【正文】 式液壓缸根據(jù)其使用要求不同可分為雙桿式和單桿式兩 種。活塞兩端都有一根直徑相等的活塞桿伸出的液壓缸稱(chēng)為雙桿式活塞缸，它一般由缸體、缸蓋、活塞、活塞桿和密封件等零件構(gòu)成。 雙桿活塞缸在工作時(shí)，設(shè)計(jì)成一個(gè)活塞桿是受拉的，而另一個(gè)活塞桿不受力，因此這種液壓缸的活塞桿可以做得細(xì)些。 活塞只有一端帶活塞桿，單桿液壓缸也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺(tái)移動(dòng)范圍都是活塞有效行程的兩倍。單桿活塞缸在其左右兩腔都接通高壓油時(shí)稱(chēng)為 “ 差動(dòng)連接 ”。增壓液壓缸又稱(chēng)增壓器，它利用活塞和柱塞有效面積的不同使液壓系統(tǒng)中的局部區(qū)域獲得高壓。 單作用增壓缸在柱塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)，不能再輸出高壓液體，需要將活塞退回到左端位置，再向右行時(shí)才又輸出高壓液體，為了克服這一缺點(diǎn)，可采用雙作用增壓缸，由兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。 (3)齒輪缸。 (1)缸筒和缸蓋。工作壓力 p＜ 10MPa 時(shí)，使用鑄鐵； p＜ 20MPa 時(shí)，使用無(wú)縫鋼管； p＞ 20MPa 時(shí)，使用鑄鋼或鍛鋼?？梢园讯绦谐痰囊簤焊椎幕钊麠U與活塞做成一體，這是最簡(jiǎn)單的形式。 (3)密封裝置。所示為間隙密封，它依靠運(yùn)動(dòng)間的微小間隙來(lái)防止泄漏。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無(wú)法恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高的缸筒和活 塞間使用。 效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高溫，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，但加工要求高，裝拆較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間 、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 蓋之間都能使用。 圖 1液壓缸的基本結(jié)構(gòu) (4)緩沖裝置。 緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時(shí)封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)，逐漸減慢運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避 免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。一個(gè)形狀相同的閥，可以因?yàn)樽饔脵C(jī)制的不同，而具有不同的功能。這就是說(shuō)，盡管液壓閥存在著各種各樣不同的類(lèi)型，它們之間還是保持著一些基本共同之點(diǎn)的。 （ 2）在工作原理上，所有閥的開(kāi)口大小，閥進(jìn)、出口間壓差以及流過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。 300 1/300fuf m m rn? ? ? 對(duì)于單位切削力 P，由以下的常用金屬材料的單位切削力表 1 可得，我們選P=2021 2/N mm 。 根據(jù)以上的公式 cpF Pfa? 可得： 2 0 0 0 1 1 .5 3 0 0 0 ( )cpF P fa N? ? ? ? ? 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 因?yàn)?3000 maxcF =3185N，所以選取的合適 阻力負(fù)載 靜摩擦力： Ffj=（ G1+G2） fj=(4000+1800)=1160N 動(dòng)摩擦力 Ffd=（ G1+G2） fd=(4000+1800)=580N 慣性負(fù)載 機(jī)床工作部件的總質(zhì)量 m=（ G1+G2） /g=5800/=592kg 慣性力 Fm=m ut— 執(zhí)行元件末速度 m/s178。 t— 執(zhí)行元件加速時(shí)間 s 因此，執(zhí)行元件在各動(dòng)作階段中負(fù)載計(jì)算如下表 2 所示： 表 2 執(zhí)行元件在各動(dòng)作階段中負(fù)載 工況 油缸負(fù)載（ N） 負(fù)載值（ N） 啟動(dòng) F=Ffj 1160 加速 F=Ffd+Fm 1073 快進(jìn) F=Ffd 580 工進(jìn) F=Ffd+Fc 3580 快退 F=Ffd 580 對(duì)于速度而言，設(shè)計(jì)依據(jù)中已經(jīng)有了明確的說(shuō)明，所以按照設(shè)計(jì)依據(jù)繪制如下 圖 2： 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 2銑床液壓缸速度圖 初選油缸的工作壓力 由上可以知道，銑床的最大負(fù)載 F=3580N，根據(jù)下表 3 可得： 表 3 按負(fù)載選 擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力 載荷 /（ kN） 5 5— 10 10— 20 20— 30 30— 50 50 工作壓力（ Mpa） ~1 ~2 ~3 3~4 4~5 =5~7 由表 3 可 選系統(tǒng)的工作壓力 P1=2Mpa?？爝M(jìn)和工進(jìn)的速度換接用 三 位 四 通電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。考慮到銑床可能受到負(fù)值負(fù)載，故采用 調(diào) 速閥的進(jìn)油節(jié)流加背壓閥的調(diào)速回路， 銑床機(jī)床液壓缸負(fù)載圖 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 所以回油路上具有背壓 P2，取背壓 P2=。 U 工進(jìn) = 10 / m i nm?? ? ? A1— 工進(jìn)時(shí)油壓作用的面積 2m U 工進(jìn) — 工進(jìn)時(shí)油缸的速度 mm/min （ 2） 快進(jìn)時(shí)油缸需要的流量 Q 快進(jìn) 3/minm 差動(dòng)連接時(shí) : Q 快進(jìn) =(A1A2) U 快進(jìn) — 油缸快進(jìn)時(shí)的速度 mm/min （ 3） 快退時(shí)油缸需要的流量 Q 快退 , 3/minm Q 快退 = A2 （ 5）快進(jìn)時(shí)油缸壓力 2 1 2( / ) / 0 .9 6mp F p A A A M P a?? ? ? ?啟 動(dòng) （ ） 2 1 2( / ) / 1 .2 6mp F p A A A M P a?? ? ? ?加 速 （ ） 2 1 2( / ) / 0 .8 6mp F p A A A M P a?? ? ? ?快 速 （ ） 這里： F 分別表示快速啟動(dòng)、加速、快速時(shí)油缸的推力， P— 分別表示快速啟動(dòng)、加速、快速時(shí)油缸的壓力。 （ 6）快退時(shí)油缸壓力 2 1 2/ ) / 0 .7 7mP F P A A M P a?? ? ?啟 動(dòng) （ 2 1 2/ ) / 1 .6 1mP F P A A M P a?? ? ?加 速 （ 2 1 2/ ) / 1 .2 8mP F P A A M P a?? ? ?快 退 （ F— 分別表示快速啟動(dòng)、加速、快速時(shí)油缸的推力， P—分別表示快速啟動(dòng)、加速、快速時(shí)油缸的壓力。考慮到銑床可能受到負(fù)值負(fù)載，故采用回油路調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速方式 ，并選用開(kāi)式循環(huán)。 故我們選用定量單液壓泵供油。 壓力繼電器發(fā)訊，由電磁換向閥實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)啟動(dòng)和換向。 （三）選擇調(diào)壓回路 設(shè)計(jì)過(guò)程中，在油源中采用溢流閥來(lái)調(diào)定系統(tǒng)的工作壓力，因此調(diào)壓?jiǎn)栴}基本上已經(jīng)在油源中解決，無(wú)須在另外設(shè)置調(diào)壓系統(tǒng)。組合成液壓系統(tǒng)圖 如下： 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 5 液壓系統(tǒng)圖 將上面所選的液壓基本回路組合在一起，便可得到以下的液壓系統(tǒng)原理圖。 由以上的計(jì)算可得，液壓泵提供的最大流量是 ,因?yàn)橄?統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，取泄漏系數(shù) ? ，則兩個(gè)液壓泵的實(shí)際流量應(yīng)為： / m in 8 / m inpq L L? ? ? 由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為 3L/min，而工進(jìn)時(shí)輸入到液壓缸的流量是，由流量液壓泵單獨(dú)供油，所以液壓泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為 。取液壓泵的容積效率為 ?? ，則液壓泵的實(shí)際流量大小為： 6. 3 12 00 0. 9 / 10 00 6. 8 / m inpqL? ? ? ? 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 由于由以上的計(jì)算過(guò)程中，我們知道了液壓缸在快退時(shí)的輸入功率最大，此時(shí)液壓泵的工作壓力是 +（進(jìn)油路上的壓力損失） =，流量為 ，查表可得，取液壓泵的總效率 ? ? ，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的功率為 1 . 6 8 6 . 80 . 36 0 0 . 7ppppqP kW? ?? ? ?? 根據(jù)以上的數(shù)據(jù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用 Y801 型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 ，額定轉(zhuǎn)速為 1200r/min。 油箱的設(shè)計(jì) 對(duì)油箱容積我們進(jìn)行估算，取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 7?? ，故其容積為： 7 47 .6pV q L L?? ? ? ? 取靠其最近的標(biāo)準(zhǔn)值 V=50L 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中所占的時(shí)間比例是很長(zhǎng)的，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可按工進(jìn)時(shí)的工況來(lái)計(jì)算。 ． [12] Maris, of plunge griding operations Annals of CIRP . [13] Bhattacharyyask,Grindabibity study of CBN wheels proc of 19th MTDR . 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面的考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練， 培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為以后撰寫(xiě)專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下良好的基礎(chǔ)。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1