【正文】 同組成的外力即為工作載荷 gF ，在圖 3 中， gF =P。 工作載荷 gF 并非每階段都存在，如該階段沒有工作，則 gF =0。 活塞桿 受壓時(shí) 1 1 2 2wmFF p A p A?? ? ? 活塞桿受拉時(shí) 1 2 2 1wmFF p A p A?? ? ? 式中 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 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(jiǎn)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(bǔ)油泵的閉式回路 ~ 回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 ~3 回油路較短，可直接回油路 可忽略不計(jì) 在這里我們?nèi)”硥?力值 2 MPa? 在本設(shè)計(jì)中，液壓缸不存在受拉的狀態(tài)，所以只考慮其收壓。平臺(tái)的高度 2 si n 2 1500 si n 10 366h l m m?? ? ? ? ? ?。這里取 。該定位銷的基本尺寸取工件孔下限尺寸Φ 。基準(zhǔn)位置誤差為零。 夾具設(shè)計(jì) 1) 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個(gè)端面，小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙度要求較高。鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后，必須自鎖。F 小于夾緊力 0Q ，所以該夾緊裝置可靠。初設(shè)計(jì)時(shí)，按經(jīng)驗(yàn)無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 33 公式 4VPV aQ Q??3m 選取。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能比較號(hào)的 35 號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。 ⑵缸體內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 10 或 11 級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按 8 級(jí)精度選取。 3. 活塞的材料 液壓缸常用的活塞材料為耐磨鑄 鐵、灰鑄鐵（ HT300、 HT350）、鋼及鋁合金等，這里采用 45 號(hào)鋼。 3. 活塞桿結(jié)構(gòu) 活塞桿有實(shí)心和空心兩種，如下圖。 ⑷活塞桿的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為 。由于選用的是和缸蓋一體的導(dǎo)向套，所以材料和缸蓋也是相同的，都選用耐磨鑄鐵。在這里選擇 ZG45 鑄鋼。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選Φ 小頭孔與連桿的端面為基準(zhǔn)。所以本工序的工序基準(zhǔn) ：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設(shè)計(jì)計(jì)算如下： （ 1）確定定位銷中心與大頭孔中心的距離及其公差。 （ 3）小頭孔的確定 考慮到配合間隙對(duì)加工要求中心距 190? 影響很大，應(yīng)選較緊的配合。 定位誤差的計(jì)算 : 由加工工序知，加工面為連桿的剖分面。 為了便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)有必要的監(jiān)測(cè)元件，如壓力表，溫度計(jì)等。 單耳環(huán)不帶襯套式 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 37 3. 柱塞式液壓缸端部型式及尺寸 根據(jù)所選擇的液壓缸的缸徑，按照表 37759 確定液壓缸缸蓋端部的尺寸（均為對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸）。為了減少零件數(shù)量，降低成本可以采用缸蓋導(dǎo)向的導(dǎo)向方式。這里取 10 級(jí)精度。 2. 端部尺寸 如圖，為內(nèi)螺紋聯(lián)接簡(jiǎn)圖。 2. 活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)， Ra 為 ~ m? ，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)， Ra 為 ~ m? 。 2. 缸體的材料（ 45 號(hào)鋼） 液壓缸缸體的常用材料為 3 45 號(hào)無縫鋼管。對(duì)應(yīng)管子壁厚 16. mm?? 。 安全系數(shù) 4321 KKKKK ? 式中： 1K — 基本安全系數(shù)；取 2K — 加工性質(zhì)系數(shù)；取 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 3K — 刀具鈍化系數(shù)；取 4K — 斷續(xù)切削系數(shù)；取 則 KFF ?39。 滑柱式是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具，它由鉆模板、三根滑柱、夾具體和傳動(dòng)、鎖緊機(jī)構(gòu)所組成。 夾具的注意問題 本夾具主要用來擴(kuò)Φ 的大頭孔，大頭孔的軸心線相對(duì)于小頭孔軸心線有一定的尺寸精度要求。 ② 連桿上蓋剖分面的尺寸要求，螺母座面（工藝基準(zhǔn)）為加工面的工序基準(zhǔn)，同時(shí)亦為第一定位基準(zhǔn)，對(duì)加工剖分面來說，它與工序基準(zhǔn)的距離 0 ? 及相應(yīng)的平行度誤差只 取決于基準(zhǔn)在夾具中位置。故此尺寸為 ? 。 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?? ? ?可以求出無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 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。按照機(jī)械手冊(cè)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 。按下表 32 初步選取 15Mpa。行走機(jī)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? ? ? ? ? ? ?。作用在活塞桿是的外部載荷包括工作載荷gF ，導(dǎo)軌的摩擦力fF和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力 aF 。通過二者比較， /3al? 時(shí)，活塞的最大推力 P 要小于 /4al? 時(shí)。壓力決定于外載荷。 為節(jié)省能源并提高效率，液壓泵的供油量要盡量于系統(tǒng)所需流量相匹配。型號(hào)說明： P37180 擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬訂液壓回路的核心問題。 確定液壓缸的類型 工程液壓缸主要用于工程機(jī)械、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及礦山機(jī)械的液壓系統(tǒng)。由于這樣平均每個(gè)液壓缸承受的臺(tái)面載荷僅為 9800N，所以采用左側(cè)布置液壓缸是完全可以的。 圖 211 參數(shù)轉(zhuǎn)化過程 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 那么首先我們就要計(jì)算一下這樣的設(shè)計(jì)方案所采用的液壓缸的各項(xiàng)參數(shù)，然后再根據(jù)已求得的各項(xiàng)參數(shù)來具體確 定一下此方案是否合理。當(dāng)起始角為最小值 0? 、 0? 時(shí)，活塞推力為最大值 0P 。在液壓缸最高工作壓力限定的情況下，這將使得所用的液壓缸的直徑增大，以致在折合后的剪叉機(jī)構(gòu)中難以布置；或采用兩個(gè)直 徑較小的液壓缸取代一個(gè)大直徑的液壓缸，不過這將增加一對(duì)液壓缸的支座，同時(shí)帶來機(jī)械加工、液壓缸安裝以及液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，加大了整個(gè)裝置的成本。因此， 我們針對(duì)實(shí)際升降臺(tái)剪叉機(jī)構(gòu)中液壓缸常用的布置方式存在的問題，提出了另一種相對(duì)布置方式，將液壓缸布置在與之相對(duì)稱的左側(cè)，即與剪叉機(jī)構(gòu)的固定支點(diǎn)在同一側(cè)，來進(jìn)一步分析討論。水平固定 硫化機(jī) 結(jié)構(gòu)公式如無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 下： 2 2 1 / 2[ ( ) ] 。采用單作用柱塞缸時(shí)考慮到在空載荷時(shí)，上平板的自重應(yīng)能克服液壓缸活塞與缸體間的密封阻力。 由于滾動(dòng)輪與導(dǎo)向槽之間為滾動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)很?。?f=） ,為簡(jiǎn)化計(jì)算，或忽略不計(jì)，由（ 6）、（ 7）式簡(jiǎn)化為： cossin( )PLQl ???? ? 。 （ 3） 設(shè) 00/ , / ,C C H H????代入（ 3）式得 2 2 2 1 / 200()[ ( ) 2 ]2H T C lL lC l T C????????。 硫化機(jī) 結(jié)構(gòu)避免了上述缺點(diǎn)。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿控制平臺(tái)鉛直升降。在民航、交通運(yùn)輸、冶金、制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應(yīng)用。只有當(dāng)支撐器與上的承力點(diǎn)接觸嚴(yán)密后才能將 硫化 機(jī) 升起 。故欲舉升那些前后軸載荷嚴(yán)重分配不均的時(shí)應(yīng)特別注意，能滿足要求的才能裝載使用。首先，應(yīng)選購那些安全性能良好的 硫化機(jī) ，另外，還應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)和理解說明書中的各項(xiàng)安全注意事項(xiàng)并認(rèn)真貫切執(zhí)行。原有的提升系統(tǒng)失效時(shí)，它能自動(dòng)進(jìn)行有效的支撐。 硫化機(jī) 的安全保證措施主要從兩方面著手：一方面從設(shè)計(jì)制造方面采取措施，好提高 硫化機(jī) 的安全技術(shù)特性；另一方面則應(yīng)在使用維修過程中遵循嚴(yán)格的操作規(guī)程，保證 硫化機(jī) 能在良好的技術(shù)狀態(tài)下正確地運(yùn)行。鋼絲繩應(yīng)有較高的安全系數(shù)，一般應(yīng)達(dá) 8。 （ 2）正確選擇傳動(dòng)方式。四柱 硫化機(jī) 的缺點(diǎn)是：和 硫化機(jī) 相比，戰(zhàn)地面積教大，對(duì)檢修區(qū)域可接近性較差。 硫化機(jī)的主要缺點(diǎn)是：第一，它需要在車間的地面挖掘一個(gè)相當(dāng)大的坑穴后才能安裝；其次， 它只能為使用提供車輪支撐方式；第三，使用時(shí)難于接近下部的一些重要檢修區(qū)域。但這類 硫化機(jī) 仍存在兩個(gè)主要問題，接近下部較難；在車間移動(dòng) 硫化機(jī) 時(shí)難逾越地面上的障礙物。 1925 年在美國生產(chǎn)的第一臺(tái) 硫化機(jī) ，它是一種由氣動(dòng)控制的 硫化機(jī) ，由于當(dāng)時(shí)采用的氣壓較低，因而缸體較大；同時(shí)采用皮革進(jìn)行密封，因而壓縮空氣驅(qū)動(dòng)時(shí)的彈跳嚴(yán)重且又不穩(wěn)定。 硫化機(jī) 的發(fā)展簡(jiǎn)史 硫化機(jī) 在世界上已經(jīng)有了 70 年歷史。在移動(dòng)式 硫化機(jī) 方面也有幾項(xiàng)成功設(shè)計(jì)，如剪式 硫化機(jī) 、菱架式 硫化機(jī) 等。但美國卻受到了責(zé)難，主要是 硫化機(jī) 的旋轉(zhuǎn)會(huì)帶來撞擊操作人員的危險(xiǎn)。車輪支撐型四柱 硫化機(jī) 的優(yōu)點(diǎn)是：第一， 硫化機(jī) 裝載時(shí)勿需較高的技術(shù)，操作也很簡(jiǎn)便；第二，承載時(shí)非常穩(wěn) 定；第三，支撐載荷受力簡(jiǎn)單，應(yīng)力較低，從而延長了設(shè)備的使用壽命；第四，由于具有較高的使用價(jià)值，從經(jīng)濟(jì)上來看也是合算的；第五，易于維修；第六，在車間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝也較方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能夠固牢立柱的地腳螺栓即可。在條件許可時(shí)， 硫化機(jī) 臺(tái)板（或橫梁）應(yīng)選擇無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 專用型鋼或用鋼板拆彎成形。為了減少滑輪直徑從而縮小寄生 機(jī)立柱的斷面尺寸，應(yīng)該選用高柔度的鋼絲繩。近年來不少國家還制定了專門性法規(guī)，以防止或至少使安全事故的可能性降低到最低限度。 （ 4）所有的 硫化機(jī) 器件均應(yīng)有第二支撐系統(tǒng)。因此安全問題一定要引起使用單位和操作人員的高度重視。特別要注意防止偏載，即整機(jī)雖未超載而某一舉升臂確已超過允許的額定 載荷。將 硫化機(jī) 的支撐器安置到制造廠推薦的 硫化機(jī) 逞力接觸點(diǎn)。氣液動(dòng) 硫化機(jī) 平臺(tái)具有制造容易、價(jià)格低廉、堅(jiān)實(shí)耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)。 圖 b 中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿 MN 鉸接于 N 處。所以實(shí)際也很少采用。 將（ 2）式代入（ 1）式，并整理得 2 2 2 2 1 / 2[ ( ) ]2H L T C llC l TC???? 。通過分析機(jī)構(gòu)受力情況并進(jìn)行計(jì)算（過程省略）得出： 升降平臺(tái)上升時(shí) c o s c o s s in c o s ta n[ ta n ( ) ( ) ]s in ( ) 2 2 2 c o s s in c o sQ L f L b fb bP b fblf? ? ? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???； （ 6） 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 升降平臺(tái)下降時(shí) c o s c o s s in c o s ta n[ ta n ( ) ( ) ]s in ( ) 2 2 2 c o s s in c o sQ L f L b fb bP b fblf? ? ? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???（ 6）、（ 7）式中， P—— 液壓缸作用于活塞桿的推力； Q—— 升降平臺(tái)所承受的重力載荷； f—— 滾動(dòng)摩擦系數(shù)； b—— 載荷 Q 的作用線到上平板左 鉸支點(diǎn) M 的水平距離。一般我們都采用單作用柱塞缸，因?yàn)椴捎眠@樣的缸比較經(jīng)濟(jì)，而且總體泄漏量少，密封件壽命長。計(jì)算結(jié)果見表 表 2 和統(tǒng)計(jì)圖 25（其中滾動(dòng)摩擦忽略不計(jì)）。 從直觀的角度分析考慮，如下圖 26 所示： 桿1桿2 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 圖 26液壓缸工作示意圖 我們可以從圖上看出，液壓缸的尾部是連接在右側(cè)支撐桿活動(dòng)的區(qū)域的，液壓缸的頭部是連接在桿 1 的右端（偏向桿 1 的活動(dòng)鉸連接）。存在的問題是在剪叉機(jī)構(gòu)折合后的高度 h 較小的情況下（即 ? 角較小），所需液壓缸的推力將大大增加。 圖 29剪叉機(jī)構(gòu)實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 剪叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸： h=400~1 200mm,l =2 000mm,a =535mm,e =770mm, f =無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 算結(jié)果見下表 21： 表 21 兩種布置方式主要參數(shù)計(jì)算結(jié)果 參 數(shù) 液壓缸布置在左側(cè) 液壓缸布置在右側(cè) 桿 FD 傾角 ? 1sin2hl? 1sin2hl? 液壓缸傾角 ? 1 ( ) sinta n ( ) co slal a e??? ??? 1 ( ) sinta n ( ) c o slaf