【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)為200T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)主要由主缸運(yùn)動、頂出缸運(yùn)動等組成。通過具體的參數(shù)計(jì)算及工況分析，制定總體的控制方案。經(jīng)方案對比之后，擬定液。壓控制系統(tǒng)原理圖。液壓系統(tǒng)選用插裝閥集成控制系統(tǒng)，插裝閥集成控制系統(tǒng)具有密封。性好，通流能力大，壓力損失小等特點(diǎn)。為解決主缸快進(jìn)時(shí)供油不足的問題，主機(jī)頂部設(shè)置補(bǔ)油油箱進(jìn)行補(bǔ)油。保壓回路，通過保壓使工件穩(wěn)定成型；為了防止產(chǎn)生液壓沖擊，系統(tǒng)中設(shè)有泄壓回路，現(xiàn)半自動控制，可以實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。此外，本文對液壓站進(jìn)行了總。體布局設(shè)計(jì)，對重要液壓元件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、外形、工藝設(shè)計(jì)。環(huán)的動作要求，能夠?qū)崿F(xiàn)塑性材料的鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲等成型加工工藝。

　　

【正文】 H8～ H9；內(nèi)徑圓度、圓2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 柱度不大于直徑公差的一半；缸體內(nèi)表面母線的直線度 500mm 長度之內(nèi)不大于 ；缸體端面對軸線的垂直度在直徑每 100mm 上不大于 ；如果缸體與端蓋采用螺紋連接，螺紋采用 6H級精度。 2) 主缸壁厚的 確定 壁厚計(jì)算公式如下： ][2?? Dpy? （ ） 式中： δ — 液壓缸壁厚（ m） ； D— 液壓缸內(nèi)徑（ m） ； yP — 實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ ～ ）倍； [σ ]— 缸筒材料的許用應(yīng)力。鍛鋼： [σ ]=110～ 120MPa ；鑄鋼： [σ ]=100～ 110MPa ；高強(qiáng)度鑄鐵： [σ ]=60MPa ；灰鑄鐵： [σ ]=25MPa ； 無縫鋼管： [σ ]=100～ 110MPa 。 主缸壁厚δ計(jì)算，將 D= ； [σ ]= 110MPa ； yP = = 代入公式（ ）中，即： mM P a mM P a ?? ??? 液壓缸缸體的外徑 D 外計(jì)算公式如下： D 外≥ D＋ 2δ () 將參數(shù)代入公式（ ），即： D 外≥ ＋ ＝ 外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑 D 外＝ 430mm。 3) 主缸缸蓋材料、厚度的確定 缸蓋常用制造材料有 35 鋼、 45 鋼、鑄鋼，做導(dǎo)向作用時(shí)常用鑄鐵、耐磨鑄鐵。缸蓋材料選用 35 鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式如下： ][ 2 ?yPDt ? （ ） 式中： 2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 t— 缸蓋的有效厚度 (m)； 2D — 缸蓋止口直徑； [σ ]— 缸蓋材料許用應(yīng)力。 即： mM P aM P at ???? 圓整后取缸蓋厚度 t=60mm。 4) 主缸最小導(dǎo)向長度的確定 當(dāng) 活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動支承面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長度，用 H 表示。如果導(dǎo)向長度太小，會因?yàn)殚g隙引起的撓度而使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定工作。一般而言，液壓缸的最小導(dǎo)向長度應(yīng)該滿足如下要求： 220 DLH ?? () 導(dǎo)向長度如圖 所示 活塞隔套 圖 主缸導(dǎo)向長度簡圖 式中： L— 液壓缸的最大行程； D— 液壓缸的內(nèi)徑。 2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 由表 可知主缸的最大行程 H=700mm，液壓缸內(nèi)徑 D=320mm 代入公式（ ）中，求主缸的最小導(dǎo)向長度。 即： mmmmmmH 195232020700 ??? 為了保證最小導(dǎo)向長度 H，不應(yīng)過分增大 1l 和 B 的大小，必要時(shí)可以在缸蓋和活塞之間增加一個(gè)隔套來增加最小導(dǎo)向長度。隔套的長度 C 可有公式（ ）求得，即： )(21 1 BlHC ??? () 式中： B— 活塞的寬度，一般取 B=（ ～ ） D； 1l — 缸蓋滑動支承面的長度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑的不同有不同的算法，當(dāng) D＜ 80mm時(shí)，取 1l =（ ～ ） D；當(dāng) D＞ 80mm時(shí)，取 1l =（ ～ ） d。 5) 主缸活塞材料、技術(shù)要求、外形尺寸及密封方案的確定 活塞制造材料一般選用灰鑄鐵 (HT150、 HT200)、當(dāng)缸體內(nèi)徑較小時(shí)，整體式結(jié)構(gòu)的活塞選用 35 鋼、 45 鋼。主缸活塞選用灰鑄鐵 HT200。 活塞制造時(shí)外 圓柱表面的粗糙度為 ～ m；外徑圓度、圓柱度不大于外徑公差的一半；外徑對內(nèi)孔的徑向跳動不大于外徑公差的一半；端面對軸線垂直度在直徑100mm 上不大于 ；外徑用橡膠密封圈密封的公差配合取 f7～ f9，內(nèi)孔與活塞桿的配合取 H8/f7。 活塞寬度系數(shù)取 ，即活塞的寬度 B== 320mm =256mm。圓整后取活塞寬度 B=260mm。 查表 210[1],液壓機(jī)主缸工況時(shí)的壓力大，泄漏量也會隨壓力成正比升高，因此密封圈選用 Y 形密封圈，這種密封圈能承受的大的工作壓力，泄漏量小。 6) 主缸活塞桿材料、技術(shù)要求及長度確定 活塞桿有空心和實(shí)心兩種結(jié)構(gòu)形式?？招臅r(shí)一般選用 35 鋼、 45 鋼的無縫鋼管；實(shí)心結(jié)構(gòu)選用 35鋼、 45 鋼。主缸活塞桿選用 45 鋼。 活塞桿制造時(shí)外圓柱面粗糙度為 ～ m；熱處理要求調(diào)質(zhì) 20～ 25HRC；外徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；外徑表面直線度在 500mm 上不大于 ；活塞桿與導(dǎo)向套之間的配合公差采用 H8/f7，與活塞連接的配合公差采用 H7/g6。 2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 由滑塊的行程，確定活塞桿的長度 L桿 =1250mm。 7) 主缸長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度 等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體的外形尺寸還應(yīng)考慮兩端端蓋的厚度，總體而言，液壓缸缸體的長度 L 不應(yīng)該大于缸體內(nèi)徑 D 的 20～ 30 倍，即： L≤（ 20～ 30） D 。 由主缸行程為 700mm，活塞寬度為 260mm,缸蓋厚度為 60mm，通過計(jì)算可知，主缸的長度取 L 缸 =1080mm。 8) 活塞桿穩(wěn)定性校核 活塞桿工作中主要受壓，當(dāng)液壓缸的支承長度 Lb≥ (10～ 15)d 時(shí)，必須對活塞桿的彎曲穩(wěn)定性進(jìn)行校核 ,d為活塞桿直徑。通過計(jì)算可知， Lb 的最大值不可能大于 L桿 +L缸 =2330mm，而 (10～ 15)d=2500～ 3750mm。 將參數(shù)代入 Lb≥ (10～ 15)d 中，比較后 Lb＜ (10～ 15)d，活塞桿滿足使用要求，工作時(shí)不會失穩(wěn)。 9) 主缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1) 缸體與端蓋的連接形式 查表 27 [1]，缸體與端蓋的連接形式通常有法蘭連接、螺紋連接、外半環(huán)連接、內(nèi)半環(huán)連接等形式。由于液壓機(jī)工況時(shí)缸體內(nèi)的壓力很大，所以缸體與端蓋的連接方式選用法蘭形式。 (2) 活塞桿與活塞的連接形式 查表 28 [1]，活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)有整體式結(jié)構(gòu)、螺紋連接、半環(huán)連接、錐銷連接等連接形式。主缸活塞與活塞桿的連接選用螺紋連接形式。 (3) 活塞桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式 活塞桿的導(dǎo)向部分包括端蓋、導(dǎo)向套、密封、防塵和鎖緊結(jié)構(gòu)。工程機(jī)械中導(dǎo)向套一般安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，有利于導(dǎo)向套的潤滑。 (4) 緩沖與排氣裝置 液壓機(jī)運(yùn)動時(shí)的質(zhì)量大，快進(jìn)時(shí)的速度快，這樣活塞在到達(dá)行程中點(diǎn)時(shí)，會產(chǎn)生液壓沖擊，甚至活塞與缸筒端蓋會產(chǎn)生機(jī)械的碰撞。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端要設(shè)置緩沖裝置。一般緩沖裝置有環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置、可調(diào)節(jié)流緩沖裝置、三角槽式節(jié)流緩沖裝置。 大型液壓缸需要有穩(wěn)定的運(yùn)動速度，這樣需要設(shè)置排氣裝置，防止空氣在傳動時(shí)對2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 系統(tǒng)傳動精度有影響。排氣閥安裝 在液壓缸兩端的最高處，雙作用液壓鋼需要設(shè)兩個(gè)排氣閥。 主缸如圖 所示： 圖 主缸 液壓機(jī)頂出缸設(shè)計(jì) 1) 頂出缸缸體材料選擇及制造技術(shù)要求 頂出缸工作時(shí)的最大工作壓力為 ，比主缸的要小，為了保證頂出缸安全工作，缸體材料也選用 無縫鋼管 45。 缸體的制造要求應(yīng)該滿足液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為 ～ m；內(nèi)徑配合采用 H8～ H9；內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；缸體內(nèi)表面母線的直線度 500mm長度之內(nèi)不大于 ；缸體端面對軸線的垂直度在直徑每 100mm 上不大于 。 2) 頂出缸壁厚的確定 將 D= ； [σ ]= 110MPa ； yP = = 代入公式（ ）中，即： mM P a mM P a 0 1 1 02 ?? ??? 將 D= ；取δ =（ ），即： 2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 D 外≥ ＋ ＝ 外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑 D 外＝ 240mm。 3) 頂出缸缸蓋材料、厚度的確定 缸蓋常用制造材料有 35 鋼、 45 鋼、鑄鋼，做導(dǎo)向作用時(shí) 常用鑄鐵、耐磨鑄鐵。頂出缸缸蓋材料選用 35 鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式見（ ）： 即： mM P aM P at ???? 取缸蓋厚度 t=25mm。 4) 頂出缸最小導(dǎo)向長度的確定 由表 可知頂出活塞行程 L=250mm，頂出缸內(nèi)徑 D=200mm，代入公式 ()， 即： mmmmmmH 1 222 0 0202 5 0 ??? 5) 頂出缸活塞材料、技術(shù)要求、外形尺寸及密封方案的確定 頂出缸活塞選用灰鑄鐵 HT200。 頂出缸活塞外圓柱表面的粗糙度為 ～ m；外徑圓度、圓柱度不大于外徑公 差的一半；外徑對內(nèi)孔的徑向跳動不大于外徑公差的一半；端面對軸線垂直度在直徑100mm 上不大于 ；外徑用橡膠密封圈密封的公差配合取 f7～ f9，內(nèi)孔與活塞桿的配合取 H8/f7。 計(jì)算活塞寬度時(shí)區(qū)寬度系數(shù)為 ，即活塞的寬度 B== 200mm =160mm。取活塞寬度 B=160mm。 查表 210[1],液壓機(jī)頂出缸工況時(shí)的工作壓力比主缸要小很多，密封圈選用 O 形密封圈。 6) 頂出缸活塞桿材料、技術(shù)要求及長度確定 活塞桿有空心和實(shí)心兩種結(jié)構(gòu)形式。空心時(shí)一般選用 35 鋼、 45 鋼的無縫鋼管； 實(shí)心結(jié)構(gòu)選用 35鋼、 45 鋼。頂出缸活塞桿選用 35 鋼。 活塞桿外圓柱面粗糙度為 ～ m；熱處理要求調(diào)質(zhì) 20～ 25HRC；外徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；外徑表面直線度在 500mm 上不大于 ；活塞桿與導(dǎo)向套之間的配合公差采用 H8/f7，與活塞連接的配合公差采用 H7/g6。 由頂出活塞的行程，確定活塞桿的長度 L桿 =705mm。 2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 7) 頂出缸長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體的外形尺寸應(yīng)考慮兩端端蓋的厚度，總之，液壓缸缸體的長度 L 不應(yīng)該大于缸體內(nèi)徑 D 的 20～ 30 倍，即：L≤（ 20～ 30） D 。 由主缸行程為 250mm，活塞寬度為 160mm,缸蓋厚度為 25mm，通過計(jì)算可知，主缸的長度取 L 缸 =650mm。 8) 活塞桿穩(wěn)定性校核 當(dāng)液壓缸的支承長度 Lb≥ (10～ 15)d 時(shí)，應(yīng)該對活塞桿的彎曲穩(wěn)定性進(jìn)行校核 ,d為活塞桿直徑。通過計(jì)算可知， Lb 的最大值不可能大于 L 桿 +L 缸 =1355mm，而 (10～15)d=2020～ 3000mm。 將參數(shù)代入 Lb≥ (10～ 15)d 中，比較后 Lb＜ (10～ 15)d，活塞桿滿足使用要求，工作時(shí)不會失穩(wěn)。 頂出缸如圖 所示： 圖 頂出缸 液壓油管選擇 液壓傳動中裝置中，常用的液壓油管有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。鋼管承受的壓力高，彎曲半徑不能太小，彎制時(shí)比較困難。對于高壓系統(tǒng)液壓油管一般選用無縫鋼管；紫銅管承受的工作壓力一般在 ～ 10MPa。紫銅管加熱軟化后可進(jìn)行彎曲，比鋼管容易彎制，價(jià)格昂貴，抗振性較弱；尼龍管主要用于低壓系統(tǒng)；塑料管承受的工作壓力比較小，一般用于液壓系統(tǒng)的回油路中；膠管有高壓管和低壓管兩種，而者2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 的區(qū)別在于骨架組成不同。高壓膠管是鋼絲編制體或鋼絲纏繞為骨架，可用于較高的油路 中。低壓膠管的組成骨架是麻線或棉線編制體，多用于壓力較低的油路中。 通過液壓機(jī)主缸、頂出缸工作壓力的計(jì)算可知，主缸的最大工作壓力約為 ,頂出缸的工作壓力約為 。查表 61[1] 、 65[1] ，主缸工作壓力較高，油管選用無縫鋼管，頂出缸油路油管選用高壓膠管。 油管的內(nèi)徑可由公式（ ）求得 ?qd ? () 式中： d — 油管內(nèi)徑 (mm)； q — 油路通過最大流量 (L/min)； ? — 油管中允許流速 m/s。 1) 主缸液壓油管內(nèi)徑計(jì)算 進(jìn)油油管內(nèi)徑 1D 確定：主缸快進(jìn)所需流量 q =，而泵的額定流量q=250L/min,取油管允許流速 ? =4m/s，代入公式 ()，即： mmsmLD ?? 圓整后，查表 61[1] ，取 mmD 401 ? ，壁厚 t=5mm。 回油油管內(nèi)徑 1d 確定：主缸快退所需流量 q =，取油管允許流速 ? =4m/s，代入公式 ()，即： mmsmLd ?? 圓整后，查表 61[1]，取 mmd 251 ? ，壁厚 t=。 2) 頂出 缸液壓油管內(nèi)徑計(jì)算 進(jìn)油油管內(nèi)徑 2D 確定：頂出缸頂出所需流量 q =，取油管允許流速? =4m/s，代入公式 ()，即： 2 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 mmsmLD ?? 圓整后，查表 [3] ，取 mmD 162 ? 。 回油油管內(nèi)徑 2d 確定：頂出缸回程所需流量 q =48L/min，取油管允許流速 ? =4m/s，代入公式 ()，即： mmsmLd 16/4 mi n/ ?? 圓整后，查表 [3]，取 mmd 162 ? 。 液壓油箱設(shè)計(jì) 液壓油箱主要作用是貯存液壓油、分離液壓油中的空氣和雜質(zhì)，同時(shí)還起到散熱的作用。 1) 油箱有效容積的確定 液壓油箱根據(jù)系統(tǒng)壓力的不同，有效容積的確定也不一樣。為了防止液