【導讀】尺寸，基本符合設(shè)計的理論要求。液壓系統(tǒng)的設(shè)計主要是根據(jù)已知的條件來確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計。合，使得液壓技術(shù)進入了一個全新的發(fā)展階段。民經(jīng)濟中占有重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速發(fā)展。好地完成機械設(shè)計任務(wù)。

　　

【正文】 在前面計算可知，缸內(nèi)徑為 50mm，額定壓力為 PN=25MPa， 根據(jù)數(shù)據(jù)，我們將采用焊接型液壓缸，此類液壓缸的側(cè)端蓋與缸筒之間為內(nèi)外螺紋連接、內(nèi)外環(huán)卡圈聯(lián)接，而后端蓋與缸筒采用焊接聯(lián)接，缸筒前端與側(cè)段蓋采用螺紋內(nèi)外連接 ? ? ? ?? ? ? ?pnspnM P anmmNmmNDdk F dkmmNDdkF???????????則有：144360///50544402222222222101222221?????????????????????????。 缸筒和缸蓋材料運用 45號鋼， MPan 200?? ， 螺紋處的拉應(yīng)力 ? ?26221 /104 mmNDdkf???? ?? 螺紋處的剪應(yīng)力 ? ? 2622101 / mmNDdk fdk ????? 合成應(yīng)力 pn ???? ??? 22 3 許用應(yīng)力 0nsp ?? ? 式 中 F—— 缸筒端部承受的最大推力 N。 D—— 缸筒內(nèi)徑 mm。 d0—— 螺紋外徑 mm。 d1—— 螺紋內(nèi)徑 mm。 K—— 擰緊螺紋的系數(shù)，不變載荷取 k=~，取 k=；變載荷取 k=~4，去 k=4。 K1—— 螺紋連接的摩擦因數(shù) k1=～ ，取平均值 k1=。 N0—— 安全系數(shù)（ ～ ），取 n0=。 武漢工程大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 計算有 螺紋處拉應(yīng)力為： ? ? ? ? 222221 / mmNDd kF ??????? ?? 螺紋處剪應(yīng)力為： ? ? ? ? 222221 01 / mmNDdkFdk ??? ???????? 則合成應(yīng)力為： 22222 / mmNn ????? ??? 而許用應(yīng)力為： M P an sp 1 4 6 00 ??? ?? pn ?? ?則有： 所以缸筒與端蓋處螺紋部分強度滿足設(shè)計要求。 9）油口尺寸的選擇 油口包括油路孔和油口聯(lián)接螺紋，設(shè)計在油缸上方，根據(jù)缸筒內(nèi)徑，選擇油口尺寸為 M22 。 10)定位夾緊缸的設(shè)計計算 定位缸的作用是插定位銷，負載力很小，夾緊缸必須提供足夠的夾緊力，夾緊力在活塞運動停止時達到最大，所以夾緊油路上的壓力損失可以忽略。 夾緊缸的內(nèi)徑 PFD ?4? () 式中： F 為夾緊力 P 為夾緊缸加緊液壓力，取 P=40 105Pa 計算有 mmPFD 0 0 044 5 ?????? ? 查《機械設(shè)計手冊》取標準值 D=20mm。 取 d==10mm 工作腔的面積 2422224221mdAmDA?????????????? 武漢工程大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 所以 2421 mAAA ????? 夾緊缸的工作壓力 41 MPMPAFP ????? 夾 故夾緊缸的設(shè)計符合條件。 系統(tǒng)性能系數(shù)的確定 液壓系統(tǒng)性能系數(shù)的確定是選擇執(zhí)行元件和液壓泵的類型和規(guī)格的基礎(chǔ)。 系統(tǒng)流量的確定 液壓缸工作循環(huán)各階段壓力和系統(tǒng)流量如下： 1） 加速時 ? ? ? ?wkwQPNsLVAQMPAAPFP/141445121??????????????????????加加 2） 快進時 ? ? ? ?MPPAAPFP4445121??????????? ??快 由于采用差動連接，所以 wQPNsLLAVAVAQ./33141????????????? 快快 3） 工進 時 ? ? ? ?wQPNsLVAQMPAAPFP/4. 0 36141445121???????????????????????工工 4） 反向啟動時 武漢工程大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 ? ? ? ?wQPNsLVAQMPAAPFP.614kw4 7 /4 7 0 014445121?????????????????????反 5） 快退時 ? ? ? ?wQPNsLVAQMPAAPFP./14445121?????????????????????快工 6） 制動時 ? ? ? ?wQPNsLVAQMPAAPFP 7 /4 7 14445121?????????????????????制 通過上面計算可知，在液壓系統(tǒng)的個循環(huán)動作過程中的加速時的流量最大為，考慮系統(tǒng)的泄露影響，系統(tǒng)的流量取 ? ? s/~.01 mp L ???? 確定管道尺寸 確定油管直徑 d 根據(jù)參考書得知，油路的規(guī)格尺寸（管道尺寸和壁厚）可有下面公式算出，查閱相關(guān)標準選定。 vq4 ??D 式中 D—— 油管內(nèi)徑 q—— 管內(nèi)流量 V—— 管內(nèi)油液的流速 查閱 《機械設(shè)計手冊》各油管的推薦速度如下： 進油管路 ～ 21m/s 壓油管路 ～ 6m/s 回油管路 ～ 3m/s 取進油吸油管流速 v=2m/s 則進油管直徑 武漢工程大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 . 3 m ????? ? 取壓油管流速 v=3m/s . 8 m ????? ? 取回油路流速 v=2m/s . 3 m ????? ? 圓整為標準直徑后有：吸油管內(nèi)徑 9mm 壓油路內(nèi)徑 8mm 回油路內(nèi)徑 9mm 液壓系統(tǒng)元件的選擇 液壓元件的主要依據(jù)計算的元件壓力和流量、電機的功率等的結(jié)果，選擇的原則是盡量 使用標準的元件。 液壓泵和電機的選擇 在選擇油泵時，應(yīng)首先根據(jù)系統(tǒng)對動力源的要求，確定油泵的額定壓力和額定流量，然后根據(jù)系統(tǒng)的工作環(huán)境，工作條件，系統(tǒng)對油泵的粘度要求和油泵本身的工作性能來選取油泵的類型、型號、規(guī)格。 目前，工業(yè)上常用油泵主要有齒輪泵、雙作用葉片泵、限壓式變量葉片泵和軸向柱塞泵。由前面系統(tǒng)方案論證中提到該系統(tǒng)采用限壓式葉片泵，快進時流量最大為，工進時的壓力最大為 ，加速時功率最大為 48w。 以以上三個數(shù)據(jù)為依據(jù)進行工作壓力、最大流量和所需電動機功率計算 ?液壓泵的工作壓力 液壓泵的工作壓力是根據(jù)執(zhí)行元件的工作性質(zhì)來確定的 11p PPP ???? 式中 1P —— 執(zhí)行元件的最大工作壓力 1P?? —— 進油路上的壓力損失 進油路有調(diào)速閥的系統(tǒng)及管道復雜的系統(tǒng)，取 a1051~105 551 PP ????? 本系統(tǒng)原理中進油路采用兩個調(diào)速閥來調(diào)節(jié)兩次工進，故選取 a106 51 PP ???? 液壓泵的最大工作壓力 武漢工程大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 MPMPMPPPP ?????? ? ?液壓泵的額定功率 系統(tǒng)在工作的過程中常因過渡過程內(nèi)的壓力超調(diào)或周期性的壓力脈動而存在著動態(tài)壓力，其值遠超過靜態(tài)壓力。所以液壓泵的額定壓力比系統(tǒng)最高壓力大 25MPa，本系統(tǒng)負載變化不大，且無沖擊載荷，故取額定 壓力為： ? ? M P aPp pn 1 4 ~ ???? 計算液壓泵的額定流量 油泵的額定流量應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)中同時工作的執(zhí)行元件所需要的最大流量之和，本系統(tǒng)只有一個執(zhí)行元件，故其流量為： ? ?max?? QKQp 式中 pQ —— 油泵的額定流量 K —— 系統(tǒng)泄漏系數(shù)（約取 ～ ） ? ?max?Q —— 系統(tǒng)中同時工作的執(zhí)行元件中所需最大流量之和（ L/S） 在本系統(tǒng)中，液壓缸工作所需的最大流量為 ，取系統(tǒng)泄漏系數(shù) k=，則泵的額定流量 sLsLQp /1 0 7 ???.80.54t46pppp433pppm1pppm??????????????????????????????????QPPCAKHQPQPPPPPP 根據(jù)計算出的額定壓力，額定流 量，查閱《機械設(shè)計手冊》確定葉片泵的具體型號規(guī)格為 YBA6B。該泵的理論排量為 ,額定壓力為 7MPa，輸出流量為 ,驅(qū)動功率 ，額定轉(zhuǎn)速 1000r/min，重量 。 ?確定驅(qū)動電機的功率 由系統(tǒng)可知，電機所需功率按下式計算： pppp yQpP ? （ ） 式中 py —— 液壓泵的總效率，為 80% p —— 液壓泵的工作壓力（ MPa） pQ —— 液壓泵的額定流量（ L/s） 故所需電機的功率為 武漢工程大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 kwyQpP pppp 4 0 7 ???? 查閱《 機械設(shè)計手冊》綜合考慮選取電動機的型號為 Y2200S12，輸出功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速 1440r/min。 此電機符合 JB/T8680Y2 系列三相異步電動機（機座號 63355）技術(shù)條件，而且電機輕載是有較高的效率，在實際運行中有較佳節(jié)能效果，且具有較高堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。 選擇液壓閥應(yīng)盡量選擇標準定型產(chǎn)品。首先，根據(jù)使用要求，包括用途、動作方式、壓力損失數(shù)據(jù)、工作壽命和閥的生產(chǎn)條件，確定閥的形式，然后根據(jù)流經(jīng)這個閥的油液最大工作壓力和流量來確定閥的規(guī)格。 根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖選擇換向閥、背壓閥、減壓閥、單向閥、調(diào)速閥、減壓閥、繼電器。 1） 換向閥的選擇 換向閥是利用閥芯和閥體間相對位置的不同來交換閥體上各主油路的通斷關(guān)系，實現(xiàn)個油路連通、切斷或改變液流方向的閥類。本系統(tǒng)采用三位四通和二位三通換向閥。其型號分別是：三位四通換向閥采用 34YF3OE10B型和二位三通換向閥采用 3WE6A 型。 4YF3OE10B型換向閥額定流量為 80L/min，最大控制壓力 16MPa，最小控制壓力，重量 。 3WE6A型換向閥額定流量 60L/min,工作壓力為 ，重量 。 2）減壓閥的選擇 該閥的作用是利用油液壓力作為控制信號來控制油路的通斷 查《機械設(shè)計手冊》選用的型號為 HCF03M2P19，表示該閥通徑 10mm，最大工作壓力 21MPa，最大流量 50L/min。 3）單向閥的選擇 單向閥是一種值允許液流沿一個方向通過的方向控制閥。本系統(tǒng)采用兩個方向控制閥。 查詢《機械設(shè)計手冊》均可采用 CIT0304 型的， CI 表示通單向閥， T 表示管式，03 表示通徑 10mm， 04 表示開啟壓力為 ，額定流 量為 30L/min。 4） 調(diào)速閥的選擇 調(diào)速閥是一種節(jié)流閥與減壓閥串聯(lián)而組成的流量控制閥，它是利用自身結(jié)構(gòu)讓前面的減壓閥保證后面節(jié)流閥的前后差不隨發(fā)在變化而變化，其流量恒定不變，能保證運動速度穩(wěn)定。 查《機械設(shè)計手冊》選取 FG310H15型號、 FCG332H7 型號和 FHCG023018型號 5）溢流閥的選擇 溢流閥的主要功能是將多余的油液溢流回油箱，并保證系統(tǒng)的壓力基本穩(wěn)定，保證系統(tǒng)的安全。 武漢工程大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 查詢《機械設(shè)計手冊》，該選用 YF10C 型溢流閥，重量 ，通 徑 10mm，額定流量 40L/min，調(diào)速范圍 ~5MPa。 6）繼電器的選擇 壓力繼電器用于電 —— 液系統(tǒng)中是把壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號的元件