【文章內(nèi)容簡介】 mm。 最小導向長度的確定當活塞桿全部外伸時，從活塞支撐面中點的距離H稱為最小導向長度。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計時必須保證有一定的最小導向長度。對一般的液壓缸，最小導向長度H應(yīng)滿足以下要求 （34）式中，——液壓缸的最大行程； ——液壓缸的內(nèi)徑?；钊膶挾菳一般取，即 =48mm 缸蓋滑動支撐面的長度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定；當D＜80mm時，取當D80mm時，取本設(shè)計 D=80mm，所以。為保證最小導向長度H，若過分增大和B都是不適宜的，必要時可以在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值。隔套的長度C由最小導向長度H決定，即 （35）由公式（35）得 缸體長度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞寬度與活塞行程之和。缸體外形長度還要考慮到兩端的端蓋的厚度，一般液壓缸缸體的長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20～30倍，即選取液壓缸缸體長度為460mm。由于本設(shè)計為低壓系統(tǒng)，活塞桿穩(wěn)定性須校核?；钊麠U的強度校核如下： （36）式中 d活塞桿直徑； F液壓缸的最大推力（或拉力）； 缸筒屈服安全系數(shù)，為2～； 缸筒材料的屈服極限( 本次設(shè)計采用35鋼，?。Ｓ墒剑?6）得 因活塞桿的直徑，故強度足夠。 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。本設(shè)計選用螺紋連接。螺紋連接的優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：（1）外形尺寸?。唬?）重量較輕。缺點：（1）端部結(jié)構(gòu)復雜；（2）裝拆時需用裝用工具；（3）擰端蓋時易損壞密封圈。端蓋與鋼體的連接考慮到法蘭盤的安裝，采用螺釘連接（GB/T681985 M1030）。 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)活塞桿與活塞有幾種常用的連接形式。分整體結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)。組合式結(jié)構(gòu)又分為螺紋連接、半環(huán)連接和錐銷連接。本設(shè)計中選用半環(huán)連接，半環(huán)連接的特點有：結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，不易松動，但會出現(xiàn)軸向間隙。多用在壓力高、負荷大，有振動的場合。 活塞桿導向部分的結(jié)構(gòu)活塞桿導向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和所緊裝置等。導向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導向，也可做成與端蓋分開的導向套結(jié)構(gòu)。后者導向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普遍。導向套的位置安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，也可安裝在外側(cè)。機床和工程機械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導向套的潤滑：而油壓機常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能?；钊麠U處的密封有O 形、Y形、V形、密封圈。為了清除活塞桿處外露部分粘附的灰塵，保證油液清潔以及減少磨損，在端蓋外側(cè)增加防塵圈，也可用毛氈圈防塵。 法蘭盤與鋼體連接法蘭盤與缸體連接采用焊接方式，其特點有：不易松動結(jié)構(gòu)簡單，且比較經(jīng)濟實惠，但缺點是不能拆卸。 活塞桿與工作臺的連接本次設(shè)計考慮到工作時拉力較大，采用螺紋連接，其特點有優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單易拆卸；缺點是：螺紋不易加工。 本章小結(jié)本章內(nèi)容主要介紹了液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中包括了：缸體、缸蓋、活塞桿的設(shè)計，液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定以及液壓缸工作行程的確定，缸蓋厚度的確定等。4驗算液壓系統(tǒng)性能由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，所以只能估算系統(tǒng)壓力損失。估算時，首先確定管道內(nèi)液體的流動狀態(tài)，然后計算各種工況下總的壓力損失?，F(xiàn)取進、回油管道長為l=2m，油液的運動粘度取 =1180。104m2/s，油液的密度取r=180。103kg/m3。在快進、工進和快退三種工況下，進、回油管路中所通過的流量以快進時回油流量q1=，此時，油液流動的雷諾數(shù)也為最大。因為最大的雷諾數(shù)小于臨界雷諾數(shù)（2000），故可推出：各工況下的進、回油路中的油液的流動狀態(tài)全為層流。將層流流動狀態(tài)沿程阻力系數(shù)和油液在管道內(nèi)流速同時代入沿程壓力損失計算公式，并將已知數(shù)據(jù)代入后，得可見，沿程壓力損失的大小與流量成正比，這是由層流流動所決定的。在管道結(jié)構(gòu)尚未確定的情況下，管道的局部壓力損失?pζ常按下式作經(jīng)驗計算各工況下的閥類元件的局部壓力損失可根據(jù)下式計算其中的Dpn由產(chǎn)品樣本查出，qn和q數(shù)值由表42和表45列出?；_在快進、工進和快退工況下的壓力損失計算如下：1．快進滑臺快進時，液壓缸通過電液換向閥差動連接。由表8和表9可知，進油路上油液通過單向閥10的流量是22L/min，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合。由此進油路上的總壓降為：此值不大，不會使壓力閥開啟，幫能確保兩個泵的流量全部進入液壓缸。在回油路上，然后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥3流入無桿腔。由此可算出快進時有桿腔壓力與無桿腔壓力之差。，所以是安全的。2．工進滑臺工進時，在進油路上，油液通過電液換向閥調(diào)速閥4進入液壓缸無桿腔。在回油路上，油液通過電液換向閥背壓閥8和大流量泵的卸荷油液一起經(jīng)液控順序閥7返回油箱。通過順序閥7的流量為（+22）=，因此這時液壓缸回油腔的壓力為：可見。故可按表25中公式重新計算工進時液壓缸進油腔壓力，即 考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差Dpe=，故溢流閥9的調(diào)壓應(yīng)為：3．快退滑臺快退時，在進油路上，油液通過單向閥10為22L/。在回油路上，油液通過單向閥電液換向閥2和單向閥13返回油箱，此值遠小于估計值，因此液壓泵的驅(qū)動電動機的功率是足夠的。在回油路上總的壓降為此值與表25的數(shù)值基本相符，故不必重算。所以，快退時液壓泵的最大工作壓力pp應(yīng)為此值是調(diào)整液控順序閥7的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。由于工進在整個工作循環(huán)中占95%，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進工況來計算。液壓系統(tǒng)的總輸入功率即為液壓泵的輸入功率由此可計算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為按式計算工進時系統(tǒng)中的油液溫升，即 油溫在允許范圍內(nèi)，油箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。通過驗算系統(tǒng)壓力損失再次確認液壓系統(tǒng)個性能是否達到所要求的的指標，從而確定方案的可行性。通過計算溫升來檢驗所設(shè)計的油箱容積是否滿總要求，是否需要冷卻裝置，為整個方案做反饋調(diào)節(jié)。5 液壓站的設(shè)計液壓站是現(xiàn)代液壓技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形態(tài),既是各類液壓系統(tǒng)設(shè)計過程的歸宿,又是保證主機完成其工藝目的和長期可靠工作的重要裝置。正確合理地設(shè)計和使用液壓站，對于提高液壓系統(tǒng)乃至整個液壓設(shè)備的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟性能，具有重要意義。其基本設(shè)計框圖如圖51。 液壓站油箱油管電動機過濾器液壓泵聯(lián)軸器圖51 液壓站設(shè)計框圖 液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該注意的是，液壓裝置中各部件、元件布置要均勻、便于裝配、調(diào)整、維修和使用，并且要適當?shù)淖⒁馔庥^的整齊和美觀。液壓泵與電動機可裝在液壓油箱的蓋上，也可裝在液壓油箱之外，主要考慮液壓油箱的大小與剛度。在閥類元件的布置中，行程閥的安放位置必須靠近運動部件。手動換向閥的位置必須靠近操作部位。換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，以便進行手動調(diào)整或裝拆電磁鐵，壓力表及其開關(guān)應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)整的地方。液壓泵與機床相聯(lián)的管道一般都先集中接到機床的中間接頭上，然后再分別通向不同部件的各執(zhí)行機構(gòu)中去，這樣做有利于搬運、裝拆和維修。硬管應(yīng)貼地或沿著機床外形壁面敷設(shè)。相互平行的管道應(yīng)保持一定的間隔，并用管夾固定。隨工作部件運動的管道可采用軟管、伸縮管或彈性管。軟管安裝時應(yīng)避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)，以免影響使用壽命。 液壓泵組的安裝方式液壓泵組是指液壓泵及驅(qū)動泵（電動機）和聯(lián)軸器及傳動底座組件等。（1）軸間的連接方式其在確定液壓泵與原動機的軸間連接和安裝方式時，首先要考慮液壓泵軸的徑向和軸向負載的消除或防止問題。① 直接驅(qū)動型連接 直接驅(qū)動型連接可采用聯(lián)軸器或花鍵實現(xiàn)。由于液壓泵的傳動軸在結(jié)構(gòu)上一般不能承受額外的徑向和軸向載荷，因此液壓泵最好由原動機經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動，并且使泵軸與驅(qū)動軸之間嚴格對中。原動機與液壓泵之間的聯(lián)軸器宜采用帶非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。② 間接驅(qū)動型連接 如果液壓泵不能經(jīng)聯(lián)軸器由原動機直接驅(qū)動，而需要通過齒輪傳動、鏈傳動或帶傳動間接驅(qū)動時，液壓泵的傳動軸所受的徑向載荷不得超過泵制造廠的規(guī)定值，否則帶動泵軸的齒輪、鏈輪或帶輪應(yīng)架在另外設(shè)置的軸承上。此種連接方式也應(yīng)滿足規(guī)定的同軸度要求?；诖耍诒敬卧O(shè)計中原動機與液壓泵之間的聯(lián)軸器我們選用LX7彈性柱銷聯(lián)軸器。（2）軸間的安裝方式安裝方式分為臥式和立式兩種。臥式安裝 常見的臥式安裝有角形支架臥式安裝、腳架鐘形罩臥式安裝以及支架鐘形罩臥式，這幾種安裝液壓泵及管道都安裝在液壓油箱外面，散熱條件好，適合于管路連接的油路，且便于安裝和拆卸。立式安裝 立式安裝為鐘罩形立式安裝，通過液壓泵上的軸端法蘭實現(xiàn)泵與鐘形罩的連接，鐘形罩再與帶法蘭的立式電動機連接，依靠鐘形罩的止口保證液壓泵與電動機的同軸度。這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時電動機與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省占地面積。綜上所述，為了保證電動機與液壓泵的同軸度，便于安裝和拆卸，節(jié)省占地面積，本設(shè)計中選用臥式角行架安裝安裝。 油箱的設(shè)計液壓油箱的作用是貯存液壓油，分離液壓油中的雜質(zhì)和空氣，同時還起到散熱的作用。（1）液壓油箱有效容積的確定液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來考慮。液壓油箱的有效容量v可概略的確定為：已知該系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)（p=3MP）?。篤=(5～7)=150L～230L取V=200L式中，V —液壓油箱的有效容積 —液壓泵的額定流量（2）液壓油箱的外形尺寸液壓油箱的有效容積確定后，需設(shè)計液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸為（長：寬：高）1：1：1～1：2：3，為提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時，可將液壓油箱的容量予以增大。(3) 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓油箱簡稱油箱，它往往是一個功能組件，在液壓系統(tǒng)中的主要功能是存儲液壓油液、散發(fā)油液熱量、溢出空氣及消除泡沫和安裝元件等。油箱的制造一般采用焊接和鑄造兩種方式之一，多數(shù)油箱采用焊接技術(shù)獲得。在一般設(shè)計中，液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱，很少采用機床床身底座作為液壓油箱。因此，在此設(shè)計中采用了焊接的方式獲得油箱。油箱的工作圖樣是油箱加工和安裝的依據(jù)。通常油箱應(yīng)包括箱頂、箱壁、隔板、放油螺塞、吊耳、支腳等零件。(4)油箱的制造工藝 通常油箱的箱頂、箱壁、箱底和隔板的常用材料為Q235A鋼板，伺服系統(tǒng)的油箱宜采用不銹鋼板，箱壁和箱頂所采用板材的平直度應(yīng)符合GB/T1184—1996中的12級，且應(yīng)無嚴重銹蝕。清洗孔法蘭蓋板可采用HT200經(jīng)切削加工后用螺釘聯(lián)接在油箱側(cè)壁上，吊耳常用材料為25鋼。箱頂和箱壁常用可拆連接。 油箱焊接前，板邊要加工出坡口。焊接時，板間應(yīng)留有適量的縫隙。焊接前，必須清楚板材焊接部位及周圍的氧化層和鐵銹。如果是分層焊接，沒焊完一層，必須用鋼絲刷刷凈焊層，進行檢查，有無夾渣、氣孔、咬邊等現(xiàn)象。如果有，可用氣動工具等挖去后補焊，然后再焊另一層。箱體焊接時應(yīng)盡量用夾具將板材定位、固定并檢查其幾何尺寸與形位公差。、切削、毛刺和氧化皮。輕度銹蝕可用鋼絲刷或砂輪機清理，嚴重銹蝕和氧化的表面應(yīng)噴丸處理。（5）油箱各零件的作用1）隔板①作用 增長液壓油流動循環(huán)時間，除去沉淀的雜質(zhì)，分離、清除水和雜質(zhì)，調(diào)節(jié)溫度，吸收液壓油壓力的波動及防止液面的波動。②安裝型式 把隔板設(shè)置成低于液壓油面，其高度為最低油面的2/3，使液壓油從隔板的上方流過。2）吸油管與回油管① 回油管出口 回油管出口型式，有直口、斜口、彎管直口、帶擴散器的出口等幾種形式，斜口應(yīng)用的較多，一般為斜口。為了防止液面波動，可將回油管出口設(shè)計為斜口?；赜凸鼙仨毞胖迷谝好嬉韵?，一般距離液壓油箱底面的距離大于300mm，回油管出口絕對不允許放在液面以上。② 吸油管 吸油管前設(shè)置了濾油器，其精度為100～200目的線隙式濾油器。濾油器應(yīng)有足夠的容量，避免阻力太大。濾油器與箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。吸油管應(yīng)插入液壓油面以下，防止吸油時卷入空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動油面，致使油中混入氣泡。③ 吸油管與回油管的方向 為了使油液流動具有方向性，要綜合考慮隔板、吸油管和回油管的配置，盡量把吸油管和回油管用隔板隔開。為了不使回油管的壓力波動波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向應(yīng)一致，而不是相對著。3）防止雜質(zhì)進入為了防止液壓油被污染，液壓油箱應(yīng)做成完全密封性的。在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意以下幾點：①不要將配置管簡單的插入液壓油箱，這樣空氣、雜質(zhì)和水分等便會從其周圍的間隙浸入。同時應(yīng)盡量避免將液壓泵直接裝在液壓油箱頂蓋上。②在結(jié)合面上需襯入密封填料、密封膠和液態(tài)密封膠，以保證可靠的密封性。如在液壓油箱的上蓋可直接焊上。③為保證液壓油箱通大氣并凈化抽吸空氣，需配置空氣濾清器?？諝鉃V清器通常設(shè)計成既能過濾空氣又能加油的結(jié)構(gòu)。4）頂蓋及清洗孔① 頂蓋 在液壓油箱頂蓋上裝設(shè)電動機、閥組、空氣濾清器時，必須十分牢固。液壓油箱同它們的結(jié)合面要平整光滑。同時，不允許有閥和管道泄露在油箱蓋上的液壓油流回油箱內(nèi)。② 清洗孔 液壓油箱的清洗孔，應(yīng)最大限度的易于清掃液壓油箱內(nèi)的各個角落和取出油箱內(nèi)的元件。5）液面指示為觀察液壓油箱內(nèi)的液面情況，應(yīng)在油箱的側(cè)面安裝液面指示計，液位計通常帶有溫度計且刻有上、下液面限位線。液位計的下刻線至少應(yīng)比吸