【正文】 功率還可降低一些， 則： 1008 .4 7 6 .7 7 6125P kw? ? ? 。 根據系統(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。 將已知數據代入式 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)及主油缸的設計 14 （ 211） 式中： p— 管內最 高工作壓力，為 ； n— 安全系數， 由張利平《液壓氣動速查手冊》 [3]表 取得 ： n=8； b? 管材抗拉強度，選紫銅管，則為 10MPa。 將所得數據代入式 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油管路的 壓力損失。 b2pdn???mm4102 3 ?? ???? ??機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 15 將已知數據代入式 213 得： 又因為： 式中 ： ? 正常運轉后油的運動粘度 。 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)行元件驅動外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉化為熱量，使油溫升高。 s/4d4qv232v ????? ??? 5 ?????? ??R萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)及主油缸的設計 16 ??? z1i iiitrpitqp1 ?TP ?????? ?? ? ?? ?n 1i m 1j jjwjiwitc tw1 TSFTP 而將具體的數值代入 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 。 將所取得的數據代入式 215 得： hc hr16 35 kw P kwP ? ? ? ? ? ? 由上得知，油箱的散熱遠遠滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，管路散熱是極小的，需要另設冷卻器。 4）液壓油箱的結構設計 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。設計油箱時應考慮的幾點要求： 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，也可以在油箱側壁開較大的窗口，并用側蓋板緊密封閉。油箱的底部應裝設底腳，底腳高度一般為 150～ 200mm，以利于通風散熱 及排出箱內油液。本設計中用的是槽鋼加工的。 圖 液壓油箱底部構造的五種類型 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)及主油缸的設計 18 3. 頂板：頂板一般取得厚一些，為 6～ 10mm，因為本設計把泵、閥和電動機安裝在油箱頂部上時，頂板厚度選最大值 10mm。 4. 隔板：油箱內一般設有隔板，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、氣泡析出和雜質沉淀。有時隔板可以設計成高出液壓油面，使液壓油從隔板側面流過；在中部開有較大的窗口并配上適當面積的濾網，對油液進行粗濾。 回油管及吸油管為了防止出現吸空和回油沖擊油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管應布置在油箱最低液面 50～ 100mm以下，管口與箱底距離不應小于 2倍的管徑，防 止吸入沉淀物。回油管的出口絕對不允許放在液面以上。 6. 回油集管的考慮：單獨設置回油管當然是理想的，但不得已時則應使用回油集管。 7. 吸油管： 吸油管前一般應該設置濾油器，其精度為 100～ 200目的網式或線式隙式濾油器。濾油器與箱底間的距離應不小于 20mm。 8. 泄油油管的配置： 管子直徑和長度要適當，管口應該在液面之上，以避免產生背壓。 9. 過濾網的配置：過濾網可以設計成液壓 油箱內部一分為二，使吸油管與回油管隔開，這樣液壓油可以經過一次過濾。 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?；煊须s質，如空氣中的塵埃、氧化皮、鐵屑、金屬粉末。這些雜質是造成液壓元件故障的額重要原因，它們會造成油泵、油馬達及閥類元件內運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液體液位的 情況，應該在油箱壁板的側面安裝液面指示器，指示最高、最低油位。 機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 19 油箱頂板需要裝設空氣濾清器，對進入油箱的空氣進行過濾，防止大氣中的雜質污染液壓油。 油箱內部應刷淺色的耐油油漆。 液壓泵站的設計 電動機與液壓泵的聯接方式分為法蘭式、支架式和支架法蘭式。這種結構裝拆很方便。這種結構對于保證同軸度比較困難（電動機與液壓泵的同軸度 ? ）。 3） 法蘭支架式 電動機與液壓泵先以法蘭聯接，法蘭再與支架聯接，最后支架再裝在底板上。 本設計采用法蘭 支架式聯接。 1） 液壓裝置中各部件、元件的布置要均勻、便于裝配、調整、維修和使用，并且要適當地注意外觀的整齊和美觀。 3） 在閥類元件的布置中，行程閥的安放位置必須靠近運動部件。換向閥之間應留有一定的軸向距離，以便進行手動調整或裝拆電磁鐵。 4） 壓泵與機床相聯的管道一般都先集中接到機床的中間接頭上，然后再分別通向不同部件的各個執(zhí)行機構中去，這樣做有利于搬運、裝拆和維修。相互平行的管道應保持一定的間隔，并用管夾固定。軟管安裝時應避免發(fā)生扭轉，影響使用壽命。 3 萬能外圓磨床主油缸 的設計 由前面設計已得到基本參數 ： D=125mm ； d=90mm ； 1A = 2cm ； 22 ? 。 將取得的數據代入式 31得： 2821 76 5. 15d 3. 57 10 0. 55 m m0. 91 6 10 d?? ? ? ??? 符和要求。 液壓缸結構參數的計算 1）缸筒壁厚的計算 根據 《機械設計手冊》 [10]， 由缸內徑 125mm可選得 標準液壓缸外徑 ： 1 146mmD ? ， 則缸筒壁厚 ： 1 1 4 6 1 2 5 1 0 .5 m m22DD? ? ?? ? ?。 機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 21 ?? v D? （ 32） 式中 ： ?d — 液壓缸油口直徑 ； D— 液壓缸內徑，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，當缸底無油孔時 ： ? ??? ? （ 33） 式中 ： h— 缸底厚度 ； D— 液壓缸內徑，為 125mm； ?P — 試驗壓力，為 210MPa； ??? — 缸底材料的許用應力，由《機械設計課程設計 》 [6]表 76采用 45鋼，則為 600MPa。 將取得數據代入式 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— 缸體內徑 。 8）液壓缸進、出油口尺寸的確定 液壓 缸的進、出油口可布置在端蓋或缸筒上，進、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。 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 10)活塞桿與活塞的連接結構 參閱 丁樹?！兑簤簜鲃印?[12]， 采用組合式結構中的螺紋連接。 此種連接方式 應用較多，如組合機床與工程機械上的液壓缸。 將上述所得數據代入式 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）拉桿螺紋強度校核 機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（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）緩沖裝置的設計 當活塞快速運動到缸蓋時，增大排油阻力，使液壓缸的排油腔產生足夠的緩沖壓力，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)能否正常工作的關鍵之一。往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構，其支撐部的剛性較好，結構簡單，裝拆方便。 2）活塞桿密封 安裝在液壓缸端蓋內側防塵密封里面，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較多，根據不同的工作環(huán)境選擇不同的截面形式與材質。 下圖為常見的密封裝置： 圖 各種密封裝置圖 3） 導向帶與支撐環(huán) 支撐環(huán) 安裝在液壓缸端蓋內側，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，所以對導向帶和支撐環(huán)的也較高，比如摩擦系數小，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 本章是對萬能外圓磨床主油缸的設計。緊接著，由設 計手冊，對液壓缸零件分別進行設計，設計過程，也注意將所設計了與實際應用的相比較，進而對設計進行改進，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、液壓缸機械別勁、液壓缸進氣、液壓缸沖擊