【文章內(nèi)容簡介】 與負載導(dǎo)向直接影響活塞桿的彎曲穩(wěn)定性。因此要合理安裝；常見安裝方式為耳環(huán)安裝、耳軸安裝、法蘭安裝、底座安裝、負載導(dǎo)向；e選用合適的密封裝置；f選用合適的工作介質(zhì)。(2)液壓缸的結(jié)構(gòu)形式有：單作用液壓缸、雙作用液壓缸、組合液壓缸、推力液壓缸、擺動液壓缸等。a 單作用液壓缸目前常用單作用液壓缸是由缸體和活塞及其密封元件等組成，液壓油通過油嘴進入密封元件等構(gòu)成，液壓油通過油嘴進入液壓缸體內(nèi)，推動活塞運動達到傳遞動力或?qū)υO(shè)備進行鎖緊的目的。單作用液壓缸工作時，活塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運動，由于活塞與缸體內(nèi)壁要求有一定精度，所以活塞的往復(fù)運動勢必產(chǎn)生缸體內(nèi)壁和密封元件表面的磨損，當液壓缸工作到一定程度時，磨損產(chǎn)生的縫隙使液壓缸出現(xiàn)內(nèi)漏外泄現(xiàn)象，內(nèi)漏外泄嚴重時，更換密封件或缸體是不可避免的。單作用液壓缸的結(jié)構(gòu)簡圖（）： 活塞液壓缸（活塞僅單向運動，由外力使活塞反向運動）b 雙作用液壓缸單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進出油口都可通壓力油或回油，以實現(xiàn)雙向運動，故稱為雙作用缸。雙作用液壓缸就是兩個空腔都有油，兩個方向的動作都要靠油壓來實現(xiàn)。只能向一個方向運動的叫單作用，例如：磨床上的工作臺的往復(fù)運動，以及挖掘機的動作機構(gòu)。（活塞雙向運動，活塞在行程終了時緩沖）雙作用單桿活塞式液壓缸，是液壓系統(tǒng)中作往復(fù)運動的執(zhí)行機構(gòu)。具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，拆裝方便，易于維修，且連接方式多樣等特點。適用于工程機械，礦山機械，起重運輸機械，冶金機械及其它機械。油箱的功用主要是儲存油液，此外還起著散發(fā)油液中熱量（在周圍環(huán)境為度較低的情況下則是保持油液中熱量）、釋出混在油液中的氣體等作用。液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。整體式油箱利用主機的內(nèi)腔作為油箱，這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，各處漏油易于回收，但增加了設(shè)計和制造的復(fù)雜性，維修不便，散熱條件不好，且會使主機產(chǎn)生熱變形。分離式油箱單獨設(shè)置，與主機分開，見了油箱的發(fā)熱和液壓源振動對主機工作精度的影響，因此得到了普遍采用，特別在精密機械上。液壓執(zhí)行元件以及各基本回路確定后，把它們有機結(jié)合在一起。再加上其他一些輔助元件便構(gòu)成了本設(shè)計的液壓系統(tǒng)圖。 液壓回路簡圖在該回路中，油液經(jīng)過濾器，由齒輪泵來帶動，經(jīng)節(jié)流調(diào)速后，在換向閥的控制下，完成油液方向的控制，在單向順序閥的互鎖保護下，驅(qū)動活塞完成直線運動 ，從而帶動機械機構(gòu)的動作。當1YA得電時，系統(tǒng)壓力升至鎖定壓力，系統(tǒng)開門，在2s內(nèi)到達70o極限位置；當2YA得電時，系統(tǒng)壓力升至關(guān)門鎖住壓力，系統(tǒng)關(guān)門，在2s內(nèi)到達關(guān)閉位置極限；其余狀態(tài)處于中位。因為車門開的過程時加速、勻速、減速的過程，所以液壓缸活塞桿也必須實現(xiàn)這種運動。因此活塞桿的最大速度出現(xiàn)在車門打開過程中1s處。車門經(jīng)1s后所轉(zhuǎn)過的角度為 式()解得θ==35176。由理論推理計算，當車門轉(zhuǎn)動35O時， 式() 式() 式() 活塞桿行程為S=76mm。即在1s內(nèi)活塞桿運動距離為76mm，因為： 式() 式()其中t =1s， 綜合以上兩式可得：V=(1)選擇液壓缸的型號當車門從0176。轉(zhuǎn)動到70176。時，液壓缸活塞桿對應(yīng)的行程為S=254mm。1）載荷的組成和計算。其中，F(xiàn)w是活塞與缸壁以及活塞與導(dǎo)向套之間的密封阻力。作用在活塞桿上的外部載荷包括工作載荷，導(dǎo)軌的摩擦力和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力。 液壓缸示意圖常見的工作載荷有作用于活塞桿軸線上的擠壓力。這些作用力的方向如于活塞運動方向相同為負，相反為正。由于活塞質(zhì)量小且加速度值不大，故導(dǎo)軌的摩擦力和由于速度而產(chǎn)生的慣性力可以忽略。除Fw外，作用于活塞上的載荷F還包括液壓缸密封處的摩擦阻力Fm，由于各種缸的密封材質(zhì)和密封形成不同，密封阻力難以精確計算，一般估算為 式()式中ηm——液壓缸的機械效率，~。 式()此處，取ηm=，得F=267N2）液壓缸缸筒內(nèi)徑及活塞桿直徑計算查表得，因液壓缸工作壓力不大，初選系統(tǒng)工作壓力1MPa。設(shè)液壓缸缸筒內(nèi)徑為D，其所對應(yīng)的面積是A1，活塞桿直徑為d，所對應(yīng)的面積是A2。 式() 式()經(jīng)計算得出：D=18mm因計算過程中存在誤差，所以選取的D值應(yīng)大一些，根據(jù)標準，取D=40mm。由計算得，活塞桿直徑為：d=20mm，根據(jù)標準，取d=22mm。3）液壓缸壁厚和外經(jīng)計算液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。液壓缸的壁厚一般是指缸筒中最薄處厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚δ的比值D/δ≥10的圓筒成為薄壁圓筒。其中運輸機械和工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計算： 式()式中：δ—液壓缸壁厚；D—液壓缸內(nèi)徑；P—試驗壓力，~；[б]—缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：鍛鋼[б]=110~120MPa；鑄鋼[б]=100~110MPa；無縫鋼管[б]=100~110MPa；高強度鑄鐵[б]=60MPa；灰鑄鐵[б]=25MPa。在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓缸壁厚往往很小，使缸體剛度往往不足夠，如在切削加工過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計算，按經(jīng)驗選取，必要時按上式進行校核。此處取δ=3mm。液壓缸的外徑D1≥D+2δ,其中，D1的值應(yīng)按有關(guān)標準圓整為標準值。4）液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計采用拉桿連接，缸筒易于連接；易于裝卸；通用性好；質(zhì)量與外形尺寸較大。輕型拉桿液壓缸，與同等壓力級液壓缸相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、零件通用化高和安裝形式多樣等特點，廣泛應(yīng)用于橡膠、紡織、壓鑄等輕工機械、機床、汽車、農(nóng)業(yè)機械、冶金礦山機械等。5）液壓缸選取因開門過程標準中液壓缸的行程為S=254mm，根據(jù)計算得到的D和d值，參考DGJB40CE1E車輛用液壓缸進行改進，設(shè)計符合本次具體要求的液壓缸。 液壓缸(2)選取液壓閥液壓閥的選擇主要考慮流量與壓力的問題。綜上所述，選擇標準件。 表 液壓標準閥型號選取液壓閥溢流閥比例節(jié)流閥單控順序法電磁比例方向閥型號PB63BFG/FCG02XIB63B34E63O(3)選取液壓泵1）液壓泵工作壓力的確定 由公式 : 式()其中，p1是液壓執(zhí)行元件的最高工作壓力，對于本系統(tǒng)，最高壓力是開門時即關(guān)閉狀態(tài)的液壓缸入口壓力：p1 = 4F/ΠD2,?！痞是泵到執(zhí)行元件總的管路損失。由系統(tǒng)原理圖可知，從泵到油缸間串接有一直控順序閥和換向閥。那么。2）液壓泵流量的確定 式()可以從（Qt）圖上查得，對于工作過程中用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)，還需加上溢流閥的最小溢流量，一般取500ml/s。K是系統(tǒng)泄漏稀疏，～。求得液壓泵流量為36L/min=。3）液壓泵的選取根據(jù)以上求得的pp和Qp的值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵形式，選擇合適液壓泵，為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選額定壓力一般要比最大工作壓力大25%～60%。綜上所述，選用CB50齒輪泵。(4)選取過濾器，過濾精度達到100um,原始壓力損失≤。(5)選取油箱 按下式(4－13)初步確定油箱的容積 式()ξ為與系統(tǒng)壓力相關(guān)的經(jīng)驗數(shù)字，低壓系統(tǒng)取值為2～4。qp是液壓泵每分鐘排出壓力油容積。對于一般情況而言，油箱的有效容積可按液壓泵的額定流量來估算。 查參數(shù)得： 式()算得：V = L 。在液壓系統(tǒng)中將液壓泵、及其驅(qū)動電機和油箱的裝配體稱之為液壓動力源裝置（液壓泵站）。安液壓泵布置方式可分為：(1)上置式液壓動力源；(2)非上置式液壓動力源；(3)柜式和便攜式液壓動力源。上置式液壓動力源又分為臥式液壓動力源和立式液壓動力源。臥式液壓動力源是電機安裝在油箱之上；立式液壓動力源是液壓泵置于油箱之內(nèi)。上置式液壓動力源占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝噪聲低且便于收集漏油。在中、小功率液壓站中被廣泛采用，油箱容積可達1000L。當采用臥式液壓動力源時，由于液壓泵置于油箱之上，必須注意各類液壓泵的吸油高度，以防液壓泵進油口處產(chǎn)生過大的真空度，造成吸空或氣穴現(xiàn)象。綜合分析上置臥式液壓動力源和立式液壓動力源，上置立式動力源和臥式液壓動力源振動都較大，占地面積小，清洗起來較麻煩。但漏油收集方便。非上置式動力源是將泵組布置在底座或地基上的非上置式液壓動力源。非上置式液壓動力源由于液壓泵置于油箱液面以下，故能有效改善液壓泵的吸入性能。這種動力源裝置的液壓泵可以是定量型或變量型，并且具有高度低，便于維護的優(yōu)點，但占地面積大。因此，適用于泵的吸入允許高度受限制，傳動功率較大，而使用空間不受限制以及開機率低，使用時又要求很快投入運行的場合。柜式和便攜式液壓動力源時將泵組和油箱整體置于封閉型柜體內(nèi)的結(jié)構(gòu)。它可以在柜體上方便地布置各類儀表板和電控箱，且外形整齊美觀，因泵組被柜體封閉而屏蔽了噪聲，同時能有效地減少外界污染。其缺點是由于需顧及操作和維護的空間及液壓系統(tǒng)的散熱，致使其外形尺寸較大，通常僅在中、小功率及實驗室場合下采用。此外，還有將液壓泵及驅(qū)動電動機、油箱及少數(shù)控制元件集成在一起的液壓動力單元。其體積與重量小，壓力高（可達25MPa以上，帶增壓器的最高可達200MPa），但油箱容量較?。ㄍǔ?～30L），應(yīng)用非常廣泛。為防止液壓回路元件的損壞，使液壓元件集中布置，要設(shè)計一種箱體把整個回路包起來，類似于“黑匣子”。要求液壓回路外殼的大小要符合車內(nèi)布置的要求，不能占用太大的空間。 5連接機構(gòu)的設(shè)計考慮到連桿之間可以相對轉(zhuǎn)動，決定選用銷軸及軸承連接。銷軸用于兩零件的鉸接處，構(gòu)成鉸鏈聯(lián)結(jié)。銷軸通常用開口銷鎖定，工作可靠，拆卸方便。開口銷裝配時，將尾部分開，以防脫出。開口銷除與銷軸配用外，還常用于螺紋連接的防松裝置中。因車門的開關(guān)頻率較大，而且主要作用力在銷軸上，長時間后會引起磨損甚至斷裂，所以要對銷軸進行校核計算。開門的時候作用在銷軸上的力最大，因此對這一時刻銷軸承受的力進行校核。由第3章計算結(jié)果可知，液壓缸活塞桿與連桿之間的作用在銷上的力和連桿與車門與連桿之間的作用力，按照最大的力進行計算，所以作用在銷上的力選擇F=188N。查閱相關(guān)的材料可知，許用應(yīng)力為30MPa，兩銷軸的橫截面積取最小值A(chǔ)=；根據(jù)受力情況，銷軸中段相對于上、下兩段向兩個方向錯動，所以有兩個剪切面，成為雙剪切。 式()銷軸橫截面上的剪切應(yīng)力為： 式()將數(shù)據(jù)帶入以上兩式得：MPa故銷軸滿足強度要求。液壓油管用于各閥體與液壓單元、液壓單元與油箱的連接。制造方法與無縫管相同，國內(nèi)用DZ(地質(zhì))35～DZ55等鋼制造。鋼管兩端車有螺紋，以便用接頭聯(lián)結(jié)。為保證接頭處的密封性，對螺紋精度有較嚴格的要求。： 式()液壓泵吸油管道，v=（~）m/s，一般常取1m/s以下；液壓系統(tǒng)壓油管道，v=（3~6）m/s，壓力高，管道短，黏度小取大值；液壓系統(tǒng)回油管道，v=（~）m/s。： 式()其中：p—管道內(nèi)最高工作壓力； d—管道直徑； [σ]—管道材料許用應(yīng)力，[σ]=σb/n，σb是管道材料的抗拉強度，n是安全系數(shù)，對鋼管來說，p7MPa時，n=8。 選擇標準計算出內(nèi)徑壁厚結(jié)果后，按標準系列選取相應(yīng)的管子。 管道直徑尺寸內(nèi)容管道內(nèi)徑壁厚計算值標準值吸油管道101壓油管道451回油管道81 管接頭連接形式采用擴口式，其結(jié)構(gòu)簡單、適用于P＜16Mpa的中低壓系統(tǒng)，需軸向裝配空間，不允許軸線偏斜。 管接頭連接形式6總體裝配要求連桿與車門的連接，因為不經(jīng)常拆卸，所以采用連接螺釘固定；車門與連桿的連接和連桿與液壓缸活塞桿的連接，采用銷軸。液壓元件安裝前，要用煤油清洗。元件安裝時，要檢查進出油口處的密封圈是否合乎要求，安裝前密封圈應(yīng)突出安裝平面，保證安裝后有一定的壓縮量，以防泄漏。固定螺釘?shù)臄Q緊力要均勻，使元件的安裝平面與元件底板平面能很好地接觸。液壓缸要固定使之橫向不能自由移動。電磁換向閥和流量調(diào)節(jié)閥的接線要合理，以防止被損壞為準則。油管安裝的注意事項有：吸油管不應(yīng)漏氣，各接頭要緊牢和密封好；吸油管道上應(yīng)設(shè)置過濾器；回油管應(yīng)插入油箱的油面以下，防止飛濺泡沫和混入空氣；電磁換向閥內(nèi)的泄漏油液，必須單獨設(shè)置回油管，以防止泄漏，回油時產(chǎn)生背壓，避免阻礙閥芯運動；溢流閥回油口不許與液壓泵的入口相接；全部管路應(yīng)進行兩次安裝，第一次試裝，第二次正式安裝。試裝后，拆下油管，用20%的硫酸或鹽酸溶液酸洗，再用10%的蘇打水中和，最后用溫水清洗，待干燥后涂油進行二次安裝。注意安裝時不得有砂子和氧化皮等。各件安裝完畢后，要檢查在車內(nèi)的布置情況，盡量使裝置占用的空間小。最后將各件安裝完畢后要進行總體試驗，駕駛員給出開關(guān)門信號，看該機構(gòu)是否能按要求完成開關(guān)