【導讀】本次畢業(yè)完成120小型注塑機的液壓系統(tǒng)設(shè)計。塑料注射成型機是熱塑性制。的保壓，冷卻后成型為塑料制品。液壓缸設(shè)計中，缸體與缸蓋采用外半環(huán)連接方式，活塞桿與活塞螺紋采。液壓控制裝置的結(jié)構(gòu)采用塊式集成設(shè)計塊式。

　　

【正文】 480 530 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 600 650 750 850 950 1050 1200 1300 1500 1700 1900 2100 2400 2600 3000 3800 注：液壓缸活塞行程參數(shù)依Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ次序優(yōu)先選用。 合模液壓缸工作行程選 mml 800? 注射座移動缸行程 mml 250? 注射缸行程 mml 200? 缸蓋厚度的確定 一般液壓缸 多為平底缸蓋，其有效厚度 t 按強度要求可用下面兩式進行近似計算。 無孔時 ? ??ypDt ? 有孔時 ? ?? ?02 dD DpDt y ?? ? 式中 t—— 缸蓋有效厚度 (m)； 2D —— 缸蓋止口內(nèi)徑 (m)； 0d —— 缸蓋孔的直徑 (m)。 液壓缸： 無孔時 mmmt 3 ????? ?，取 t=20mm 有孔時 mmmt 1225 339。 ?????? ?，取 t’=50mm 夾緊與定位液壓缸： 無孔時 mmmt 25 3 ?????? ?，取 t=17mm 有孔時： mmmt 339。 ?? ????? ?，取 t’=35mm 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 最小導向長度的確定 當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離 H 稱為最小導向長度（如下圖 24 所示）。如果導向長度過小，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向長度。 圖 24 液壓缸的導向長度 對一般的液壓缸，最小導向長度 H 應滿足以下要求： 220 DLH ?? 式中 L—— 液壓缸的最大行程； D—— 液壓缸的內(nèi)徑。 活塞的寬度 B 一般取 B=(~)D；缸蓋滑動支承面的長度 1l ，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑 D 而定； 當 D80mm 時，取 ? ?Dl ~ ? ； 當 D80mm 時，取 ? ?dl ~ ? 。 為保證最小導向長 度 H，若過分增大 1l 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 由需要的最小導向長度 H 決定，即 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 ? ?BlHC ??? 121 1. 合模 液壓缸： 最小導向長度： mmH 130218020800 ???， 取 H=130mm 活塞寬度： B==144mm D80mm，取 ? ?dl ~ ? 缸蓋滑動支承面長度： mmxdl ??? 合模缸活塞 隔套長度： ? ? mmC ???? 2. 注射座移動 液壓缸 最小導向長度： mmH ??? ， 取 H=63mm 活塞寬度： B==80mm， 取 B=80mm D80mm 時，取 ? ?dl ~ ? 缸蓋滑動支承面長度： mmdl ?? 注射座移動缸活塞 隔套長度： ? ? ????C 3. 注射 液壓缸 最小導向長度： mmH 90216020200 ??? ， 取 H=90mm 活塞寬度： B==128mm， 取 B=128mm D80mm 時，取 ? ?dl ~ ? 缸蓋滑動支承面長度： mmxdl ??? 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 注射缸活塞 隔套長度： ? ? mmC 10128322190 ???? 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應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大于內(nèi)徑的20~30 倍。 1. 合模 液壓缸： 缸體內(nèi)部長度 mmmmlBL 9 4 48 0 01 4 4 ????? 2. 注射座移動 液壓缸： 缸體內(nèi)部長度 mmmmlBL 3 3 02 5 080 ????? 3. 注射 液壓缸 ： 缸體內(nèi)部長度 mmmmlBL 3 2 82 0 01 2 8 ????? 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓缸主要尺寸確定以后，就進行各部分的結(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)具體情況進行選擇。 1. 缸體與缸蓋的連接形式 缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作 條件有關(guān)。 本次設(shè)計中采用外半環(huán)連接，如下圖 24 所示 ： 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 圖 25 缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)較簡單；加工裝配方便 缺點：外型尺寸大；缸筒開槽，削弱了強度，需增加缸筒壁厚 2. 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 參閱 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊 P15 表 28，采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。如下圖 25 所示： 圖 26 活塞桿與活塞螺紋連接方式 特點：結(jié)構(gòu)簡單，在振動的工作條件下容易松動，必須用鎖緊裝置。應用較多，如組合機 床與工程機械上的液壓缸。 3. 活塞桿導向部分的結(jié)構(gòu) 活塞桿導向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導向，也可做成與端蓋分開的導向套結(jié)構(gòu)。后者導向套磨損后便于更換，所以應用較普遍。導向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以裝在外側(cè)。機床和工程機械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導向套的潤滑；而油壓機常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能。 在本次設(shè)計中，采用導向套導向的結(jié)構(gòu)形式，其特點為： ① 導向套與活塞桿接觸支承導向，磨損后便于更換，導向套也可用耐磨材料。 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 蓋與桿的密封常采用 Y 形、 V 形密封裝置。密封可靠適用于中高壓液壓缸。 ② 防塵方式常用 J 形或三角形防塵裝置?；钊盎钊麠U處密封圈的選用 活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。 在本次設(shè)計中采用 O 形密封圈。 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 第 3 章 液壓集成塊的設(shè)計 塊式集成的結(jié)構(gòu) 塊式集成是按典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路，做成通用化的 6 面體油路塊（集成塊），通常其四周除 1 面安裝通向液壓執(zhí)行器 （液壓缸或液壓馬達）的管接頭外，其余 3 面安裝標準的板式液壓閥及少量疊加閥或插裝閥，這些液壓閥之間的油路聯(lián)系由油路塊內(nèi)部的通道孔實現(xiàn)，塊的上下兩面為塊間疊積結(jié)合面，布有由下向上貫穿通道體的公用壓力油孔 P、回油孔 O（ T）、泄漏油孔 L 及塊間連接螺栓孔，多個回路塊疊積在一起，通過 4 只長螺栓固緊后，各塊之間的油路聯(lián)系通過公用油孔來實現(xiàn) 。 塊式集成的特點 可簡化設(shè)計； 設(shè)計靈活、更改方便； 易于加工、專業(yè)化程度高； 結(jié)構(gòu)緊湊、裝配維護方便； 系統(tǒng)運行效率較高 塊式集成的主要缺點是集成塊的孔系設(shè)計和加工容易出錯 ，需要一定的設(shè)計和制造經(jīng)驗 塊式集成液壓控制裝置的設(shè)計 集成塊單元回路實質(zhì)上是液壓系統(tǒng)原理圖的一個等效轉(zhuǎn)換。 分解集成塊單元回路時，應優(yōu)先采用現(xiàn)有系列集成塊單元回路，以減少設(shè)計工作量。集成塊上液壓閥的安排應緊湊，塊樹應盡量曬，以減少整個液壓控制裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和重量。集成塊的數(shù)量與液壓系統(tǒng)的復雜程度有關(guān)，一摞集成塊組中，除基塊和頂塊外，中間塊一般 17 塊。當所需中間塊多于 7 塊時，可按系統(tǒng)工作特點和性質(zhì)，分組多摞疊加，否則集成簡單回路合用一個集成塊；液壓 泵的出口竄接單向閥時，可采用管式連接的單向閥（ 竄接在泵與集成塊組的基塊之間）；采用少量疊加閥、插裝閥及集洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 成塊專用嵌入式插裝閥；集成塊側(cè)面加裝過渡板與閥連接；基塊與頂塊上布置適當?shù)脑鹊取? 塊的設(shè)計 集成塊體的公用油道孔，有二孔、三孔、四孔、五孔等多種設(shè)計方案，應用較廣的為二孔式和三孔式。 二孔式 在集成塊上分別設(shè)置壓力油孔 P 和回油孔 O 各一個，用 4 個螺栓孔與塊組連接螺栓間的環(huán)形孔來作為泄漏油通道。二孔式集成塊的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，公用通道少，便于布置元件；泄漏油道孔的通流面積大，泄漏油的壓力損失小。缺點是：在基塊上需將 4 個螺栓孔相互鉆通，所 以須堵塞的工藝孔較多，加工麻煩，為防止油液外漏，集成塊間相互疊加面的粗糙度要求較高，一般應小于 。 三孔式 在集成塊上分別設(shè)置壓力油孔 P、回油孔 O 和泄油孔 L 共 3個公用通道三孔式集成塊的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，公用油道孔數(shù)較少，缺點是因泄漏油孔 L 要與各元件的泄漏油口相通，故其連通孔道一般細而長，加工較困難，且工藝孔較多。 確定孔道直徑及通油孔間的壁厚 1. 確定通油孔道的直徑與閥的油口相通孔道的直徑，應與液壓閥的油口直徑相同；與管接頭相連接的孔道，其直徑一般應按通過的流量和允許流速，用式vqd ?4?計算，但孔口須按管接頭螺紋小徑鉆崆并攻絲；工藝孔應用螺塞或球漲堵死；對于公用孔道，壓力油孔和回油孔的直徑可以類比同壓力等級的系列集成塊中的孔道直徑確定，也可通過式vqd ?4?計算得到；泄油孔的直徑一般由經(jīng)驗確定。 2. 連接孔的直徑 固定液壓閥的定位銷孔的直徑和螺釘孔的直徑，應與所選定的液壓閥的定位銷直徑及配合要求與螺釘孔的螺紋直徑相同； 連接集成塊組的螺栓規(guī)格可類比相同壓力等級的系列集成塊的連接螺洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 栓確定，也可以通過強度計算得到。單 個螺栓的螺紋小徑 d 的計算公式為： ? ???nPd 4? 式中； P塊體內(nèi)部最大受壓面上的推力； n螺栓個數(shù)； ??? 擔擱螺栓的材料許用應力。 螺栓直徑確定后，其螺栓孔（光孔）的直徑也就隨之而定，系列集成塊的螺栓直徑為 M8M12，其相應的連接孔直徑為 ? 9?12（ mm）。 3. 起吊螺釘?shù)闹睆健? 單個集成塊重量在 30 以上時，應按重量和強度確定螺釘孔的直徑。 4. 油孔間的壁厚及其校核 。 通油孔間的最小壁厚的推薦值不小于 5 mm。當系統(tǒng)壓力高于 時，或孔間壁厚較小時，應進行強度校核，以防止系統(tǒng)在使用中被擊穿。 中間塊外形尺寸的確定 中間塊用來安裝液壓閥，其高度 H 取決于所安裝元件的高度。 H 通常應大于所安裝的液壓閥的高度。在確定中間塊的長度和寬度尺寸時，在已確定共有油道孔基礎(chǔ)上，應首先確定公有油道孔位置應與標準通道塊上的孔一致。中間塊的長度和寬度尺寸均應大于安放元件的尺寸，以便于設(shè)計集成塊內(nèi)的通油孔道時調(diào)整元件的位置。一般長度方向的調(diào)整尺寸為 4050 mm，寬度方向 為 2030 mm。調(diào)整尺寸留的較大，孔道布置方便，但將加大塊的外形尺寸和重量，反之，則結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，但孔道布置困難。最后確定的中間塊長度和寬度應與標準系列塊的一致。 布置集成塊上的液壓元件 液壓元件在通道塊上的安裝位置合理與否，直接影響集成塊體內(nèi)孔道結(jié)構(gòu)的復雜程度、加工工藝性的好壞及壓力損失大小。元件安放位置不僅與典型單元回路的合理性有關(guān)，還要受到元件結(jié)構(gòu)、操縱調(diào)整的方便性等因素的影響。 1. 中間塊 中間塊的側(cè)面安裝各種液壓控制元件。當需與執(zhí)行裝置連接時， 3 個洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 側(cè)面安裝元件，一個 側(cè)面安裝管接頭。注意事項如下： 應給安裝液壓閥、管接頭、傳感器及其他元件的各面留有足夠的空間； 集成塊體上要設(shè)置足夠的測壓點，以便于調(diào)試和工作中使用； 需經(jīng)常調(diào)節(jié)的控制閥如各種壓力閥和流量閥等應安放在便于調(diào)節(jié)和觀察的位置，應避免相鄰側(cè)面的元件發(fā)生干涉； 應使與各元件相通的油孔盡量安排在同一水平面，并在公用通油道的直徑范圍內(nèi)，以減少中間連接孔、深孔和斜孔的數(shù)量?；ゲ幌嗤ǖ目组g應保持一定壁厚，以防工作時擊穿； 集成塊的工藝孔均應封堵，封堵有螺塞、焊接和球漲等三種方式； 在集成塊間的疊加面上，公用油道孔出口處要安 裝 O 形密封圈，以實現(xiàn)塊間的密封。應在公用油道孔出口處按選用的 O 形密封圈的規(guī)格加工出深孔， O 型圈溝槽尺寸應滿足相關(guān)標準的規(guī)定； 2. 基塊（底版） 基塊的作用是將集成塊組件固定在油箱頂蓋或?qū)Ｓ玫鬃希⒐猛ㄓ涂椎劳ㄟ^管接頭與液壓 泵和油箱相連接，有時需在基塊側(cè)面上安裝壓力表開關(guān)。設(shè)計時要留有安裝法蘭、壓力表開關(guān)和管接頭等的足夠空間。當液壓泵出油口經(jīng)單向閥進入主油路板時，可采用管式單向閥，并將其裝在基塊外。 3. 頂塊（蓋板） 頂塊的作用是封閉公用通油孔道，并在其側(cè)面安裝壓力表開關(guān)以便測壓，有時也可在頂塊上 安裝一些控制閥，以減少中間塊數(shù)量。 集成塊油路的壓力損失 集成塊組的壓力損失，是指貫通全部集成塊的進油、回油孔道的壓力損失。在孔道布置一定后，壓力損失隨流量增加而增加。通常，經(jīng)過一個塊的壓力損失值約為 。 集成塊的材料和主要技