【正文】 ................................................ 30 主缸所需要流量計算 ........................................ 30 頂出缸所需要流量計算 ...................................... 31 液壓泵額定壓力、流量計算及泵的規(guī)格選擇 .......................... 31 電動機的選擇 .................................................... 33 各液壓缸工況功率計算 ............................................ 33 主缸各工況功率計算 ........................................ 33 頂出缸功率 ................................................ 34 電動機額定功率及型號確定 ........................................ 35 液壓元件的選擇 .................................................. 35 液壓油管設計 ................................................... 35 第 4 章 液壓機的強度與剛度計算 ......................................................................... 37 工作缸的強度計算 ................................................ 37 結構尺寸及形式 ............................................ 37 缸體的強度計算 ........................................... 38 缸口部分強度計算 .......................................... 40 充液閥的設計計算 ............................................... 42 充液閥技術要求 ............................................ 42 主閥設計計算 .............................................. 42 控制活塞 CD 計算 .......................................... 43 彈簧的設計計算 ............................................ 43 工作臺結構的強度與剛度計算 ..................................... 46 計 算條件 .................................................. 46 工作臺的彎矩與剪力計算 .................................... 46 第５章 液壓系統安全穩(wěn)定性驗算 ......................................................................... 48 主缸各工況時的壓力損失驗算 ..................................... 48 頂出缸各工況時的壓力損失驗算 ................................... 49 液壓系統發(fā)熱和溫升驗算 ......................................... 51 第 6 章 液壓站的設計 ..................................................................................... 52 液壓站簡介 ..................................................... 52 液壓油箱設計 ................................................... 52 結 論 .................................................................... 54 參考文獻 ................................................................. 55 致 謝 .................................................................. 56 I 500T 液壓機設計 摘要： 液壓機（又名：油壓機）液壓機是一種利用液 體靜壓力來加工金屬、塑料、橡膠、木材、粉末等制品的機械。 它的原理是利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強傳動的機械，種類很多。由于液壓機的液壓系統和整機結構方面，已經比較成熟，目前國內外液壓機的發(fā)展不僅體現在控制系統方面 ，也主要表現在高速化、高效化、低能耗；機電液一體化，以充分合理利用機械和電子的先進技術促進整個液壓系統的完善；自動化、智能化，實現對系統的自動診斷和調整，具有故障預處理功能；液壓元件集成化、標準化，以有效防止泄露和污染等四個方面 近年來在集成塊基礎上發(fā)展起來的新型液壓元件組成的回路也有其獨特的優(yōu)點，它不需要另外的連接件其結構更為緊湊，體積也相對更小，重量也更輕無需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪聲。 （ 3）完成 500T 液壓機液壓站的設計。由于機身聯接成以整體框 架，故機身承受整個工作力量。通常包括以下部分：第一，主要規(guī)格，又稱主要參數，它是表示液壓機主要特征的參數。橫梁有鑄造結構和焊接結構兩種，生產批量較大的中小型液壓機其橫梁多為鑄鐵件（材料多為 HT2040）；上橫梁上安裝工作缸的圓孔，一般做成階梯孔，下孔直徑比上孔大 10～ 20mm,以便于安裝。 上橫梁與工作缸的聯接方式 上橫梁與油缸的聯接方式常見有以下兩種： （ 1）依靠圓螺母固定油缸； （ 2）依靠法蘭盤固定油缸。本設計的 500T 四柱式通用液壓機，上橫梁采用鑄造結構。用于中小型液壓機的 T 型槽型式尺寸見表 21. T 型槽的尺寸和數量主要根據液壓機的回程噸位（即加壓制件后的拔模力 ）和頂出制件的最大壓力設計。安裝時需通過螺母對立柱進行鎖緊，其預緊原理和基本方法與通用曲柄壓力機組合機身的預緊相似。 即：圓整后取導柱直徑 D＝ 140mm,為了防止四根導柱因瞬間的受力不均而被破壞，導柱直徑可適當加大，取 D＝ 200mm?；顒訖M梁選用的材料與上橫梁、工作臺相同，常采用同樣的材料來制造，以使毛坯的制造工藝相類似，便于制造。一般設成封閉的箱形體，結構高度由計算后決定。 13 圖 28 活動橫粱的結構形式 形狀和尺寸要求 活動橫梁是液壓機主要運動部件，為保證液壓機符合精度要 求，因此，要求四立柱導向套孔軸線相互平行，它與聯接活塞桿孔的中心線平行；上述這些孔軸線都應與活動橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對平面亦要求平行等。本設計的 5000kN四柱式通用液壓機，采用固定式導套，其結構形式如圖 29所示。外端面上應該裝有毛氈或專用防塵圈，以防止灰塵和臟物進入導套內表面。但當活動橫梁承受偏心載荷作用時，活塞（柱塞）將隨之一起傾斜，使缸內的導向部分也承受側向推力， 加劇了導套及密封的磨損。上腔不足之油，可通過充液閥從油箱中吸取。 繪制液壓缸速度循環(huán)圖、負載圖 主缸速度循環(huán)圖 根據液壓機系統設計參 數及表 中主缸滑塊最大行程為 900mm，可以得到主缸的速度循環(huán)圖 ： 圖 31 速度循環(huán)圖 2 主缸負載分析 液壓機啟動時 ,主缸上腔充油主缸快速下行 ,慣性負載隨之產生。 （ 3） 主缸負載 F計算 將上述參數 NFa 8163? 、 NFW 6105?? 代入公式 中。由于液壓泵的流量較小，這時液壓機頂部副油箱 12 中的油經液控單向閥 13（稱補油閥）也流入主液壓缸 14 上腔。油液流動情況為： 進油路 變量泵 1－－順序閥 7－－主缸換向閥 8右位－－液控單向閥 11－－主缸 14下腔 。 回油路 頂出缸 16 下腔－－頂出缸換向閥 17左位－－油箱。 液壓缸受力如圖 所示。 主缸缸蓋材料、厚度的確定 缸蓋常用制造材料有鑄鋼、 35 鋼、 45鋼做導向作用一般用鑄鐵、耐磨鑄鐵，缸蓋材料選用 35 鋼，缸蓋厚 度計算公式如下： 27 ? ??yPDt ? () 式中： ?t 缸蓋的有效厚度； ?2D 缸蓋止口直徑； ???? 缸蓋材料的許用應力 圓整后取缸蓋厚度 t=125mm。 由滑塊行程 900mm，活塞寬度 400mm,缸蓋厚度 90mm 確定缸體長度mm1545?缸L 液壓缸頂出缸的設計 頂出缸工作壓力、內徑、活塞桿直徑的確定 頂出缸工作負載與主缸相比要小很多，查表 ，取頂出缸的工作壓力p=12MPa 計算頂出缸的內徑和活塞桿直徑，因頂出缸最大負載 F＝ 350KN 選取的 d/D 為，取液壓缸的機械效率η cm＝ 。? ? M P aM P aP y P a110 ???? ；? 代入公式（ ）中， 即： 液壓缸缸體外徑 外D 計算公式如下： ?2??DD外 （ ） 將參數代入公式（ ），即： mm2 9 4m2 9 . 2 50 ?????外D 外徑圓整為標準直徑系列后，取主缸缸體外徑 外D ＝ 300mm。缸體外部 尺寸還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體的長度不應大于缸體內徑 D 的 2030倍。 ? ?m ax?? qKq Lp （ ） 式中： ?pq 液壓泵的最大流量； ?LK 液壓系統泄漏系數，一般取 .31~.11?LK ，取 .21?LK ； ? ? ?? maxq 同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。其泵的工作壓力計算公式為： ???? ppp p 1 （ ） 式中： p －液壓泵的最大工作壓力； 1p －執(zhí)行部件的最大工作壓力； ??p －進油路中的壓力損失，對于簡單的系統，取 － ，對于復 32 雜系統，取 － 。 活塞上工作表面的粗糙度為 ，外徑圓度、圓柱度不大于外徑公差的一半；端面對軸線垂直度大為直徑 100mm 上不大于 ；內孔與活塞桿配合取H8/f7；外徑用橡膠密封公差配合取 f7f9。 頂出缸缸體材料選擇及制造技術要求 頂出缸工作的最大工作壓力為 12MPa，因其壓力比主缸要小，所以缸體材料選用無縫鋼管 45。本主缸活塞選用灰鑄鐵 HT200。 即 : mmDd 6 75 1 ???? 同理查表 4－ 6[1] 將活塞桿直徑圓整為標準系列直徑，取 d=450mm。由于液控單向閥 I3是可以在控制壓力低于其主油路壓力下打開的， 因此有：主液壓缸 14上腔 —— 液控單向閥 I3—— 釋壓閥 6上位 —— 油箱于是主液壓缸 14上腔的油壓便被卸除，釋壓閥向上移動，以其下位接入系統，它一主面切斷主液壓缸 14 上腔通向 油箱的通道，一方面使控制油路中的壓油輸到主缸換向閥 8 閥芯右端，使該閥右位接入系統，以便實現上滑塊的快速返回。 回油路 頂出缸 16 下腔－－頂出缸換向閥 17左位－－油箱。保壓時除了液壓泵在較低壓力下卸荷外，系統并沒有油液流動。 即： NFF W 6101??? 式中： wF 頂出力： 頂出缸負載循環(huán)圖 （ 1） 頂出缸工作循環(huán)各階段負載如表 表 頂出缸工和循環(huán)負載 工作循環(huán) 外負載 啟動 aFfF ?? 靜 忽略不計 頂出缸頂出 Ｗ動 FfF ?? KN1000? 快速回程 背動 FfF ?? KN10? 注：“ 靜f ”表示啟動時的靜摩擦力，“ 動f ”表示啟動后的摩擦力 （ 2） 頂出缸和階段負載循環(huán)如圖 34 圖 34 階段負載循環(huán)圖 22 擬定液壓系統原理圖