【正文】 要求 在液壓系統(tǒng)中，由于工作油液中的雜質(zhì)（包括從系統(tǒng)外部進(jìn)入的臟物顆粒和系統(tǒng)中液元件的磨損微粒）進(jìn)入液壓系統(tǒng)。為了保證液壓系統(tǒng)的正常工作，提高液壓元件的壽命，進(jìn)入液壓系統(tǒng)中的工作液體必須濾油器過濾。 不同的液壓系統(tǒng)，以濾油器過濾精度的要求不同。不過由于 液壓機(jī)為非頻繁使用，且使用時(shí)間不長，再加上濾油器流量足夠大，所以不易使濾油器堵塞就不易使泵工作條件息化，濾油器安裝以后，可以定期取出清洗。 (1)由于此處選用恒功率液壓泵，因此泵的輸入功率不變，近似為電動(dòng)機(jī)的輸出功率，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 11kW。 (2)計(jì)算散熱功率 前面初步求的油箱的有效容積為 130L，按 V=，求的求的油箱各邊之積： abh= 3?? = 油箱的散熱面積為： A=（ a+b） +=? ? （ +） +? ? = 油箱的散 熱功率為： TAKP ?? tthc 式中 tK —— 油箱的散熱系數(shù)，查表 ， tK 取 16W/(m2 C?? ) T? —— 油溫與環(huán)境之差，取 T? =35C? hcP =16 35kW= 可見油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，管道散熱是極小的，需要另設(shè)冷卻器。 進(jìn)油進(jìn)入冷卻器的溫度 T1=60C? ,油流出冷卻器的溫度 T2=50C? ,冷卻水入口溫度t1=25C? 冷卻水出口的溫度 t2=30C? 。 4 液壓缸的設(shè)計(jì) 基本參數(shù) 工作載荷 F=200kN 液壓缸內(nèi)徑 D=110mm 活塞桿的直徑 d=70mm 工作壓力為 P=20MPa 缸筒的計(jì)算 材料的選擇 根據(jù)工作要求選用 45 號(hào)鋼，其 b? =610MPa，安全系數(shù)為 n=5 p? = nb? = 5610MPa =122MPa 缸筒厚度的計(jì)算 （ 1）根據(jù)材料的強(qiáng)度極限的下列計(jì)算公式 ? ?? ? FDD p ??? ??? 224 代入數(shù)據(jù)的 ? ?? ? 3622 ??????? ?? 計(jì)算的 ? = 由于 ??D? 因此必須滿足按薄壁筒計(jì)算的最小壁厚即 pMAXDP?? 2? = 66 101222 1101020 ?? ?? ＝ 所以 D 〉 110+? 2mm ＝ 取標(biāo)準(zhǔn)值的外徑 AL=133mm （ 2）缸筒厚度驗(yàn)算 ① 為避免發(fā)生塑性 變型額定壓力滿足 Pn ＜ (— )Pη Pη = slg(D’ /D) 式中δ s = 600650 MPa Pη = 109MPa Pη ＜ (— )*109 = MPa 滿足要求 ② 缸筒徑向變形量△ D 應(yīng)滿足 △ D = D*PT「 (D21+D2/ D21 D2)r」 /E 式中 PT 缸筒耐壓試驗(yàn)壓力 PT = MPa E – 彈性模量 E = *105 r – 泊松比 為 △ D = 250 **105(1332 +1102/13321102 +) = mm ③ 缸筒的爆裂壓力 PE PE = δ b lg(D‘ /D) = * 700 lg(133/110) = ≥ PT = 滿足要求 圖 31 缸筒 油口直徑的選擇 油口直徑的選用按照油管的內(nèi)徑選取，前面已計(jì)算得出內(nèi)徑為 20mm，因此油口的直徑也為 20mm。 缸底厚度的計(jì)算與選擇 （ 1）缸底厚度應(yīng)滿足的條件為： pzPyD ?? ? 其中 zD —— 計(jì)算處的壁厚，此處取 110mm Py —— 試驗(yàn)壓力， Py==? 25MPa。 缸筒與后端蓋用焊接，其焊縫應(yīng)力為δ = 4F/∏ (D12d12) * 106 式中 F— 液壓缸 最大推力 F== 200 * 103 N D1 — 缸筒的外徑 D1 = 133 mm d1— 焊縫底徑 取 d1 == 115 mm η — 焊縫效率 取η = δ = 4*200*103/∏ () = d1/ 2 圖 32 焊條型號(hào)取 E 5016 開型 藥皮類型 紙氫鉀型 δ b = 490 MPa 民、取安全系數(shù) n = 2 則δ =δ b / n = 245 MPa 故焊縫合格可靠 中間法蘭的設(shè)計(jì) 筒的兩端分別和缸蓋和缸底相連，構(gòu)成密閉的壓力腔，為便于液壓缸安裝特在缸筒的外壁焊接一法蘭，以便于安裝。 ② 缸筒的圓度公差等級(jí)選為按 10級(jí)精度選取， ，圓柱度公差值應(yīng)按 8 級(jí)精度選取。 ④ 為防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為 30～ 40 m? 的鎘層，鍍后經(jīng)行拋光。 圖 35 活塞 （ 2） 密封圈的選擇 圖 34 孔用密封圈 壓力機(jī)對(duì)于密封性的要求很高，由于系統(tǒng)的壓力較高，要求密封性能好，耐磨性好，使用時(shí)間較長，故選用孔用 xY 型密封圈。 （ 3）具體尺寸的選擇 由于缸體的內(nèi)徑 D1 為 110mm，由于活塞與缸之間有一定的空隙，應(yīng)控制在 1mm 左右此處取為 1mm，所以活塞的外徑 D=109mm。 d2， d1和 L2 的尺寸由密封圈確定，本次設(shè)計(jì)選用 Yx型密封圈，因此查表的其尺寸 d2=98mm d1=108mm L2=16mm l1=5mm L1＝ 14mm D的尺寸根據(jù)活塞桿確定。 ②外徑的圓柱度公差按 10 級(jí)精度公差選取。 d1處與活塞接觸，由于此處受力不大，但考慮到尺寸取太小時(shí)結(jié)構(gòu)不合理，可取為40mm，此時(shí)要檢驗(yàn)軸肩處能否承受工作載荷。 D為液壓缸的內(nèi)徑，為 110mm。 d1為活塞桿與活塞接觸處的直徑，為 40mm。 ??? 為需用強(qiáng)度，為 120Mpa。 （ 3）活塞桿與活塞的連接形式有多種，一般用螺紋連接，如活塞設(shè)計(jì)圖中所示，但 考慮到本設(shè)計(jì)中其受力較小，僅在返回行程中受活塞桿和中間滑塊的重力，因此可用卡環(huán)固定，使結(jié)構(gòu)更加簡單合理，且可以增加滑塊的行程，現(xiàn)將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖，其中具體尺寸為 L1=5mm L2的尺寸可根據(jù)卡環(huán)的寬度確定，卡環(huán)的寬度定為 4mm，因此 L2=4mm 溝槽的深度同樣根據(jù)卡環(huán)和機(jī)械強(qiáng)度確定，因此溝槽處直徑為 36mm。 螺紋退刀槽寬度取為 3mm，直徑取為 60mm。 活塞桿的技術(shù)要求： ① 活塞桿的熱處理：措加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229～ 285HB， ② 活塞桿 d和 d1 的圓度公差按 10級(jí)精度選取。 ③ 活塞桿 d對(duì) d1 的徑向跳動(dòng)公差值應(yīng)為 。 ⑤ 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按 6 級(jí)精度加工。 導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)與計(jì)算 導(dǎo)向套在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)中啟導(dǎo)向支承作用，導(dǎo)向套的性能的好壞對(duì)液壓缸的性能有很大的影響。 所以選用 A為 100mm。 ㎜、 D1 =78177。 圖 39 防塵圈 （ 4）導(dǎo)向套的具體設(shè)計(jì) 310 導(dǎo)向套 總體長度 L=100mm D處于液壓缸的內(nèi)徑接觸，因此 D=110mm。 L1 的尺寸根據(jù)總長度確定， L1=35mm。 d1處安裝支撐環(huán)，因此 d1=80mm。 導(dǎo)向套安裝兩個(gè)支撐環(huán)，為了便于設(shè)計(jì)和制造，兩處選用相同的尺寸。 油口的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （ 1）油口的主要尺寸在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中都有明確的規(guī)定，由前面計(jì)算可知，油路的直 徑選用 20mm，因此查機(jī)械手冊(cè)可取 d 處的螺紋直徑為 20mm，加工的螺紋為 ? 20? ,螺紋精度等級(jí)為 6H。 k=，傾斜角度為 15度 l處的厚度為 1mm，角度為 45度。 （ 2）技術(shù)要求： B與 k相交處的圓中心線相對(duì)于螺紋 d的中心線的垂直度為為 ，同心度為 ? 。 5 安裝使用與維修 主機(jī)的四根立柱安裝在下橫梁上固定起來，下橫梁用地腳螺栓固定在混凝土上，安裝時(shí)，要注意思使立柱的軸線相對(duì)于水平面的垂直度不低于 （見 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第一巻）立柱上 安裝有橫梁，安裝時(shí)要注意，用水平儀來測量是否處于水平位置，棟梁為板狀 液壓機(jī)安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，環(huán)境應(yīng)干燥，空氣中無腐蝕性氣體，機(jī)器應(yīng)有足夠的空間，便于操作和維修保養(yǎng)。 1格即可，不符時(shí)，加墊鐵片調(diào)正。 壓制前，可根據(jù)工件的最大屈服強(qiáng)度，合理的選擇壓制范圍。使油壓降低，檢查后重新開動(dòng)油泵，進(jìn)行壓制，不要在高壓下起動(dòng)油泵或檢查事故原因。 壓制時(shí)，如果電器發(fā)生故障，啟動(dòng)或停止按鈕不起作用時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，使壓力機(jī)停止工作。以防生銹，腐蝕。 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)生所學(xué)知識(shí)的一 次綜合運(yùn)用與檢驗(yàn)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程師基本訓(xùn)練的重要一節(jié)，具有很重要的意義與地位。它不僅是四年來的所學(xué)理論知識(shí)的綜合運(yùn)用，而且提高和培養(yǎng)了個(gè)人的創(chuàng)造力，我們從中獲得的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為今后走向社會(huì)發(fā)揮專業(yè)知識(shí)提供了可靠的保障。 參考文獻(xiàn) [1] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版第二、三卷）．北京：化 學(xué)工業(yè)出版社， [2] 徐灝．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四、五卷）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， . 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