【正文】 筒的強度校驗 在前一節(jié)中我們已經(jīng)確定了缸筒的外徑和內(nèi)徑，分別為 320mm 和 280mm，現(xiàn)在我們來校驗它的強度。該設計液壓缸筒采用 45 號鋼，缸筒和缸蓋之 間連接用螺栓連接，雖然外形尺寸較大，重量大，但結構通用性好，缸體加工容易，裝卸方便，能充分滿足設計要求。 1）缸筒的設計 a． 缸筒結構和材料 通常根據(jù)缸筒與端蓋的連接形式選用，而連接形式又取決于額定工作壓力、用途和使用環(huán)境等因素。液壓缸的結構基本上可以分為缸筒、缸蓋、活塞、活塞桿、密封裝置、導向裝置和緩沖裝置等。 液壓缸主要零部件設計 通用液壓缸用途廣泛，適用與機床、車輛、重型機械、自動控制等機械的液壓傳動。綜上所述，液壓缸選用單作用活塞缸。柱塞缸只能實現(xiàn)一個方向的運動，反向運動要靠外力。液壓缸可分為推力液壓缸和擺動液壓缸，推力液壓缸又可分為活塞缸、柱塞缸兩類，活塞缸和柱塞缸的輸入為 壓力和流量，輸出為推力和速度。液壓缸結構簡單，工作可靠，在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。液壓缸在液壓系統(tǒng)中的 作用是將液壓能轉(zhuǎn)變成機械能，使機械實現(xiàn)直線往復運動或小于 360176。 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 沈陽化工大學本科畢業(yè)設計計算說明書 16 633 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。 3） 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?? 34 4 7 0 . 6 5 1 0 256 0 3 . 1 4 2 . 4Qd m m mv????? ? ??? 根據(jù)《機械設計手冊》成大先 P20641 查得：取 d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm。 管道的內(nèi)徑 d=VQ?4 式中： Q—— 通過管道的流量； m3/s V—— 管內(nèi)允許流速 ； m/s 表 32 允許流速的推薦值 液體流經(jīng)的管道 推薦速度 m/s 液壓泵吸油管道 ，一般常取 1m/s 液壓系統(tǒng)壓油管道 36，壓力高，管道短，粘性小，取最大值 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?? 沈陽化工大 學本科畢業(yè)設計計算說明書 15 34 4 5 0 1 0 1 6 . 36 0 3 . 1 4 4Qd m m mv????? ? ??? 根據(jù)《機械設計手冊》成大先 P20641 查得：取 d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm。薄壁易于彎曲，規(guī)格較多，裝接較易，采用它可減少管接頭數(shù)目，有利于解決系統(tǒng)的泄漏問題。 2） 確定油管的內(nèi)徑 油管的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結構龐大；但也不能選得過小，以免是管內(nèi)液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失加大 或產(chǎn)生振動和噪聲，影響正常工作。非密封管螺紋，液壓元件及其連接板油口主要使用米制螺紋中的普通細牙螺紋（ M） 和米制錐螺紋（ ZM）。這種管接頭結構簡單、 性能良好、重量輕、體積小、使用方便、不用焊接，是液壓系統(tǒng)中較為理想的管路連接件。 根據(jù)液壓元件的工作壓力和通過閥類元件和輔助元件的實際流量，結合本課題設計要求，選出液壓元件的具體型號和規(guī)格，見下表： 表 31 元件的型號以及規(guī)格 沈陽化工大 學本科畢業(yè)設計計算說明書 13 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 － 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 三位四通電磁換向閥 25 34DOB10HT 20 減壓閥 40 JF310B 沈陽化工大學本科畢業(yè)設計計算說明書 14 管件的選擇及計算 1）管路、管接頭的選擇 管件包括管道和管接頭、液壓系統(tǒng)中元件與元件之間的連接，液壓能量的輸送是借助于硬管、軟管、油路塊及連接板中的流道來實現(xiàn)的。通油板壽命長，泄露少，不易出故障，維修方便，但要鉆孔深，液阻損失較大，占用面積也較大，追加元件較 困難；另一種方法是將液壓閥元件疊加起來安裝在底板上，在液壓閥和底板內(nèi)鉆孔作為回路的通油孔，稱為液壓疊加閥回路。這種連接形式需要的油管和管接頭數(shù)量較多，裝拆困難，占用面積大，空氣容易進入，目前已經(jīng)很少采用。 2） 疊加閥組成的液壓系統(tǒng)的優(yōu)點： a. 標準化、通用化、集成化程度高； b. 結構緊湊、體積小、重量輕、占地面積?。? c. 設計、加工、裝配周期短； d. 液壓系統(tǒng)改變而需增減元件時，重新組裝方便迅速； e. 元件之間是無管連接，消除了因油管等引起的漏油、 振動和噪聲； f. 配置形式靈活、使用安全可靠、外觀整齊美觀、維修保養(yǎng)容易； g. 采用我國疊加閥組成的集中供油系統(tǒng)節(jié)電效果顯著。 國內(nèi)生產(chǎn)的疊加閥通徑有φ φ φ 1φ 20 和φ 32 五個系列，公稱壓力系列為 20 和 ，其中以 20Mpa 的產(chǎn)品產(chǎn)量較大，我國生產(chǎn)的疊加閥連接尺寸符合ISO9001 國際標準。通常一個液壓系統(tǒng)可以疊成一疊或多疊。每個疊加閥既起到控制元件功能作用，又起油路通道的作用。因此，由疊加閥組成的液壓系統(tǒng)，閥與閥 之間不需要另外的連接體，而是以疊加閥閥體作為連接體，直接疊合再用螺栓結合而成。疊加閥是安裝在板式換向閥和底板之間，由有關的壓力、流量和沈陽化工大學本科畢業(yè)設計計算說明書 12 單向控制閥組成的一個集成化控制回路。 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 在查閱相關手冊《機械設計手冊》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構復雜。 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。 確定液壓油泵 [7] 液壓泵是系統(tǒng)的能源裝置，它給系統(tǒng)提供壓力油，在液壓系統(tǒng)中起心臟作用，液壓泵的選擇是否恰當，直接影響系統(tǒng)的工作性能。 經(jīng)過修改、整理后的液壓系統(tǒng)圖如圖 所示，它在各方面都比較合理、完 善了，能夠基本達到本課題的設計要求。 5） 卸荷回路 卸荷回路的功用是在液壓泵驅(qū)動電機不須頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在零件或很低壓力下運轉(zhuǎn)，以減少功率損失，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長液壓泵和電機的使用壽命 . 沈陽化工大 學本科畢業(yè)設計計算說明書 9 圖 卸荷回路 擬定液壓傳動系統(tǒng)原理圖 [2] 一個液壓傳動系統(tǒng)都是由許多回路組合而成，所以將上面的幾個液壓回路組合在一起。 圖 平衡回路 4） 換向回路 往復直線運動換向回路的功用是使液壓缸和與之相連的主機運動部件其行程終端迅速、平穩(wěn)、準確地變換運動方向。這種回路在活塞下落快速運動時功率損失較大，鎖住時活塞和與之相連的工作部件會因單項順序閥和換向閥的泄漏而緩慢下落；因此它只使用于工作部件重量不大、活塞鎖住時定位要求不高的場合。由圖可見，當換向閥左位接入回路使活塞下行時，回路油上存在著一定的背壓：只要將這個背壓閥調(diào)得使液壓缸內(nèi)的背壓能支撐得住活塞與之相連的工作部件，活塞就可以平穩(wěn)的下落?；净芈啡缦聢D所示： 圖 調(diào)速回路 沈陽化工大學本科畢業(yè)設計計算說明書 8 3）平衡回路 平衡回路的功用在于防止垂直或傾斜放置的液壓缸和與之相連的工作 部件因自重而自行下落。本設計選用單向進油節(jié)流調(diào)速回路。 這種調(diào)速回路具有結構簡單、工作可靠、成本低、使用維護方便、調(diào)速范圍大等優(yōu)點。 沈陽化工大 學本科畢業(yè)設計計算說明書 7 圖 調(diào)壓回路 2）調(diào)速回路 調(diào)速閥調(diào)速回路由調(diào)速閥、溢流閥、液壓泵和執(zhí)行元件等組成。該設計選擇溢流閥單極調(diào)壓回路，溢流閥開啟壓力可通過調(diào)壓彈簧調(diào) 定，如果調(diào)定溢流閥調(diào)壓彈簧的頂壓縮量，便可設定供油壓力的最高值，系統(tǒng)的實際工作壓力有負載決定，當外負載壓力小于溢流閥調(diào)定壓力時，溢流閥處無溢流流量，此時溢流閥起安全閥的作用。調(diào)壓控制回路包括連續(xù)調(diào)壓回路、多級調(diào)壓回路、恒壓控制回路等。在本 設計中采用 5 種回路，分別為調(diào)壓回路、調(diào)速回路、平衡回路、換向回路和卸荷回路。 液壓回路的選擇 [1] 液壓機械的液壓系統(tǒng)雖然越來越復雜，但是一個復雜的液壓系統(tǒng)往往是由一些基本回路組成的。閉式回路的特點是雙向液壓泵直接控制液壓泵的換向，不需要換向閥及其控制回路，液壓元件顯著減少，液壓系統(tǒng)簡單，用油不多而且動作迅速，但是閉式回路也有其特點，就是其回路的散熱條件較差，并且所有的雙向液壓泵比較復雜而且系統(tǒng)要增設補，排油裝置，成本較高，故應用還不普遍。開式回路結構簡單，油液能得到較好的冷卻，但油箱的尺寸大，空氣和贓物易進入回路凡容許采用輔助泵進行補油并通過換油來達到冷卻目的的系統(tǒng)，對