【正文】 a） b） c。 5) 吸油管與回油管的方向 為了使油液流動(dòng)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(kāi)。濾油器和箱底之間的距離應(yīng)不能小于 20mm。 4) 吸油管 吸油管 (見(jiàn)圖 、 )前一般應(yīng)設(shè)置濾油器，其精度為 100～ 200目的網(wǎng)式或線隙式濾油器。 3) 泄漏油管的配置 管子直徑和長(zhǎng)度要適當(dāng)，管子應(yīng)在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。 2) 回油集管 單獨(dú)設(shè)置回油管當(dāng)然是理想的，但不得已是則應(yīng)使用回油集管。為了防止液面波動(dòng)，可以在回油管出口裝擴(kuò)散器。過(guò)濾網(wǎng)通常使用 50～ 100油箱及其附件 29 目左右的金屬網(wǎng)。 2) 安裝型式 隔板的安裝型式有多種，可以設(shè)計(jì)成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過(guò)；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(guò) (見(jiàn)圖 )。 液壓油箱的結(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。以防油漆脫落污染油液。對(duì)于對(duì)礦物油，常采用磷化處理。 油箱的內(nèi)壁應(yīng)進(jìn)行拋丸或噴沙處理，以清除焊渣或鐵銹。 3) 液壓泵與電機(jī)安裝在油箱蓋板上，因此設(shè)置一個(gè)安裝板。管口制成 o45 的斜角，以增大吸油及出油的截面，使油液流動(dòng)時(shí)速度變化不致過(guò)大。 2) 設(shè)置油箱主要出口。 油箱形狀一般選擇矩形，只有容量大于 2 3m 時(shí)才選用的圓筒形。在油箱頂部設(shè)置空氣濾 清器，并兼作注油口用。油箱有開(kāi)式和閉式兩種。表 閥板內(nèi)的孔加工尺寸 公稱直徑 0d（ mm） 紫銅管尺寸（ mmxmm） d內(nèi) xd外 推薦流量(L/min) 管接頭安裝螺紋 鉆螺紋底孔直徑 底孔深度 (mm) 攻螺紋深度(mm) 閥板鉆孔直徑 (mm) 橫孔螺塞 錐螺紋 細(xì)牙螺紋 錐螺紋 細(xì)牙螺紋 直孔 橫孔 3 3x4 Z1/8” M8x1 14 11 4 4x6 4 M10x1 6 6x8 6 M12x （ 6） Z1/4” 18 15 7 8x10 10 M14x 8 Z1/8” 10 10x12 25 Z3/8” M15x M20x 20 10 12 Z1/4” 12 12x15 15 15x18 40 Z1/2” M24x 25 24 19 19x22 63 3/4” M30x 25 21 18 Z1/2” 25 25x28 100 Z1” M36x 30 26 30 30x35 160 Z 114” M39x 32 27 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 7 油箱及其附件 油箱的用途和分類 油箱在系統(tǒng)中主要是散熱、儲(chǔ)能，也起著分離油液中存留的氣體的作用。 (5) 繪制液壓油路板的零件圖 液壓油路板結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用多個(gè)視圖表達(dá)，主視圖可表示液壓元件安裝固定的位置、液壓元件進(jìn)出油口的位置和大小，液壓元件規(guī)格一旦確定，安裝螺孔和油口的 尺 寸 亦 定 。 第三層：距液壓油路板的正面約 41mm，距第二層約為 16mm，距液壓油路板反面 19mm，布置回油孔 (T)。 液壓油路板的結(jié)構(gòu) 27 液壓油路板內(nèi)部孔道的布置一般分三層： 第一層：距液壓油路板的正面距離約 10mm，一般布置泄漏油孔（ L） 和控制油孔 (K)，要注意的是防止第一層孔道和液壓元件的固定螺孔相通。 液壓油路板背面設(shè)計(jì)有執(zhí)行元件連接的油孔 (A、 B)、與液壓泵連接的壓力油孔(P)以及與液壓油箱連接的回油孔 (T)，此類液壓油孔可加工成米制細(xì)牙螺紋或者英制管螺紋孔。 (4) 油孔位置尺寸的確定 液壓油路板用正面來(lái)安裝液壓元件，其表面粗糙度值為 aR = m? 。 3) 壓力表開(kāi)關(guān)布置在最上方。 (3) 液壓元件的布局 繪出液壓油路板平面尺寸，把制做好的液壓元件板放在液壓油路板上，此時(shí)要注意： 1) 液壓閥閥心應(yīng)處于水平方向，防止閥心自重影響液壓閥的靈敏度。 若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底版 ，則樣板可以按底版提供的尺寸來(lái)制做。 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 a） b） c） 圖 油路板安裝方式 1— 油路板 2— 連接件 (2) 制作液壓元件的樣板 一般在設(shè)計(jì)液壓油路板時(shí)，要制作液壓元件樣板。若一個(gè)液壓系統(tǒng)需多塊液壓油路板，則應(yīng)當(dāng)對(duì)系統(tǒng)分解，但應(yīng)注意： 1) 同一液壓回路的元件應(yīng)布局在同一塊液壓油路板，以減少連接管道。 液壓油路板的設(shè)計(jì) 圖 (1) 分析液壓系統(tǒng)，確定液壓油路板數(shù)目 簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)的元件不多，要求元件布局緊湊。它可以安裝固定在機(jī)床上或機(jī)床附屬設(shè)備上，但安裝在液壓站上更方便 。 此外液壓油路板的安裝固定也很重要。液壓元件之間通過(guò)液壓油路板內(nèi)部的孔道連接。液壓油路板的結(jié)構(gòu)如圖 61所示，液壓油路板正面采用螺釘固定，表面粗糙度值為 Ra=，背面連接壓力油管 (P)、回油管 (T)、泄漏油管 (L)和工作油管 (A、 B)等。 總效率 ? ?= m? ??v? d? ????? （ ) (8) 液壓缸功率 P qpVFP ???? (） 式中 F活塞上的作用力； v活塞的平均速度； p工作壓力； q進(jìn)入液壓缸的流量。 (5) 液壓缸往返速度 1v 和 2v 當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí) 1v =24 Dq v? ??? ? （ ） 液壓缸設(shè)計(jì) 23 實(shí)際 速度 1v = 2 ?? ??? =（ ） 當(dāng)有桿腔在進(jìn)油時(shí) 2v =)(4 22 dDq v?? ??? ? 實(shí)際速度 2v =60)( 22 ??? ???=（ ） q進(jìn)入液壓缸之流量； v? 液壓缸的容積效率 . (6) 活塞作用力 F 液壓缸在工作時(shí) ,活塞所要克服的作用力如下式 F= dcba FFFF ??? () aF 外負(fù)載阻力 bF 回油阻力 ,當(dāng)油直接回油箱時(shí) , bF ?0； cF 密封圈摩擦阻力 cF 活塞密封和活塞桿密封的摩擦阻力之和 ,即 cF =f ???? p (D DDkb?? +d dd kb?? ) () 式中 f密封圈摩擦系數(shù) ,取 f=； ? p密封圈兩側(cè)壓力差； dDbb, 活塞 ,活塞桿密封圈寬度； dDkK, 活塞 ,活塞桿密封圈摩擦修正系 o型密封圈 :k?，壓緊型密封圈 :k? 唇型密封圈 k?， dF 活塞的慣性力。 單活塞桿液壓缸兩腔面積之比 ? 應(yīng)符合 規(guī)定 ,速度比不宜過(guò)大或過(guò)小 ,為免產(chǎn)生過(guò)大的背壓，工作壓力高的液壓缸可以選用大值 ,工作壓力低的液壓缸可以選用小值。這里取 ? =。 (3) 液壓缸負(fù)載率 ? ? 為實(shí)際推力 (或拉力 )與額定推力 (或拉力 )的比值。 (2) 液壓缸活塞之理論推力 1F 2F 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 圖 1F 受力示意圖 當(dāng)活塞桿向外伸出時(shí)的理論推力 1F =A1 p=4? ?? 2D p 實(shí)際推力為 1F = ? ?2220 20≈ 760000N=760KN （ ） 當(dāng)活塞縮回時(shí)的理論拉力 2F = ?2A p=4? ? ? pdD ?? 22 = ? ( 2220 ?2100 )20≈ 600000N=600KN （ ） D缸筒內(nèi)徑； d活塞 桿直徑； p液壓缸工作壓力。在規(guī)定時(shí)內(nèi) ,液壓缸在該壓力作用下 ,所有零件不得破壞或變形等出現(xiàn)。 2) 最高允許壓力 maxp 液壓缸在超過(guò)額定壓力短暫運(yùn)行的最大壓力稱為最高允許壓力。與其它的密封圈相比， o 形圈具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1) 密封性能好，單圈即可對(duì)兩個(gè)方向起密封作用； 2) 密封部位的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所占空間小、方便拆裝； 3) 對(duì)油液、壓力和溫度的適應(yīng)性好； 4) 動(dòng)摩擦阻力小，既可做動(dòng)密封，又可做靜密封，但其缺點(diǎn)是作動(dòng)密封時(shí)，啟動(dòng)摩擦阻力大，壽命短。為減少或避免運(yùn)動(dòng)時(shí)o 形圈發(fā)生扭曲和變形，用于動(dòng)密封的 o 形圈的斷面直徑較靜密封的斷面直徑大。設(shè)計(jì)液壓缸為單作用液壓缸，故只有一個(gè)油口，油口可布置于端蓋和缸筒上。整體排氣閥的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸如下圖。 這種排氣閥簡(jiǎn)單、方便，但 螺紋與錐面密封處同心度要求高，否則擰緊排氣閥后密封不當(dāng)，會(huì)造成外泄露。用螺紋與缸筒或端蓋連接，靠頭部錐面起密封作用。 排氣閥的結(jié)構(gòu)形式：采用整體式結(jié)構(gòu)。由于空氣比油液輕，總是向上飄浮，所以排氣閥要與壓力腔相通，設(shè)置在端蓋的上方。 為了避免這種情況的發(fā)生，除了防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)外，必須在液壓缸上安裝排氣閥。外圓與內(nèi)孔的同軸度公差不大于 ，圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半。選擇 A=,d= 70=56mm。大于 80mm。遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的許用壓應(yīng)力，可以不進(jìn)行驗(yàn)算。 受力分析：分析導(dǎo)向套的受力情況。 導(dǎo)向套材料選用摩擦系數(shù)小、耐磨性好 的青銅材料。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì)、灰塵和水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。已知作用力和活塞桿直徑，可以校驗(yàn)出穩(wěn)定性程度，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，活塞桿彎曲穩(wěn)定性良好。 (4) 活塞桿的尺寸?？纵S線與活塞桿軸線垂直公差值，按 6級(jí)精度選取。 液壓缸設(shè)計(jì) 19 6) 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按 6級(jí)精度加工 。 4) 活塞桿 d對(duì) d1的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為 。 選取 10級(jí)精度。 (3) 活塞桿的技術(shù)要求 1) 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì) 處理 到 229～ 285HB,必要時(shí)，再淬火，硬度達(dá) 45～ 55HRC。 (2) 活塞桿材料 實(shí)心桿材料為 3 45 鋼；空心桿材料為 3 45 無(wú)縫鋼管?？招幕钊麠U的一端，要留出焊接和熱處理時(shí)用的通氣孔 d2。 活塞桿 活塞桿的端部結(jié)構(gòu)形式選擇外螺紋。 (5) 活塞的材料 液壓缸活塞常用材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵 (HT300、 HT350)、鋼 (有的在外徑上套有尼龍 6 尼龍 1010 或夾布酚醛塑料的耐磨環(huán) )及鋁合金等。 (4) 活塞尺寸與加工公差： 活塞寬度取值為活塞外徑的 。 (2) 活塞與活塞桿的連接： 選用卡環(huán)式，用鎖緊機(jī)構(gòu)防止工作時(shí)因往復(fù)運(yùn)動(dòng)松開(kāi)。組合式活塞結(jié)構(gòu)多樣，該活塞可多次拆裝，密封件使用壽命長(zhǎng)。缸筒端面 T對(duì)內(nèi)徑的垂直度在 100mm上不大于 。缸筒內(nèi)徑 D的圓度、錐度、圓柱度不大于內(nèi)徑公差之半。 缸筒制造加工要求： 缸筒內(nèi)徑 D采用 H7級(jí)配合，表面粗糙度值為 微米，需進(jìn)行研磨。 4) 缸筒與端部焊接應(yīng)力計(jì)算： 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)為 單作用液壓缸，在無(wú)桿側(cè)沒(méi)有壓力油，而且缸筒聯(lián)結(jié)形式選用前端法蘭。 3) 缸筒頭部法蘭厚度： 材料 σ b最小值 σ s最小值 δ s最小值 45 610 360 14 液壓缸設(shè)計(jì) 17 參照 《 機(jī)械設(shè)計(jì)手 冊(cè) 》 第二版下冊(cè)選擇合適的法蘭，法蘭為凸面對(duì)焊剛質(zhì)管 B型法蘭。 2) 缸筒底部厚度計(jì)算： 因本次設(shè)計(jì)為單作用液壓缸，在無(wú)桿側(cè)沒(méi)有壓力油，而且缸筒聯(lián)結(jié)形式選用前端法蘭。前端蓋與缸筒采用法蘭連接 ,如下圖 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 圖 1. 前缸蓋 2. 法蘭 3. 螺栓 后端蓋與缸筒采用法蘭連接 ,如下圖 圖 法蘭連接圖 （ 2) 材料和技術(shù)要求 缸筒材料要求具有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性 ,能夠長(zhǎng) 期承受較大的工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力下不致產(chǎn)生變形 ,有足夠的剛度 ,毛坯可采用退火的冷拔或熱軋無(wú)縫鋼管。后者將缸筒底腔封閉 ,并起著將液壓缸和其它機(jī)件連接的作用。 液壓缸主要零部件結(jié)構(gòu)、材料和技術(shù)要求 缸筒與缸蓋 (1) 結(jié)構(gòu) 缸筒的結(jié)構(gòu)與端蓋的連接形式 ,液壓缸的用途 ,工作壓力 ,環(huán)境以及安裝要求等因素有關(guān)。法 蘭型液壓缸的通常額定壓力小于35Mpa,缸筒內(nèi)徑小于 320mm,允許最大行程 10m。法蘭與缸筒有整體結(jié)構(gòu)式 ,也有采用焊接和螺紋等方式。制造成本較低 ,適用于批量生產(chǎn)。拉桿型液壓缸的端蓋有方形和圓形兩種。但由于受到前端蓋與缸筒連接強(qiáng)度的限制，缸的內(nèi)徑不能 太大，額定壓力不能太高。它一般有拉桿型、法蘭型和焊接型液壓缸。 液壓缸的常用安裝形式有