【正文】 應(yīng)用較多，如組合機床與工程機械上的液壓缸。 本次設(shè)計中采用外半環(huán)連接，如下圖 34 所示： 圖 34 缸體與缸蓋的連接形式 缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式優(yōu)點： 1） 結(jié)構(gòu)較簡單 2） 加工裝配方便 缺點： 1） 外型尺寸大 2） 缸筒開槽，削弱了強度，需增加缸筒壁厚 （ 2） 活 塞 桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 參閱 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊 P15表 28，采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。設(shè)計時根據(jù)具體情況進行選擇。主要包 括：缸洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。 當 V=10mm/s 時，即 v=600mm/min 2 2 30 . 3 2 0 . 6 / m in 4 8 1 0 / m in44q D v m m?? ?? ? ? ? ? ? 即 min/48Lq ? 此時泵的效率為 ，泵的出口壓力為 26MP，則有 2 6 4 8 236 0 0 .9P K W K W????入 KWFvP 33 101060600147000 0 ?? ?????輸出 即 KWP ?輸出 此時的功率損失 為： ? ?2 3 1 4 .7 8 .3P P P KW KW? ? ? ? ? ?入 出 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取 ? ?CcmKWK ???? ? 23 /1020 ， 油箱的散熱面積 A 為 332 2 2 20. 06 5 0. 06 5 16 50 9. 08A V m m? ? ? ? ? 系統(tǒng)的溫升為 38 . 3 3 5 . 72 0 1 0 9 . 0 8Pt C CKA ??? ? ? ??? 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》成大先 P20767：油箱中溫度一般推薦3050C 所以驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。為了簡化計算，主要考慮工進時的發(fā) 熱量。 但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長度尚未確定，所以壓力損失無法驗洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 算。 6 0 0 M Pa[ ] 1 5 0 M Pa4? ?? (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 633 1 . 2 5 1 0 2 0 1 0 2 . 12 [ ] 2 1 5 0pd m m mM P a? ??? ? ?? ? ?? (2). 液壓泵回油管道的壁厚 633 1 . 2 5 1 0 2 5 1 0 2 . 62 [ ] 2 1 5 0pd m m mM P a? ??? ? ?? ? ?? 所以所選管道適用。 管道壁厚 ? 的計算 2[ ]pd m? ?? 式中： p—— 管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d—— 管道內(nèi)徑 m []? —— 管道材料的許用應(yīng)力 Pa， []bn?? ? b? —— 管道材料的抗拉強度 Pa n—— 安全系數(shù)，對鋼管來說， 7p MPa? 時，取 n=8； MPa? 時， 取 n=6； MPa? 時，取 n=4。 (2)液壓泵回油管道的內(nèi)徑 ： 取 v= 4Qdmv?? 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 34 4 7 0 . 6 5 1 0 256 0 3 . 1 4 2 . 4Qd m m mv????? ? ??? 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》成大先 P20641 查得：取 d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護方便，通用性大 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件及輔助元件型號和規(guī)格 主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過該閥 的實際流量，其他還需考慮閥的動作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來選擇標準閥類的規(guī)格： 表 32 閥類元件及輔助元件型號和規(guī)格 序號 元件名稱 估計通過流量()minL 型號 規(guī)格 1 斜盤式柱塞泵 63SCY14－ 1B 32Mpa，驅(qū)動功率 2 WU 網(wǎng)式濾油器 160 WU160*180 40 通徑，壓力損失? 3 直動 式溢流閥 120 DBT1/315G24 10 通徑， 32Mpa，板式聯(lián)接 4 背壓閥 80 YF310B 10 通徑， 21Mpa，板式洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 聯(lián)接 5 二位二通手動電磁閥 80 22EF3E10B 6 三位四通電磁 閥 100 34DOB10HT 10 通徑，壓力 7 液控單向閥 80 YAF3E610B 32 通徑， 32MPa 8 節(jié)流閥 80 QFF3E10B 10 通徑， 16MPa 9 節(jié)流閥 80 QFF3E10B 10 通徑， 16MPa 10 二位二通電磁閥 30 22EF3BE10B 6 通徑，壓力 20 MPa 11 壓力繼電器 － DP163B 8 通徑， MPa 12 壓力表開關(guān) － KFL8－ 30E 32Mpa， 6 測點 13 油箱 14 液控單向閥 YAF3E610B 32 通徑， 32MPa 15 上 液壓缸 16 下 液壓缸 17 單向 節(jié)流閥 48 ALF3－ E10B 10 通徑， 16MPa 18 單向 單向閥 48 ALF3－ E10B 10 通徑， 16MPa 19 三位四通電 25 34DOB10HT 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 磁換向閥 20 減壓閥 40 JF310B 3 .管道尺寸的確定 管道內(nèi)徑計算： 4Qdmv?? （ 1） 式中 Q—— 通過管道內(nèi)的流量 3ms v—— 管內(nèi)允許流速 ms ，見表： 表 33 允許流速推薦值 油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s 液壓泵吸油管 ~ 液壓系統(tǒng)壓油管道 3~6，壓力高，管道短粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 ~ (1)液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取 v=4m/s 4Qdmv?? 34 4 5 0 1 0 1 6 . 36 0 3 . 1 4 4Qd m m mv????? ? ??? 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》成大先 P20641 查得：取 d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm。油液流過時壓力損失小。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 選用 1000r/min 的電動機，則驅(qū)動電機功率為3 ( 1 8 . 3 5 0 )1 8 . 3 7( 6 0 0 . 8 2 )( 1 0 )ppp pPqN K W?? ?? ? ??? 選擇電動機 180 4YM? ，其額定功率為 。 p?? 液壓泵的總效率。 根據(jù)以上算得的 pq 和 pP 在查閱相關(guān)手冊《機械設(shè)計手冊》成大先P20195 得：現(xiàn)選用 63 14 1YCY B? ，排量 63ml/r，額定壓力 32Mpa，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min，驅(qū)動功率 ，容積效率 92%? ，重量 71kg，容積效率達 92%。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 （ 3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成 各種變量型。 （ 2） 流量范圍較大。柱塞變量泵適用于負載大 、功率大的機械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機），柱塞式變量泵有以下的特點： （ 1） 工作壓力高。大流量。 LK? 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 ~ ? ，現(xiàn)取 ? 。 快進時，液壓缸回油路上必須具有背壓 2p ,防止上壓板由于自重而自動下滑，根據(jù)《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》表 22 中，可取 2p =1Mpa，快進時，液壓缸是做差動連接，但由于油管中有壓降 p? 存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計時可取 1p MPa?? ,快退時，回油腔是有背壓的，這時 2p亦按 2Mpa 來估算。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 主缸頂出缸 圖 3— 3 液壓機系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)的計算和元件選型 確定液壓缸 主要 參數(shù) 按液壓機床類型初選液壓缸的工作壓力為 25Mpa,根據(jù)快進和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸。 進油路： 液壓泵 —— 換向閥 19 左位 —— 單向 節(jié)流閥 18—— 下液壓缸下腔 回油路： 下液壓缸上腔 —— 換向閥 19 左位 —— 油箱 當活塞碰到上缸蓋時，便停留在這個位置上。實現(xiàn)釋壓。而液壓泵 1 在中位時，直接通過背壓閥直接回到油箱。柱塞在這個位置時，既不吸油，也不排油，而是由吸轉(zhuǎn)為排的過渡狀態(tài)。使液壓缸快速下行，另外背壓閥 接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。液壓缸 15 下腔通過液控單向閥 7 經(jīng)過換向閥 6 的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油箱。按下起動按鈕，電磁鐵 1YA 通電，這時的油路為 液壓缸上腔的供油的油路 ，即 變量泵 1— 換向閥 6 右位 — 節(jié)流閥 8— 壓力繼電器 11— 液壓缸 15 液壓缸下腔的回油路 為 液壓缸下腔 15— 液控單向閥 7— 換向閥 6 右位 — 電磁閥 5— 背壓閥 4— 油箱 油路分析：變量泵 1 的液壓油經(jīng)過換向閥 6 的右位 ， 液壓油分兩條油路：一條油路通過節(jié)流閥 7 流經(jīng)繼電器 11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表?；爻虝r電磁閥 2YA 通電，換向閥左位接人回路，活塞快速向上退回。 自動補油的保壓回路系統(tǒng)圖的工作原理：按下起 動按紐，電磁鐵 1YA通電，換向閥 6 接入回路時，液壓缸上腔成為壓力腔，在壓力到達預(yù)定上限值時 壓力繼電器 11 發(fā)出信號，使換向閥切換成中位；這時液壓泵卸荷，液壓缸由 換向閥 M 型中位機能 保壓。 若 采用液壓單向閥回路保壓時間長，壓力穩(wěn)定性高， 設(shè)計中利用換向閥中位機能保壓，設(shè)計了自動補油回路， 且保壓時間由電氣元件時間繼電器控制，在 020min內(nèi)可調(diào)整。 1 ．工作負載 工 件 的 壓 制 抗 力 即 為 工 作 負 載 ：3615 0 10 9. 8 1. 47 10tFN? ? ? ? ? 2. 摩擦負載 靜摩擦阻力： 500 980fsFN? ? ? ? 動摩擦阻力： 50 0 49 0fd ? ? ? ? 3. 慣性負載 0 . 3( ) 5 0 0 7 5 00 . 2n vF m Nt?? ? ? ?? 60. 5 10 0. 02 4 12 00 0bFN? ? ? ? 自重： 4900G mg N?? 4. 液壓缸在各工作階段的負載值 ： 其中： ? ? m? —— 液壓缸的機械效率，一般取 m? =。例如，當油箱三個 邊的尺寸比例在 1： 1： 1 到 1： 2： 3 之間、油面高度是油箱高度的 80％且油箱通風(fēng)情況良好時，油液溫升 T? 的計算式可以用單位時間內(nèi)輸入熱量 Q(w)和油箱有效容積 32()Vm近似地表示成 23 10( )QTCV? ? ? ? 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 當驗算出來的油液溫升值超過允許數(shù)值時，系統(tǒng)中必須考慮設(shè)置適當 。單位時間內(nèi)進入液壓系統(tǒng)的熱量 Q(以 W 計 )是液壓泵輸入功率 Pl 和液壓執(zhí)行元件有效功率 0p 之差。計算時所得的總壓力損失如果與計算液壓元件時假定的壓力損失相差太大，則應(yīng)對設(shè)計進行必要的修改。當通過閥類元件的實際流量 q 不是其公稱流量 qn 時，它的實際壓力損失 p? 與其額定壓力損失 np? 間將呈如下的近似關(guān)系： 2nnqppq??????? ?? 計算液壓系統(tǒng)的回路壓力損失時，不同的 工作階段要分開來汁算。 一、 回路壓力損失驗算 壓力損失包括管道內(nèi)的沿程損失和局部損失以及閥類元件處的局部損失三項。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 液壓系統(tǒng)的 性能驗算 在確定了各個液壓元件之后，有時還要根據(jù)需要對整個液壓系統(tǒng)的某些技術(shù)性能進行必要驗算，以便對所選液壓元件和液壓系統(tǒng)參數(shù)作進一步調(diào)整。 （ 3）確定油箱容量 液壓系統(tǒng)中的散熱主要依靠油箱：油箱體積大，散熱快，但占地面積達；油箱體積小則油溫較高。管道的壁厚取決于所承受的工作壓力，其值可按之前的公式進行計算。元件選定的額定壓力和流量應(yīng)盡可能與其計算所需之值接近，必要時，應(yīng)允許通過遠見的最大實際流量超過其額定流量的 20%。進行這項工作時應(yīng)注意，液壓系統(tǒng)有串聯(lián)油路和并聯(lián)油路之分。 求出了平均功率后，還要返回去檢查每一階段內(nèi)電動機的超載量是否在允許的范圍內(nèi)（電動機一般允許短期超載 25%）。至于液壓泵的 Q 應(yīng)與系統(tǒng)所需的最