小型液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　課程名稱： 液壓與氣壓傳動(dòng)</p><p>　　題目名稱： 小型液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)</p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、</p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目------------------------------------------------------ 1</p><p>　　二、技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求------

3、--------------------------------- 1</p><p>　　三、工況分析------------------------------------------------------ 1</p><p>　　四、擬定液壓系統(tǒng)原理------------------------------------------ 2</p><p>　　

4、五、確定液壓缸主要參數(shù)--------------------------------------- 5</p><p>　　六、液壓元件選擇------------------------------------------------ 7</p><p>　　七、液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)--------------------------------------------- 12

5、 </p><p>　　總結(jié)-------------------------------------------------------------------- 17</p><p>　　參考文獻(xiàn)-------------------------------------------------------------- 18</p><p&

6、gt;<b>　　設(shè)計(jì)題目 </b></p><p><b>　　小型液壓機(jī)液壓設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一臺(tái)小型液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)快速空程下行——慢速加壓——保壓——快速回程——停止的工作循環(huán)?？焖偻邓俣葹?m/min，加

7、壓速度為40～250mm／min，壓制力為200kN，運(yùn)動(dòng)部件總重量為20kN。</p><p><b>　　工況分析</b></p><p>　　首先根據(jù)已知條件繪制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖。</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　計(jì)算各階段的外負(fù)載并繪制負(fù)載圖</p

8、><p>　　1、工件的壓制力即為工件的負(fù)載力：Ft=20KN</p><p>　　2、摩擦負(fù)載 靜摩擦系數(shù)取0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)取0.1則</p><p>　　靜摩擦阻力 Ffs=0.2*20K=4KN</p><p>　　動(dòng)摩擦阻力 Ffd=0.1*20K=2KN</p><p>　　3、慣性負(fù)載 Fm=m（△v/

9、△t）</p><p>　　△t為加速或減速的時(shí)間一般△t=0.01~0.5s，在這里取△t=0.25s</p><p>　　Fm=（20000*3）/（9.8*0.25*60）=408.16N</p><p><b>　　自重 G=20KN</b></p><p>　　液壓缸在各工作階段的外負(fù)載</p>

10、<p><b>　　負(fù)載循環(huán)圖如下</b></p><p><b>　　圖3-2</b></p><p><b>　　擬定液壓系統(tǒng)原理</b></p><p><b>　　確定供油方式</b></p><p>　　考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)需要承受

11、較大的工作壓力，系統(tǒng)功率也較大，現(xiàn)采用軸向柱塞泵63SCY14－1B，具有將32MPa壓力的純凈液壓油輸入到各種油壓機(jī)、液動(dòng)機(jī)等液壓系統(tǒng)中，以生產(chǎn)巨大的工作動(dòng)力，該柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，工作壓力高，流量調(diào)節(jié)方便。</p><p>　　自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路的設(shè)計(jì)</p><p>　　保壓回路的功用是使系統(tǒng)在液壓缸不動(dòng)或因工件變形而產(chǎn)生微小位移的工況下能保持穩(wěn)定不變的壓力?？紤]到設(shè)計(jì)要求，保壓時(shí)

12、間要達(dá)到5s，壓力穩(wěn)定性好。選用液控單向閥保壓回路，則保壓時(shí)間較長(zhǎng)，壓力穩(wěn)定性高，選用M型三位四通換向閥，利用其中位滑閥機(jī)能，使液壓缸兩腔封閉，系統(tǒng)不卸荷。設(shè)計(jì)了自動(dòng)補(bǔ)油回路，且保壓時(shí)間由電氣元件時(shí)間繼電器控制。此回路完全適合于保壓性能較高的高壓系統(tǒng)，如液壓機(jī)等。</p><p>　　自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路系統(tǒng)圖的工作原理：按下起動(dòng)按紐，電磁鐵1YA通電，電磁換向閥6右位接入系統(tǒng)，油液一部分壓力油通過節(jié)流調(diào)速閥8進(jìn)入

13、主缸上腔；另一部分油液將液控單向閥7打開，使主缸下腔回油，主缸活塞帶動(dòng)上滑塊快速下行，主缸上腔壓力降低，其頂部充液箱的油經(jīng)液控單向閥14向主缸上腔補(bǔ)油。當(dāng)主缸活塞帶動(dòng)上滑塊接觸到被壓制工件時(shí)，主缸上腔壓力升高，液控單向閥14關(guān)閉，充液箱不再向主缸上腔供油，且液壓泵流量自動(dòng)減少，滑塊下移速度降低，慢速加壓工作。當(dāng)主缸上腔油壓升高到壓力繼電器11的動(dòng)作壓力時(shí)，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，使電磁閥1YA斷電，換向閥6切換成中位；這時(shí)液壓泵卸荷，液壓缸

14、由換向閥M型中位機(jī)能保壓。同時(shí)壓力繼電器還向時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使時(shí)間繼電器開始延時(shí)。保壓時(shí)間由時(shí)間繼電器在0-24min調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　釋壓回路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　釋壓回路的功用在于使高壓大容量液壓缸中儲(chǔ)存的能量緩緩的釋放，以免它突然釋放時(shí)產(chǎn)生很大的液壓沖擊。一般液壓缸直徑大于25mm、壓力高于7Mpa時(shí)，其油腔在排油前就先須釋壓

15、。</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要，選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。其工作原理：當(dāng)保壓延時(shí)結(jié)束后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使電磁閥6YA通電，二位二通電磁換向閥10處于下位，從而使主缸上腔壓力油液通過節(jié)流閥9，電磁閥10，與油箱連通，從而使主缸上腔油卸壓，釋壓快慢由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。</p><p>　　當(dāng)此腔壓力降至壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，換向閥6切換至左位，液控單向閥7打開，使液壓缸上腔的油通過

16、三位四通電磁閥6，二位二通電磁閥5，和順序閥4排到液壓缸頂部的充液箱13中去，此時(shí)主缸快速退回。使用這種釋壓回路無法在釋壓前完全保壓，釋壓前有保壓要求時(shí)的換向閥也可用Y型，并且配有其它的元件。</p><p>　　機(jī)器在工作的時(shí)候，如果出現(xiàn)機(jī)器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時(shí)候，輸出的壓力油隨著工作的時(shí)間而增大，而無法使液壓油到達(dá)液壓缸中，為了保護(hù)液壓泵及液壓元件的安全，在泵出油處加一個(gè)直動(dòng)式溢流閥1，起安

17、全閥的作用，當(dāng)泵的壓力達(dá)到溢流閥的導(dǎo)通壓力時(shí)，溢流閥打開，液壓油流回油箱，起到安全保護(hù)作用。在液壓系統(tǒng)中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時(shí)也可以增加液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性，提高加工零件的精度。</p><p>　　液壓系統(tǒng)圖的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　主缸運(yùn)動(dòng)工作循環(huán) </p><p>　?。?） 快速下行。按下起動(dòng)按鈕，電磁鐵1YA通電。這時(shí)的油路進(jìn)油路為：&

18、lt;/p><p>　　變量泵1→換向閥6右位→節(jié)流閥8→壓力繼電器11和 液壓缸15上腔 </p><p><b>　　回油路為： </b></p><p>　　液壓缸下腔15→已打開的液控單向閥7→換向閥6右位→電磁閥5→背壓閥4→油箱油路分析：變量泵1的液壓油經(jīng)過換向閥6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過節(jié)流閥7流經(jīng)繼電器11，另一條路

19、直接流向液壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸的上腔加壓。液壓缸15下腔通過液控單向閥7經(jīng)過換向閥6的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油箱。因?yàn)檫@是背壓閥產(chǎn)生的背壓使接副油箱旁邊的液控單向閥7打開，使副油箱13的液壓油經(jīng)過副油箱旁邊的液控單向閥14給液壓缸15上腔補(bǔ)油。使液壓缸快速下行，另外背壓閥接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。</p><p>　　（2） 保壓時(shí)的油路情況：</p>

20、<p>　　油路分析：當(dāng)上腔快速下降到一定的時(shí)候，壓力繼電器11發(fā)出信號(hào)，使換向閥6的電磁鐵1YA斷電，換向閥回到中位，液壓系統(tǒng)保壓。而液壓泵1在中位時(shí)，直接通過背壓閥直接回到油箱。</p><p>　?。?） 回程時(shí)的油路情況：</p><p>　　液壓缸下腔回油路為：</p><p>　　變量泵1→換向閥6左位→液控單向閥7→液壓油箱15的下腔<

21、;/p><p>　　液壓缸上腔回油路為：</p><p>　　液壓腔的上腔→液控單向閥14→副油箱13</p><p>　　液壓腔的上腔→節(jié)流閥8→換向閥6左位→電磁閥5→背壓閥4→油箱</p><p>　　油路分析： 當(dāng)保壓到一定時(shí)候，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使換向閥6的電磁鐵2YA通電，換向閥接到左位，變量泵1的液壓油通過換向閥旁邊的液控單向閥流

22、到液壓缸的下腔，而同時(shí)液壓缸上腔的液壓油通過節(jié)流閥9（電磁鐵6YA接通），上腔油通過換向閥10接到油箱，實(shí)現(xiàn)釋壓，另外一部分油通過主油路的節(jié)流閥流到換向閥6，再通過電磁閥19，背壓閥11流回油箱。實(shí)現(xiàn)釋壓。</p><p><b>　　頂出缸運(yùn)動(dòng)工作循環(huán)</b></p><p>　?。?） 向上頂出 當(dāng)電磁鐵4YA通電，5YA失電，三位四通換向閥6處于中位時(shí)，此時(shí)頂

23、出缸的進(jìn)油路為：</p><p>　　液壓泵→換向閥19左位→單向節(jié)流閥18→下液壓缸下腔</p><p><b>　　頂出缸的回油路為：</b></p><p>　　下液壓缸上腔→換向閥19左位→油箱</p><p>　?。?）停留 當(dāng)下滑塊上移動(dòng)到其活塞碰到頂蓋時(shí)，便可停留在這個(gè)位置上。</p>&

24、lt;p>　?。?）向下退回 當(dāng)停留結(jié)束時(shí)，即操作員取下工件時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)，使電磁閥3YA通電（4YA斷電），閥19換為右位。壓力油進(jìn)入頂出缸上腔，其下腔回油，下滑塊下移。進(jìn)油路：</p><p>　　液壓泵→換向閥19右位→單向節(jié)流閥17→下液壓缸上腔</p><p><b>　　回油路：</b></p><p>　　下液壓缸下腔換向→閥

25、19右位→油箱</p><p>　　(4) 原位停止 當(dāng)下滑塊退到原位時(shí)，是在電磁鐵3YA，4YA都斷電，換向閥19處于中位時(shí)得到的。</p><p><b>　　確定液壓缸主要參數(shù)</b></p><p>　　按液壓機(jī)床類型初選液壓缸的工作壓力為25Mpa,根據(jù)快進(jìn)和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸?？爝M(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，并通過充液補(bǔ)油法來實(shí)

26、現(xiàn)，這種情況下液壓缸無桿腔工作面積應(yīng)為有桿腔工作面積的6倍，即活塞桿直徑與缸筒直徑滿足的關(guān)系。</p><p>　　快進(jìn)時(shí)，液壓缸回油路上必須具有背壓,防止上壓板由于自重而自動(dòng)下滑，根據(jù)《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-2中，可取=1Mpa，快進(jìn)時(shí)，液壓缸是做差動(dòng)連接，但由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計(jì)時(shí)可取,快退時(shí)，回油腔是有背壓的，這時(shí)亦按2Mpa來估算。</p><p&

27、gt;　　以單活塞桿液壓缸為例來說明其計(jì)算過程。</p><p>　　—— 液壓缸工作腔的壓力 Pa</p><p>　　—— 液壓缸回油腔的壓力 Pa </p><p>　　故：A1=(F/ηm)/(P1-P2/6)=(2.5*105 *9.8)/[(25-2/6)*0.9*106]=0.11m2</p><p>　　D=

28、(4*A1/π)0.5=0.376m</p><p>　　d=(5/6)0.5D=(5/6)0.5*0.376=0.345m</p><p>　　當(dāng)按GB/T2348-93將這些直徑圓整成進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得：D= 400mm，d=360mm。</p><p>　　由此求得液壓缸面積的實(shí)際有效面積為：</p><p>　　A1=πD2/4=0.126

29、1m2</p><p>　　A2=π(D2-d2)/4=0.0240m2</p><p>　　液壓缸實(shí)際所需流量計(jì)算</p><p>　?、?工作快速空程時(shí)所需流量</p><p>　　液壓缸的容積效率，取</p><p>　　Q1=0.1256*3/0.96=394(L/min)</p><p&

30、gt;　　② 工作缸壓制時(shí)所需流量</p><p>　　Q2=(A1*V2)/ηcv=0.1256*0.04/0.96=5(L/min)</p><p>　?、?工作缸回程時(shí)所需流量</p><p>　　Q3=(A2*V3)/ ηcv=0.0239*3/0.96=394(L/min)</p><p><b>　　液壓元件的選擇&

31、lt;/b></p><p>　　確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 </p><p>　　由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機(jī)類型，初定上液壓泵的工作壓力取為，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為（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</p><p>　　上述計(jì)算所得的是系統(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(dòng)態(tài)壓力往往超過

32、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應(yīng)滿足：</p><p>　　液壓泵的最大流量應(yīng)為：</p><p>　　式中液壓泵的最大流量</p><p>　　同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時(shí)的溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量。</p><p>　　系統(tǒng)

33、泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。</p><p>　　qp=KL(∑q)max+∑△q=1.1*（393+2.5）=394.8L/min</p><p>　　1．選擇液壓泵的規(guī)格</p><p>　　由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負(fù)載壓力大，功率大。大流量。所以選軸向柱塞變量泵。柱塞變量泵適用于負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)），柱塞式變量泵有以下的特點(diǎn)：&l

34、t;/p><p>　　1） 工作壓力高。因?yàn)橹c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（），最高可以達(dá)到。</p><p>　　2） 流量范圍較大。因?yàn)橹灰m當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變?cè)龃蟆?lt;/p><p>　　3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。</p><

35、p>　　4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強(qiáng)度得到充分利用，壽命長(zhǎng)，單位功率重量小。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料及加工精度要求高，加工量大，價(jià)格昂貴。</p><p>　　根據(jù)以上算得的和在查閱相關(guān)手冊(cè)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20-195得：現(xiàn)選用，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，驅(qū)動(dòng)功率59.2KN，容積效率，重量71kg，容積效率達(dá)92%。</p>&

36、lt;p>　　2．與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定</p><p>　　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(shí)液壓泵的供油壓力值為26Mpa，流量為已選定泵的流量值。液壓泵的總效率。柱塞泵為，取0.82。 </p><p>　　選用1000r/min的電動(dòng)機(jī)，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為：</p><p>　　選擇電動(dòng)機(jī) ，其額定功率為18.5KW。<

37、;/p><p>　　閥類元件及輔助元件的選擇</p><p>　　1. 對(duì)液壓閥的基本要求：</p><p>　　(1). 動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。油液流過時(shí)壓力損失小。</p><p>　　(2). 密封性能好。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大</p><p>　　2. 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工

38、作壓力和通過各個(gè)閥類元件及輔助元件型號(hào)和規(guī)格</p><p>　　主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過該閥的實(shí)際流量，其他還需考慮閥的動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格： </p><p>　　表3.1：小型壓力機(jī)液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號(hào)規(guī)格</p><p><b>　　管

39、道尺寸的確定</b></p><p>　　油管系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，必須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。本設(shè)計(jì)中油管采用鋼管，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所須的壓力是高壓，P=31.25MPa ， 鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無縫管，低壓用焊接管。本設(shè)計(jì)在彎曲的地方可以用管接頭來實(shí)現(xiàn)

40、彎曲。</p><p>　　尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。</p><p>　　膠管用做聯(lián)接兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難，成本很高，因此非必要時(shí)一般不用。</p><p>　

41、　1. 管接頭的選用：</p><p>　　管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。</p><p>　　管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見聯(lián)接方式有：</p><p>　　焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴(kuò)口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。管路

42、旋入端用的連接螺紋采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋（ZM）和普通細(xì)牙螺紋（M）。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進(jìn)行密封，廣泛用于中、低壓液壓系統(tǒng)；細(xì)牙螺紋密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但要求采用組合墊圈或O形圈進(jìn)行端面密封，有時(shí)也采用紫銅墊圈。</p><p>　　2. 管道內(nèi)徑計(jì)算：</p><p><b>　?。?）</b></p><p&g

43、t;　　式中 Q——通過管道內(nèi)的流量 </p><p>　　v——管內(nèi)允許流速 ，見表：</p><p>　　表3.2：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值</p><p>　　(1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： </p><p><b>　　取v=4m/s</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)

44、手冊(cè)》成大先P20-641查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm; </p><p>　　管接頭聯(lián)接螺紋M27×2。</p><p>　　(2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑：</p><p><b>　　取v=2.4m/s</b></p><p><b>　　d=19mm</b>&l

45、t;/p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20-641查得：取d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm; </p><p>　　管接頭聯(lián)接螺紋M33×2。</p><p>　　3. 管道壁厚的計(jì)算</p><p>　　式中： p——管道內(nèi)最高工作壓力 Pa </p><p>　　d——管道內(nèi)徑

46、m</p><p>　　——管道材料的許用應(yīng)力 Pa，</p><p>　　——管道材料的抗拉強(qiáng)度 Pa</p><p>　　n——安全系數(shù)，對(duì)鋼管來說，時(shí)，取n=8；時(shí)，</p><p>　　取n=6； 時(shí)，取n=4。</p><p>　　根據(jù)上述的參數(shù)可以得到：</p><p>　　我們

47、選鋼管的材料為45#鋼，由此可得材料的抗拉強(qiáng)度=600MPa; </p><p>　　(1). 液壓泵壓油管道的壁厚</p><p>　　(2). 液壓泵回油管道的壁厚</p><p><b>　　所以所選管道適用。</b></p><p><b>　　液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算</b></p>

48、<p>　　上面已經(jīng)計(jì)算出該液壓系統(tǒng)中進(jìn)，回油管的內(nèi)徑分別為20mm,25mm。</p><p>　　但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長(zhǎng)度尚未確定，所以壓力損失無法驗(yàn)算。</p><p><b>　　系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算</b></p><p>　　在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時(shí)間最長(zhǎng)，且發(fā)熱量最大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量

49、。一般情況下，工進(jìn)時(shí)做功的功率損失大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量，然后取其值進(jìn)行分析。</p><p>　　當(dāng)V=10mm/s時(shí)，即v=600mm/min</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　此時(shí)泵的效率為0.9，泵的出口壓力為26MP，則有</p><p><b>　　

50、即</b></p><p><b>　　此時(shí)的功率損失為：</b></p><p>　　假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取，</p><p><b>　　油箱的散熱面積A為</b></p><p><b>　　系統(tǒng)的溫升為</b></p><p>　

51、　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先P20-767：油箱中溫度一般推薦30-50</p><p>　　所以驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。</p><p><b>　　液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　液壓缸主要尺寸的確定</p><p>　　液壓缸壁厚和外經(jīng)的計(jì)算</p><p>　　液壓缸

52、的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。</p><p>　　液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律應(yīng)壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。</p><p>　　液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值的圓筒稱為薄壁圓筒。工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 </p>&

53、lt;p>　　設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程</p><p>　　式中 ——液壓缸壁厚(m)；</p><p>　　D——液壓缸內(nèi)徑(m)；</p><p>　　——試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的(1.25-1.5)倍；</p><p>　　——缸筒材料的許用應(yīng)力。無縫鋼管：。</p><p><b>　

54、　==22.89</b></p><p>　　則=22.9*0.4/220=0.42mm取=0.45mm在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式進(jìn)行校核。</p><p>　　液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng)為</p>

55、<p>　　D1≥D+2=400+2*45=490mm</p><p>　　液壓缸工作行程的確定</p><p>　　液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)>>P12表2-6中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　液壓缸工作行程選 l=300mm</p>

56、<p><b>　　缸蓋厚度的確定</b></p><p>　　一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算。</p><p><b>　　無孔時(shí) </b></p><p><b>　　有孔時(shí) </b></p><p>　　式中

57、 t——缸蓋有效厚度(m)；</p><p>　　——缸蓋止口內(nèi)徑(m)；</p><p>　　——缸蓋孔的直徑(m)。</p><p><b>　　液壓缸：</b></p><p>　　無孔時(shí) t≥79mm</p><p><b>　　取 t=80mm</b><

58、;/p><p><b>　　有孔時(shí)t≥85mm</b></p><p>　　取 t’=85mm</p><p>　　3)最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定</p><p>　　當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度（如下圖2所示）。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響

59、液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。</p><p>　　對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足以下要求：</p><p>　　設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程</p><p>　　式中 L——液壓缸的最大行程；</p><p>　　D——液壓缸的內(nèi)徑。</p><p>　　活塞的寬度B一般取B=(0.6-1

60、0)D；缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定；</p><p>　　當(dāng)D<80mm時(shí)，??；</p><p>　　當(dāng)D>80mm時(shí)，取。</p><p>　　為保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，若過分增大和B都是不適宜的，必要時(shí)可在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值。隔套的長(zhǎng)度C由需要的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H決定，即</p><p><b

61、>　　滑臺(tái)液壓缸：</b></p><p>　　最小導(dǎo)向長(zhǎng)度：H≥300/20+400/2=215mm </p><p>　　取 H=220mm</p><p>　　活塞寬度：B=0.6D=240mm</p><p>　　缸蓋滑動(dòng)支承面長(zhǎng)度：</p><p>　　l1=0.6d=216mm</

62、p><p>　　隔套長(zhǎng)度：C=220-0.5（216+240）=-8mm 所以無隔套。</p><p>　　液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20-30倍。</p><p><b>　　液壓缸：</b></p><p>　　缸體內(nèi)部長(zhǎng)

63、度L=B+l=240+300+=540mm</p><p>　　當(dāng)液壓缸支承長(zhǎng)度LB(10-15)d時(shí)，需考慮活塞桿彎度穩(wěn)定性并進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)不需進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。</p><p><b>　　液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　液壓缸主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括：缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活

64、塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。</p><p>　　設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過 程</p><p>　　缸體與缸蓋的連接形式</p><p>　　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)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中采用外半環(huán)連接，如

65、下圖6所示：</p><p>　　缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式的優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單</b></p><p><b>　　加工裝配方便</b></p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p><b>　　外型尺

66、寸大</b></p><p>　　缸筒開槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)</p><p>　　參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)>>P15表2-8，采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。如下圖7所示：</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在

67、振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng)，</p><p>　　必須用鎖緊裝置。應(yīng)用較多，如組合機(jī)床與工程機(jī)械上的液壓缸。</p><p>　　活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)</p><p>　　(1)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可做成與端蓋分開的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普

68、遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以裝在外側(cè)。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤(rùn)滑；而油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能。</p><p>　　參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)>>P16表2-9，在本次設(shè)計(jì)中，采用導(dǎo)向套導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)為：</p><p>　　導(dǎo)向套與活塞桿接觸

69、支承導(dǎo)向，磨損后便于更換，導(dǎo)向套也可用耐磨材料。</p><p>　　蓋與桿的密封常采用Y形、V形密封裝置。密封可靠適用于中高壓液壓缸。</p><p>　　防塵方式常用J形或三角形防塵裝置活塞及活塞桿處密封圈的選用</p><p>　　活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運(yùn)動(dòng)速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。</p>

70、<p>　　參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)>>P17表2-10，在本次設(shè)計(jì)中采用O形密封圈。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過一周的努力喔終于完成了這次液壓課設(shè)，期間我有很多不懂的地方通過查找資料虛心地向同學(xué)請(qǐng)教我克服了這些困難，也能過完成基本簡(jiǎn)單的項(xiàng)目了，這次課設(shè)于我來說收獲豐富，它不緊使我對(duì)液壓這

71、門課的知識(shí)有了更深層次的認(rèn)識(shí)，也對(duì)我的將來有重大的影響，教會(huì)了我如何克服困難，我堅(jiān)信這次課設(shè)對(duì)我以后的工作道路影響巨大。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、成大先主編?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[M] 第四版第四卷 化學(xué)工業(yè)出版社 2002</p><p>　　2、宋學(xué)義主編?！缎湔湟簤簹鈩?dòng)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社