【正文】 組合 機(jī)床 龍門 刨床 拉床 工作壓力MPa ~ 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 （ 1）液壓缸的相關(guān)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸 液壓缸有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)圖所示： 物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ： 877764463） 25 （ a）活塞桿受壓狀態(tài)，（ b）活塞桿受拉狀態(tài)。 圖 液壓缸設(shè)計(jì)參數(shù) 活塞桿受壓時(shí) 1 1 2 2wmFF p A p A?? ? ? 活塞桿受拉時(shí) 1 2 2 1wmFF p A p A?? ? ? 21 4AD?? —— 無(wú)桿腔活塞有效工作面積 2m 222 ()4A D d???—— 有桿腔活塞有效工作面積 2m 1p —— 液壓缸工作腔壓力 Pa 2p —— 液壓缸回油腔壓力 Pa，其值根據(jù)回路的具體情況而定，一般可以按照下表估算 D—— 活塞直徑 m d—— 活塞桿直徑 m 表 執(zhí)行元件背壓力表 系 統(tǒng) 類 型 背 壓 力 MPa 簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ~ 回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng) ~ 回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) ~ 物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ： 877764463） 26 用補(bǔ)油泵的閉式回路 ~ 回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 ~3 回油路較短，可直接回油路 可忽略不計(jì) 在這里我們?nèi)”硥毫χ?2 MPa? 在本設(shè)計(jì)中，液壓缸不存在受拉的狀態(tài)，所以只考慮其收 壓。一般液壓缸在收壓狀態(tài)下工作時(shí)，其活塞面積為： 211 1F p AA p?? 用運(yùn)此公式須事先確定 1A 與 2A 的關(guān)系，或是活塞桿徑 d 與活塞直徑 D 的關(guān)系，令桿徑比 ? =d/D，其比值可按下表選取。 按工作壓力選取 d/D 表 工作壓力表 工作壓力 MPa ? ~ ? d/D ~ ~ 按速度比要求確定 d/D 表 速度比表 ? （ 21/vv） 2 d/D 注：速度比 ? ，為活塞兩側(cè)有效面積 1A 與 2A 之比。即 21 222A DA D d? ??? 如按工作壓力應(yīng)選取 d/D=，則相應(yīng)的速度比 ? =2，由于活塞不受拉力作用，所以活塞桿收縮時(shí)可以適當(dāng)提高其速度， ? =2 也是完全可以的。 運(yùn)用直徑求法公式 2212 4 4 1 1 9 5 6 8 1 0 1 . 1[ ( 1 ) ] [ 1 5 0 . 2 ( 1 0 . 7 1 ) ]FD m mpp? ? ? ?? ? ?? ? ? ?，可以求出 d=。液壓缸的直徑 D 和活塞桿徑 d 的計(jì)算值要按國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，如與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸參數(shù)相近，最好選用國(guó)產(chǎn)液壓缸，免于自行設(shè)計(jì)加工。按照機(jī)械手冊(cè)中工程液壓缸的技術(shù)規(guī)格表 3777 可以選擇圓整后的參數(shù)：缸徑 100mm，活塞桿 70mm,物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ： 877764463） 27 速度比 ? =2，工作壓力 16Mpa，推力 。 （ 2）計(jì)算活塞桿的行程 當(dāng)平臺(tái)處于最低位置 0 5?? 時(shí)，此時(shí)活塞桿應(yīng)處于完全收縮狀態(tài) ,液壓缸的長(zhǎng)度為最小值 0d ， 220 2 c o s 2d a l a l ?? ? ?=1320mm。平臺(tái)的高度2 s i n 2 1 5 0 0 s i n 1 0 3 6 6h l m m?? ? ? ? ? ?。 再計(jì)算一下平臺(tái)上升的最大高度，這里設(shè)上升至最大高度的 30?? ，計(jì)算得出最大高度 H=。此時(shí)活塞桿伸長(zhǎng)至 22 2 c o s 2 1 7 6 0md a l a l m m?? ? ? ?。 當(dāng)活塞桿處于完全收縮狀態(tài)時(shí)，液壓缸的長(zhǎng)度就等于 0d ，選定液壓缸長(zhǎng)度為1320mm。計(jì)算其行程： 0 1760 1320 440ms d d m m? ? ? ? ?。 查表 3779 可以查得液壓缸長(zhǎng)度不得小于 3 6 5 3 6 5 4 4 0 8 0 5X C s m m? ? ? ? ? ?，實(shí)際長(zhǎng)度滿足要求。 確定液壓泵的參數(shù) 一、 確定液壓泵的最大工作壓力 1Pp p p? ? ?? Pa， （ 1） 式中 ： 1p —— 液壓缸最大工作壓力，根據(jù)1 1 2 2wmFF p A p A?? ? ?可以求出2110 .2 1 5 .3FAp A???MPa （ 2） p?? —— 從液壓泵出口到液壓缸入口之間的總的管路損失。初算可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單、流速不大的取 ~；管路復(fù)雜，進(jìn)油口有調(diào)速閥的，取 ~ Mpa。這里取 。 即 ? ? ?MPa 物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ： 877764463） 28 二、 確定液壓泵的流量 pQ maxpQ KQ? （ 1） 式中： K—— 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 ~，這里取 maxQ —— 液壓缸的最大流量，對(duì)于在工作中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還需加上溢流閥的最小溢流量，一般取 ? 104 m3/s 在前面已經(jīng)初步選定臺(tái)面速度變化量 v? =， 我們就設(shè)定臺(tái)面起升的最大速度 ? ，則活塞的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)用公式 22 2 c o s 2 s i n ( )2 c o sya l a lvvl ? ? ? ??? ? ? ??， 0 = /syvv? （這是在臺(tái)面剛剛起升狀態(tài)時(shí)， 5?? ） 3 4 3012 2 0 . 0 4 7 . 8 5 1 0 6 . 2 8 1 0 /Q v A m s??? ? ? ? ? ? ? 所以 4 4 4 3m a x 1 . 2 ( 6 . 2 8 1 0 0 . 5 1 0 ) 8 . 1 4 1 0 /PQ K Q m s? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? （ 3） 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的和值，按系統(tǒng)中擬訂的液壓泵的形式，從手冊(cè)中選擇相應(yīng)的液壓泵產(chǎn)品。為使液壓泵油一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力 一般要比最大工作壓力大25~60%。 查找手冊(cè) P37135 選擇 CBFA 型齒輪泵，其參數(shù)如下表 表 CBFA 型齒輪泵參數(shù)表 型號(hào) 排量 壓 力 轉(zhuǎn) 速 特點(diǎn) 生產(chǎn)廠 額定 最高 額定 最高 CB AF 10~40 16 20 1800 2400 鋁合金殼體，可作雙聯(lián)泵 榆次液壓件廠 （ 4） 確定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 在工作中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，則 310PPPpQP kW??， （ 2） 物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ： 877764463） 29 其中 ： P? —— 液壓 泵的總效率，參考下表選擇 P? = 表 液壓 泵的總效率表 液壓泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 ~ ~ ~ ~ 則 4331 5 . 8 8 . 1 4 1 0 1 8 . 41 0 1 0 0 . 7PP PpQP k W????? ? ??，據(jù)此可選擇合適的電機(jī)型號(hào)。 油箱容量的確定 在確定 油箱尺寸時(shí)，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。初設(shè)計(jì)時(shí)，按經(jīng)驗(yàn)公式 4vpV aQ Q?? m3選取。 式中 ： VQ —— 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 a —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) ,按下表取 a =4： 將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入上式可得： 4 6 0 1 9 5vpV a Q Q? ? ? ?L 表 系統(tǒng)類型表 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機(jī)械 a 1~2 2~4 5~7 6~12 10 液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 缸體 1. 缸體端部聯(lián)接模式 采用簡(jiǎn)單的焊接形式，其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，使用廣泛。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。所以在加工時(shí)應(yīng)小心注意。主要用于柱塞式液壓缸。 2. 缸體的材料（ 45 號(hào)鋼） 液壓缸缸體的常用材料為 3 45 號(hào)無(wú)縫 鋼管。因 20 號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ： 877764463） 30 不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能比較號(hào)的 35 號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用 45 號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB。 缸體毛坯可采用鍛剛，鑄鐵或鑄鐵件。鑄剛可采用 ZG35B 等材料，鑄鐵可采用HT200~HT350 之間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。特殊情況可采用鋁合金等材料。 3. 缸體的技術(shù)要求 (一 ) 缸體內(nèi)徑采用 H 9 配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)， Ra 為~ ，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)， Ra 為 ~ 。且均 需衍磨。 (二 ) 缸體內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 10 或 11 級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按 8級(jí)精度選取。 (三 ) 缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級(jí)精度選取。 (四 ) 當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為 6 級(jí)精度的公制螺紋。 (五 ) 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按 9 級(jí)精度選取。 (六 ) 為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為 30~40 的鉻層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。 活塞 1. 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式見(jiàn)下表 表 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 聯(lián)接方式 備注說(shuō)明 整體聯(lián)接 用于工作壓力較大而活塞直徑又 較小的情況 螺紋聯(lián)接 常用的聯(lián)接方式 半環(huán)聯(lián)接 用于工作壓力、機(jī)械振動(dòng)較大的情況下 這里采用螺紋聯(lián)接。 2. 活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ： 877764463） 31 表 常用的密封結(jié)構(gòu) 密封形式 備注說(shuō)明 間隙密封 用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封 活塞環(huán)密封 適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長(zhǎng)的活塞密封 1 O 型密封圈密封 密封性能好，摩擦系數(shù)?。话惭b空間小，廣泛用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封 Y 型密封圈密封 用在 20MPa 下、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度較高的液壓缸密封 結(jié)合本設(shè)計(jì)所需要求， 采用 O 型密封圈密封比較合適。 3. 活塞的材料 液壓缸常用的活塞材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（ HT300、 HT350）、鋼及鋁合金等，這里采用 45 號(hào)鋼。 活塞桿 1. 端部結(jié)構(gòu) 活塞桿的端部結(jié)構(gòu)分為外螺紋、內(nèi)螺紋、單耳環(huán)、雙耳環(huán)、球頭、柱銷等多種形式。根據(jù)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，為了便于拆卸維護(hù)，可選用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)外接單耳環(huán)。 2. 端部尺寸 如圖，為內(nèi)螺紋聯(lián)接簡(jiǎn)圖。查表 3774，按照本設(shè)計(jì)要求，選用直徑 ? 螺距 螺紋長(zhǎng)= 3 3 2 4 5K K t A? ? ? ? ? ?。 3. 活塞桿結(jié)構(gòu) 活塞桿有實(shí)心和空心兩種。實(shí)心活塞桿的材料為 3 45 號(hào)鋼；空心活塞桿材料為3 45 號(hào)無(wú)縫鋼管。本設(shè)計(jì)采用實(shí)心活塞桿，選用 45 號(hào)鋼。 4. 活塞桿的技術(shù)要求 (一 ) 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229~285HB，必要時(shí)，再經(jīng)過(guò)高頻淬火，硬度達(dá) HRC45~55。在這里只需調(diào)質(zhì)到 230HB 即可。 (二 ) 活塞桿 和 的圓度公差值，按 9~11 級(jí)精度選取。這里取 10 級(jí)精度。 物流液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請(qǐng)與我聯(lián)系 ： 877764463） 32 (三 ) 活塞桿 的圓柱度公差值，應(yīng)按 8 級(jí)精度選取。 (四 ) 活塞桿 對(duì) 的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為 。 (五 ) 端面 T 的垂直度公差值，則應(yīng)按 7 級(jí)精度選取。 (六 ) 活塞 桿上的螺紋，一般應(yīng)按 6 級(jí)精度加工（如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按 7 級(jí)或 8 級(jí)精度制造）。 (七 ) 活塞桿上工作表面的粗糙度為 , 為了防止腐蝕和提高壽命，表面應(yīng)鍍以厚度約為 40 的鉻層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 1. 導(dǎo)向套 ⑴導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式、結(jié)構(gòu)見(jiàn)下表： 表 導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式 導(dǎo)向方式 備注說(shuō)明 缸蓋導(dǎo)向 減少零件數(shù)量，裝配簡(jiǎn)單，磨損相對(duì)較快 導(dǎo)向套導(dǎo)向 管通導(dǎo)向套 可利用壓力油潤(rùn)滑導(dǎo)向套，并使其處于密封狀態(tài) 可拆導(dǎo)向套 容易拆卸，便于維修。適用于工作條件惡劣、經(jīng)常更換導(dǎo)向套的場(chǎng)合 球面導(dǎo)向套 導(dǎo)向套自動(dòng)調(diào)整位置，磨損比較均勻 由于本設(shè)計(jì) —— 舉升機(jī)，主要用于車輛的維修，在工作過(guò)程中液壓缸伸縮的次數(shù)相對(duì)較少，所以