【正文】 %，這樣電動機(jī)功率還可降低一些， 則： 1008 .4 7 6 .7 7 6125P kw? ? ? 。 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力 和通過各個閥類元件和輔助元件的流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格如表 24所示。 將已知數(shù)據(jù)代入式 210得： 2）管道壁厚 ? 的計算 vq4d ??4 0 .8 4 7d 1 4 .6 9 m m5?????萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)及主油缸的設(shè)計 14 （ 211） 式中： p— 管內(nèi)最高工作壓力，為 ； n— 安全系數(shù)， 由張利平《液壓氣動速查手冊》 [3]表 ： n=8； b? 管材抗拉強(qiáng)度，選紫銅管，則為 10MPa。 將所得數(shù)據(jù)代入式 212得 : 3 6 0 .5 1 8 0 .5VL? ? ? 則， V可取為 180L。 a） 沿程壓力損失 沿程壓力損失，主要是注射缸快速注射時進(jìn)油管路的壓力損失。 b2pdn???mm4102 3 ?? ???? ??機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 將已知數(shù)據(jù)代入式 213得： 又因為： 式中 ： ? 正常運(yùn)轉(zhuǎn)后油的運(yùn)動粘度 。 b） 局部壓力損失 局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失 2p? ，以及通過控制閥的局部壓力損失 3p? 。 通過各閥的局部壓力損失之和為： 250 23 ????????????MPa 3）系統(tǒng)的發(fā)熱與升溫 液壓系統(tǒng)工作時，除執(zhí)行元件驅(qū)動外載荷輸 出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。 s/4d4qv232v ????? ??? 5 ?????? ??R萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)及主油缸的設(shè)計 16 ??? z1i iiitrpitqp1 ?TP ?????? ?? ? ?? ?n 1i m 1j jjwjiwitc tw1 TSFTP 而將具體的數(shù)值代入 式 214得 ： hrP == b） 計算散熱功率 前面初步求得油箱的有效容積為 180 3dm ，按 V=： 3180a b h 2 2 5 m0 .8 d? ? ? ? 則 ： 取 a為 7dm， b為 6dm， h為 。 將所取得的數(shù)據(jù)代入式 215 得： hc hr16 35 kw P kwP ? ? ? ? ? ? 由上得知，油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，管路散熱是極小的，需要另設(shè)冷卻器。 4）液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 一般的開式油箱是用鋼板焊接而成的，大型的油箱則是用型鋼作為骨架的，再在外表焊接鋼板。設(shè)計油箱時應(yīng)考慮的幾點要求： 1. 壁板：壁板厚度一般是 3～ 4mm；容量大的油箱一般取 4～ 6mm。對于大容量的油箱，為了清洗方便，也可以在油箱側(cè)壁開較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。油箱的底部應(yīng)裝設(shè)底腳，底腳高度一般為 150～ 200mm，以利于通風(fēng)散熱及排出箱內(nèi)油液。本設(shè)計中用的是槽鋼加工的。 圖 液壓油箱底部構(gòu)造的五種類型 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)及主油缸的設(shè)計 18 3. 頂板：頂板一般取得厚一些，為 6～ 10mm，因為本設(shè)計 把泵、閥和電動機(jī)安裝在油箱頂部上時，頂板厚度選最大值 10mm。 4. 隔板：油箱內(nèi)一般設(shè)有隔板，隔板的作用是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開，增大油液循環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀。有時隔板可以設(shè)計成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過；在中部開有較大的窗口并配上適 當(dāng)面積的濾網(wǎng)，對油液進(jìn)行粗濾。 回油管及吸油管為了防止出現(xiàn)吸空和回油沖擊油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管應(yīng)布置在油箱最低液面 50～ 100mm以下，管口與箱底距離不應(yīng)小于 2倍的管徑，防 止吸入沉淀物?；赜凸艿某隹诮^對不允許放在液面以上。 6. 回油集管的考慮：單獨(dú)設(shè)置回油管當(dāng)然是理想的，但不得已時則應(yīng)使用回油集管。 7. 吸油管： 吸油管前一般應(yīng)該設(shè)置濾油器，其精度為 100～ 200目的網(wǎng)式或線式隙式濾油器。濾油器與箱底間的距離應(yīng)不小于 20mm。 8. 泄油油管的配置： 管子直徑和長度要適當(dāng)，管口應(yīng)該在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。 9. 過濾網(wǎng)的配置：過濾網(wǎng)可以設(shè)計成液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開，這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾。 10. 濾油器： 濾油器的作用及過濾精度 液壓系統(tǒng)中的液壓油經(jīng)常混有雜質(zhì)，如空氣中的塵埃、氧化皮、鐵屑、金屬粉末。這些雜質(zhì)是造成液壓元件故障的額重要原因，它們會造成 油泵、油馬達(dá)及閥類元件內(nèi)運(yùn)動件和密封件的磨損和劃傷，閥芯卡死，小孔堵塞等故障，影響液壓系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。 為了便于隨時檢查和觀察箱內(nèi)液體液位的情況，應(yīng)該在油箱壁板的側(cè)面安裝液面指示器，指示最高、最低油位。 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 油箱頂板需要裝設(shè)空氣濾清器，對進(jìn)入油箱的空氣進(jìn)行過濾，防止大氣中的雜質(zhì)污染液壓油。 油箱內(nèi)部應(yīng)刷淺色的耐油油漆。 液壓泵站的設(shè)計 電動機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式分為法蘭式、支架式和支架法蘭式。這種結(jié)構(gòu)裝拆很方便。這種結(jié)構(gòu)對于保證同軸度比較困難（電動機(jī)與液壓泵的同軸度 ? ）。 3） 法蘭支架式 電動機(jī)與液壓泵先以法蘭聯(lián)接，法蘭再與支架聯(lián)接，最后支架再裝在底板上。 本設(shè)計采用法蘭支架式聯(lián)接。 1） 液壓裝置中各部件、元件的布置要均勻、便于裝配、調(diào)整、維修和使用，并且要適當(dāng)?shù)刈⒁馔庥^的整齊和美觀。 3） 在閥類元件的布置中，行程閥的安放位置必須靠近運(yùn)動部件。換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，以便進(jìn)行手動調(diào)整或裝拆電磁鐵。 4） 壓泵與機(jī)床相聯(lián)的管道一般都先集中接到機(jī)床的中間接頭上，然后再分別通向不同部件的各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)中去，這樣做有利于搬運(yùn)、裝拆和維修。相互平行的管道應(yīng)保持一定的間隔，并用管夾固定。軟管安裝時應(yīng)避免發(fā) 生扭轉(zhuǎn)，影響使用壽命。 3 萬能外圓磨床主油缸 的設(shè)計 由前面設(shè)計已得到基本參數(shù) ： D=125mm ； d=90mm ； 1A = 2cm ； 22 ? 。 將取得的數(shù)據(jù)代入式 31得： 2821 76 5. 15d 3. 57 10 0. 55 m m0. 91 6 10 d?? ? ? ??? 符和要求。 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 1）缸筒壁厚的計算 根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計手冊》 [10]， 由缸內(nèi)徑 125mm 可選得 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑 ： 1 146mmD ? ， 則缸筒壁厚 ： 1 1 4 6 1 2 5 1 0 .5 m m22DD? ? ?? ? ?。 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 ?? v D? （ 32） 式中 ： ?d — 液壓 缸油口直徑 ； D— 液壓缸內(nèi)徑，為 125mm； v— 液壓缸最大輸出速度，為 55mm/s； ?v — 油口液流速度，取為 110mm/s。 3）缸底厚度計算 平形缸底，當(dāng)缸底無油孔時 ： ? ??? ? （ 33） 式中 ： h— 缸底厚度 ； D— 液壓缸內(nèi)徑，為 125mm； ?P — 試驗壓力，為 210MPa； ??? — 缸底材料的許用應(yīng)力，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 》 [6]表 76采用 45鋼，則為 600MPa。 將取得數(shù)據(jù)代入式 34得： 120t 0 .4 3 3 1 2 5 2 4 .2 1 m m600? ? ? ?。 具體如圖 。 6）活塞寬度 B的確定 由雷天覺《液壓工程手冊》 [16]表 65知 ： ? ? ? ? ? ?0 .6 ~ 1 .0 0 .6 ~ 1 .0 1 2 5 7 5 ~ 1 2 5 m mBD? ? ? ? 則由張利平《液壓氣動速查手冊》 [3]表 ： B=75mm。 缸體長度 ： ? ? ? ? ? ?2 20 ~ 30 20 ~ 30 12 5 25 00 ~ 37 50 m mLD? ? ? ? 式中 ： D— 缸體內(nèi)徑 。 8）液壓缸進(jìn)、出油口尺寸的確定 液壓缸的進(jìn)、出油口可布置在端蓋或缸筒上，進(jìn)、出油口出的流速不大于 5m/s，油口的連接方式為螺紋連接或法蘭連接。 9）缸體與缸蓋的連接形式 缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。 缺點： (1) 外型尺寸大 ； (2) 缸筒開槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚 10)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 參閱 丁樹?！兑簤簜鲃印?[12]， 采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。 此種連接方式 應(yīng)用較多，如組合機(jī)床與工程機(jī)械上的液壓缸。 將上述所得數(shù)據(jù)代入式 3式 36得： 524 3 2 . 3 9 1 0 9 9 . 6 03 3 . 8 5 5 8 M p a? ?? ? ?????； 530 . 1 2 3 2 . 3 9 1 0 3 6 4 9 . 8 90 . 2 3 3 . 8 5 5 8 M p a? ? ? ? ?????。 12）拉桿螺紋強(qiáng)度校核 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 拉桿處螺紋 M48， 0 48d mm? ， 1 mm? ，螺母 D=； F=23940N； K取為 3； 1K 取為 ； Z=1。 13）緩沖裝置的設(shè)計 當(dāng)活塞快速運(yùn)動到缸蓋時，增大排油阻力，使液壓缸的排油腔產(chǎn)生足夠的緩沖壓力，使缸蓋減速，從而避免與缸蓋相撞。 雖然 密封件 是液壓設(shè)備中的輔件，但密封與密封裝置的好壞是直接影響到液壓系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵之一。往個別密封件的失效所造成的損失可能是密封件本身價值的千萬倍。 防塵密封圈分為多種類型號與尺寸，有聚脂，也有外包金屬骨架，因此，使用范圍與針對對像 更加廣泛。 在這里選用普通形防塵圈，普通形防塵圈呈舌形結(jié)構(gòu)，其支撐部的剛性較好，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。 2）活塞桿密封 安裝在液壓缸端蓋內(nèi)側(cè)防塵密封里面，作用是防止液壓油外漏，主要承壓原件之一，單向承壓，承受壓力較大，直接與液壓油接觸。 活塞桿密封的截面形式與材質(zhì)較多，根據(jù)不同的工作環(huán)境選擇不同的截面形式與材質(zhì)。 下圖為常見的密封裝置： 圖 各種密封裝置圖 3） 導(dǎo)向帶與支撐環(huán) 支撐環(huán) 安裝在液壓缸端蓋內(nèi)側(cè)，主要作用是支撐活塞桿，防止活塞桿不垂直受力給桿密封帶來的承壓不均勻造成的密封效果差和使用壽命短等作用。 導(dǎo)向帶和支撐環(huán)的使用壽命直接影響到活塞密封和活塞桿密封的使用效果與壽命，所以對導(dǎo)向帶和支撐環(huán)的 也較高，比如摩擦系數(shù)小，硬度高，使用壽命長等。 4）靜密封 安裝在端蓋外圓與液壓缸內(nèi)壁接觸位置的是端蓋靜密封圈；安裝在活塞與活塞桿之間的是活塞靜密封圈。 常見的靜密封圈為 O 型密封圈加擋圈。一般的油封承受壓力的能力較差，一般為 ，氟橡膠耐壓油封承壓能力為 ， OTHELLO（奧賽羅）中高壓油封最高承壓為 40MPa。所選用時需根據(jù)不同的使用要求和不同的使用條件做出合適的選擇。 下圖為幾種常見的密封裝置： 圖 幾種常見密封裝置 小結(jié) 本章是對萬能外圓磨床主油缸的設(shè)計。緊接著，由設(shè)計手冊，對液壓缸零件分別進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計過程，也注意將所設(shè)計了與實際應(yīng)用的相比較，進(jìn)而對設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，使理論與實際相符。液壓缸常見故障有：液壓缸爬行、液壓外泄漏、液壓缸機(jī)械別勁、液壓缸進(jìn)氣、液壓缸沖擊等