【正文】 和圓柱度不大于外徑公差的一半。 當(dāng)缸蓋自身作為活塞桿導(dǎo)向套時，最好用鑄鐵，并在導(dǎo)向表面堆镕黃銅，青銅和其他耐磨材料。 代入數(shù)據(jù)： 2 .50 .4 3 3 0 .0 5100? ??= 缸筒底部厚度應(yīng)根據(jù)工藝要求適當(dāng)加厚，如在缸筒上設(shè)置油口或排氣閥，均應(yīng)增大缸筒底部厚度。 隔套的長度由最小導(dǎo)向長度 H 確定。 表 缸徑 /mm 液壓缸外徑 /mm P16Mpa 20Mpa 25Mpa 40 50 50 50 54 50 60 60 60 63 76 76 76 83 80 95 95 95 102 90 108 108 108 114 100 121 121 121 127 110 133 133 133 140 125 146 146 146 152 140 168 168 168 168 160 194 194 194 194 180 219 219 219 219 200 245 245 245 245 2） 最小導(dǎo)向長度 導(dǎo)向套在油缸中的位置如下圖 所示。最大工作負(fù)載 F=700N，根據(jù)參考文獻(xiàn)，初步選定工作壓力為 P=1MP，由此初步定出缸內(nèi)徑： 4 4 7 0 0 2 9 .8 63 .1 4 1FD m mp? ?? ? ?? 活塞桿外徑： d== 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，選取液壓缸內(nèi)徑系列 D=32mm， d=16mm。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(jì)；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。因此得到了廣泛的應(yīng)用。各回路相互組合時要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。 液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時 間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。 液壓執(zhí)行器設(shè)計壓力的選取 實際設(shè)計工作中，應(yīng)綜合考慮執(zhí)行器及其他液壓元件、輔件的尺寸、質(zhì)量加工工藝性、成本及系統(tǒng)的可靠性和效率等因素。 第二章 設(shè)計 任務(wù) 的主要方案 本課題將要完成的主要任務(wù) 結(jié)合實際 應(yīng)用 ，對 實驗臺液壓系統(tǒng)進(jìn)行 設(shè)計，其中包括各種參數(shù)的計算，各種部件的選擇，以及設(shè)計 圖紙 。但與日本等先進(jìn)國家相比，仍有相當(dāng)差距 ，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在“十 二 五”后期立于世界先進(jìn)行列之中 [17]。機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展 。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。 機(jī)電一體化實驗內(nèi)容涉及機(jī)械、電氣、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、液壓等方面技術(shù)，覆蓋面廣，綜合性強(qiáng)。較高級的系統(tǒng)不但有硬件，而且還有相應(yīng)的軟件 ,利用軟件技術(shù)可以實現(xiàn)硬件難以實現(xiàn)的功能 ,使機(jī)械系統(tǒng)增加柔性。隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用 ,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。 [17] 機(jī)電一體化實驗臺 概述 實驗是科學(xué)研究與探索的重要手段，也是學(xué)生掌握知識和基本技能的重要環(huán)節(jié)。實驗過程接近實際機(jī)電產(chǎn)品的組裝調(diào)試過程，實戰(zhàn)性強(qiáng)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù) 的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。在日新月異的今天，創(chuàng)新與改變 是發(fā)生變革的先導(dǎo)。 表 實驗臺主要技術(shù)參數(shù) 技術(shù)規(guī)格 單位 參數(shù) 工作臺尺寸：長 *寬 mm 160*160 行程 X軸 mm 150 Y軸 mm 150 Z軸 mm 150 C軸 176。方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。提高系統(tǒng)的工作效率 。液壓馬達(dá)也是液壓系統(tǒng)的一種執(zhí)行元件，它是將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能（扭矩和 轉(zhuǎn)速）的轉(zhuǎn)換裝置。根據(jù)參考文獻(xiàn)，初步選定液壓缸工作壓力 P=1MP，由此初步定出液壓缸內(nèi)徑： 4 4 1 2 0 0 3 9 .1 03 .1 4 1FD m mp? ?? ? ?? 活塞桿外徑 d的計算可以根據(jù)速度比的要求來計算。 算得無桿腔有效工作面積為 221 1 1 9 .6 2 54A D cm??? 有桿腔有效工作 22 cm? 刀具庫旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá) 的選擇 刀具庫旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)最大轉(zhuǎn)矩為 20T N m? ，初步選定工作壓力為 1MP； 計算排量： 20 0 . 0 2 3 5 /0 . 8 5 1TV L rp?? ? ?? 式中： n為液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速 ? 為液壓馬達(dá)總效率 由機(jī)械設(shè)計手冊查得 YMA32BJL型葉片馬達(dá) 滿足要求，其技術(shù)規(guī)格如下： 壓力： 6Mpa 公稱排量： 32ml/r 轉(zhuǎn)矩： 轉(zhuǎn)速： 1002020r/min 生產(chǎn)廠家：榆次液壓件廠 活塞桿的強(qiáng)度計算 和 穩(wěn)定性校核 1）活塞桿的強(qiáng)度計算 活塞桿在穩(wěn)定情 況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡單強(qiáng)度計算公式進(jìn)行： ? ?62104Fd??????? （ ） 式中： F 活塞桿的推力 N d 活塞桿直徑 m ? 材料的許用應(yīng)力 MPa 活塞桿用 45 號鋼 ? ? , 3 4 0 , 2 . 5ss M P a nn???? ? ? 代入數(shù)據(jù)： a) 刀具庫運(yùn)動液壓缸 36321 .2 1 0 1 0 43 .1 4 ( 2 0 1 0 )???? ? ?? ??= ??? =136Mpa b) 刀具架液壓缸 36320 .7 1 0 1 0 43 .1 4 (1 6 1 0 )???? ? ?? ??= ??? c) 夾具液壓缸 36321 .5 1 0 1 0 43 .1 4 ( 2 5 1 0 )???? ? ?? ??= ??? 故 活塞桿的強(qiáng)度 滿足要求。 1— 導(dǎo)向套； 2— 活塞桿； 3— 活塞； 4 一缸體； K— 隔套 圖 導(dǎo)向套的位置及結(jié)構(gòu)尺寸 導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)尺寸，按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定如下。 1) 刀具庫運(yùn)動液壓缸 前進(jìn)時： 1 0 .0 8 0 .0 2 6 7 /3sv m st? ? ? 41 1 1 1 2 .5 6 1 0 0 .0 2 6 7 2 .0 1 / m inq A v L?? ? ? ? ? 退回時： 2 /v m s? 21 / m inq q L?? 2) 刀具架液壓缸 前進(jìn)時： 1 0 .0 1 0 .0 1 /1sv m st? ? ? 1 1 1 0 .4 8 2 / m inq A v L?? 退回時： 2 /v m s? 21 2 / m inq q L?? 3) 夾具液壓缸 前進(jìn)時： 1 0 .0 8 0 .0 2 6 7 /3sv m st? ? ? 41 1 1 19 .6 25 10 0. 02 67 3. 15 / m inq A v L?? ? ? ? ? 退回時： 2 /v m s? 21 / m inq q L?? 即 三個 液壓缸以其最大速度運(yùn)動時，所需要的流量為 /minL 。 缸筒與活塞采用橡膠密封圈時，其配合推薦采用 H9/f8 ，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取aR m??? ，若采用活塞環(huán)密封時，推薦采用 H7/g6 配合，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取 aR m??? 。 [1] 活塞與活塞桿 活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)形式很多：有整體活塞和分體活塞；有實心活塞桿和空心活塞桿。 活塞桿的工作部分公差等級可以取 f7f9 ，表面粗糙度不大于 aR m?? ，工作表面的直線度誤差在 500mm上不大于 。本設(shè)計采用單圓柱式。缸內(nèi)泄漏會引起容積效率下降，達(dá)不到所需的工作壓力；缸外泄漏則造成 工作介質(zhì)浪費和污染環(huán)境。 O 形密封圈大量地使用于靜密封。當(dāng)壓力升高時，唇邊與耦合面貼得更緊，接觸壓力更高，密封性能更好。 由于加工中心的運(yùn)動要求速度變化范圍不大，在工進(jìn)時要求穩(wěn)定性好，因此都用節(jié)流閥控制速度，對于速度有更高要求的，采用調(diào)速閥調(diào)速。當(dāng)主閥心換向不靈或卡住時，交流電磁鐵易燒 毀線圈。 液壓泵 的選擇 泵選型依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程，給排水要求，從五個方面加以考慮， 即 液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運(yùn)轉(zhuǎn)條件等 。 代入數(shù)據(jù)： 1. 3 3. 15 4 16 .3 8 / m inpQL? ? ? ? 考慮到節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中溢流閥的性能特點，應(yīng)加上溢流閥穩(wěn)定工作的最小流量，一般為 3L/min。 [1] 根據(jù)所畫液壓系統(tǒng)圖，計算分析通過各液壓閥的最高油壓和最大流量，選擇各液壓閥的規(guī)格型號。液壓系統(tǒng)中的油管也可用橡膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊和振動，尼龍管是一種很 有發(fā)展前途的非金屬油管，用于低壓系統(tǒng)。 管接頭的連接螺紋采用國家標(biāo)準(zhǔn)錐螺紋 （ ZM）和普通細(xì)牙螺紋（ M）。 1） 油箱容積計算 初始設(shè)計時，可依據(jù)使用情況，按照經(jīng)驗公式確定油箱容積： pVQ?? （ ） 式中 : V — 油 箱的容積 ； pQ — 液壓泵的流量 ； ?— 經(jīng)驗系數(shù) ， 見下表 。 T hA??? （ ） 式 中 ： h— 散熱系數(shù)，取 3215 10 / ( )kW m C??； A— 油箱散熱面積， 取 42100 10 m?? 。 液壓油應(yīng)具有適當(dāng)?shù)恼扯?，良好的粘溫特性，良好的潤滑性，能抗氧化、無腐蝕作用，抗燃燒 ，不易乳化，不破壞密封材料，無毒，有一定的消泡能力。至此，液壓系統(tǒng)功能設(shè)計，基本結(jié)束 。 控溫組件有升溫和降溫兩種組件組成，當(dāng)液壓系統(tǒng)的自身熱平衡不能使工作介質(zhì)處于合適的溫度范圍內(nèi) 時，應(yīng)在液壓系統(tǒng)中設(shè)置控溫組件，使介質(zhì)溫度始終處于可控的范圍內(nèi)。所選液壓泵站型號如下： 型號： ?60 額定壓力： ，齒輪泵； 額定流量 20L/min； 電動機(jī)功率： 液壓集成塊 液壓元件的配置形式，目前有板式和集成塊式，液壓元件的配置形式現(xiàn)在多為集成塊式，這些形式各有優(yōu)點和缺點，板式配置是板前接閥，板后接管，安裝維修方便，各高校的液壓實驗平臺多為板式，各元件的連接比較直觀，但管路復(fù)雜時接管不便；箱體式配置是箱體內(nèi)鉆孔組成所需油路，結(jié)構(gòu)緊湊但維修不便，系統(tǒng)也不能變化；集成塊式配置是用基本回路做成的通用化集成塊疊加組成的液壓系統(tǒng)裝置，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，更改方便，可節(jié)省設(shè)計工作量，是當(dāng)前應(yīng)用較多的一種配置形式。 T 孔，各單元回路的回油均通到公用回油孔 T，流回到油箱。 [22] 集成塊的加工 由于集成塊的安裝面要與液壓元件連接，而且要保證不漏油，所以安裝面有形位公差要求：平面度 57 級；表面粗糙度為輪廓算術(shù)平均偏差 R。對于經(jīng)驗缺乏的我來說 ，在設(shè)計中，研究和參考現(xiàn)有通用系列泵站和集成塊的結(jié)構(gòu)及特點，便于加快設(shè)計進(jìn)程，減少設(shè)計失誤，提高設(shè)計工作效率。 第六章是本文的結(jié)論部分。雖然在設(shè)計中存在許多不中，但收獲很大，學(xué)到了很多知識。同時感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識的基礎(chǔ)。并對 系統(tǒng) 各個部分 做出分析。鑄鐵要經(jīng)過退火或者人工時效處理。為減少工藝孔，縮短孔道長度，液壓閥的安裝位置要仔細(xì)考慮，使相通油孔盡量在同一水平面或是同一豎直面上。如果液壓系統(tǒng)復(fù)雜，控制液 壓閥件較多，就要采取多個集成塊疊積的形式，本系統(tǒng)液壓元件相對較多 ，采用集成塊疊積的形式。 過濾精度應(yīng)滿足設(shè)計要求，一般液壓系統(tǒng)的壓力不同，對過濾精度的要求也不同，系統(tǒng)壓力越高，要求液壓元件 的間隙越小，所以過濾精度要求越高， 考慮本油路對過濾精度不高，可采用網(wǎng)式過濾器 液壓 泵站的選擇 所選擇的液壓泵站為 UZ 系列 液壓泵站，是由電動機(jī)泵組，油箱，液壓閥集成塊等組成的小型液壓動力源。 泵組布置在油箱之上的上置式液壓泵站，當(dāng)電機(jī)采用立式安裝，液壓泵置 于油箱之內(nèi)時，稱為立式液壓泵站，本液壓系統(tǒng)即采用該種泵站作為動力源，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，廣泛應(yīng)用于中小功率液壓系統(tǒng)中的特點。 [171 本章小結(jié) 液壓系統(tǒng)的設(shè)計，在滿足主機(jī)在動作循環(huán)和靜