【文章內(nèi)容簡介】 放油缸D=160mm,d=100mm.由此求得掛放油缸缸面積的實際有效面積為：A?= m178。A?= m178。① 工作快速空程時所需流量其中 液壓缸的容積效率，取Q?=10179。60/10179。=② 工作缸壓制時所需流量Q?=10179。60/10179。=③ 工作缸回程時所需流量 Q?=10179。60/10179。=同理，可求得重鐵掛放油缸Q?=10179。60/10179。=Q?=10179。60/10179。= Q?=10179。60/10179。= 液壓元件的選擇 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機(jī)類型，初定上液壓泵的工作壓力取為，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為（含回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油腔），則液壓泵的最高工作壓力為式中 P?執(zhí)行元件的最高工作壓力ΔP?從液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的總的壓力損失該值較為準(zhǔn)確的計算需要管路和元件的布置圖確定后才能進(jìn)行，初步計算可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取。對簡單系統(tǒng)流速較小時，ΔP?～，對復(fù)雜系統(tǒng)流速較大時，ΔP?～上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足：液壓泵的最大流量應(yīng)為：式中 液壓泵的最大流量同時動作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時的溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量。系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。計算得出 L/min由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負(fù)載壓力大，功率大，大流量，所以選軸向柱塞變量泵。柱塞變量泵適用于負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)），柱塞式變量泵有以下的特點：1） 工作壓力高。因為柱塞與缸孔加工容易，尺寸精度及表面質(zhì)量可以達(dá)到很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達(dá)到的工作壓力，一般是（），最高可以達(dá)到。2） 流量范圍較大。因為只要適當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變增大。3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強(qiáng)度得到充分利用，壽命長，單位功率重量小。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料及加工精度要求高，加工量大，價格昂貴。根據(jù)以上算得的和在查閱相關(guān)手冊《機(jī)械設(shè)計手冊》成大先P20195得：現(xiàn)選用，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，容積效率，重量71kg，容積效率達(dá)92%。 驅(qū)動電機(jī)功率驅(qū)動液壓泵的電動機(jī)根據(jù)驅(qū)動功率和泵的轉(zhuǎn)速來選擇。在整個工作循環(huán)中，若液壓泵的壓力和流量比較穩(wěn)定，即工況圖曲線變化比較平穩(wěn)時，則驅(qū)動泵的電動機(jī)功率為Np=PpQp/ηｐ式中 Pp—液壓泵的最高供油壓力Qp—液壓泵的實際輸出流量液壓泵的總效率。柱塞泵為。 選用1000r/min的電動機(jī)，則驅(qū)動電機(jī)功率為：選擇電動機(jī) 。 對液壓閥的基本要求(1). 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。油液流過時壓力損失小。(2). 密封性能好。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。表43 選擇液壓控制元件的主要依據(jù)和應(yīng)考慮的問題液壓控制元件主要依據(jù)應(yīng)考慮的問題壓力控制元件閥所在的油路的最大工作壓力和通過閥的最大實際流量壓力調(diào)節(jié)范圍，流量變化范圍，所要求的壓力靈敏度和平穩(wěn)性等。流量控制元件流量調(diào)節(jié)范圍，流量壓力特性曲線，最小穩(wěn)定流量，壓力與溫度的補(bǔ)償要求，對工作介質(zhì)清潔度的要求，閥進(jìn)口壓差的大小以及閥的內(nèi)泄漏大小等方向控制元件性能特點，換向頻率，閥口壓力損失的大小以及閥的內(nèi)泄漏大小等 各閥的選擇直動式溢流閥的響應(yīng)快，一般用于流量較小的場合，宜做制動閥、安全閥用；先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性好，用于中、高壓和流量較大的場合，宜做調(diào)壓閥、背壓閥用，~1Mpa范圍內(nèi)。溢流閥的流量應(yīng)按液壓泵的最大流量選取，并應(yīng)注意其允許的最小穩(wěn)定流量，一般來說，最小穩(wěn)定流量為額定流量的15%左右。一般中、低壓流量閥的最小穩(wěn)定流量為50~100ml/min，~20ml/min。流量閥的進(jìn)出口需要有一定的壓差，高精度流量控制閥約需1Mpa壓差。一般來說，流量在190L/min以上時宜用二通插裝閥；190L/min以下時可采用滑閥型換向閥。70L/min以下時用電磁換向閥（一般為6,10mm通徑），否則需要選用電液換向閥。選擇三位換向閥時，應(yīng)特別注意中位機(jī)能。一泵多缸系統(tǒng)，中位機(jī)能必須選擇O型和Y型，若回路中有液控單向閥或液壓鎖時，必須選擇Y或H型應(yīng)選擇開啟壓力小的單向閥；開啟壓力較大的單向閥可做背壓閥用。外泄式液控單向閥與內(nèi)泄式相比，其控制壓力低，工作可靠，選用時優(yōu)先考慮。 輔助元件的選擇濾油器是保持工作介質(zhì)清潔，使系統(tǒng)正常工作所不可缺少的輔助元件。濾油器應(yīng)根據(jù)其在系統(tǒng)中所處部位及被保護(hù)元件對工作介質(zhì)的過濾精度要求、工作壓力、過流能力及其他性能要求而定。液壓系統(tǒng)中油箱的作用是儲油，保證供給系統(tǒng)充分的油液；散熱，液壓系統(tǒng)中由于能量損失所轉(zhuǎn)換的熱量大部分由油箱表面散逸；沉淀油中的雜質(zhì)；分離油中的氣泡，凈化油液。液壓系統(tǒng)如果依靠自然冷卻不能保證油溫保持在限定的最高溫度之下，就需要裝設(shè)冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。對冷卻器的選擇主要依據(jù)其熱交換量來確定其散熱面積及其所需要的冷卻介質(zhì)量。4．連接件的選擇連接件包括油管和管接頭。油管系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，必須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。本設(shè)計中油管采用鋼管，因為本設(shè)計中所須的壓力是高壓，P= ， 鋼管能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無縫管，低壓用焊接管。本設(shè)計在彎曲的地方可以用管接頭來實現(xiàn)彎曲。尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。膠管用做聯(lián)接兩個相對運(yùn)動部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難，成本很高，因此非必要時一般不用。 管接頭的選用管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見聯(lián)接方式有：焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴(kuò)口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。管路旋入端用的連接螺紋采用國際標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋（ZM）和普通細(xì)牙螺紋（M）。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進(jìn)行密封，廣泛用于中、低壓液壓系統(tǒng)；細(xì)牙螺紋密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但要求采用組合墊圈或O形圈進(jìn)行端面密封，有時也采用紫銅墊圈。. 管道內(nèi)徑計算 式中 Q——通過管道內(nèi)的流量 v——管內(nèi)允許流速 ，見表：表44：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值油液流經(jīng)的管道推薦流速 m/s液壓泵吸油管～液壓系統(tǒng)壓油管道3～6，壓力高，管道短粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道～ (1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取v=4m/s 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm； 管接頭聯(lián)接螺紋M272。(2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑：取v=根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》查得：取d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm； 管接頭聯(lián)接螺紋M332。. 管道壁厚的計算 式中： p——管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d——管道內(nèi)徑 m——管道材料的許用應(yīng)力 Pa，——管道材料的抗拉強(qiáng)度 Pan——安全系數(shù)，對鋼管來說，時，取n=8；時，取n=6； 時，取n=4。根據(jù)上述的參數(shù)可以得到：我們選鋼管的材料為45鋼，由此可得材料的抗拉強(qiáng)度=600MPa；(1). 液壓泵壓油管道的壁厚(2). 液壓泵回油管道的壁厚 所以所選管道適用。估算液壓系統(tǒng)性能的目的在于評估設(shè)計質(zhì)量或從幾種方案中評選最優(yōu)設(shè)計方案。估算內(nèi)容一般包括：系統(tǒng)壓力損失、系統(tǒng)效率、系統(tǒng)溫升等。 系統(tǒng)壓力損失驗算液壓系統(tǒng)壓力損失包括管道內(nèi)的沿程損失和局部損失等。計算系統(tǒng)壓力損失時，不同的工作階段要分開來計算。回路上的壓力損失要折算到進(jìn)油路上去。因此，某一工作階段液壓系統(tǒng)總的壓力損失為ΣΔP=ΣΔP?+Σ(ΔP?A?/A?)但由于系統(tǒng)的具體管路布置和長度尚未確定，所以壓力損失暫時無法計算。 系統(tǒng)溫升的驗算在整個工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時間最長，且發(fā)熱量最大。為了簡化計算，主要考慮工進(jìn)時的發(fā)熱量。一般情況下，工進(jìn)時做功的功率損失大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮工進(jìn)時的發(fā)熱量，然后取其值進(jìn)行分析。當(dāng)V=10mm/s時，即v=600mm/min即 ，泵的出口壓力為26MP，則有（公式P）即此時的功率損失為：假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取，油箱的散熱面積A為系統(tǒng)的溫升為根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》：油箱中溫度一般推薦3050，所以驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。第5章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計算。液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。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)律應(yīng)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與其壁厚的比值的圓筒稱為薄壁圓筒。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算 式中 ——液壓缸壁厚(m)； D——液壓缸內(nèi)徑(m)； ——試驗壓力，一般取最大工作壓力的()倍； ——缸筒材料的許用應(yīng)力。無縫鋼管：。故 ==則在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過程中的變形、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(jìn)行校核。液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng)為＞D+2=260+235=330mm液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實際工作的最大行程來確定，并參閱液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊P12表26中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。液壓缸工作行程選 l?=2655mm l?=2455mm一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計算。無孔時 有孔時 式中 t——缸蓋有效厚度(m)； ——缸蓋止口內(nèi)徑(m)； ——缸蓋孔的直徑(m)。液壓缸：無孔時 取 t=65mm有孔時 取 t’=50mm當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H稱為最小導(dǎo)向長度。如果導(dǎo)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(dǎo)向長度。對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足以下要求：設(shè) 計 計 算 過 程 式中 L——液壓缸的最大行程； D——液壓缸的內(nèi)徑?；钊膶挾菳一般取B=()D；缸蓋滑動支承面的長度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定；當(dāng)D80mm時，?。划?dāng)D80mm時，取。為保證最小導(dǎo)向長度H，若過分增大和B都是不適宜的，必要時可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由需要的最小導(dǎo)向長度H決定，即滑臺液壓缸：最小導(dǎo)向長度：H取 H=270mm活塞寬度：B==156mm缸蓋滑動支承面長度：l?==120mm隔套長度：C=(156+120)=132mm 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20～30倍。液壓缸：缸體內(nèi)部長度L=B+l=156+2655=2811mm當(dāng)液壓缸支承長度LB(1015)d時，需考慮活塞桿彎度穩(wěn)定性并進(jìn)行計算。本設(shè)計不需進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。液壓缸主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要包括：缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計時根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。、缸體材料以及工作條件有關(guān)。常見的連接形式有：法蘭連接式、半環(huán)連接式、螺紋連接式、拉桿連接式以及焊接式連接。其中常用半環(huán)連接式和螺紋連接式。半環(huán)連接式又分為外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接兩種形式，其特點是容易加工、裝拆，重量輕，但削弱了缸筒的強(qiáng)度。而螺紋連接又有外螺紋連接和內(nèi)螺紋連接兩種形式，其外形尺寸和重量較小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時要求保證與內(nèi)徑同心，裝拆要使用專用工具。缸筒與缸蓋間的密封屬于靜密封，主要的密封形式是采用O型密封圈密封。對于缸前蓋還應(yīng)該考慮導(dǎo)向與防塵問題導(dǎo)向的作用是保證活塞的運(yùn)動不偏離軸線，以免產(chǎn)生“拉缸”現(xiàn)象，并保證活塞桿的密封件能正常工作。導(dǎo)向套是用鑄鐵、青銅、黃銅或尼龍等耐磨材料制成，可與缸蓋做成整體或另外壓制。導(dǎo)向套不應(yīng)太短，以保證受力良好。防塵就是防止灰塵被活塞桿帶入缸體內(nèi)，造成液壓油的污染。通常是在缸蓋上裝一個防塵圈。缸筒：35或45調(diào)質(zhì)無縫鋼管；也有采用鍛鋼、鑄鋼或鑄鐵等材料的，在特殊情況下也有采用合金鋼的缸蓋：35鋼或45鋼鍛件、鑄件、圓鋼或焊接件；也有采用球鐵或灰鑄鐵的?；钊麠U導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)