【導(dǎo)讀】術(shù)的工程技術(shù)人員越來越多。正確合理的設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)，對于提高各類液壓設(shè)備。及裝置的工作品質(zhì)和技術(shù)性能具有重要的意義。可方便，可靠地實(shí)現(xiàn)整機(jī)的自動循環(huán)。系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括對各液壓原理圖的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)性能的驗(yàn)算等。設(shè)計(jì)過程中參考了國內(nèi)外現(xiàn)有的各種較新的文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)內(nèi)容得到了充實(shí)。20L、擠出時間10s、整機(jī)循環(huán)時間小于2min、其他參數(shù)查看相關(guān)資料查取。要求選擇各種液壓元件，管道，液壓缸等。

　　

【正文】 160101684 3 ????? ? ? 29 = 根據(jù)表 2182，選擇內(nèi)徑 d=65mm 外徑 D=75mm 參數(shù)整理成表 ： 管道名稱 流量 L/s 允許流速 m/s 管路內(nèi)徑 mm 內(nèi)徑實(shí)際取值 mm 外徑 mm 大吸 1 65 75 小吸 1 25 34 總吸 168 1 65 75 大排 5 25 25 34 小排 5 10 18 總排 168 5 32 42 液壓油箱的設(shè)計(jì) 油箱在液壓系統(tǒng)中的功能是： 1. 儲存供系統(tǒng)工作循環(huán)所需的油量。 2. 散發(fā)系統(tǒng)工作過程中產(chǎn)生的一部分熱量。 3. 促進(jìn)油液中的空氣分離及消除泡沫。 4. 為系統(tǒng)提供元件的安裝位置。 過去認(rèn)為，油箱還起到分離和沉淀油液中污染物的作用，但最近的液壓系統(tǒng)污染控制理論，要求油箱不再是一個容納污垢的場所，而要求在油箱中的油液本身能達(dá)到一定清潔度等級的油液，并以這樣清潔的油液提供給液壓泵和整個液壓系統(tǒng)的工作回路，因此對油箱的設(shè)計(jì)制造運(yùn)行和維護(hù)應(yīng)按照以上這些功能要求來實(shí)施。 液壓油箱通常分為開式和閉式兩種，本設(shè)計(jì)選用的是開式油箱。 液壓油箱有效容積的確定 油箱的有效容積（油面高度為油箱高度 80%時的容積）應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱、散熱平衡的原則來計(jì)算，這項(xiàng)計(jì)算在系 統(tǒng)負(fù)載大，長期連續(xù)工作時是必不可少的。但對于一般情 30 況來說，油箱的有效容積可以你接液壓泵的額定流量 pq （ L/min）估計(jì)出來。估算式為： V pq?? 其中： V油箱的有效容積 L ? 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的 經(jīng)驗(yàn)數(shù)字 低壓系統(tǒng) 42??? 中壓系統(tǒng) 75??? 高壓系統(tǒng) 1210??? 因此有： 大小 Q ?? 螺桿Q? =++ = 0 5 7 56 ???? QV ? L 所以取油箱的有效面積 V= 上述數(shù)據(jù)是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得出的。它綜合地考慮了油溫升高，油溫升高，油中雜質(zhì)的沉淀及機(jī)器在運(yùn)行和停止時，油液從管路流回油箱諸方面的因素。對于工程機(jī)械和行走機(jī)械，其油箱容量通常只取油泵流量 (L/min)的 12 倍。這樣，可使結(jié)構(gòu)布局緊湊，但往往要配置冷卻器。 液壓油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在一般設(shè)備中，液壓油箱多采用鋼板焊接 的分離式液壓油箱，很少采用機(jī)床床身底座為液壓油箱。本油箱設(shè)計(jì)的簡圖如下。 31 （ 1） .作用：增加液壓油箱流動循環(huán)時間，除去沉淀的雜質(zhì)，分離、清除水和空氣，調(diào)整溫度，吸收液壓油壓力的波動及防止液面的波動。 （ 2） .安裝形式：隔板的安裝形式有多種，可以設(shè)計(jì)成高出液面油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過；還可以把隔板設(shè)計(jì)成低于液壓油面，其高度為最低油面的 2/3，使液壓油從隔板上方流過。 （ 3） .過濾網(wǎng)的配置：過濾網(wǎng)設(shè)計(jì)成將液壓油箱內(nèi)部一分為 二，使吸油管與回油管隔開，這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾。過濾網(wǎng)通常使用 50100 目左右的金屬網(wǎng)。 （ 1） .回油管路出口：回油管出口式一般有直口、斜口、彎管直口、帶擴(kuò)散器的出口等幾種形式，斜口應(yīng)用的較多，一般為 45? 斜口。為了防止液面波動，可以在回油管出口裝擴(kuò)散器。回油管必須放置在液壓面以下，一般距液壓油箱底面的距離大于 300mm，回油管出口絕對不允許放在液面以上。 （ 2） .泄漏油管的配置：管子直徑和長度要適當(dāng)，管口應(yīng)在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。泄漏油管以單獨(dú)配置為好，盡量避免與回油管集流配管的方法。 (3) .吸油管：吸油管前一般應(yīng)設(shè)置濾油器，其精度為 100200 目的網(wǎng)式或線吸式濾油 32 器。濾油器要有足夠的容量，避免阻力太大。濾油器與油箱底間的距離應(yīng)不小于 20mm。吸油管應(yīng)插入液面以下，防止吸油時卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動油面，致使吸油管混入氣泡。 （ 4） .吸油管與回油管的方向：為了使油液流動具有方向性，要綜合考慮隔板、吸油管和回油管的配置，盡量把吸油管和回油管用隔板隔開。為了不使回油箱的壓力波動波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向 應(yīng)一致，而不是相對著。 為了防止液壓油被污染，液壓油箱應(yīng)做成完全密封型的。在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1） .不要將配置簡單地插入液壓油箱，這樣空氣、雜質(zhì)和水分等便會從其周圍的間隙入侵。同時應(yīng)盡量避免將液壓泵及馬達(dá)直接裝到液壓油箱頂蓋上。 （ 2） .在接合面需裝入密封填料、密封膠和液態(tài)密封膠，以保證可靠的氣密性。 （ 3） .為了保證液壓油箱通入大氣并凈化空氣，需配備空氣濾油器。空氣濾清器常設(shè)計(jì)成既能過濾空氣又能加油的結(jié)構(gòu)。 （ 1） .頂蓋：在液壓油箱頂蓋上裝設(shè)泵、馬達(dá)、閥組、空氣 濾清器時，必須十分牢固。液壓油箱同它們的接合面要平整光滑，將密封填料、耐油橡膠密封以及液壓密封膠裝入期間，以防雜雜質(zhì)。水和空氣侵入，并防止漏油。同時，不允許同閥和管道泄漏在箱蓋上的液壓油回流油箱。 （ 2） .清洗孔：液壓油箱上的清洗孔， 應(yīng)最大限度的易于清洗液壓油箱內(nèi)的各個角落和取出箱內(nèi)的元件。 （ 3） .雜質(zhì)和污油的排放：為了便于排放污油，液壓油箱底部應(yīng)做成傾瀉式箱底，并將放油塞安放最低出。 （ 4） .液面指示：為觀察液壓油箱內(nèi)的液面情況，應(yīng)在油箱的側(cè)面安裝液面指示計(jì)，指示最高、最低油位。液面指示計(jì)可選用帶溫度 計(jì)的。 對液壓裝置而言，從工廠裝配開始，到最終送入到用戶，要經(jīng)過反復(fù)裝卸，所以在液壓裝置整體上或閥塊上應(yīng)裝設(shè)吊鉤、吊環(huán)螺釘或吊耳環(huán)。 為了防止液壓油箱內(nèi)部生銹，應(yīng)在油箱內(nèi)壁耐油防銹涂料。 33 提高液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，應(yīng)使系統(tǒng)在適宜的溫度下工作。液壓油溫度一般希望保持在 CC ??50300 范圍內(nèi)，最高不超過 C?60 ，最低不低于 C?15 。 （ 1） .加熱：寒冷地區(qū)因溫度低，液壓泵啟動困難，需首先加熱。工廠中常用 SRY2型油用管狀電加熱器。加熱器的使用安裝要求： A、加熱器的加熱部分應(yīng)全部浸入液壓油中，不允許因液面降低而使加熱部分外露； B、保證電加熱器的加熱部分全部浸入液壓油中，應(yīng)使之水平放置； C、使用加熱器時，應(yīng)同時加一個熱電偶，當(dāng)液壓油溫升高至預(yù)定值時，加熱器自行斷電。 （ 2） .冷卻：液壓系統(tǒng)工作時，因各種損失，有時使液壓油液產(chǎn)生大量的熱量，直接影響系統(tǒng)的正常工作，這些熱量單憑一般的液壓油箱散發(fā)不夠的。因此，需設(shè)置冷卻設(shè)備。液壓 系統(tǒng)中冷卻器的常用冷卻方式有水冷和分冷兩種。 4． 6 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 液壓缸的主要尺寸計(jì)算 ，液壓缸的內(nèi)徑 D=250mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（單行本）液壓傳動與控制，由表 ，表 ，表 查取液壓缸的的參數(shù)尺寸如裝配圖所示。 1D =299mm ：選取液壓缸的材料為 45 號鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第五卷》表 2167查得 45 號鋼的屈服極限 360?s? MPa，取安全系數(shù) n=，可得許用壓力為： ns?? ?][ = =240MPa 然后由表 2168 中的公式： ? ?21DDDP sn ?? ? 34 驗(yàn)算額定壓力 nP 所以 ? ?222 ????nP= 由于 np 的額定壓力為 21MPa 小于 ，所以符合要求。 （單行本）液壓傳動與控制：整體螺紋連接法蘭厚度計(jì)算式（ ）： ? ? ? ? ][23010 ?? ddDdDFhcpcp ???? 式中： D 法蘭的外徑 mm 0D 螺栓孔間的距離 mm cpd 螺紋中徑 mm 0d 螺栓孔直徑 mm 所以 ? ? ? ?65 ??????????? ?h =58mm ：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（單行本）液壓傳動與控制，由式（ ）： 35 ][ ?ypDh ? 式中： h缸底的厚度 mm D液壓缸內(nèi)徑 mm yp 試驗(yàn)壓力 MPa ][? 缸底材料的許用壓力 MPa 所以 mmh ???? 取 h=33mm 活塞的選取 ，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間 隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動配合表面；間隙過大，會引起液壓缸內(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。 、速度、溫度等工作條件來選用密封件的形式，而選用的密封件的形式?jīng)Q定了活塞的結(jié)構(gòu)形式。 。根據(jù)本設(shè)計(jì)的情況，選用整體式活塞，材料為 45 號鋼。如圖 36 活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 在活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算中，通常以液壓缸的活塞桿端部和缸筒端蓋均為耳環(huán)鉸接式安裝方式 作為基本情況來考慮。并令活塞桿全部伸出時，活塞桿端部與負(fù)載連接點(diǎn)與液壓缸支撐點(diǎn)間的距離為 L。 當(dāng) ? 10d 時，液壓缸為短行程型，主要驗(yàn)算桿壓縮或拉伸強(qiáng)度，本次設(shè)計(jì)的活塞行程為 320mm，而活塞桿直徑為 180mm，所以小于 10 倍的 d。只需校核活塞隊(duì)拉伸強(qiáng)度，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（單行本）式 得： ssFnd ??2? 式中： F液壓缸的最大推力 N s? 材料的屈服強(qiáng)度 MPa sn 安全系數(shù) 一般為 24 d 活塞桿的直徑 mm 所以 d65 ?????? ?= 由 180mm，可知活塞桿直徑符合強(qiáng)度要求。 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1. 缸體端部與缸蓋的連接形式 缸體端部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)。常見的缸蓋連接形式有以下幾種： （ 1） .法蘭連接：其優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、容易加工、便于裝拆、強(qiáng)度較大、能承受高壓。其缺點(diǎn)是徑向尺寸較大，重量比螺紋連接的大，缸體全為鋼管，用拉桿連接的重量也較大，用鋼管焊上法蘭，工藝過程復(fù)雜些。 （ 2） .螺紋連接：優(yōu)點(diǎn)是外形尺寸小，重量較輕。缺點(diǎn)是端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝要求較高，裝拆需用專 用工具，擰蓋時易損壞密封圈。 （ 3） .外半徑連接：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，加工裝配方便。缺點(diǎn)是外形尺寸大，缸筒開槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚。 （ 4） .內(nèi)半徑連接：優(yōu)點(diǎn)是外形尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕。缺點(diǎn)是缸筒開槽， 37 削弱了強(qiáng)度，端部進(jìn)入缸體內(nèi)較長，安裝時密封圈易被槽口擦傷。 2. 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)，常見的連接形式有以下幾種： （ 1） .整體式結(jié)構(gòu)：其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，適用于缸徑較小的液壓缸。 （ 2） .螺紋連接：其特點(diǎn)是結(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(yīng)用 較多，如組合機(jī)床與工程機(jī)械上的液壓缸。 （ 3） .半環(huán)連接：其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，不易松動，但會出現(xiàn)軸向間隙。多應(yīng)用在壓力高、負(fù)荷大、有振動的場合。 （ 4） .錐銷連接：其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)可靠，用錐銷連接，銷孔必須配鉸，銷釘連接后必須鎖緊，多用于負(fù)載較小的場合。 3. 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可以做成與端蓋分開的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在密封圈內(nèi)側(cè)，也可安裝在外側(cè)。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用在內(nèi)側(cè)的安裝的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤滑；而油壓機(jī)常用裝在外側(cè)結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時，是密封圈有夠的