【文章內(nèi)容簡介】 油路決定。設(shè)置壓力繼電器是考慮到的對油泵的第二道保護措施，即一旦電磁溢流閥 10 的溢流安全功能失效，系統(tǒng)壓力超過了數(shù)顯壓力表的上限而達到壓力繼電器的設(shè)定值（壓力繼電器的設(shè)定值應(yīng)高出數(shù)顯壓力表上限設(shè)定值約 1～2Mpa） ，壓力繼電器的觸點吸合，立即使電機停止轉(zhuǎn)動，以免油泵受損 [10]。濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 4 壓緊油缸的設(shè)計 油缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，油缸的設(shè)計是在對液壓系統(tǒng)進行一系列分析，選定工作壓力之后進行設(shè)計的。線圈恒壓裝置中采用的油缸是空心油缸，油缸設(shè)計的創(chuàng)新之處是在活塞中間設(shè)置了導(dǎo)向套，從而使油缸中心形成一個空腔，這便解決了拉桿穿過油缸無桿腔時的密封問題。 油缸主要尺寸的確定 油缸工作壓力的確定液壓系統(tǒng)設(shè)備的類型決定油缸的工作壓力，因此針對不同的液壓設(shè)備，由于工作條件的不同，所以通常采用的壓力范圍也是不同的。由技術(shù)參數(shù)可知：系統(tǒng)最高壓力為 25 MPa，由表 1 可知該系統(tǒng)設(shè)備屬于高壓類型。系統(tǒng)的壓力高，可采用小體積的油缸，能夠保證油缸的結(jié)構(gòu)緊湊。表 1P(MPa) 0~ ~8 8~16 16~32 32類型 低壓 中壓 中高壓 高壓 超高壓故系統(tǒng)工作壓力 Ps=25Mpa，單個油缸作用力 Fmax=400KN。 油缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定由公式可求得油缸內(nèi)徑 D: ()32max1640125sFAcmP??? ()14D??油缸內(nèi)徑 D 圓整到相近的標準直徑，方便采用標準的密封件， D=160mm，因為工作壓力 Ps=25Mpa7Mpa,由下表得 d=濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 表 2 液壓缸活塞桿直徑推薦表受壓縮，工作壓力 /Mpa1p活塞桿受力情況 受拉伸 15p?7?71活塞桿直徑 （~）D (~)D (~)D ?。? d===112mm ()將活塞桿直徑 d 圓整到相近的標準直徑，以便采用標準的密封件：d=125mm。 油缸壁厚的確定油缸的壁厚是由油缸的強度條件來確定的，油缸的壁厚一般是指缸筒中最薄處的厚度。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。當 10 時為薄壁，當 10 時為厚壁。起重運輸機械和工程機械的液壓缸D??D?中，一般采用無縫鋼管材料，這類材料的液壓缸大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按照薄壁圓筒公式計算。 ()??2yP???式中， ——液壓缸壁厚；?D——為缸筒內(nèi)徑；——缸筒試驗壓力，當缸的額定壓力 時，取 ，而yP10nPMa??當 時，取 ；16nMPa??——為缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：鍛鋼： =110~120Mpa；鑄鋼：??? ???=100~110Mpa；無縫鋼管： =100~110Mpa；高速度鑄鐵：??=60Mpa；??因油缸材料為無縫鋼管，取 =100 Mpa。??? =25mm ()??? 取 =25mm?濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外徑 為:1D= =160+2x25=210mm ()12?? 油缸工作行程的確定油缸的工作行程長度，由技術(shù)參數(shù)可知油缸的最大行程 L=100mm。 活塞的寬度 B 的確定活塞的寬度 B 取 B=100mm。 上端蓋厚度的確定一般油缸多為平底缸蓋，其有效長度 t 按強度要求可用下面兩式進行近似計算。無孔時 ()????有孔時 ()???? d??式中 t—缸蓋有效厚度（mm）—缸蓋止口內(nèi)徑（mm）ZD—缸蓋孔的直徑（mm）0d上端蓋厚度 t=80mm，材料為 HT200. 缸體長度的確定油缸缸體的內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和，為L1=100+100=200mm ()缸體的外形長度包括兩端蓋的厚度，因此缸體外形長度為： L2=200+80+120=400mm () 活塞桿穩(wěn)定性的驗算油缸的支撐長度 是指活塞桿全部伸向外側(cè)時，油缸的支承點與活塞桿前端連B接處之間的距離，活塞桿的長度=行程+余量,為：濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 ()=10+2mBL因此當油缸的支撐長度 時，需要考慮活塞桿彎曲的穩(wěn)定性并進?? ~5d?行驗算。活塞桿不穩(wěn)定是指活塞桿受軸向壓力達到某一極限值時，如果再作用一橫向干擾力使活塞桿發(fā)生微小的彎曲，當撤去橫向力后，活塞桿不能自動恢復(fù)到原有的直線形狀。因為 ，所以活塞桿穩(wěn)定性的驗算無需進行。BL201md?? 上端蓋螺釘聯(lián)接的校核油缸的上端蓋采用螺釘聯(lián)結(jié)，初步確定采用螺釘為力學(xué)性能等級 級，螺紋中徑為 M16 的六個均布螺釘。（1） 螺釘受力分析單個螺釘所受的軸向工作載荷為 ()?????（2） 確定螺釘直徑選擇螺釘材料為 Q235，性能等級為 的螺釘，查手冊得材料屈服極限。通過查手冊得安全系數(shù) S=,故螺釘材料的許用應(yīng)力640sMpa??根據(jù)公式 求得螺釘危險截面的直徑?? ??????按粗牙普通螺紋標準（GB578386） ，選用螺..dm????紋公稱直徑 d=16mm。 油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 油缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，主要功能是將液壓能轉(zhuǎn)化為機械能。油缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出的是油缸的直線運動速度和力。油缸的活塞能完成往復(fù)直線運動，輸出不大于活塞行程直線位移。油缸的結(jié)構(gòu)組成可以分為缸體與缸蓋，活塞與活塞桿，密封裝置，緩沖裝置和排氣裝置等。 缸體與缸蓋的連接形式一般說，缸體和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：法蘭連接式，半環(huán)連接式，螺紋連接式，拉桿連接式，焊接連接式。濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 缸體與缸蓋采用螺紋連接式。因為這種結(jié)構(gòu)外形尺寸小，重量較輕。 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 活塞桿與活塞的集中常用的連接形式，分整體式結(jié)構(gòu)和組合式結(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。因該系統(tǒng)工作時振動小,，在活塞中間設(shè)置了導(dǎo)向套，從而使油缸中心形成一個空腔，解決了拉桿穿過油缸無桿腔時的密封問題。 油缸的密封裝置油缸常見的密封裝置有間隙密封、摩擦環(huán)密封、密封圈密封。在線圈恒壓裝置中選用密封圈密封，它的主要功能是防止漏油。密封圈密封是利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在動、靜的配合面之間。它的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，磨損后又可以進行自動補償能力，性能可靠，在缸體和活塞之間，活塞和活塞桿之間，缸筒和端蓋之間都可以使用。因為活塞桿在工作是需要外伸，伸出法蘭蓋，這樣在活塞做往復(fù)運動是容易導(dǎo)致把臟物帶入油缸，使油液受污染，甚至損壞密封件，因此在活塞桿密封處添加一防塵圈是很有必要的，并且要注意應(yīng)該設(shè)置在活塞桿外伸的一端。 油缸的緩沖裝置工作部件運動時，需要由油缸來帶動，因此運動中的負載較大，運動速度較高，在到達行程終點時，會產(chǎn)生液壓沖擊，甚至可能使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機械碰撞的現(xiàn)象發(fā)生，為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端需要設(shè)置緩沖裝置。緩沖裝置的理想狀態(tài)是使油缸在整個工作過程中保持緩沖壓力恒定不變，但是實際中的緩沖裝置卻做不到這一點。一般采用的緩沖裝置有多種方式：單孔口式，多孔口式，錐形凸臺式，梯形凸臺式，可變節(jié)流口式，環(huán)形縫隙式，在這些方式中，梯形凸臺式和多孔式兩種的緩沖效果比較好，根據(jù)本油缸的需要選用梯形凸臺式的緩沖形式. 油缸的排氣裝置排氣裝置需要設(shè)置在對于運動速度穩(wěn)定性要求較高的機床液壓缸和大型液壓缸中，如排氣閥等。排氣閥一般安裝在液壓缸兩端的最高處，雙作用液壓缸需裝設(shè)兩個排氣閥，當液壓缸需要排氣時，打開相應(yīng)的排氣閥，空氣連同油液會經(jīng)過錐部縫隙和小孔排出缸外，直至連續(xù)排油時（表現(xiàn)為不冒氣） ，就將排氣閥關(guān)閉。此裝置液壓系統(tǒng)對于運動速度穩(wěn)定性要求不高，因此不需要設(shè)置排氣裝置 [11]。濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 5 液壓閥塊的設(shè)計 液壓系統(tǒng)采用液壓閥塊裝配，可以顯著減少管路聯(lián)接和接頭，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，增加現(xiàn)場添加和更改回路的柔性，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維護方便、泄漏少、振動小、利于實現(xiàn)典型液壓系統(tǒng)的集成化和標準化等優(yōu)點，因此應(yīng)用日益廣泛。在液壓閥塊的設(shè)計中，液壓元件通常有板式和管式兩種連接結(jié)構(gòu)。管式元件通過油管來實現(xiàn)各元件之間的連接。板式元件固定在板件上，可分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。在此閥塊設(shè)計中采用的是液壓油路板連接 [12]。 液壓閥塊的結(jié)構(gòu)采用液壓油路板的閥塊結(jié)構(gòu)是將各液壓元件按照液壓系統(tǒng)原理圖在油路板上找到合適的位置。液壓油路板一般用灰鑄鐵來制造，要求材料致密，無縮孔疏松等缺陷。油路板正面用螺釘固定液壓元件，背面連接壓力油管（P） 、回油管（T） 、泄露油管（L）和工作油管（A、B）等。油管與液壓油路板通過管接頭用米制細牙螺紋或英制管螺紋連接。液壓元件之間通過油路板內(nèi)部的孔道連接。液壓閥塊，它是一個或多個特別的預(yù)先鉆有多個孔的閥塊體，其上安裝有各種液壓元件，如液壓閥、管接頭、壓力表等，其內(nèi)部的孔道與元件孔道相連通，構(gòu)成液壓集成回路，實現(xiàn)系統(tǒng)控制要求。 液壓閥塊的設(shè)計在液壓閥塊的設(shè)計中，閥塊設(shè)計是一項關(guān)鍵和枯燥的工作。液壓閥塊表面承裝板式閥的安裝面和管接頭的安裝，并利用其內(nèi)部孔道溝通閥的連接口來構(gòu)成局部系統(tǒng)液壓回路的復(fù)雜功能塊。閥塊體上分布著與液壓閥有關(guān)的液壓