【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 與負(fù)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(fù)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：?jiǎn)巫饔靡簤焊?、雙作用液壓缸、組合液壓缸、推力液壓缸、擺動(dòng)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(jìn)入密封元件等構(gòu)成，液壓油通過油嘴進(jìn)入液壓缸體內(nèi)，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)達(dá)到傳遞動(dòng)力或?qū)υO(shè)備進(jìn)行鎖緊的目的。單作用液壓缸工作時(shí)，活塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)勢(shì)必產(chǎn)生缸體內(nèi)壁和密封元件表面的磨損，當(dāng)液壓缸工作到一定程度時(shí)，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(yán)重時(shí)，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(jiǎn)圖（）： 活塞液壓缸（活塞僅單向運(yùn)動(dòng)，由外力使活塞反向運(yùn)動(dòng)）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(jìn)出油口都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，故稱為雙作用缸。雙作用液壓缸就是兩個(gè)空腔都有油，兩個(gè)方向的動(dòng)作都要靠油壓來實(shí)現(xiàn)。只能向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的叫單作用，例如：磨床上的工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以及挖掘機(jī)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)。（活塞雙向運(yùn)動(dòng)，活塞在行程終了時(shí)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(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，拆裝方便，易于維修，且連接方式多樣等特點(diǎn)。適用于工程機(jī)械，礦山機(jī)械，起重運(yùn)輸機(jī)械，冶金機(jī)械及其它機(jī)械。油箱的功用主要是儲(chǔ)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(jī)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(jì)和制造的復(fù)雜性，維修不便，散熱條件不好，且會(huì)使主機(jī)產(chǎn)生熱變形。分離式油箱單獨(dú)設(shè)置，與主機(jī)分開，見了油箱的發(fā)熱和液壓源振動(dòng)對(duì)主機(jī)工作精度的影響，因此得到了普遍采用，特別在精密機(jī)械上。液壓執(zhí)行元件以及各基本回路確定后，把它們有機(jī)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(jì)的液壓系統(tǒng)圖。 液壓回路簡(jiǎn)圖在該回路中，油液經(jīng)過濾器，由齒輪泵來帶動(dòng)，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(hù)下，驅(qū)動(dòng)活塞完成直線運(yùn)動(dòng) ，從而帶動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。當(dāng)1YA得電時(shí)，系統(tǒng)壓力升至鎖定壓力，系統(tǒng)開門，在2s內(nèi)到達(dá)70o極限位置；當(dāng)2YA得電時(shí)，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(dá)關(guān)閉位置極限；其余狀態(tài)處于中位。因?yàn)檐囬T開的過程時(shí)加速、勻速、減速的過程，所以液壓缸活塞桿也必須實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)。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(jì)算，當(dāng)車門轉(zhuǎn)動(dòng)35O時(shí)， 式() 式() 式() 活塞桿行程為S=76mm。即在1s內(nèi)活塞桿運(yùn)動(dòng)距離為76mm，因?yàn)椋? 式() 式()其中t =1s， 綜合以上兩式可得：V=(1)選擇液壓缸的型號(hào)當(dāng)車門從0176。轉(zhuǎn)動(dòng)到70176。時(shí)，液壓缸活塞桿對(duì)應(yīng)的行程為S=254mm。1）載荷的組成和計(jì)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(yùn)動(dòng)方向相同為負(fù)，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(jì)算，一般估算為 式()式中ηm——液壓缸的機(jī)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(jì)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(duì)應(yīng)的面積是A1，活塞桿直徑為d，所對(duì)應(yīng)的面積是A2。 式() 式()經(jīng)計(jì)算得出：D=18mm因計(jì)算過程中存在誤差，所以選取的D值應(yīng)大一些，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，取D=40mm。由計(jì)算得，活塞桿直徑為：d=20mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，取d=22mm。3）液壓缸壁厚和外經(jīng)計(jì)算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)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(jì)算時(shí)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(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)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(jì)算： 式()式中：δ—液壓缸壁厚；D—液壓缸內(nèi)徑；P—試驗(yàn)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(qiáng)度鑄鐵[б]=60MPa；灰鑄鐵[б]=25MPa。在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)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(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。4）液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jí)液壓缸相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件通用化高和安裝形式多樣等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于橡膠、紡織、壓鑄等輕工機(jī)械、機(jī)床、汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、冶金礦山機(jī)械等。5）液壓缸選取因開門過程標(biāo)準(zhǔn)中液壓缸的行程為S=254mm，根據(jù)計(jì)算得到的D和d值，參考DGJB40CE1E車輛用液壓缸進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)件。 表 液壓標(biāo)準(zhǔn)閥型號(hào)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(hào)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(duì)于本系統(tǒng)，最高壓力是開門時(shí)即關(guān)閉狀態(tài)的液壓缸入口壓力：p1 = 4F/ΠD2,。∑Δp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(duì)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(chǔ)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(dá)到100um,原始?jí)毫p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(yàn)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(duì)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(dòng)電機(jī)和油箱的裝配體稱之為液壓動(dòng)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(dòng)力源；(2)非上置式液壓動(dòng)力源；(3)柜式和便攜式液壓動(dòng)力源。上置式液壓動(dòng)力源又分為臥式液壓動(dòng)力源和立式液壓動(dòng)力源。臥式液壓動(dòng)力源是電機(jī)安裝在油箱之上；立式液壓動(dòng)力源是液壓泵置于油箱之內(nèi)。上置式液壓動(dòng)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(dá)1000L。當(dāng)采用臥式液壓動(dòng)力源時(shí)，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(jìn)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(dòng)力源和立式液壓動(dòng)力源，上置立式動(dòng)力源和臥式液壓動(dòng)力源振動(dòng)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(dòng)力源是將泵組布置在底座或地基上的非上置式液壓動(dòng)力源。非上置式液壓動(dòng)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(dòng)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(hù)的優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大。因此，適用于泵的吸入允許高度受限制，傳動(dòng)功率較大，而使用空間不受限制以及開機(jī)率低，使用時(shí)又要求很快投入運(yùn)行的場(chǎng)合。柜式和便攜式液壓動(dòng)力源時(shí)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(shí)能有效地減少外界污染。其缺點(diǎn)是由于需顧及操作和維護(hù)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(shí)驗(yàn)室場(chǎng)合下采用。此外，還有將液壓泵及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、油箱及少數(shù)控制元件集成在一起的液壓動(dòng)力單元。其體積與重量小，壓力高（可達(dá)25MPa以上，帶增壓器的最高可達(dá)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(jì)一種箱體把整個(gè)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)考慮到連桿之間可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)，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(zhǎng)時(shí)間后會(huì)引起磨損甚至斷裂，所以要對(duì)銷軸進(jìn)行校核計(jì)算。開門的時(shí)候作用在銷軸上的力最大，因此對(duì)這一時(shí)刻銷軸承受的力進(jìn)行校核。由第3章計(jì)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(jìn)行計(jì)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(duì)于上、下兩段向兩個(gè)方向錯(cuò)動(dòng)，所以有兩個(gè)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(qiáng)度要求。液壓油管用于各閥體與液壓?jiǎn)卧?、液壓?jiǎn)卧c油箱的連接。制造方法與無縫管相同，國(guó)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(duì)螺紋精度有較嚴(yán)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(qiáng)度，n是安全系數(shù)，對(duì)鋼管來說，p7MPa時(shí)，n=8。 選擇標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出內(nèi)徑壁厚結(jié)果后，按標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算值標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)口式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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?yàn)椴唤?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(shí)，要檢查進(jìn)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(dòng)。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(zhǔn)則。油管安裝的注意事項(xiàng)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(dú)設(shè)置回油管，以防止泄漏，回油時(shí)產(chǎn)生背壓，避免阻礙閥芯運(yùn)動(dòng)；溢流閥回油口不許與液壓泵的入口相接；全部管路應(yīng)進(jìn)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(jìn)行二次安裝。注意安裝時(shí)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(jìn)行總體試驗(yàn)，駕駛員給出開關(guān)門信號(hào)，看該機(jī)構(gòu)是否能按要求完成開關(guān)