòng)要求的長(zhǎng)度來(lái)考慮，而且液壓缸的最大工作行程受到液壓缸的穩(wěn)定性的限制。油口可布置在缸筒或缸蓋上，油口孔直徑 d0 應(yīng)根據(jù)活塞最大運(yùn)動(dòng)速度 vmax和油口最高液流速度 v0 確定： d0=0maxvv = ==17mm 油口連接螺紋尺寸應(yīng)符合 GB/T28791993《液壓元件螺紋連接 油口形式和尺寸》參考《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南》 節(jié)的規(guī)定。對(duì)于低壓系統(tǒng)或當(dāng) ?D ≥16時(shí)，稱為薄壁缸筒，薄壁缸筒的壁厚按材料力學(xué)中計(jì)算公式： ? ??? 2 Dpy? （ mm） 式中 yp ——— 試驗(yàn)壓力， MPa，工作壓力 p≤16MPa， yp =； 工作壓力 p≥16MPa時(shí)， yp =； D——— 液壓缸內(nèi)徑； ??? ——— 缸體材料的許用應(yīng)力， MPa； 對(duì)于鍛鋼 ??? =100120MPa；鑄鋼 ??? =100110MPa；鋼管 ??? =100110MPa；鑄鐵??? =60MPa。 對(duì)一般的液壓缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H 應(yīng)滿足以下要求： H≥ 220 DL? = 212520600? = 式中 L——— 液壓缸的最大行程 D——— 液壓缸的內(nèi)徑 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 圖 71 缸體長(zhǎng)度的確定 液壓缸的缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和，缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不大于內(nèi)徑的 20? 30 倍。該系統(tǒng)為中低壓液壓系統(tǒng)，缸體材料為鑄鋼，液壓缸與缸蓋可采用法蘭連接，該連接方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單加工裝配方便等特點(diǎn)。所以，活塞的結(jié)構(gòu)形式可選用整體活塞，整體活塞在活塞四周上開(kāi)溝槽，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 活塞與活塞桿的連接 查參考文獻(xiàn)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)分整體式結(jié)構(gòu)和組合式結(jié)構(gòu)，組合式結(jié)構(gòu)又分為螺紋連接、半環(huán)連接和錐銷連