【正文】 好的數(shù)值，或使工作機構(gòu)在運動過程中的各個階段具有不同的工作壓力。液壓源工作壓力級的多少，壓力在調(diào)節(jié)、控制或切換方式上的差異，是這種回路出現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)方案的原因，也是對它進(jìn)行評比、選擇時要考慮的因素。圖示油路可靠，價格便宜。它通過改變調(diào)速閥的通流面積來控制和調(diào)節(jié)進(jìn)入或流出執(zhí)行元件的流量，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 用流量控制閥實現(xiàn)速度控制的回路有三種基本方式，節(jié)流調(diào)速回路分為進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路、出口節(jié)流調(diào)速回路、旁通節(jié)流調(diào)速回路等。用溢流閥和串聯(lián)在執(zhí)行元件進(jìn)油路上的調(diào)速閥調(diào)節(jié)流入執(zhí)行元件的油液流量，從而控制執(zhí)行元件的速度。下圖是一種使用單向順序閥的平衡回路。當(dāng)換向閥處在中位時，活塞就停止運動，不在繼續(xù)下移。綜上所述此回路適用于本次設(shè)計要求。簡單的換向回路只須采用標(biāo)準(zhǔn)的普通換向閥。在根據(jù)本課題的實際要求采用疊加閥技術(shù)，故將所選液壓元件轉(zhuǎn)換成疊加閥系列元件，并對液壓系統(tǒng)傳動原理圖進(jìn)行必要的修改和整理，擬定出完整的符合要求的液壓系統(tǒng)原理圖。 圖 傳動系統(tǒng)圖 沈陽化工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 10 下圖是根據(jù)疊加閥元件轉(zhuǎn)成的液壓傳動系統(tǒng)圖 圖 用疊加閥構(gòu)成的液壓傳動系統(tǒng)圖 液壓元件的選擇 據(jù)系統(tǒng)要求和設(shè)計方案，選擇合適的液壓元件，對液壓 系統(tǒng)有很大的影響，所以對液壓元件應(yīng)合理的選擇。 1） 確定液壓泵的最大工作壓力 Pp. 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機類型，初定上液壓泵的工作壓力取為25MPa ，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為 1MPa （含回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油腔），則液壓泵的最高工作壓力為 611 (2 5 1 ) 1 0 2 6pP P P M P a? ? ? ? ? ? ? 上述計算所得的 pP 是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的 80%左右因此選泵的額定壓力 nP 應(yīng)滿足： / 0 .8 2 6 / 0 .8 3 1 .2 5npP P M p a? ? ? 2） 確定液壓泵的流量 沈陽化工大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 11 液壓缸的輸出流量為 Qp≥ K(∑ Qmax)m3/s, （ 31） 式中： k—— 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 k=； Qmax—— 同時動作的液壓缸的最大總流量，對于在工作過程用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng) ， 尚須加溢流閥的最小溢流量 2~3 minL . 所以， m a x( ) 1 . 1 ( 7 0 . 6 5 2 . 5 ) 8 0 . 4 6 5 m inpL Lq K q q? ? ? ? ? ? ??? 3)選擇液壓泵和電動機的規(guī)格 1．選擇液壓泵的規(guī)格 由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負(fù)載壓力大，功率大。所以選軸向柱塞變量泵。因為柱塞與缸孔加工容易，尺寸精度及表面質(zhì)量可以達(dá)到很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達(dá)到的工作壓力，一般是（ 200~400 ） 510Pa? ，最高可以達(dá)到 51000 10 Pa? 。因為只要適當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變增大。 4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強度得到充分利用，壽命長，單位功率重量小。材料及加工精度要求高，加工量大，價格昂貴。 2．與液壓泵匹配的電動機的選定 由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在工作缸壓制階段，這時液壓泵的供油壓力值為 26Mpa，流量為已選定泵的流量值。柱塞泵為 ~ ，取 p?? 。 疊加閥簡介及選擇 [4] 1）概述 疊加閥是在板式閥集成化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件，但它在配置形式上和樣板閥，插裝閥截然不同。每個疊加閥除了具有液壓閥功能外，還起油路通道的作用。 疊加閥與一般閥在工作原理上基本相同，但在具體結(jié)構(gòu)和連接方式上有其特點，因而它自成體系。每種規(guī)格通經(jīng)的疊加閥主油路的位置和數(shù)量都與相應(yīng)通經(jīng)主換向閥相同，因此，同一通經(jīng)系列的疊加閥都可以疊加起來組成不同的系統(tǒng)。在每疊中，液壓系統(tǒng)的主換向閥安置在最上面；與執(zhí)行部件連接用的底板塊放在最下面；疊加閥均放在換向閥與底板塊之間，其順序按液壓傳動的動作要求 而定。生產(chǎn)企業(yè)有大連組合機床研究所、江蘇海門液壓件廠、河北保定液壓件廠和浙江象山液壓件廠等。 3） 疊加閥的選用 用油管和管接件將液壓元件連接起來，是過去應(yīng)用最廣泛的一種連接形式。隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，目前多采用無管連接，其中一種方法就是將液壓閥元件安裝在通用的餓底板上，在板內(nèi)鉆孔作為回路的通油孔。其通路不用管連接，目前幾經(jīng)趨于標(biāo)準(zhǔn)化。本設(shè)計系統(tǒng)中采用精密無縫鋼管，因其能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好：卡套式管接頭適用于油、氣及一般腐蝕性介質(zhì)的管路系統(tǒng)。因此鋼管的接頭采用卡套式錐螺紋直通管接頭按（ GB/） 選取，這些鋼管均要求在退火狀態(tài)下使用，管道連接采用 55176。細(xì)牙螺紋的密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但需采用組合墊圈或 O 型密封圈進(jìn)行端面密封。在強度保證的情況下管壁可盡量選的薄些。液壓系統(tǒng)中的泄漏問題大部分出現(xiàn)在管系的接頭上，為此對接頭形式的確定，管系的設(shè)計及設(shè)計管道的安裝應(yīng)具體考慮。 管接頭聯(lián) 接螺紋 M27 2。 管接頭聯(lián)接螺紋 M33 2。 根據(jù)上述的參數(shù)可以得到： 我 們 選 鋼 管 的 材 料 為 45 鋼 ， 由 此 可 得 材 料 的 抗 拉 強 度 b? =600MPa。 4 液壓缸的設(shè)計 液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。的往復(fù)擺動運動。 液壓缸常用類型 [9] 隨著液壓技術(shù)的飛速發(fā)展和普遍應(yīng)用，液壓缸的類型也逐漸繁多。本設(shè)計課題為組合機床液壓機，專門傳遞推力，屬于中壓缸。通常成對反向布置使用，這種液壓缸中的柱塞和缸筒不接觸，運 動時由缸蓋上的導(dǎo)向套來導(dǎo)向，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且動作不夠靈敏，不能滿足本設(shè)計的要求；雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，制造便宜，容易操作，安裝面積小，可以滿足力和運動的要求。雙作用活塞桿液壓缸的活塞、活塞桿和導(dǎo)向套上都裝有密封圈，因而液壓缸被分隔為兩個互不相通的油管，當(dāng)活塞腔通入高壓油而活塞桿腔回油時可實現(xiàn)工作進(jìn)程，當(dāng)從反方向進(jìn)油和回油時可實現(xiàn)快速回程。已有國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其安裝尺寸。在設(shè)計過程中，根據(jù)要求結(jié)合實際設(shè)計要求設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理，并能實現(xiàn)工作要求的液壓缸。缸筒的材料一般要求有足夠的強度和沖擊韌性，對焊接的缸筒還要求有良好的焊接性能。 b. 對缸筒的要求 缸筒要有足夠的強度，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)試驗壓力而不至產(chǎn)生永久變形；缸筒要有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲；缸筒內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力的作用下，能長期工作而磨損少，尺寸公差等級和沈陽化工大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 17 形位公差等級足以活塞密封件的密封性；需要焊接的缸筒還要求有良好的 可焊性，以便在焊上法蘭或管接頭后不至于產(chǎn)生裂紋或過大的變形。 額定工作壓力 Pn 應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全即： Pn≤ s(D2 1 D2)/ D2 1Mpa （ 41） 式中： Pn—— 液壓缸額定壓力 D 1—— 缸外徑 D—— 缸內(nèi)徑 δ s—— 材料的極限應(yīng)力 δ s =340Mpa 所以 Pn≤ （ 32022802） /3202 340 = 本設(shè)計課題給定的 Pn 為 Mpa，所以缸筒工作安全。根據(jù)實際情況，選取 普通圓柱螺栓。 e．缸筒制造加工要求 熱處理：調(diào)質(zhì)，硬度為 HB≥ 241285。 缸筒內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 11 級精度選取，圓柱度公差值應(yīng)該按照 8 級精度選取。 缸筒的零件圖如下圖所示： 沈陽化工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 18 圖 41 缸筒 2) 缸蓋的設(shè)計 缸蓋分為左缸蓋和右缸蓋。其法蘭的尺寸由安裝條件確定。缸蓋與缸體的內(nèi)壁接觸處采用了O 型密封圈進(jìn)行密封。左缸蓋的進(jìn)油口安置在上方，而右缸蓋的 出油口安排在側(cè)面，為了防止漏油，采用直角油管接出 . 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 t 按強度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計算。 液壓缸： 無孔時 3 2 2 . 90 . 4 3 3 3 2 0 1 0 6 3110t m m m?? ? ? ? ? 取 t=65mm 沈陽化工大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 19 有孔時 39。缸蓋的零件圖具體如下： 圖 左端蓋 圖 右端蓋 3） 活塞的設(shè)計 由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不沈陽化工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 20 能太緊，也不能間隙過大。 根據(jù)密封裝置形式來選用活塞結(jié)構(gòu)形式?；钊牧嫌媚湍ヨT鐵，活塞與缸筒之間的密封圈用 O 型密封圈， O 型密封圈耐高壓，耐磨性好，低溫性能好。活塞的外徑稍小于缸筒的內(nèi)徑，活塞與缸筒之間是用密封圈連接起來的，因為缸筒的內(nèi)徑為 280mm，則取活塞的外徑為 280mm，其內(nèi)孔的大小是根據(jù)與之相配合的活塞桿的直徑來確定的?；钊麠U的直徑的確定見下一節(jié)。密封圈的選定根據(jù)《液壓工程手冊》 活塞的零件圖如下圖所示： 圖 活塞 4） 桿的設(shè)計 結(jié)構(gòu)與材料 活塞桿的材料選用 45 號鋼，實心結(jié)構(gòu)同時對活塞桿進(jìn)行淬火，淬火深度為 。 前面已經(jīng)求得活塞桿的最大直徑為 180mm，根據(jù)類比可知穩(wěn)定性要求，活塞桿的 總長沈陽化工大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 21 要根據(jù)油缸的行程來確定，本課題的油缸行程為 500mm，再綜合其他方面的要求，我選擇取活塞桿的總長為 692mm. ： ：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229285HB，必要時，再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)到 ，一般應(yīng)該按照 6 級精度加工，如載荷較小，機械振動也較小時，允許按照 7 級或則 8 級精度制造。太光滑了，表面形成不了油膜，反而不利于潤滑，因此該設(shè)計選取為 。 端蓋和缸筒之間屬于靜密封，用石棉密封，其他的密封都采用了不同安裝型號的 O 型密封圈進(jìn)行密封。導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)形式有軸套式和端蓋式兩種，本設(shè)計采用軸套式。如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計時必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。 活塞的寬度 B 一般取 B=(~10)D；缸蓋滑動支承面的長度 1l ，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑 D 而定； 當(dāng) D80mm 時，取 ? ?Dl ~ ? ； 當(dāng) D80mm 時，取 ? ?dl ~ ? 。隔套的長度 C 由需要的最小導(dǎo)向長度 H決定，即 ? ?BlHC ??? 121 滑臺液壓缸： 最小導(dǎo)向長度： 5 0 0 3 2 0 1852 0 2H m m? ? ? 設(shè)計中導(dǎo)向套采用兩個導(dǎo)向段，每段寬度為 d/3。最終根據(jù)要求的需要，選擇導(dǎo)向套的長度為 200mm。因此，這里采用了錫青銅這種材料。 導(dǎo)向套的零件圖如下圖所示： 7） 裝置的設(shè)計 沈陽化工大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計計算說明書 23 緩沖裝置的工作原理是使缸筒低壓腔內(nèi)油液通過節(jié)流把動能轉(zhuǎn)換為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。變節(jié)流型緩沖裝置在緩沖過程中通流面積隨緩沖過程的變化而變化，緩沖腔內(nèi)的緩沖壓 力保持均勻或按一定的規(guī)