【正文】 活塞的密封 查參考文獻(xiàn)活塞與活塞桿的密封采用 O 形圈密封，因該系統(tǒng)為中低壓液壓系統(tǒng) 所以活塞桿上的密封溝槽不設(shè)擋圈 ,其溝槽尺寸與公差由GB/ 確定， 活塞材料 因?yàn)樵撓到y(tǒng)中活塞采用整體活塞，無(wú)導(dǎo)向環(huán)結(jié)構(gòu)，參考文獻(xiàn)所以活塞材料可選用 HT200? HT300 或球墨鑄鐵，結(jié)合實(shí)際情況及毛坯材料的來(lái)源，活塞材料選用 HT200。設(shè)計(jì)活塞時(shí)，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式，其次還有活塞與活塞 桿的連接、活塞材料、活塞尺寸及加工公差等。主要包括：缸筒與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿與活 塞的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置、及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。 缸體 的外徑 D1 為： D1=D+2? =125+23=131mm 幾種標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的外徑系列參考《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南》表 47，選用 E 型CD250 重載液壓缸，即 D1=150mm。 液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。 缸快進(jìn)和工進(jìn)行程 180+400=580mm，選擇工作液壓缸工作行程為 600mm。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 第 7 章 液壓缸的設(shè)計(jì) 液壓缸工作壓力的確定 液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備類型，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件的不同，通常采用的壓力也不同。 工進(jìn)工況液壓泵的輸入功率為 WqpqpPpppppPi 6 60 2 36362211 ?????????????? 計(jì)算系統(tǒng)發(fā)熱功率 根據(jù)系統(tǒng)的發(fā)熱功率計(jì)算公式 Ph=Ppi（ 1η）（ W）可算得工進(jìn)階段的發(fā)熱功率 Ph=（ ） =(W) 前已初步求得油箱有效容積為 560L=，按公式 V= 求得油箱各邊之積為 abh=V/= 取油箱三邊之比為 a： b： h=1： 1： 1，則算得 a=b=h=。 液壓泵工作壓力 小流量泵在工進(jìn)時(shí)的工作壓力等于液壓缸工作腔壓力 p1 加上油路上的壓力損失 △ p1，即 pp1=106+5105= 此值為調(diào) 整溢流閥 9 的調(diào)整壓力時(shí)的主要參考依據(jù)。 表 51 液壓缸各階段的實(shí)際進(jìn)出流量、運(yùn)動(dòng)速度 工作階段 流量 /（ L/min） 速度 /（ m/s） 無(wú)桿腔 有桿腔 快進(jìn) A qqAq pp2 )( 211 ??進(jìn) = )( ? ?? = 12AAqq 進(jìn)出 ? = ? = Aqqv pp 2 211 ?? =4 10)(????? ?? = 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 工進(jìn) 進(jìn)q = 12AAqq 進(jìn)出 ? = ? = 12qAv 進(jìn)? = ???? ? =103 快退 21AAqq 進(jìn)出 ? = ? = 進(jìn)q = 2qq P2P1? = 2 ? = 23 2Aqv 進(jìn)? = ????? ? = 根據(jù)系統(tǒng)工作壓力與通過(guò)該液壓元件的最大實(shí)際流量，可以選出這些液壓元件的型號(hào)及規(guī)格見(jiàn)表 52 表 52 元件的型號(hào)及規(guī)格 序號(hào) 名稱 通過(guò)流量 /（ L/min） 額定流量 /（ L/min） 額定壓力 /Mpa 額定壓降/Mpa 型號(hào) 1 雙聯(lián)葉片泵 － 100/ － YB1100/ 24 三位五通電液動(dòng)換向閥 100 35DY20BO 30 行程閥 100 22C100BH 29 調(diào)速閥 ＜ 1 6 Q6B 28 單向閥 100 I100B 27 單向閥 63 I63B 25 順序閥 100 XY100B 26 背壓閥 ＜ 1 10 B10B 9 溢流閥 10 Y10B 10 溢流閥 100 Y100B 11 單向閥 100 I100B 12 過(guò)濾器 100 XUA100200 1 22 壓力表開關(guān) － － － － K6B 1 23 壓力表 － － 0~40 Y40 15 減壓閥 100 J100B 16 單向閥 100 I100B 17 三位四通電 磁換向閥 100 34DY100B 18 單向順序閥 100 I100B 19 壓力繼電器 － － － DP163B 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 管道尺寸 主油路油液的允許流速為 ν=5m/s，由此可計(jì)算油管內(nèi)徑 mqd 3 ??? ???? ???? 選擇內(nèi)徑為 20mm 的不銹鋼管，壁厚為 2mm，外徑為 24mm。雙泵最小供油量 qp按液壓缸最大輸入流量進(jìn)行估算，根據(jù)公式 qp≧ qv=K（ ∑q） max取泄漏系數(shù) K=，雙泵最小供油流量 qp應(yīng)為 qp≧ qv=2Kq1max=2=84L/min 考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為 Δq=3L/min ，工進(jìn)時(shí)的流量為q1=，小流量泵所需最小流量 qp1 為 qp1≧ qv1=2Kq1+△ q=2+3= 大流量泵最小 流量 qp2 為 qp2≧ qv2=qp－ qp1=84— = 液壓泵規(guī)格的確定 根據(jù)系統(tǒng)所需流量，擬初選雙聯(lián)液壓泵的轉(zhuǎn)速為 n1=960r/min，泵的容積率ηv=，根據(jù)公式vvg n qV ?11000? 可算得小流量泵和大流量泵的排量參考值分別為 rmLn qVvvg / 0010 0011 ????? ? 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) rmLn qVvvg / 11 ????? ? 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本，選 用規(guī)格相近的 YB1— 100/63 型雙聯(lián)葉片泵，泵的額定壓力為 ，小泵排量為 V1=；大泵排量為 V2=100mL/r；；泵的額定轉(zhuǎn)速為 n=960r/min，容積率 ηv=，總效率 ηp=。 待卸下加工好的工件，裝好待加工工件后，系統(tǒng)開始下一工作循環(huán)。 在動(dòng)力頭工作進(jìn)給到預(yù)定位置觸動(dòng)死擋鐵開關(guān) SQ3 時(shí)，給出動(dòng)力頭快退信號(hào)，電磁鐵 1YA 斷電， 2YA 得電，換向閥 24 切換至右位，此時(shí)液壓系統(tǒng)壓力下降，溢流閥 9 關(guān)閉，流量增大，動(dòng)力頭實(shí)現(xiàn)快退。 當(dāng)動(dòng)力頭快速前進(jìn)到預(yù)定位置時(shí)，動(dòng)力頭側(cè)面的活動(dòng)擋塊壓下行程閥 30，動(dòng)力頭開始加工工件。 1YA 通電使電液動(dòng)換向閥 24 切換至左位，由于快進(jìn)時(shí)負(fù)載小，系統(tǒng)壓力不高，故 順序閥 25 關(guān)閉。 定位夾緊回路 為了保證工件的夾緊力可靠且能單獨(dú)調(diào)節(jié)，在該回路上串聯(lián) 減壓閥和單向閥：為保證定位 → 夾緊的順序動(dòng)作，采用壓力控制方式，即在后動(dòng)作的夾緊缸進(jìn)油路上串聯(lián)單向順序閥，當(dāng)定位缸達(dá)到順序閥的調(diào)壓值時(shí)，夾緊缸才動(dòng)作；為保證工件確已夾緊后滑臺(tái)液壓缸才能動(dòng)作，在夾緊缸進(jìn)油口處裝一壓力繼電器。該部分回路如下圖所示： 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 圖 42 快速運(yùn)動(dòng)回路與速度換接回路 油源形式 工況圖表面，系統(tǒng)在快速、快退階段為低壓、大流量的工況且持續(xù)時(shí)間較短，而工進(jìn)階段為高壓、小流量的工況且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，兩種工況的最大流量與最小流量之比約 55，從提高系統(tǒng)效率和節(jié)能角度，宜選用高低壓雙泵組合供油或采用限壓式變量泵供油。分析液壓缸速度循環(huán)圖可知，滑臺(tái)由快 進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，速度變化大，選用單向行程閥換接速度，以減小壓力沖擊如下圖所示： 圖 41 調(diào)速回路 快速運(yùn)動(dòng)回路與速度換接回路 此機(jī)床快進(jìn)時(shí)采用液壓缸差動(dòng)連接方式，使其快速往返運(yùn)動(dòng)，即快進(jìn)、快退速度基本相等。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 表 35 液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量、和功率 工作階段 計(jì)算公式 負(fù)載 F/N 回油壓力p2/Mpa 工作腔壓力p1/Mpa 輸入流量 q/（ L/min) 負(fù)載功率P/W 快進(jìn) 啟動(dòng) qpPAvqApAFpcm1121。 則液壓缸實(shí)際有效面積為 2221 .5π4π cmDA ???? 222222 )(4π)(4π cmdDA ?????? 221 cmAAA ??? 差動(dòng)連接快進(jìn)時(shí)，液壓缸有桿腔壓力 p2 必須大于無(wú)桿腔壓力 p1，其差值估取 Δ p=p2p1=，并注意到啟動(dòng)瞬間液壓缸尚未移動(dòng)，此時(shí) Δ p=0；另外，取快退時(shí)的回油壓力損失為 。 取η cm=，算得啟動(dòng)時(shí)的靜密封摩擦阻力 Fms=(1－ ηcm)Fe=(1－ )x31000=3100N 恒速時(shí)的動(dòng)密封摩擦阻力估取為靜密封摩擦阻力的 30％ ，即 Fmd=Fms30％=930 將上述計(jì)算過(guò)程綜合后得到的各個(gè)工作階段的液壓缸外負(fù)載結(jié)果于下 表 33 動(dòng)力頭液壓缸外負(fù)載計(jì)算結(jié)果 工況 外負(fù)載 F/N 計(jì)算公式 結(jié)果 快進(jìn) 啟動(dòng) F=Ffs+Fms 4100 加速 F=Ffd+Fi+Fmd 1685 恒速 F=Ffd+Fmd 1430 工進(jìn) F=Fe+Ffd+Fmd 32430 快退 啟動(dòng) F=Ffs+Fms 4100 加速 F=Ffd+Fi+Fmd 1685 恒速 F=Ffd+Fmd 1430 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖如下： 圖 34 液壓缸負(fù)載圖 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算和工況圖的編制 預(yù)選系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力 本鉆鏜機(jī)床屬于半精加工機(jī)床，載荷最大時(shí)為慢速工進(jìn)階段，其 他工況時(shí)載荷都不大，參考《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南》表 22 和表 23 表預(yù)選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力p1=4Mpa。2=500N 慣性力計(jì)算 速度變化量 ΔV=≈， Δt=,算得慣性力 Fi 為 Fi= tvgG ??? =10000247。52=208s 快退的行程時(shí)間： t3=(L1+L2)/V1=(400+180)60247。在液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)中，各個(gè)階段的負(fù)載是由不同的負(fù)載組成的。 3）動(dòng)作的順序、控制精度、自動(dòng)化程度和連鎖要求。采用鑄鐵平導(dǎo)軌。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù) 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)室整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)的一部分，它的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器的用途、特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)原理圖，再經(jīng)過(guò)必要的計(jì)算來(lái)確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來(lái)選用液壓元件的規(guī)格和進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 4）為了減少泄漏，液壓元件的制造精度要求較高，因此，液壓元件的制造成本較高，而且對(duì)油液的污染比較敏感。 液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn) ： 1）液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間不可避免要有泄漏，同時(shí)，液體又不是絕對(duì)不可壓縮的，因此不宜在傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場(chǎng)合采用。當(dāng)機(jī)、電、液配合使用時(shí)，易實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。如軸向柱塞泵的重量只是同功率直流發(fā)電機(jī)重量的 10%～ 20%，前者的外形尺寸只有后者的 12% ～ 13%。液壓傳動(dòng)主要是利用液體的壓力能來(lái)傳遞能量；而液力傳動(dòng)則主要是利用液體的動(dòng)能來(lái)傳遞能量 。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常分為機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)和流體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 液壓傳動(dòng)的定義 一部完整的機(jī)器是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制部分、工作機(jī) (含輔助裝置 )組成。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。通過(guò)它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。 由于需要進(jìn)行多種工藝，液壓機(jī)具有如下的特點(diǎn)： （ 1） 工作臺(tái)較大，滑塊行程較長(zhǎng)，以滿足多種工藝的要求； （ 2） 有頂出裝置，以便于頂出工件； （ 3） 液壓機(jī)具有點(diǎn)動(dòng)、手動(dòng)和半自動(dòng)等工作方式，操作方便； （ 4） 液壓機(jī)具有保壓、延時(shí)和自動(dòng)回程的功能，并能進(jìn)行定壓成型和定成型的操作，特別適合于金屬粉末和非金屬粉末的壓制； （ 5） 液