【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的槽位置 ,也有效的防止了外殼的變形。 在喇叭口尾架處可以將其直接焊接在管道上。機(jī)床橫式和縱式結(jié)構(gòu)的防護(hù)罩分別如圖 47 和 48 所示： 圖 47 橫式防護(hù)罩 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 17 圖 48 縱式防護(hù)罩 木工用龍門銑床除塵及液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì) 18 5 液壓改進(jìn)設(shè)計(jì)總體規(guī)劃 執(zhí) 行 元 件 的確 定 執(zhí)行元件類型：雙作用活塞缸 執(zhí)行元件數(shù)量： 2 執(zhí)行元件安裝位置：工作臺(tái)正下方 執(zhí)行元件與主機(jī)連接關(guān)系：支架連接 液壓泵的初步確定 泵的類型：定量葉片泵 泵的安裝位置：油箱的上方 液壓系統(tǒng)原理圖的改進(jìn) 基本回路的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)需要的基本回路為：速度控制回路－差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路。如圖 51所示。 圖 51 液壓缸差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路 1濾油器 ； 2定量泵 ； 3溢流閥 ； 4節(jié)流截止閥 ； 5行程節(jié)流閥 ； 6單向節(jié)流閥； 7液壓缸； 8行程節(jié)流閥 。 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 19 原理：換向閥處于原位時(shí)，液壓缸有桿腔的回路合液壓泵共有合在一起進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，使活塞以 V1的速度快速向右運(yùn)動(dòng)。 液壓系統(tǒng)原理圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ,由一臺(tái)泵站控制兩臺(tái)液壓缸，兩臺(tái)液壓缸彼此工作互不影響 ,采取并聯(lián)連接的方式 ,如圖 52所示。 圖 52 總體液壓回路 1濾油器； 2定量泵； 3溢流閥； 4節(jié)流截止閥； 5三位四通電磁換向閥； 6單向節(jié)流閥； 7液壓缸； 8行程節(jié)流閥； 9壓力表開(kāi)關(guān)； 10壓力表。 原理：當(dāng)電磁鐵 1Y得電 2Y不得電時(shí)，液壓泵的供油經(jīng)過(guò)溢流閥、節(jié)流截止閥、三位四通換向閥與液壓缸有桿腔的回油合在一起進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔使活塞以 V1的速度向右運(yùn)動(dòng)；當(dāng) 2Y 得電 1Y 不得電時(shí)，液壓泵的供油經(jīng)過(guò)行程節(jié)流閥、二位三通換向閥后進(jìn)入液壓缸有桿腔使活塞以 V2 的速度向左運(yùn)動(dòng)。 此回路的特點(diǎn)：使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工 作速度，以提高生產(chǎn)率或充分利用功率。行程節(jié)流閥起緩沖保護(hù)作用。 需要注意的地方：泵的流量和液壓缸有桿腔排出的流量合在一起流過(guò)的閥和管路應(yīng)按合成流量來(lái)選擇其規(guī)格，否則會(huì)導(dǎo)致壓力損失過(guò)大，泵空載時(shí)供油壓力過(guò)高。 木工用龍門銑床除塵及液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì) 20 確定主體結(jié)構(gòu)形式 總體結(jié)構(gòu)圖的繪制 根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖繪制液壓系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖，如圖 53 圖 33 龍門銑床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 21 6 液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)的校核計(jì)算 校核 計(jì)算 根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，即工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方式、行程壓力的 要求，以及為了便于與工作臺(tái)的連接，液壓缸與工作臺(tái)的連接方式選取端部前后支架型安裝方式。 下面是各零件的校核計(jì)算。 缸筒的校核 A. 缸筒結(jié)構(gòu) 由于缸筒的工作壓力屬于低壓力級(jí) ,以及用途和使用環(huán)境等因素 ,選擇缸筒結(jié)構(gòu)為圓柱型鋼管。 B. 缸筒材料 一般缸筒要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，根據(jù)液壓缸的參數(shù)、用途和毛坯的來(lái)源選擇調(diào)質(zhì)的 45 號(hào)鋼。 C. 對(duì)缸筒的要求 a 有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不至于產(chǎn)生永久變形。 b 有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不至于產(chǎn)生彎曲。 c 內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性。 總之，缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋、缸底、油口等零 件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油液，同時(shí)它還是活塞的運(yùn)動(dòng)“軌道”。所以設(shè)計(jì)時(shí)，必須正確確定各部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運(yùn)動(dòng)速度和有效行程，同時(shí)還必須具有一定的強(qiáng)度，能足以承受液壓力、負(fù)載力和意外的沖擊力；缸筒的表面應(yīng)具有合適的配合公差等級(jí)、表面粗糙度和形位公差等級(jí)，以保證液壓缸的密封性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐用性。 D. 缸筒的校核計(jì)算 a 缸筒內(nèi)徑 原有數(shù)據(jù) ,缸筒內(nèi)徑為 : 據(jù)參考文獻(xiàn) [2] 表 421 液壓缸的牽引力應(yīng)能克服所受到的縱阻力?？傋枇Πǎ哼\(yùn)動(dòng)部件與導(dǎo)軌間的摩族阻力 F導(dǎo) ；密封裝置的摩擦阻力 F密 ；啟動(dòng)、制動(dòng)或換向時(shí)的慣性力 F慣 ；回油腔因背壓作用產(chǎn)生的阻力 F背 等，即液壓缸的最大牽引力： F=F 導(dǎo) +F 慣 +F 背 +F 密 （ 61） 其中： F 慣 相對(duì)其他力非常小，所以在本次設(shè)計(jì)中可以忽略。因?yàn)?本設(shè)計(jì)為直接回油，所以 F 背 ＝ 0。 木工用龍門銑床除塵及液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì) 22 即 F= F 導(dǎo) + F 密 （ 62） 已知：工作臺(tái)重量： G重 ＝ ； 工作臺(tái) 與導(dǎo)軌摩擦系數(shù)： f＝ F 導(dǎo) ＝ f G重 = N＝ N 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用 O型密封圈，所以 F 密 = 所以： F= F 導(dǎo) + F 密 ＝ + 得 F= N 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1] 液壓缸內(nèi)徑： D=(4F/π P) 1/2 （ 63） 其中： P 為本液壓系統(tǒng)的工作壓力 已知： P＝ 所以： D=(mm) 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1] 表 112 取整 D=80(mm) F推動(dòng)橫式工作臺(tái)所需的力 P 缸的工作壓力 D缸的內(nèi)徑 b 缸筒壁厚 缸筒壁厚δ為： б =б 0+C1+C2 （ 64） 關(guān)于δ 0的值， δ 0=б /D=即 ﹤б /D﹤ 3，可用公式： б 0﹥ PmaxD/（ б p3Pmax） = （ 1223 ） = δ 0—— 為 缸筒材料強(qiáng)度的最小值， mm C1—— 為缸筒外徑公差余量， mm 即 C1= C2—— 為磨損余量，根據(jù)設(shè)計(jì)要求（略） σ P—— 缸筒材料的許用應(yīng)力， Mpa σ P=σ b/n (65) σ b—— 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度， Mpa， 45 缸 取 610MPa n—— 安全系數(shù) ,通常取 n=5 經(jīng)校核計(jì)算得出的尺寸與原有尺寸基本一致。 活塞 的設(shè)計(jì) 由于活塞在液體 壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過(guò)緊，也不能間隙過(guò)大。配合過(guò)緊，不僅使最低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率，而容易損壞缸筒和活塞的滑動(dòng)配合表面；間隙過(guò)大，回引起液壓缸內(nèi)部泄漏，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 23 液壓力的大小與活塞的有效工作面積有關(guān)，活塞直徑應(yīng)與缸筒內(nèi)徑一致。設(shè)計(jì)活塞時(shí)，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)型式。 A. 活塞結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)密封裝置型式來(lái)選用活塞結(jié)構(gòu)型式（密封裝置則按工作條件選定）。通常分整體活塞和組合活塞兩類。整體活塞在活塞圓周上開(kāi)溝槽，安置密 封圈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,但給活塞的加工帶來(lái)困難 ,密封圈安裝時(shí)也容易拉傷和扭曲。組合式活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要受密封型式?jīng)Q定。組合式活塞大多數(shù)可以多次拆裝，密封件使用壽命長(zhǎng)。隨著耐磨的導(dǎo)向環(huán)大量的使用，多數(shù)密封圈與導(dǎo)向環(huán)聯(lián)合使用，可大大降低活塞的加工成本。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，液壓缸的結(jié)構(gòu)，選擇整體式活塞結(jié)構(gòu)的型式。 B. 活塞與活塞桿的連接 活塞與活塞桿的連接型式有多種，有螺紋連接，用開(kāi)口銷或雙螺母鎖緊，連接牢固可靠；有焊接連接，軸向尺寸小，加工容易，但不易拆卸；有半環(huán)連接，有彈簧擋圈連接，這兩種方式裝卸方便，并可承受較 大的負(fù)載和振動(dòng)，缺點(diǎn)是活塞是活塞桿的裝配要有軸向公差，否則軸向間隙會(huì)造成活塞桿與活塞的軸向竄動(dòng)。 所有型式均需有鎖緊措施，以防止工作時(shí)由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)而松開(kāi)。同時(shí)在活塞與活塞桿之間需設(shè)置靜密封。比較活塞與活塞桿的連接方式，在本設(shè)計(jì)中，采用焊接連接型式。 C. 活塞的密封 密封型式與活塞的結(jié)構(gòu)有關(guān)，可根據(jù)液壓缸的不同作用和不同工作壓力來(lái)選擇。在設(shè)計(jì)中考慮活塞與缸筒的配合的密封性，采用了 O 型密封圈，在活塞與活塞桿處也用 Y 型密封圈。 D. 活塞材料 無(wú)導(dǎo)向環(huán)活塞：用高強(qiáng)度鑄鐵 HT200～ 300 或鑄缸。 有導(dǎo)向環(huán)活塞：用優(yōu)質(zhì)碳素鋼 20號(hào)、 35 號(hào)及 45 號(hào)，有的在外徑套尼龍（ PA）或聚四氟乙烯 PTFE+玻璃纖維和聚三氟氯乙烯材料制成的支承環(huán)。裝配活塞外環(huán)可用錫青銅。 在設(shè)計(jì)中采用了無(wú)導(dǎo)向環(huán)的活塞，材料為高強(qiáng)度的 HT200。 E. 活塞尺寸及加工公差 活塞外徑的配合一般采用 f9，外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于 ，端面與軸線的垂直度公差不大于 ，外表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半，表面粗糙度視結(jié)構(gòu)型式不同而各異。 按照設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在符合機(jī)械性能的情況下，同軸度公差為 ， 端面與軸線的垂直度公差為 ，外表面的圓柱度 。 活塞桿 的設(shè)計(jì)校核 A. 結(jié)構(gòu) 因?yàn)榛钊麠U是用于缸筒運(yùn)動(dòng)的液壓缸，用來(lái)導(dǎo)通油路，同時(shí)，考慮到減輕活塞桿的重量和增強(qiáng)活塞桿的抗彎能力，設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了空心桿的桿體。由于缸工作時(shí)軸線固定不動(dòng)，所以采用螺栓頭的桿外端。活塞桿的螺紋尺寸為 M60 2。 B. 活塞桿的材料和技術(shù)要求 木工用龍門銑床除塵及液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì) 24 活塞桿在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，采用材料為高強(qiáng)度的 HT200,H8/h7 配合 ,太緊則摩擦力大，太松則容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損。其圓柱度和圓度 公差不大于直徑公差之半。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差為 ，是為了保證活塞桿外圓與活塞外圓的同軸度，以避免活塞與缸筒、活塞桿與前端蓋的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差為 ，以保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜。 活塞桿的外圓粗糙度 Ra值一般為 ～ 。因?yàn)樘饣?，表面形成不了油膜，反而不利于?rùn)滑。為了提高耐磨性和防銹性， 活塞桿表面需進(jìn)行鍍鉻處理，鍍層厚 ～ ，并進(jìn)行拋光或磨削加工。 C. 活塞 桿的校核計(jì)算 a 活塞桿直徑計(jì)算 原 有數(shù)據(jù) ,活塞桿的直徑為 56mm 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1] 表 20812 公式 得： d=D/21/2 =55mm （ 66） b 活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算，只受軸向推力 活塞桿在穩(wěn)定的工況下和拉力，所以可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算 得： 即 σ =F 106/[（π /4） d2]〈σ P Mpa （ 67） σ≈ 〈 610Mpa=σ P 所以活塞桿的強(qiáng)度滿足使用要求 F—— 活塞桿的作用力， N D—— 活塞桿的直徑， m σ P—— 材料的許用應(yīng)力， Mpa 經(jīng)校核計(jì)算得出的數(shù)據(jù)與原有數(shù)據(jù)基本一致。 導(dǎo)向套的 校核 計(jì)算 導(dǎo)向套在液壓缸的有桿側(cè)端，用以對(duì)活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有肛腔的密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置相處，損壞密封裝置。導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)型式有軸套式和端蓋式兩種。 A. 結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的整體性考慮及機(jī)械性能要求，在設(shè)計(jì) 時(shí)采用了端蓋式結(jié)構(gòu)。 B. 導(dǎo)向套的材料 金屬導(dǎo)向套一般采用磨擦系數(shù)小、耐磨性好的青銅材料制作，非金屬導(dǎo)向套可