【正文】 能力。 液壓系統(tǒng)的發(fā)展概況和應(yīng)用 液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是據(jù) 17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。在串聯(lián)系統(tǒng) 中，當(dāng)主泵向多路閥控制的各執(zhí)行元件供油時(shí)，只要液壓泵的出口壓力足夠，便可以實(shí)現(xiàn)各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)的復(fù)合。 （ 3）按所用液壓泵形式的不同，可分為定量泵系統(tǒng)和變量泵系統(tǒng)。但閉式系統(tǒng)較開(kāi)式系統(tǒng)復(fù)雜，因無(wú)油箱，油液的散熱和過(guò)濾條件較差。開(kāi)式系統(tǒng)油箱大，油泵自吸性能好。 從不同的角度出發(fā)，可以把液壓系統(tǒng)分成不同的形式。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開(kāi)關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 執(zhí)行元件 (如液壓缸和液壓馬達(dá) )的作用 是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 Shear。 reasonable selection of hydraulic cylinder buffering device, sealing and discharging valve. Checking and inspecting hydraulic cylinder, piston, the strength of the connecting bolts and system of heat balance. Keywords: hydraulic。 Flux and oil cylinder cushion’s falling and raising。通過(guò)液壓站原理和設(shè)計(jì)要求來(lái)設(shè)計(jì)和選用液壓缸、液壓閥、法蘭、油箱、電機(jī)等，合理的選用液壓缸的緩沖裝置、密封圈和排氣閥。 I 摘 要 液壓就是通過(guò)液壓油（具體根據(jù)實(shí)際情況定）來(lái)傳遞壓力的裝置。液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件液壓缸和液壓馬達(dá)的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，而獲得需要的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 本設(shè)計(jì)用油缸，通過(guò)控制閥分別實(shí)現(xiàn)剪切油缸的剪切、抬起；前后對(duì)焊壓板油缸的頂起、落下；焊劑墊升降油缸的落下、上升；后托輥升降油缸的升起，落下；前橋擺動(dòng)油缸的左擺、右擺。s shearing and raising respectively. before and after suet’s jacking up and falling。 designing and choosing hydraulic cylinder, hydraulic valve, flange, oil tank, motor according to the hydraulic pressure station principle and design requirements。 Hydraulic system。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵 等。壓力控制閥又分為益流閥 (安全閥 )、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。 液壓系統(tǒng)的形式 液壓元件逐步實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、其規(guī)格、品種、質(zhì)量、性能都有了很大提高，尤其是采用電子技術(shù)、伺服技術(shù)等新技術(shù)新工藝后，液壓系統(tǒng)的質(zhì)量得到了顯著的提高，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)及軍事工業(yè)中發(fā)揮了重大作用。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可以發(fā)揮油箱的散熱、沉淀雜質(zhì)作用，但因油液常與空氣接觸 ，使空氣易于滲入系統(tǒng)，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)等后果。工作機(jī)構(gòu)的變速和換向靠調(diào)節(jié)泵或馬達(dá)的變量機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，避免 2 了開(kāi)式系統(tǒng)換向過(guò)程中所出現(xiàn)的液壓沖擊和能量損失。 （ 2）按系統(tǒng)中液壓泵的數(shù)目，可分為單泵系統(tǒng)，雙泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)。串聯(lián)系統(tǒng)中，上一個(gè)執(zhí)行元件的回油即為下一個(gè)執(zhí)行元件的進(jìn)油，每通過(guò)一個(gè)執(zhí)行元件壓力就要降低一次。流量的分配隨各件上外載荷的不同而變化，首先進(jìn)入外載荷較小的執(zhí)行元件，只有當(dāng)各執(zhí)行元件上外載荷相等時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)同時(shí)動(dòng)作。加深鞏固機(jī)械原理的相關(guān)內(nèi)容，加深對(duì)專業(yè)課基礎(chǔ)理論力學(xué)和材料力學(xué)及專業(yè)課機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容的理解，更好的認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)外液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展存在的問(wèn)題，從而為以后更深的了解和設(shè)計(jì)機(jī)床液壓系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。液 3 壓系統(tǒng)是利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能， g 經(jīng)各種控制閥、管路和液壓執(zhí)行元件將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和會(huì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但目前工程機(jī)械用得最多、最普遍的為液力機(jī)械傳動(dòng)及靜液壓傳動(dòng)。但工程機(jī)械發(fā)展到今天，電氣系統(tǒng)及電氣元件已經(jīng)成了工程機(jī)械一個(gè)非常關(guān)鍵的部分，可以說(shuō)今天的絕大多數(shù)工程機(jī)械，電氣系統(tǒng)出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步難行，等于一 堆廢鋼鐵。 目前國(guó)外工程機(jī)械主要配套件大多數(shù)都生產(chǎn)歷史悠久，技術(shù)成熟、供應(yīng)充足，生產(chǎn)集中度高，品牌效應(yīng)突出。 在流體產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)，目前世界上最大的 流體產(chǎn)品 (主要是液壓件、密封件及液壓附件等 )制造企業(yè)，美國(guó)的派克 (Parket)公司，成立于 1918 年，也有近 100 年歷史，可以提供品種齊全的、高技術(shù)水平的液壓件、密封件及所有的液壓附件。在電氣配套件方面，世界最大的德國(guó)西門子電氣公司，以及日本的東芝公司、川崎公司、德國(guó)的博士 (Bose)公司等，都有 50 年以上，甚至 100 4 年以上的悠久歷史，能滿足工程機(jī)械各種高技術(shù)水平的電氣系統(tǒng)和電氣元件的要求。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、計(jì)算機(jī)的仿真和優(yōu)化等工作，也取得了卓有的成效。液壓元件主要有泵、缸、密封件和液壓附件等。國(guó)外的工程機(jī)械主要配套件的特點(diǎn)是生產(chǎn)歷史悠久、技術(shù)成熟、生產(chǎn)集中度高、品牌效應(yīng)突出。美國(guó)的凱斯、卡特彼勒，瑞典的沃爾沃等是世界上實(shí)力最強(qiáng)的主機(jī)制造企業(yè)，其配套件的配套能力也是非常強(qiáng)的，數(shù)量上也是逐年大幅的增長(zhǎng)，配套件主由零部件制造企業(yè)來(lái)提供。 液壓技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一，已成為工業(yè)機(jī)械、工程建設(shè)機(jī)械及國(guó)際尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)基礎(chǔ)。 機(jī)械制造是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和自身技術(shù)改造提供先進(jìn)技術(shù)裝備的工業(yè)部門。鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境極為惡劣，溫度高、粉塵多、濕度大、有腐蝕性氣體、振動(dòng)噪聲大。 （ 2）可實(shí)現(xiàn)較大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速。 （ 6）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，安全性好。因此，不宜用于問(wèn)短變化范圍大的場(chǎng)合。 汽車工業(yè) —— 平板車、高空作業(yè)等。 鑄造機(jī)械 —— 加料機(jī)、壓鑄機(jī)等。 一般取 = 所以 = =1 = ?m? m?v? v?v? ?v? ?d?d?m? v? d? 10 總效率為 。 表 23 活塞桿直徑系列 活塞桿直徑系列 /mm (GB/T 23481993) 1 1 1 2 2 2 3 3 4 50、 5 6 70、80、 90、 100、 1 12 1 160、 180、 200、 2 250、 280、 3 360 所以取 d=180mm 流量的計(jì)算 液壓缸流量根據(jù)下式計(jì)算： 當(dāng)活塞桿外推時(shí)： （ ） 式（ 23） 當(dāng)活塞桿內(nèi)拉時(shí)： （ ） 式（ 24） 設(shè)計(jì)要求中給定了活塞的平均 工進(jìn) 速度： =而活塞的面積： = = 容積效率： =1 根據(jù)式 （ 23） 得到活塞桿外推時(shí)的流量： =所以總系統(tǒng)工作流量 Q=2 =105 L/min 根據(jù)式 （ 24） 的活塞桿回程時(shí)的速度： =d11 mvAvq ?? 3/ms222vAvq ?? 3/ms1v1A 2/4D ? 2m222 ( ) / 4 36 1A D d m m?? ? ? ?v?1q1q222vqv A?? 12 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)距離為 H，稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 即：缸體內(nèi)部長(zhǎng)度 200+150=350mm 缸體長(zhǎng)度≤（ 2030） =（ 56008400） mm 即取缸體長(zhǎng)度為 550mm H2 0 0 2 8 0 1502 0 2 2 0 2lDH m m m m? ? ? ? ?l lDBB B DBBDD 13 缸筒壁厚的計(jì)算 在中、低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚基本上由結(jié)構(gòu)和工藝上的要求確定，壁厚通常都能滿足強(qiáng)度要求，一般不需要計(jì)算。 當(dāng) 時(shí) ,按式 （ 25） 計(jì)算 (該設(shè)計(jì)采用無(wú)縫鋼管 ) 式（ 25） 根據(jù)缸徑查手冊(cè)預(yù)取 =30 此時(shí) 最高允許壓力一般是額定壓力的 倍，根據(jù)給定參數(shù) ，所以： =12 =18MP [? ]=100～ 110MPa （無(wú)縫鋼管），取 [? ]=100MPa ，其壁厚按公式 （ 25） 計(jì)算為 滿足要求，就取壁厚為 40mm。若活塞桿的長(zhǎng)徑比 且桿件承受壓負(fù)載時(shí)，則必須進(jìn)行液壓缸穩(wěn)定性校核。 此設(shè)計(jì)安裝方式采取一段固定，一段自由的安裝方式。 各國(guó)規(guī)范多數(shù)規(guī)定 : 204lk ? ? ?np22121()0 .3 5 sn DDp D? ?? ()MPa2223 5 3 ( 0 . 3 6 0 . 2 8 )0 . 3 5 4 8 . 8 1 ( )0 . 3 6np M p a??? ? ?np pnp( ~ )n plpp? logpl s Dp D?? logpl s Dp D?? ()MPa12 ( 5 ~ 2) 88. 61 31. 0 ~ 37. 2np p M pa M P a M P a? ? ? ? ?TPTP 17 當(dāng)額定壓力 時(shí) （ MPa） D為了確保液壓缸安全的使用，缸筒的爆裂壓力 應(yīng)大于耐壓試驗(yàn)壓力 ： (MPa） 式（ 29） 因?yàn)椴楸硪阎?=596MPa，根據(jù)式 （ 210） 得到： 至于耐壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為： 因?yàn)楸褖毫h(yuǎn)大于耐壓試驗(yàn)壓力，所以完全滿足條件。 B．缸底有孔時(shí)，缸底厚度 為 式中， — 油口直徑。 最大推力為： 使用 15個(gè)螺栓緊固缸蓋，即： =15 螺紋外徑和底徑的選擇： =20mm =18mm 系數(shù)選擇： 選取 = = 根據(jù)式 （ 211） 得到螺紋處的拉應(yīng)力為： = 根據(jù)式 （ 212） 得到螺紋處的剪應(yīng)力為： 根據(jù)式 （ 213） 得到合成應(yīng)力為： 61 m ax 031 k kF ddZ? ???? ?223n? ? ? ?? ? ?maxF maxF maxp 2 /4AD?? 22( ) / 4A D d???k k kD0d1d1k 1k 1k??? ? ? /s n??? s?660. 06 15 16 10 0. 98 4 10F A p? ? ? ? ? ?Z0d 1dK 1K6max21 104kFdZ? ???? 6 621 . 3 0 . 9 8 4 1 0 4 1 0 3 3 5 . 33 . 1 4 0 . 0 1 8 1 5 M P a?? ? ? ????6 630 . 1 2 1 . 3 0 . 9 8 4 1 0 0 . 0 2 1 0 1 7 5 . 40 . 2 0 . 0 1 8 1 5 M P a? ?? ? ? ?? ? ??? 22 = = 由以上運(yùn)算結(jié)果知，應(yīng)選擇螺栓等級(jí)為 ； 查表的得：抗拉強(qiáng)度極限 =1220MP。 活塞的配合因?yàn)槭褂昧私M合形式的密封器件，所以要求不高，這里不加敘述。密封件一般以斷面形狀分類，有O 形、 Y 形、 U 形、 V形和 Yx形等。 由于 O 型密封圈用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)存在起動(dòng)阻力大的缺點(diǎn)，所以用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封件一般不用 O形圈，而使用唇形密封圈或金屬密封圈。 V 形圈的密封效果一般，密封壓力通過(guò)壓圈可以調(diào)節(jié)，但摩擦阻力大，溫升嚴(yán)重。 比較而言，能保證 密封效果，摩擦阻力小，安裝方便，制造簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的密封圈就屬 Yx 型密封圈了。 ，保證活塞桿外圓和活塞外圓的同軸度，避免活塞與缸筒、活塞桿和導(dǎo)向的卡滯 現(xiàn)象。 Yx型軸用密封圈加軸用階梯圈組合使用，這樣比起單獨(dú)密封，可以減小摩擦，減少泄漏量，增加壽命。其中，節(jié)流口可調(diào)式緩沖裝置在節(jié)流口調(diào)定后，工作原理上就相當(dāng)于一個(gè)單孔口式的緩沖裝置。因此在設(shè)計(jì)油缸結(jié)構(gòu)時(shí)，要保證能及時(shí)排除積聚在缸內(nèi)的氣體。排氣時(shí)，擰松螺紋，缸內(nèi)空氣從錐面空隙中擠出并經(jīng)斜孔排出缸外。錐閥可以采用圖 a 所示的錐面密封，也可以采用圖 b 所示的錐面密封，還可以采用圖 g所示的鋼珠密封。 液壓缸缸徑的計(jì)算 內(nèi)徑 D可按下列公式初步計(jì)算： 液壓缸的負(fù)載為推力 式中 — 液壓缸實(shí)際使用推力（ ）； — 液壓缸的負(fù)載效率，一般取 ～ 07； — 液壓缸的總效率，一般取 =07～ 09；計(jì)算 = — 液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力（ ） 本次設(shè)計(jì)中液壓缸已知系統(tǒng)壓力 ； 根據(jù)式①得到內(nèi)徑： 查缸筒內(nèi)徑系列 /mm(GB/T 23481993)可以取為 。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)