【正文】 [19] 蔡正坤 ,瞿耳仁 . 液壓設(shè)計手冊 [M]，第二版 .水利水電出版社 ,1988。 [15] 許福玲 ,陳堯明 . 液壓與氣壓傳動 [M]. 第三版 . 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2022。太原理工大學(xué) ,2022 年 [13] 劉波 . 液壓缸緩沖結(jié)構(gòu)和緩沖過程的研究 [D]。 [9] 閆寶芳 . 液壓缸設(shè)計中的幾個主要問題的簡述， H涿鹿高壓容器有限公司 H， 2022,(10)。 [5] 趙瑞花 . 液壓啟閉機(jī)中液壓缸的設(shè)計 [J]. 山西水利 , 2022, 22, (6): 81, 111。 第 36 頁 共 35 頁 36 參考文獻(xiàn) [1] 郭應(yīng)龍 , 陶亦壽 . 三峽船閘人字門 啟閉機(jī)液壓缸的撓度與縱壓穩(wěn)定性計算 [J]. 水利電力機(jī)械 , 1996,(5): 710。在做畢業(yè)設(shè) 計過程中，我閱覽了大量的資料和文獻(xiàn)，對自己所學(xué)知識也有所促進(jìn)和鞏固，同時也是對自己學(xué)過的知識也有了更加全面的整合和歸納。比如：此設(shè)計是在給定的一組參數(shù)下進(jìn)行的，因此僅對一種工況下的啟閉機(jī)液壓缸進(jìn)行了設(shè)計，應(yīng)用范圍窄；同時，僅對液壓缸的重要尺寸進(jìn)行了計算，各個零件的精確的結(jié)構(gòu)有待確定。 （ 2） 中液壓缸各組成部分裝置的設(shè)計中，對多種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特性分析和比較，然后在根據(jù)工況 、 設(shè)計要求 和使用場合 ，最終確定其結(jié)構(gòu)。設(shè)計的目的是為滿足現(xiàn)在工程應(yīng)用的需要，特別是對于水利水電工程，對大型啟閉機(jī)液壓缸的設(shè)計和應(yīng)用提出了迫切要求。則 l=7270+240+220+300=8030。 活塞桿材料采用 35 號鋼，查表得 ??? =106M pa，由上公式代入 F=2100KN，? ?? ? ???????? ??? ppD ??第 32 頁 共 35 頁 32 得d24πF =1023*4*2100π=55 M Pa106 M Pa,故滿足。 ．強(qiáng)度校核 缸筒厚壁校核 對于 D/? ≥ 為厚壁厚，校核公式為 ? ≥ 式中 D——缸筒直徑 P——缸筒實驗壓力 ??? ——缸筒材料的許用應(yīng)力 由 ? =158≥ ? ?? ? ???????? ??? ppD ?? = ???? 10 3*130** 30***2 158mm, 故滿足。當(dāng)工作于中、低壓傳動系統(tǒng)中時，缸筒厚度主要由決定于結(jié)構(gòu)工藝；當(dāng)工作于高壓傳動系統(tǒng)，如特高壓斷路器配用的液壓操動機(jī)構(gòu)時，承載壓力將達(dá)到幾十兆帕。 式中 D——缸底內(nèi)徑（ mm） 導(dǎo)向套長度 活塞桿在導(dǎo)向套內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動時，導(dǎo)向套過短可能失去導(dǎo)向效果，導(dǎo)向套過長會增大液壓缸體積。 按厚壁型缸筒 ppD ][ ?? ??=**30**30**?=158mm ，驗證D/? =30158 ，滿足，故 ? =158mm 。 缸筒內(nèi)徑 D 液壓缸的缸筒 內(nèi)徑 D 要根據(jù)負(fù)載大小和選定的工作壓力，對于單桿缸而言，無桿腔進(jìn)油且不考慮效率時，依據(jù)式pppdpp FD 21 22211 )( 4 ???? π 有關(guān)計算后，再從 GB/T2348——1993（見表 ）中選出最近的標(biāo)準(zhǔn)值而得出的。對于不同的閘門，采用相應(yīng)形式的啟閉機(jī)液壓缸，現(xiàn)就根據(jù)設(shè)計參數(shù)單桿活塞式液壓缸進(jìn)行設(shè)計計算。 缸蓋材料及技術(shù)要求 缸蓋材料 缸蓋材料通常采用 35 號鋼或 45 號鋼，或 ZG3 ZG45 鑄鋼及 HT254HT305 HT3561 灰口鑄鐵。 技術(shù)條件 ① 缸筒內(nèi)徑口采用 H9 配合；內(nèi)孔表面圓柱度公差應(yīng)是內(nèi)徑 D 公差的一半；內(nèi)孔第 27 頁 共 35 頁 27 D 中心 線的直線度應(yīng)滿足在 500mm 上誤差為 ； ② 內(nèi)孔表面粗糙度：當(dāng)采用橡膠密封圈密封時，取 Ra =～ ；當(dāng)采用活塞環(huán)密封時，取 Ra =～ ； ③ 端面對中心校的垂直度公差應(yīng)滿足在直徑 100mm 上為 。 （ 4）液壓缸兩端均有緩沖裝置，可以減少活塞在運(yùn)動到端部時的沖擊和噪聲。下圖 所示為排氣塞，當(dāng)排氣塞打開時，活塞全行程運(yùn)行數(shù)次，使液壓缸內(nèi)空氣排出后，擰緊排氣塞，液壓缸即可正常工作。此時，液壓缸在運(yùn)行過程中，會因氣體的壓縮性而使執(zhí)行部件出現(xiàn)爬行和噪聲等不正常的現(xiàn)象。 其工作圖如下圖 所示。 適用場合：液壓沖擊大，經(jīng)常換向，對緩沖性能要求較高的場合。這種緩沖裝置開始效果明顯，隨后緩沖效果逐漸減弱。該回路緩沖效果較好，但緩沖行程固定不變。 應(yīng)用場合：液壓系統(tǒng)沖擊壓力較大的場合。 ② 用蓄能器的緩沖回路 工作圖如圖 所示。當(dāng)運(yùn)動中的活塞需要突然制動或換向時 ,通過使換向閥處于 中位 ,回路就會停止工作。 4)緩沖壓力峰值 pmax應(yīng)不大于系統(tǒng)工作壓力 ps的 倍。 針對以上問題，對液壓傳動與控制系統(tǒng)的常用的液壓內(nèi)置式緩沖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研宄 ,使活塞桿運(yùn)動到行程終端時 ,通過降低活塞桿的速度來達(dá)到運(yùn)動無速度突變、減少壓力突變的效果。 圖 組合密封 圖 組合密封 特點(diǎn)：充分發(fā)揮了橡膠密封圈和滑環(huán)各自的長處，工作可靠，摩擦力小，穩(wěn)定性好，而且使用壽命比普通橡膠密封提高了近百倍 . 根據(jù)工況設(shè)計密封裝置 大型啟閉機(jī)液壓缸工況及要求： （ 5） 結(jié)構(gòu)尺寸大，各部件尺寸大； （ 6） 啟閉機(jī)液壓缸為大負(fù)載、大行程的； ③ 負(fù)載大，工作壓 力高，對密封元件的密封性能要求較高； 根據(jù)工況和要求 及各種密封裝置的特點(diǎn)和應(yīng)用場合 ，該雙作用單桿液壓缸的密封裝置活塞與缸筒采用 ?V 形密封圈 ?或 ?組合密封圈 ?，導(dǎo)向套與缸筒采用 ?活塞環(huán)密封 ?。 第 20 頁 共 35 頁 20 圖 V 形密封圈 ⑤ 組合密封 隨著科技進(jìn)步和設(shè)備性能的提高，給液壓系統(tǒng)的密封裝置提出了更高的要求，普通密封圈單獨(dú)使用已不能滿足需要。 圖 Y 軸用唇形密封圈 圖 Y 孔用唇形密封圈 V 形密封圈 它由多層涂膠織物壓制而成，其形狀如下圖 所示。通過液壓力將密封圈兩唇邊壓向形成間隙的兩個零件表 面來進(jìn)行密封。 適用場合： 高溫高壓場合 。 第 18 頁 共 35 頁 18 適用場合：對于柱塞、活塞或閥的圓柱配合副，各配合部件的尺寸不大時。由環(huán)形縫隙軸向流動理論可知，泄漏量與間隙的三次方成正比，間隙密封可通過減小間隙的來減小泄露。 ④ 結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，操作、維護(hù)方便。為防止油液向液壓缸外泄和油從高壓腔向低壓腔泄漏，在缸筒與端蓋、活塞與活塞桿、活塞與缸筒、活塞桿與前端蓋之間均設(shè)置有密封裝置。但是在高壓下螺母容易松，故需防松裝置。 圖 焊接連接結(jié)構(gòu) 根據(jù)工況和要求設(shè)計缸筒與端蓋的連接形式 啟閉機(jī)液壓缸工況及要求： ① 缸筒材料選擇的是 35 號鋼； ② 啟閉機(jī)液壓缸為大負(fù)載、大行程的； ③ 液壓缸要在一定時間內(nèi)開啟和關(guān)閉閘門。 適用場合：長度不大的中低壓缸，工作空間不受限制的場合。這種結(jié)構(gòu)外形尺寸和質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊。 ② 半環(huán)連接式結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：如圖 所示，這種結(jié)構(gòu)加工和裝拆方便，質(zhì)量較小，有半環(huán)連接和外半環(huán)連兩種連接形式。前端蓋的作用是封閉液壓缸的活塞桿柱塞腔一端 ,并為活塞桿導(dǎo)向和密封；后端蓋的作用是將活塞腔封閉 ,并將液壓缸與其它機(jī)件連接。 大型啟閉機(jī)液壓缸的設(shè)計要求及液壓缸類型選擇 大型啟閉機(jī)液壓缸的設(shè)計要求和參數(shù)（如下表 ）： 啟門力 F1 /KN 閉門力 F2 /KN 工作行程 /mm 設(shè)計壓力 M pa 2100 1700 7276 30 表 大型啟閉機(jī)液壓缸的設(shè)計要求和參數(shù) 閘門的開啟和關(guān)閉都依靠液壓力， 啟門力和閉門力大小不同， 因此液壓缸設(shè)計成雙作用單桿活塞式液壓缸。 （ 3）人字閘門和一字閘門采用液壓啟閉機(jī)時，油缸本身或油缸的根部，需要支持于可擺動的底座上，在閘門啟閉的過程中隨之?dāng)[動，一般選用活塞式的。 第 13 頁 共 35 頁 13 頂推式平面閘門，柱塞向上頂出液壓缸開啟閘門，閘門關(guān)閉是靠自身重力，因此采用柱塞式液壓缸。根據(jù)它們各自的工作情況和工作要求 ，液壓啟閉機(jī)液壓缸通常選用柱塞式和活塞式結(jié)構(gòu)。如下圖 所示，它的特點(diǎn)是：能獲得較大的推力，等于兩個液壓缸推力之和。如果兩活塞桿直徑和進(jìn)入兩腔的流量都相等時 ,則活塞桿往復(fù)運(yùn)動速度相等。 圖 彈簧力回縮式 圖 自重回縮式 圖 柱塞液壓缸 雙作用液壓缸 雙作用液壓缸分為單桿雙作用液壓缸和雙桿雙作用液壓缸兩種。油壓力使活塞桿伸出 ,而活塞桿回縮靠彈簧力或自重。 圖 液壓啟閉機(jī)工作系統(tǒng)的布置形式第 11 頁 共 35 頁 11 2 啟閉機(jī)液壓缸類型的選擇 液壓缸的分類 為了滿足各種工況的需要，液壓缸有多種類型。電動機(jī) 1 帶動油泵 2，通過吸油管從油箱吸油，進(jìn)油泵加壓后送出，經(jīng)單向閥 3 和節(jié)流閥 4 進(jìn)入單作用第 10 頁 共 35 頁 10 油缸 5?？芍?，液壓啟閉機(jī)啟閉力的大小主要取決于泵的工作壓力和油缸的受載面積。如果在容器 1 上活塞施加壓力 F1 ，則活塞下的液體壓強(qiáng)為AFp 110?，通過液體以同樣的壓強(qiáng)傳遞到容器 2 的活塞上，得到較大的力ApF 202 .? 。 (5)壓元件自潤滑性好 ,經(jīng)久耐用。 液壓啟閉機(jī)的特點(diǎn)很大程度上是由其工作原理所決定的 ,相對于卷揚(yáng)式啟閉機(jī)、螺桿啟閉機(jī)，液壓啟閉機(jī)有其突出的優(yōu)點(diǎn) : (1).靜壓傳動 ,啟閉力范圍廣 。 系列液壓啟閉機(jī)：常用在露頂式和低水頭淺孔式靠閘門自重關(guān)閉的弧形閘門。（動力裝置一般為液壓泵 ,它把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能；控制調(diào)節(jié)裝置是液壓控制閥組；輔助裝置包括油箱、油管、管接頭、壓力表、濾油器等。 研究目的：為滿足現(xiàn)在工程應(yīng)用，特別是對于水利水電工程對大型啟閉機(jī)液壓缸的設(shè)計和應(yīng)用的需要。使得液壓缸在防護(hù)技術(shù)、安全可靠 ,延長壽命、液壓系統(tǒng)、測控技術(shù)幾個方面有了突破性進(jìn)展。液壓啟閉機(jī)與其他種類的啟閉機(jī)相比有以下優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)先進(jìn)，工藝合理，結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟(jì)性好；液壓傳動效率高；可實現(xiàn)無級調(diào)速；運(yùn)行平穩(wěn)、安全、可靠，維修方便；便于集中控制和自動化操作；有利于優(yōu)化水工建筑物的總體布置。 running smoothly, safe, reliable, easy maintenance。該論文對滿足工程需求，減小工程預(yù)算，大型啟閉機(jī)液壓缸設(shè)計對促進(jìn)水利水電工程的發(fā)展具有十分重要的意義。特別是對于水利 水電工程，對大型啟閉機(jī)液壓缸的設(shè)計和應(yīng)用提出了迫切要求。 本學(xué)位論文屬于 保密 □，在 _________年解密后適用本授權(quán)書。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外