畢業(yè)設(shè)計(jì)--陽(yáng)極(殘極)破碎機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1 背景</b></p><p>　　物料的破碎是許多行業(yè)如冶金、礦山、建材、化工、陶瓷筑路等產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的工藝過程。由于物料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)差異很大,為適應(yīng)各種物料的要求,破碎機(jī)的品種也是五花八門的。500噸殘陽(yáng)破碎機(jī)是用擠壓的方法將廢棄的陽(yáng)極塊或碳棒破碎

2、以再利用的一種破碎機(jī)器。[1]</p><p>　　隨著鋁電解、電爐煉鋼、化工磷硫業(yè)和其他電冶金行業(yè)的發(fā)展，碳素工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的一部分。就以鋁電解行業(yè)來說，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有大小鋁廠150多家，其中年產(chǎn)10萬(wàn)噸以上鋁廠約30家，150多家鋁廠中有40多家建有自用陽(yáng)極廠（碳素廠），陽(yáng)極總產(chǎn)量約300萬(wàn)噸；國(guó)內(nèi)包括鋁廠自用陽(yáng)極廠在內(nèi)的陽(yáng)極廠就有80多家，在預(yù)焙陽(yáng)極電解槽中碳陽(yáng)極是鋁電解生產(chǎn)不可或缺的重要

3、組成部分，每生產(chǎn)一噸鋁要消耗500—550??的碳陽(yáng)極。因此，碳陽(yáng)極各項(xiàng)理化指標(biāo)直接影響到電解槽的原鋁產(chǎn)量、質(zhì)量、碳耗和電耗等各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；電解槽陽(yáng)極結(jié)構(gòu)、幾何形狀、尺寸以及電解生產(chǎn)中的生產(chǎn)管理、電流密度、電流效率、電解生產(chǎn)技術(shù)操作條件等諸多因素都與陽(yáng)極有關(guān)，陽(yáng)極直接影響著鋁電解的正常生產(chǎn)。碳陽(yáng)極的過量消耗，不僅會(huì)增加鋁的生產(chǎn)成本，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響電解槽正常工作參數(shù)，甚至造成病槽。優(yōu)質(zhì)的陽(yáng)極可使電解過程穩(wěn)定，取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為了節(jié)約

4、資源，降低成本，殘次陽(yáng)極的破碎回收利用，已經(jīng)成了必不可少的環(huán)節(jié)。</p><p>　　在這種情況下，人工處理陽(yáng)極殘塊的弊端顯現(xiàn)的越來越突出，用人工破碎的方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，兩個(gè)人耗費(fèi)一天才能破碎一個(gè)陽(yáng)極碳棒，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且安全隱患多效率低下，已極大的制約了生產(chǎn)的發(fā)展和規(guī)模的擴(kuò)大。而國(guó)外陽(yáng)極破碎機(jī)由于自動(dòng)化程度比較高，所以價(jià)格上使國(guó)內(nèi)的大部分中小型廠家難以承受。因此結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的500噸陽(yáng)極破碎機(jī)的研究發(fā)

5、展也成了必然的趨勢(shì)。[2]

6、 </p><p><b>　?。?）早期破碎理論</b></p><p>　　19世紀(jì)中葉,許多學(xué)者就粉碎能耗的關(guān)系問題紛紛提出自己的看法，

7、其中最著名的有雷廷格爾?????????的“面積說”，基克????的“體積說”，和龐德????的“裂縫說”，他們的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以寫成：</p><p>　　（?????????理論） （1）</p><p>　?。????理論） （2）</p>

8、;<p>　?。????理論） （3）</p><p>　　而這三大理論的表達(dá)式可以統(tǒng)計(jì)地由沃克公式表示為</p><p><b>　　（4）</b></p><p>　　當(dāng)?=1,1.5,2時(shí)，將上式積分,就可以分別得到上述三大理論的表達(dá)式。</p><p>　　三大理論表

9、達(dá)式右邊粒度的表示法“面積說”采用調(diào)和平均徑；“體積說”采用加權(quán)幾何平均徑;而“裂縫說”采用80%所有通過的方孔篩寬的尺寸來表示。他們采用的粒度都是靠經(jīng)驗(yàn)確定的。</p><p>　　實(shí)際運(yùn)用中,這三大理論各自僅反映粉碎過程的某一階段,互不矛盾。對(duì)于粗粒物料的粉碎過程,“體積說”比較接近于實(shí)際;對(duì)于細(xì)粒物料“,面積說”與實(shí)際過程較吻合；“裂縫說”使用于中等粒度的粉料。</p><p>&l

10、t;b>　?。?）層壓破碎理論</b></p><p>　　在上世紀(jì)80年代,人們?cè)谘芯繂晤w粒破碎時(shí)發(fā)現(xiàn),在空氣中一次破碎的碎片撞擊金屬板時(shí)明顯地產(chǎn)生二次破碎,一次破碎的碎片具有的動(dòng)能占全部破碎能量的45%。如能充分利用二次破碎能量則可提高破碎效率。也有人指出,較小的持續(xù)負(fù)荷比短時(shí)間的強(qiáng)大沖擊,更有希望破碎物料。同時(shí)在對(duì)沖擊力與擠壓力對(duì)顆粒層的破碎效果進(jìn)行研究后得出結(jié)論:靜壓粉碎效率為100%,

11、單次沖擊效率為35%～40%。為了節(jié)約能量,提高粉碎效率,應(yīng)多用靜壓粉碎,少用沖擊粉碎。如果使大批脆性物料顆粒受到500???以上的壓力,就能夠由“料層粉碎”節(jié)約出可觀的能量?；谶@兩個(gè)認(rèn)識(shí)形成了層壓破碎理論,與傳統(tǒng)的擠壓破碎理論不同,傳統(tǒng)的擠壓破碎認(rèn)為石料的破碎是基于單顆粒發(fā)生在顆粒與襯板之間。層壓破碎認(rèn)為石料顆粒的破碎不僅發(fā)生在顆粒與襯板之間,同時(shí)也大量發(fā)生在顆粒與顆粒之間。其特征是在破碎室的有效破碎段形成高密度的多個(gè)顆粒層,將充足

12、的破碎功作用于石料顆粒群,在充分發(fā)揮層壓破碎的同時(shí)充分利用了石料破碎過程中所產(chǎn)生的強(qiáng)大碎片飛動(dòng)能對(duì)相鄰石料進(jìn)行再破碎,獲得極高的破碎率。即便是比較大的排料口間隙也能大量生產(chǎn)細(xì)粒產(chǎn)品。料層石料顆粒之間的相互擠壓,實(shí)現(xiàn)了選擇性</p><p>　　（3）自沖擊破碎理論</p><p>　　自沖擊破碎理論是上世紀(jì)80年代初,新西蘭??????公司的布賴恩·巴特立和吉姆·麥克唐

13、納提出的。傳統(tǒng)的沖擊破碎機(jī)是靠旋轉(zhuǎn)的板錘直接“石打石”自破碎沖擊石料,對(duì)石料破碎并給石料破碎所需動(dòng)能,板錘在破碎石料的過程中自己也在快速消耗。與傳統(tǒng)的沖擊破碎方式不同,自沖擊破碎則是石料與石料之間的沖擊破碎,一部分石料通過高速旋轉(zhuǎn)裝置獲得動(dòng)能,與另一部分傘狀以瀑落而下的石料沖擊破碎,在破碎腔內(nèi)一部分石料形成自襯式工作部件,使機(jī)器本身不受磨損。石料自襯保護(hù)了易損零部件,而本身又是被破碎物料。石料在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了不斷破碎———形成石襯與排料一

14、一再破碎的循環(huán)破碎、排料過程。破碎過程是一種選擇性破碎,石料產(chǎn)品針片狀含量可≤10%。</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究狀況</p><p>　　國(guó)外破碎機(jī)的發(fā)展較早， 1858年埃里-布雷克??.?????就取得專利權(quán),制造雙肘板顎式破碎機(jī),現(xiàn)在最常用的顎式破碎機(jī)是布雷克的顎式破碎機(jī)和更近代制造的單肘板顎式破碎機(jī)。國(guó)外破碎設(shè)備都在向大型化，大產(chǎn)量，高效，節(jié)能，降耗，大破碎比，自動(dòng)

15、控制方向發(fā)展。中小型設(shè)備也向上述幾方面發(fā)展，但是不太要求自動(dòng)控制。[4]</p><p>　　我國(guó)破碎機(jī)的研究起步也不晚，在50年代末就有反擊式破碎機(jī)問世。盡管20世紀(jì)80年代以來,國(guó)內(nèi)顎式破碎機(jī)的研制與改進(jìn)也取得了一定成果。如我國(guó)破碎專家王宏勛教授和他的學(xué)生丁培洪碩士引用了“動(dòng)態(tài)嚙角”的概念,開發(fā)?????系列深腔顎式破碎機(jī),當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)引起一定的轟動(dòng)。該機(jī)與同種規(guī)格破碎機(jī)相比,在相同工況條件下,處理能力可提高2

16、0%～25%,齒板壽命可提高1～2倍。該機(jī)采用負(fù)支撐零懸掛,具有雙曲面腔型第二代???250×400負(fù)支撐在第一代的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全面改進(jìn),增大了破碎比,降低了產(chǎn)品粒度,最大給料粒度為220??,產(chǎn)量為5～16?/?,排料口調(diào)整范圍為10～40??,給料抗壓強(qiáng)度小于300???。但還是落后國(guó)外至少20年。</p><p>　　21世紀(jì)機(jī)械產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)將愈來愈劇烈，要求機(jī)械產(chǎn)品不斷創(chuàng)新，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，

17、完善改進(jìn)機(jī)械性能，滿足市場(chǎng)要求。對(duì)此對(duì)液壓破碎機(jī)的要求也就越來越高了。早在上個(gè)世紀(jì)，德國(guó)的???洪堡韋達(dá)公司為鋁廠提供液壓陽(yáng)極殘極破碎機(jī)，用于對(duì)殘陽(yáng)極、不合格生陽(yáng)極和焙燒陽(yáng)極塊以及冷卻后的不合格陽(yáng)極糊進(jìn)行初碎。這種液壓破碎機(jī)是特別為鋁工業(yè)開發(fā)的。與傳統(tǒng)破碎機(jī)相比，它的突出優(yōu)點(diǎn)是：破碎過程中的細(xì)粉少，不向基礎(chǔ)傳送動(dòng)力，以及機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。它將齒輥破碎機(jī)和顎式破碎機(jī)的原理相結(jié)。破碎機(jī)有兩個(gè)顎，顎上裝有若干排硬面破碎齒和鑲尖。顎裝在由滑動(dòng)軸承臺(tái)

18、支撐的軸上。在破碎過程中，由液壓缸帶動(dòng)顎板連續(xù)前后運(yùn)動(dòng)，此時(shí)進(jìn)入破碎機(jī)入口處的殘極便被擠碎。破碎后的殘極在重力作用下通過顎板間狹窄的夾縫并被進(jìn)一步破碎。整臺(tái)破碎機(jī)的重量為65?。[5]</p><p>　　我國(guó)液壓破碎的發(fā)展現(xiàn)狀總的可概括為：起步不晚，發(fā)展緩慢。開發(fā)研制工作起步于上個(gè)世紀(jì)70年代，“六五”期間，已列為重點(diǎn)科技項(xiàng)目，1984年已有研制項(xiàng)目通過了部級(jí)鑒定。從上個(gè)世紀(jì)80年代初至今，我國(guó)的許多單位參與了

19、液壓錘產(chǎn)品的研制開發(fā)?？蒲袉挝挥虚L(zhǎng)沙礦山研究院、北京科技大學(xué)、中南工大等。制造廠有嘉興冶金機(jī)械廠、宣化采掘機(jī)械廠、上海建筑機(jī)械廠、通化風(fēng)動(dòng)工具廠、長(zhǎng)治液壓件廠、沈陽(yáng)風(fēng)動(dòng)工具廠、岳陽(yáng)機(jī)床廠、哈爾濱液壓機(jī)械廠、佛山紡織機(jī)械廠、馬鞍山驚天公司、湖南山河公司等二十多個(gè)單位。有多種型號(hào)的液壓錘通過技術(shù)鑒定。進(jìn)入90年代以后，我國(guó)破碎機(jī)產(chǎn)銷量增長(zhǎng)迅速，加入破碎機(jī)生產(chǎn)的企業(yè)不斷增加，使破碎機(jī)制造企業(yè)多達(dá)千余家，基本形成能夠自主開發(fā)與生產(chǎn)的完整破碎機(jī)制

20、造體系，其技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平之間的差距正逐步縮小。這種高速增長(zhǎng)的局面，勢(shì)必將破碎機(jī)配套件行業(yè)推向一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期?？傮w來看，國(guó)內(nèi)同行業(yè)配套件生產(chǎn)技術(shù)水平不高但具有明顯價(jià)格優(yōu)勢(shì)，特別是紅星重工生產(chǎn)的破碎機(jī)具有十分明顯的特點(diǎn)。我國(guó)生產(chǎn)的破碎機(jī)近來逐步流行采用優(yōu)質(zhì)破碎機(jī)系統(tǒng)，在老產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，不斷創(chuàng)新研究，生產(chǎn)出了一大批新型的破碎磨粉機(jī)械。盡管國(guó)內(nèi)破</p><p>　　我國(guó)500t陽(yáng)極破碎機(jī)制造業(yè)總體規(guī)模已進(jìn)入國(guó)

21、際生產(chǎn)大國(guó)行列，但總體競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展后勁仍無(wú)法與發(fā)達(dá)國(guó)家相抗衡，目前國(guó)內(nèi)高端用戶和出口產(chǎn)品配套的基礎(chǔ)零部件主要依靠進(jìn)口，隨著出口貿(mào)易磨擦的加大，勢(shì)必要受到國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和供應(yīng)商的制約。[7]因此500t陽(yáng)極破碎機(jī)今后振興發(fā)展的重心應(yīng)放到基礎(chǔ)技術(shù)和基礎(chǔ)部件上來，提高自主開發(fā)水平。同時(shí)還要立足現(xiàn)有條件，提升自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力，打造我國(guó)破碎機(jī)行業(yè)的不沉的航空母艦。對(duì)于已經(jīng)走在前面的百靈機(jī)器而言，更應(yīng)該引領(lǐng)這一潮流，增強(qiáng)自己在破碎機(jī)行業(yè)的話語(yǔ)權(quán)。<

22、;/p><p>　　2 主液壓缸的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p>　?。?）油壓16???;</p><p>　　（2）所要壓碎的陽(yáng)極快的尺寸為：</p><p>　?。?）陽(yáng)極塊35???。</p><p><b>　　液壓缸

23、類型的確定</b></p><p>　　由于破碎機(jī)在工作過程中，齒形板沖擊陽(yáng)極塊所需要的壓力高達(dá)N,這要求液壓缸的活塞桿必須有良好的力學(xué)性能，而且主液壓缸帶動(dòng)齒形板擊碎陽(yáng)極塊之后，可以利用副液壓缸的運(yùn)動(dòng)擠壓齒形板帶動(dòng)主液壓缸使之回到原始的位置，所以選用單作用柱塞式液壓缸。液壓缸的左腔有效作用面積恒定，當(dāng)向液壓缸左腔供油，且壓力和流量都不變時(shí)，活塞帶動(dòng)塞柱向右的方向以恒定的速度運(yùn)動(dòng)并且推力不變。[8]如

24、圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1單作用柱塞式液壓缸</p><p>　?。?１主液壓缸缸筒的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　缸筒是液壓缸的主體零件，它與端蓋、缸底、油口等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油，同時(shí)它還是活塞的運(yùn)動(dòng)“軌道”。設(shè)計(jì)液壓缸缸筒時(shí)，應(yīng)該正確確定各部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運(yùn)動(dòng)速度和有效行程，同時(shí)還必須具有一定的強(qiáng)度，能足

25、以承受液壓力、負(fù)載力和意外的沖擊力。另外，缸筒的內(nèi)表面應(yīng)具有合適的配合精度、表面粗糙度和幾何精度，以保證液壓缸的密封性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐用性。[8]　</p><p>　?。?） 液壓缸的輸出力</p><p>　　柱塞式液壓缸的推力?</p><p>　　由于陽(yáng)極塊的破碎35???，</p><p><b>　　所以</b&

26、gt;</p><p>　　（2） 液壓缸內(nèi)徑?1的計(jì)算</p><p>　　計(jì)算液壓缸內(nèi)徑和塞柱直徑均與設(shè)備的類型有關(guān)。例如５００噸陽(yáng)極破碎機(jī)的主液壓缸，一定要滿足較大的擠壓力，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)以力為主。[9]</p><p>　　設(shè)計(jì)的主動(dòng)液壓部分采用雙液壓缸的形式,所以 </p><p><b>　　?1=?＝</b>

27、</p><p>　　根據(jù)液壓缸的載荷和系統(tǒng)工作壓力計(jì)算</p><p><b>　?。模保?lt;/b></p><p>　　式中　Ｄ１　—液壓缸內(nèi)徑，ｍ；</p><p>　?。啤　簤焊淄屏?，；</p><p>　?。小　x定的系統(tǒng)工作壓力，。</p><p>　　帶入實(shí)際

28、數(shù)據(jù)：Ｆ＝，?。校剑叮埃?lt;/p><p><b>　?。模保剑?lt;/b></p><p>　　根據(jù)表2.1，應(yīng)選用500。</p><p>　　表2.1 液壓缸的內(nèi)徑系列（GB/T2348-93） [10] /</p><p>　　注：括號(hào)內(nèi)尺寸為非優(yōu)先選用者。</p><p>　　

29、（3）缸筒壁厚的計(jì)算及校核</p><p><b>　　液壓缸的缸筒壁厚 </b></p><p>　　式中，?為缸桶內(nèi)徑；為缸桶實(shí)驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力16???時(shí)，取=1.5??；而當(dāng)16???時(shí)，取=1.25??；[]為缸桶材料的許用應(yīng)力，[]=/?, 為材料抗拉強(qiáng)度，?為安全系數(shù)。</p><p>　　代入實(shí)際的數(shù)字進(jìn)行計(jì)算：</

30、p><p>　　=35???，=1.25=1.2560???；</p><p><b>　　?=500；</b></p><p>　　缸筒的材料為40鉻，其抗拉強(qiáng)度=735???，</p><p><b>　　安全系數(shù)?=4；</b></p><p>　　[]=/?=735???

31、/4=183.75???</p><p><b>　　經(jīng)過計(jì)算得：</b></p><p><b>　　=????</b></p><p>　　所以可以取缸體的壁厚 =102。</p><p><b>　　（4） 缸筒的材料</b></p><p>　　

32、液壓缸缸缸筒的常用材料為20、35、45號(hào)無(wú)縫鋼管40鉻等等。因20號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸桶與缸底，缸頭，管接頭或耳軸等件需焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能較好的35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241～285??。</p><p>　　缸筒毛坯也可采用鍛鋼，鑄鋼或者是鑄鐵件。鑄鋼可采用??35?等材料，鑄鐵可采用??200～??350間的幾個(gè)牌號(hào)或者是球墨鑄鐵。<

33、;/p><p><b>　　這里選用40鉻。</b></p><p>　　（5） 缸體的技術(shù)要求</p><p>　　* 缸體內(nèi)徑采用?8，?9配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時(shí)，??為0.1～0.4，當(dāng)活塞環(huán)密封時(shí)，??為0.2～0.4。且均要磨。</p><p>　　* 缸體內(nèi)徑的圓度公差值可以按照9，10或者

34、時(shí)11級(jí)精度選取，圓度公差值應(yīng)按照8級(jí)精度選取。</p><p>　　* 缸體端面?的垂直度公差值可以按照7級(jí)精度來選取。</p><p>　　* 當(dāng)缸體和缸頭采用螺紋聯(lián)接的時(shí)候，螺紋應(yīng)采用6級(jí)精度的公制螺紋。</p><p>　　* 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸的時(shí)候，孔徑?或軸徑?的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按9級(jí)精度選取。</p><p&g

35、t;　　* 為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為30～40的鉻層，鍍后進(jìn)行椼磨或者是拋光處理。</p><p>　?。?2活塞桿的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　活塞桿是液壓缸傳遞力的主要零件，它要承受壓力、振動(dòng)沖擊等多種作用，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。</p><p><b>　　活塞桿的直徑計(jì)算</b></p><

36、;p>　　計(jì)算后，根據(jù)表2.2，取。</p><p>　　表??????活塞桿直徑系列（???????????）?????????????????????????????</p><p>　　活塞桿如圖2.2： 圖2.2 主液壓缸的活塞桿</p><p>　　此端部為螺紋聯(lián)接的外螺紋聯(lián)接。</p>

37、;<p>　　實(shí)心活塞桿的材料為35、45號(hào)鋼等等；空心活塞桿材料為35、45號(hào)無(wú)縫鋼管。這里采用的是45鋼。</p><p><b>　　活塞桿的技術(shù)要求：</b></p><p>　　* 活塞桿的熱處理；粗加工后調(diào)質(zhì)硬度為229～285??，必要時(shí)再經(jīng)高溫淬火，硬度可達(dá)???45～55。</p><p>　　* 活塞桿直徑的圓

38、度公差值，按9、10或者是11級(jí)精度選取。</p><p>　　* 活塞桿直徑的圓柱度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選取。</p><p>　　* 活塞桿的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為0.001ｍｍ。</p><p>　　* 端面的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。</p><p>　　* 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按6級(jí)精度加工；如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許

39、按級(jí)精度或者是8級(jí)精度制造。</p><p>　　* 活塞桿上若是有聯(lián)接銷孔時(shí)，該孔徑應(yīng)按?11級(jí)加工。該孔軸線與活塞桿軸線的垂直度公差值，按6級(jí)精度選取。</p><p>　　* 活塞桿上工作表面的粗糙度為??0.63，必要時(shí)，可以鍍鉻，鍍層厚度約為0.05??，鍍后拋光。</p><p>　?。?3液壓缸工作行程的確定</p><p>　

40、　根據(jù)陽(yáng)極塊的尺寸：1200x850x500。依表2.3，選液壓缸工作行程長(zhǎng)度為1000。</p><p>　　表2.3液壓缸行程系列（GB2349-80）</p><p><b>　?。?4活塞的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于活塞在液壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最

41、低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的配合表面；間隙過大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。</p><p>　?。?） 活塞與活塞桿的聯(lián)接形式</p><p><b>　　圖2.3 活塞</b></p><p>　　（2） 活塞與缸體的密封 </p><p>　　活塞與缸

42、體的密封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。這里采用的是活塞環(huán)型密封圈。</p><p>　　圖2.4 活塞環(huán)型密封</p><p><b>　?。?） 活塞的材料</b></p><p>　　液壓缸活塞的材料多為耐磨鑄鐵，灰鑄鐵（??300,??350）,鋼（有的在外徑上套有尼龍66、尼龍1010或者是酚醛四、塑料的耐磨環(huán)）以

43、及40鉻和鋁合金等，這里采用的是40鉻。</p><p>　?。?）活塞的技術(shù)要求</p><p>　　* 活塞外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)按照7，8級(jí)精度選取。</p><p>　　* 端面對(duì)內(nèi)孔軸線的垂直度公差值，應(yīng)按照7級(jí)精度選取。</p><p>　　* 外徑的圓度公差值，按照9，10或者是11級(jí)精度選取。</p>&

44、lt;p>　　*活塞外徑用橡膠密封時(shí)可取f7～f9配合，內(nèi)孔與活塞的配合可取H8.</p><p>　　*端面對(duì)軸線垂直度不大于0.04。</p><p>　?。?）主要表面粗糙度</p><p>　　活塞外圓柱表面粗糙度為微米。</p><p>　　２.5導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　?。?）最小導(dǎo)向長(zhǎng)

45、度H的確定</p><p>　　當(dāng)活塞桿全部伸出時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離成為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過短，將使液壓缸因間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸的工作性能和穩(wěn)定性。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證液壓缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。對(duì)于一般液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足下式要求：</p><p><b>　　=</b></p><p>

46、　　式中，L為最大工作行程,；D為缸筒內(nèi)徑，。</p><p>　　導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A，在缸徑小于80取A=（0.6～1.0）D，當(dāng)缸徑大于80時(shí)取A=（0.6～1.0）d。</p><p>　　由于缸徑大于80，A=（0.6～1.0）d，取</p><p><b>　　A=0.9d=</b></p><p><

47、b>　　活塞寬度</b></p><p><b>　　B=0.6D=。</b></p><p><b>　?。?）導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　導(dǎo)向套有普通導(dǎo)向套、易拆導(dǎo)向套、球面導(dǎo)向套和靜壓導(dǎo)向套等。這里選擇易拆導(dǎo)向套。如圖2.5所示：</p><p>　　圖2.5導(dǎo)

48、向套的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　?。?）導(dǎo)向套材料</b></p><p>　　常用青銅、耐磨鑄鐵、球墨鑄鐵、聚四氟乙烯。這里選用耐磨鑄鐵。</p><p><b>　　主要表面粗糙度</b></p><p>　　配合表面粗糙度為Ra0.8-1.6。</p><p>&

49、lt;b>　?。?）技術(shù)要求</b></p><p>　　*導(dǎo)向套的長(zhǎng)度一般取活塞桿直徑的60%-100%。</p><p>　　*外徑與內(nèi)徑的同軸度不大于內(nèi)孔公差之半。 </p><p>　?。?6端蓋和缸底的設(shè)計(jì)的計(jì)算</p><p>　　單活塞桿液壓缸中，有活塞桿通過的缸蓋叫端蓋，無(wú)活塞桿通過的缸蓋叫缸底。端蓋、缸底與

50、缸筒構(gòu)成封閉的壓力容腔，它不僅要有足夠的強(qiáng)度以承受液壓力，而且必須具備一定的連接強(qiáng)度。端蓋上有活塞桿導(dǎo)向孔及防塵圈、密封圈槽，還有連接螺釘，受力比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)的不好容易損壞。</p><p>　　所設(shè)計(jì)的液壓缸，如圖2.6所示：</p><p><b>　　圖2.6 主液壓缸</b></p><p>　?。?）缸底厚度?的計(jì)算</p>

51、;<p><b>　　?0.433D</b></p><p>　　式中, ? ---缸底厚度，單位：。</p><p>　　D ---液壓缸內(nèi)徑，單位：?。</p><p>　　---實(shí)驗(yàn)壓力 ，單位：???。</p><p>　　[] ---缸底的許用應(yīng)力，單位：???。</p><p

52、>　　代入實(shí)際的數(shù)字計(jì)算：</p><p><b>　　D =0.63；</b></p><p>　　=1.2535???；</p><p>　　[]=735???/4。</p><p><b>　　經(jīng)過計(jì)算得：</b></p><p>　　?0.433D=0.4330

53、.5 </p><p><b>　　所以取?=200。</b></p><p>　?。?）液壓缸缸蓋的計(jì)算</p><p><b>　　缸蓋的厚度為： </b></p><p>　　式中 --螺釘孔分布分布直徑，。</p><p>　　--液壓力，㎏f/。 </p&

54、gt;<p>　　--密封環(huán)形端面平均直徑，。</p><p>　　--材料的許用應(yīng)力，㎏f/。</p><p><b>　　代入實(shí)際數(shù)據(jù)，得</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　?。?） 缸蓋的材料</b></p>

55、;<p>　　液壓的缸蓋可以選用35，45號(hào)鍛鋼或者是??35，??45鑄鋼或者是??200，??300,??350鑄鐵等材料。</p><p>　　當(dāng)缸蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時(shí)，缸蓋最好選用鑄鐵。同時(shí)應(yīng)在導(dǎo)向套表面上熔堆黃銅，青銅或者是其他耐磨的材料。如果采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)向套材料應(yīng)該為耐磨的鑄鐵，青銅，或者是黃銅等等。</p><p>　?。?） 缸蓋的

56、技術(shù)要求</p><p>　　* 直徑?，（活塞桿的緩沖孔），（基本尺寸同活塞桿密封圈外徑）的圓度按照9、0或者是11級(jí)精度選取。</p><p>　　* 、與?的同軸度公差值為0.03??.</p><p>　　* 端面?、?與直徑的垂直度公差值，應(yīng)按照7級(jí)精度選取。</p><p>　　* 導(dǎo)向孔的 表面粗糙度為??1.25。</p

57、><p>　　2.7活塞桿的密封與防塵</p><p>　　液壓缸工作中要達(dá)到零泄漏、摩擦小和耐磨損的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)，正確地選擇密封件、導(dǎo)向套和防塵圈的結(jié)構(gòu)形式和材料是很重要的。從現(xiàn)代的密封技術(shù)來分析，液壓缸的活塞和活塞桿及其密封、導(dǎo)向和防塵等應(yīng)作為一個(gè)綜合的密封系統(tǒng)來考慮，具有可靠的密封系統(tǒng)，才能使液壓缸有良好的工作狀態(tài)和理想的使用壽命。</p><p>　　在液壓元

58、件中，對(duì)液壓缸的密封要求是比較高的，特別是一些特殊液壓缸。液壓缸中不僅有靜密封，更多的部位是動(dòng)密封，而且工作壓力高，這就要求密封件性能要好，耐磨損，對(duì)溫度的適應(yīng)范圍大，要求彈性好，永久變形小，有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，摩擦阻力小，容易制造和拆裝，能隨壓力的升高而提高密封能力和利于自動(dòng)補(bǔ)償磨損。[12]</p><p>　　液壓缸的靜密封部位主要有活塞內(nèi)孔與活塞桿、支承座外園和缸筒內(nèi)孔、端蓋與缸體端面等處。這些部位雖然都是

59、靜密封，但因工作油液了夜里打，稍有意外，就會(huì)引起過量的內(nèi)漏和外露。</p><p>　　靜密封部位使用的密封件基本都是O型密封圈。O型密封圈雖小，卻是一種精密的橡膠制品，在復(fù)雜的使用條件下，具有良好的尺寸穩(wěn)定性和保持自身的性能。在設(shè)計(jì)選用時(shí)，根據(jù)使用條件選擇適宜的材料和尺寸，并采取合理的安裝維護(hù)措施，才能達(dá)到較滿意的密封效果。</p><p>　　液壓缸動(dòng)密封部位主要有活塞與缸筒內(nèi)孔的密封

60、、活塞桿與支承座的密封等。Yx形密封圈是我國(guó)液壓缸行業(yè)使用極為廣泛的往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封圈。</p><p>　　防塵圈設(shè)置于活塞桿密封外側(cè)，用于防止外界塵埃、沙粒等異物浸入液壓缸。從而可以防止液壓缸油被污染導(dǎo)致元件磨損。A型是一種單辰無(wú)骨架橡膠密封圈?；钊麠U的密封與防塵，如圖2.7所示 </p><p>　　圖2.7 </p><p&g

61、t;　　2.8液壓缸安裝連接部分的形式及尺寸</p><p>　　液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)包括液壓缸的安裝結(jié)構(gòu)、液壓缸的進(jìn)出油口的連接等。</p><p><b>　　液壓缸的安裝形式</b></p><p>　　液壓缸的安裝形式很多，但大致可以分為以為兩類。一是軸線固定類。這類安裝形式的液壓缸在工作時(shí)，軸線位置固定不變。機(jī)床上的液壓缸絕大多數(shù)是采

62、用這種安裝形式。二是軸線擺動(dòng)類。這類安裝形式，液壓缸在往復(fù)時(shí)，由于機(jī)構(gòu)的相互作用使其軸線產(chǎn)生擺動(dòng)，達(dá)到調(diào)整位置和方向的要求。[14]安裝這類液壓缸，安裝形式也只能采用使其能擺動(dòng)的鉸接方式。在這里采用軸線固定的方式。安裝形式如圖2.8所示：</p><p><b>　　圖2.8</b></p><p>　　液壓缸的進(jìn)出油口的連接方式</p><p&g

63、t;　　采用擴(kuò)口式硬管接頭（??5627.1-85）. </p><p><b>　　圖2.9管式管接頭</b></p><p>　　3 副液壓缸的設(shè)計(jì)</p><p>　　副液壓缸主要用于推動(dòng)主液壓缸使其回到原位。由于主機(jī)的的運(yùn)動(dòng)主要是做反復(fù)的擠壓的直線運(yùn)動(dòng)，，所以選用單桿活塞式液壓缸。液壓缸的活塞在兩腔有效作用面積不等，當(dāng)向液壓缸兩腔分別

64、供油，且壓力和流量都不變時(shí)，活塞在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)速度和推力都不等，即運(yùn)動(dòng)具有不對(duì)稱性。</p><p><b>　　如圖3.1所示。</b></p><p>　　圖3.1 單桿活塞式液壓缸</p><p>　　3．1副液壓缸缸筒的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　（1） 液壓缸的輸出力</p><p&

65、gt;　　液壓缸的輸出力主要用于克服齒形板與導(dǎo)軌的摩擦和把油缸里的液壓油壓回油箱。相關(guān)總質(zhì)量</p><p><b>　　總摩擦力</b></p><p><b>　　壓油所需的壓力</b></p><p>　　總壓力為27.19N</p><p>　?。?） 液壓缸內(nèi)徑?1的計(jì)算</p>

66、;<p>　　設(shè)計(jì)的主動(dòng)液壓部分采用雙液壓缸的形式,所以 </p><p><b>　　?1=?＝</b></p><p>　　根據(jù)液壓缸的載荷和系統(tǒng)工作壓力計(jì)算</p><p><b>　?。模保?lt;/b></p><p>　　式中?。模薄　簤焊變?nèi)徑，ｍ；</p>&l

67、t;p>　?。啤　簤焊淄屏?，；</p><p>　?。小　x定的系統(tǒng)工作壓力，。</p><p>　　帶入實(shí)際數(shù)據(jù)：Ｆ＝，?。校剑叮埃?lt;/p><p><b>　?。模保剑?lt;/b></p><p>　　根據(jù)表3.1，應(yīng)選用100。</p><p>　　表3.1 液壓缸的內(nèi)徑系列（GB/T

68、2348-93） /</p><p>　　注：括號(hào)內(nèi)尺寸為非優(yōu)先選用者。</p><p>　?。?）缸筒壁厚的計(jì)算及校核</p><p><b>　　液壓缸的缸筒壁厚 </b></p><p>　　式中，?為缸桶內(nèi)徑；為缸桶實(shí)驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力16???時(shí)，取=1.5??；而當(dāng)16???時(shí)，取=1.2

69、5??；[]為缸桶材料的許用應(yīng)力，[]=/?, 為材料抗拉強(qiáng)度，?為安全系數(shù)。</p><p>　　代入實(shí)際的數(shù)字進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　=35???，=1.25=1.2560???；</p><p><b>　　?=100；</b></p><p>　　缸筒的材料為40鉻，其抗拉強(qiáng)度=735???，</p

70、><p><b>　　安全系數(shù)?=4；</b></p><p>　　[]=/?=735???/4=183.75???</p><p><b>　　經(jīng)過計(jì)算得：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　所以可以取缸體的壁厚 =30。

71、</p><p><b>　　（4） 缸筒的材料</b></p><p>　　液壓缸缸缸筒的常用材料為20、35、45號(hào)無(wú)縫鋼管40鉻等等。因20號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸桶與缸底，缸頭，管接頭或耳軸等件需焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能較好的35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241～285??。</p><

72、p><b>　　這里選用40鉻。</b></p><p>　?。?） 缸體的技術(shù)要求</p><p>　　* 缸體內(nèi)徑采用?8，?9配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時(shí)，??為0.1～0.4，當(dāng)活塞環(huán)密封時(shí)，??為0.2～0.4。且均要磨。</p><p>　　* 缸體內(nèi)徑的圓度公差值可以按照9，10或者時(shí)11級(jí)精度選取，圓度公差

73、值應(yīng)按照8級(jí)精度選取。</p><p>　　* 缸體端面?的垂直度公差值可以按照7級(jí)精度來選取。</p><p>　　* 當(dāng)缸體和缸頭采用螺紋聯(lián)接的時(shí)候，螺紋應(yīng)采用6級(jí)精度的公制螺紋。</p><p>　　* 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸的時(shí)候，孔徑?或軸徑?的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按9級(jí)精度選取。</p><p>　　* 為了防止腐蝕和

74、提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為30～40的鉻層，鍍后進(jìn)行椼磨或者是拋光處理。</p><p>　　3.2活塞桿的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　活塞桿是液壓缸傳遞力的主要零件，它要承受壓力、振動(dòng)沖擊等多種作用，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。[15]</p><p><b>　　活塞桿的直徑計(jì)算</b></p><p>　　計(jì)

75、算后，根據(jù)表3.2，取80。</p><p>　　表?????活塞桿直徑系列（???????????）?????????????????????????????</p><p>　　活塞桿如圖3.2： 圖3.2 副液壓缸的活塞桿</p><p>　　此端部為螺紋聯(lián)接的外螺紋聯(lián)接。</p><p&

76、gt;　　實(shí)心活塞桿的材料為35、45號(hào)鋼等等；空心活塞桿材料為35、45號(hào)無(wú)縫鋼管。這里采用的是45鋼。</p><p>　?。?）活塞桿的技術(shù)要求</p><p>　　* 活塞桿的熱處理；粗加工后調(diào)質(zhì)硬度為229～285??，必要時(shí)再經(jīng)高溫淬火，硬度可達(dá)???45～55。</p><p>　　* 活塞桿直徑的圓度公差值，按9、10或者是11級(jí)精度選取。</

77、p><p>　　* 活塞桿直徑的圓柱度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選取。</p><p>　　* 活塞桿的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為0.001ｍｍ。</p><p>　　* 端面的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。</p><p>　　* 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按6級(jí)精度加工；如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按級(jí)精度或者是8級(jí)精度制造。</p>

78、<p>　　* 活塞桿上若是有聯(lián)接銷孔時(shí)，該孔徑應(yīng)按?11級(jí)加工。該孔軸線與活塞桿軸線的垂直度公差值，按6級(jí)精度選取。</p><p>　　* 活塞桿上工作表面的粗糙度為??0.63，必要時(shí)，可以鍍鉻，鍍層厚度約為0.05??，鍍后拋光。</p><p>　　3.3液壓缸工作行程的確定</p><p>　　根據(jù)陽(yáng)極塊的尺寸：1200x850x500。依表3

79、.3，選液壓缸工作行程長(zhǎng)度為1000。</p><p>　　表3.3液壓缸行程系列（GB2349-80）</p><p><b>　　3.4活塞的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于活塞在液壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞

80、的配合表面；間隙過大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。[17]</p><p>　?。?） 活塞與活塞桿的聯(lián)接形式</p><p><b>　　圖3.3活塞</b></p><p>　?。?） 活塞與缸體的密封 </p><p>　　活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件

81、的不同而不同。這里采用的是活塞環(huán)型密封圈。</p><p>　　圖3.4活塞環(huán)型密封</p><p><b>　?。?） 活塞的材料</b></p><p>　　液壓缸活塞的材料多為耐磨鑄鐵，灰鑄鐵（??300,??350）,鋼（有的在外徑上套有尼龍66、尼龍1010或者是酚醛四、塑料的耐磨環(huán)）以及40鉻和鋁合金等，這里采用的是40鉻。<

82、/p><p>　　（4）活塞的技術(shù)要求</p><p>　　* 活塞外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)按照7，8級(jí)精度選取。</p><p>　　* 端面對(duì)內(nèi)孔軸線的垂直度公差值，應(yīng)按照7級(jí)精度選取。</p><p>　　* 外徑的圓度公差值，按照9，10或者是11級(jí)精度選取。</p><p>　　*活塞外徑用橡膠密封時(shí)可取f

83、7～f9配合，內(nèi)孔與活塞的配合可取H8.</p><p>　　*端面對(duì)軸線垂直度不大于0.04。</p><p>　?。?）主要表面粗糙度</p><p>　　活塞外圓柱表面粗糙度為微米。</p><p>　　3.5導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　?。?）最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H的確定</p><p&g

84、t;　　當(dāng)活塞桿全部伸出時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離成為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過短，將使液壓缸因間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸的工作性能和穩(wěn)定性。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證液壓缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。對(duì)于一般液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足下式要求：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中，L為最大工作行程,；D為缸筒內(nèi)徑，。&

85、lt;/p><p>　　導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A，在缸徑小于80取A=（0.6～1.0）D，當(dāng)缸徑大于80時(shí)取A=（0.6～1.0）d。</p><p>　　由于缸徑大于80，A=（0.6～1.0）d，取</p><p><b>　　A=0.9D=</b></p><p><b>　　活塞寬度</b><

86、;/p><p><b>　　B=0.8D=。</b></p><p><b>　?。?）導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　導(dǎo)向套有普通導(dǎo)向套、易拆導(dǎo)向套、球面導(dǎo)向套和靜壓導(dǎo)向套等。這里選擇易拆導(dǎo)向套。如圖3.5所示：</p><p>　　圖3.5導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)</p><p&g

87、t;<b>　?。?）導(dǎo)向套材料</b></p><p>　　常用青銅、耐磨鑄鐵、球墨鑄鐵、聚四氟乙烯。這里選用耐磨鑄鐵。</p><p>　　（4）主要表面粗糙度</p><p><b>　　配合表面粗糙度為。</b></p><p><b>　?。?）技術(shù)要求</b><

88、;/p><p>　　*導(dǎo)向套的長(zhǎng)度一般取活塞桿直徑的60%-100%。</p><p>　　*外徑與內(nèi)徑的同軸度不大于內(nèi)孔公差之半。 </p><p>　　3.6端蓋和缸底的設(shè)計(jì)的計(jì)算</p><p>　　單活塞桿液壓缸中，有活塞桿通過的缸蓋叫端蓋，無(wú)活塞桿通過的缸蓋叫缸底。端蓋、缸底與缸筒構(gòu)成封閉的壓力容腔，它不僅要有足夠的強(qiáng)度以承受液壓力，而

89、且必須具備一定的連接強(qiáng)度。端蓋上有活塞桿導(dǎo)向孔及防塵圈、密封圈槽，還有連接螺釘，受力比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)的不好容易損壞。</p><p>　　所設(shè)計(jì)的液壓缸，如圖3.6所示：</p><p><b>　　圖3.6 主液壓缸</b></p><p>　?。?）缸底厚度?的計(jì)算</p><p><b>　　?0.433D

90、</b></p><p>　　式中, ? ---缸底厚度，單位：。</p><p>　　D ---液壓缸內(nèi)徑，單位：?。</p><p>　　---實(shí)驗(yàn)壓力 ，單位：???。</p><p>　　[] ---缸底的許用應(yīng)力，單位：???。</p><p>　　代入實(shí)際的數(shù)字計(jì)算：</p>&l

91、t;p><b>　　D =0.1；</b></p><p>　　=1.2560???；</p><p>　　[]=60???/4。</p><p><b>　　經(jīng)過計(jì)算得：</b></p><p>　　?0.433D=0.4330.1 </p><p><b>

92、;　　所以取?=200。</b></p><p>　?。?）液壓缸缸蓋的計(jì)算</p><p><b>　　缸蓋的厚度為： </b></p><p>　　式中 --螺釘孔分布分布直徑，。</p><p>　　--液壓力，㎏f/。 </p><p>　　--密封環(huán)形端面平均直徑，。&l

93、t;/p><p>　　--材料的許用應(yīng)力，㎏f/。</p><p><b>　　代入實(shí)際數(shù)據(jù)，得</b></p><p><b>　?。?） 缸蓋的材料</b></p><p>　　液壓的缸蓋可以選用35，45號(hào)鍛鋼或者是??35，??45鑄鋼或者是??200，??300,??350鑄鐵等材料。<

94、/p><p>　　當(dāng)缸蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時(shí)，缸蓋最好選用鑄鐵。同時(shí)應(yīng)在導(dǎo)向套表面上熔堆黃銅，青銅或者是其他耐磨的材料。如果采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)向套材料應(yīng)該為耐磨的鑄鐵，青銅，或者是黃銅等等。</p><p>　　（4） 缸蓋的技術(shù)要求</p><p>　　* 直徑?，（活塞桿的緩沖孔），（基本尺寸同活塞桿密封圈外徑）的圓度按照9、0或者是11級(jí)精度選

95、取。</p><p>　　* 、與?的同軸度公差值為0.03??.</p><p>　　* 端面?、?與直徑的垂直度公差值，應(yīng)按照7級(jí)精度選取。</p><p>　　* 導(dǎo)向孔的 表面粗糙度為??1.25。</p><p>　　2.7活塞桿的密封與防塵</p><p>　　液壓缸工作中要達(dá)到零泄漏、摩擦小和耐磨損的要求

96、。在設(shè)計(jì)時(shí)，正確地選擇密封件、導(dǎo)向套和防塵圈的結(jié)構(gòu)形式和材料是很重要的。從現(xiàn)代的密封技術(shù)來分析，液壓缸的活塞和活塞桿及其密封、導(dǎo)向和防塵等應(yīng)作為一個(gè)綜合的密封系統(tǒng)來考慮，具有可靠的密封系統(tǒng)，才能使液壓缸有良好的工作狀態(tài)和理想的使用壽命。</p><p>　　在液壓元件中，對(duì)液壓缸的密封要求是比較高的，特別是一些特殊液壓缸。液壓缸中不僅有靜密封，更多的部位是動(dòng)密封，而且工作壓力高，這就要求密封件性能要好，耐磨損，對(duì)

97、溫度的適應(yīng)范圍大，要求彈性好，永久變形小，有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，摩擦阻力小，容易制造和拆裝，能隨壓力的升高而提高密封能力和利于自動(dòng)補(bǔ)償磨損。[13]</p><p>　　液壓缸的靜密封部位主要有活塞內(nèi)孔與活塞桿、支承座外園和缸筒內(nèi)孔、端蓋與缸體端面等處。這些部位雖然都是靜密封，但因工作油液了夜里打，稍有意外，就會(huì)引起過量的內(nèi)漏和外露。</p><p>　　靜密封部位使用的密封件基本都是O型密封

98、圈。O型密封圈雖小，卻是一種精密的橡膠制品，在復(fù)雜的使用條件下，具有良好的尺寸穩(wěn)定性和保持自身的性能。在設(shè)計(jì)選用時(shí)，根據(jù)使用條件選擇適宜的材料和尺寸，并采取合理的安裝維護(hù)措施，才能達(dá)到較滿意的密封效果。</p><p>　　液壓缸動(dòng)密封部位主要有活塞與缸筒內(nèi)孔的密封、活塞桿與支承座的密封等。Yx形密封圈是我國(guó)液壓缸行業(yè)使用極為廣泛的往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封圈。</p><p>　　防塵圈設(shè)置于活塞桿密

99、封外側(cè)，用于防止外界塵埃、沙粒等異物浸入液壓缸。從而可以防止液壓缸油被污染導(dǎo)致元件磨損。[18]A型是一種單辰無(wú)骨架橡膠密封圈。活塞桿的密封與防塵，如圖3.7所示 </p><p>　　圖3.7 </p><p>　　3．8液壓缸安裝連接部分的形式及尺寸</p><p>　　液壓缸的進(jìn)出油口的連接方式</p>&

100、lt;p>　　采用擴(kuò)口式硬管接頭（??5627.1-85）. </p><p><b>　　圖3.8管式管接頭</b></p><p><b>　　4 液壓站的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4．1 液壓站概述以及液壓站的型號(hào)</p><p><b>　?。?） 液壓站概述&l

101、t;/b></p><p>　　目前我國(guó)生產(chǎn)液壓站的生產(chǎn)廠家過多，液壓站的種類也繁多，但大多數(shù)廠家根據(jù)用戶的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，尚且沒有完全的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。現(xiàn)在只有液壓站的油箱公稱有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　液壓站油箱公稱容量系列（??2876-81）</p><p><b>　　表 4.1</b></p>&l

102、t;p>　?。?）??系列液壓站</p><p>　　??系列液壓站，油箱容量有25～6300?等18種規(guī)格。選用不同的泵，得到各種不同流量、壓力的規(guī)格。外形結(jié)構(gòu)上有上置式（有立式以及臥式）和非上置式等等。</p><p>　　??系列液壓站生產(chǎn)廠家有：上海高行液壓件廠、長(zhǎng)沙液壓件廠、南京液壓件三廠等。</p><p>　　(3) ??形液壓柜</p&g

103、t;<p>　　??形液壓柜規(guī)格性能為油箱容量250～350?，壓力6.3???，流量有40、63和100?/???。上海液壓件一廠生產(chǎn)。</p><p>　　(4) ???型液壓站</p><p>　　???型液壓站，油箱容量100?，壓力6.3???，流量16?/???。常州液壓站廠生產(chǎn)。</p><p>　　(5) ???型液壓柜</p&g

104、t;<p>　　???型液壓柜油箱容量160?，壓力6.3???，流量有12、25?/???,由北京春樹機(jī)械廠生產(chǎn)。</p><p>　　(6) ???型液壓站</p><p>　　???型液壓站油箱容量有100?和160?兩種，壓力為5???，流量為20～63?/???范圍。有定量泵與變量泵兩種形式，成都液壓元件一廠成產(chǎn)。</p><p>　　(7)

105、 ??型液壓站</p><p>　　??型液壓站油箱容量120～2000?，壓力為14???，流量在10～250?/???范圍之內(nèi)，由沈陽(yáng)重型機(jī)械廠生產(chǎn)。該廠生產(chǎn)的產(chǎn)品有兩種型號(hào)。</p><p>　　(8) ??型液壓站</p><p>　　??型液壓站油箱容量1400?，壓力7???，流量6750?/?,上海冶金設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，其外形設(shè)計(jì)較好。</p>

106、<p>　　(9) 上重形液壓站</p><p>　　上海重型機(jī)器場(chǎng)液壓站郵箱容量1200?和2200?兩種，1200的工作壓力為1.5???，2200?的為5???，流量均為320?/???.。</p><p>　?。?0）PA-210系列高壓齒輪泵液壓站</p><p>　　有各種壓力、流量、長(zhǎng)時(shí)間保壓、多缸同步、快慢速、壓力恒定的液壓動(dòng)力系統(tǒng)；其動(dòng)

107、力節(jié)省、油溫低、噪音小、效率高，經(jīng)久耐用等； 適用范圍：各種液壓機(jī)械制造行業(yè)、升降機(jī)、升降臺(tái)制造行業(yè)、汽車制造、船舶制造、航空航天等行業(yè)，及其它各行各業(yè)要求之動(dòng)力系統(tǒng)。 馬力多種選擇，可搭配各式油壓泵浦。PA-210型液壓站油箱容量1400?，壓力60???，流量1600L/min。</p><p><b>　　4.2 液壓泵</b></p><p>　　(1) 液壓

108、泵的作用</p><p>　　液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，其作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。[19]液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中使用的液壓泵和液壓馬達(dá)都是容積式的。</p><p>　　液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出油液體積可否調(diào)節(jié)而分為定量泵和變量泵兩類；按結(jié)構(gòu)形式可以分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類。

109、</p><p>　　(2) 液壓泵的工作原理 </p><p>　　液壓泵的工作壓力是指泵工作時(shí)的實(shí)際壓力。對(duì)于液壓泵來說，工作壓力是它的輸出壓力；對(duì)馬達(dá)來說，則是指它的輸入壓力。液壓泵的額定壓力是指泵在正常工作條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此值就是過載。</p><p>　　液壓泵的排量是指泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由其密封容腔幾何尺寸變化所算得的排出液體的

110、體積，亦即在無(wú)泄漏的情況下，其軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能排出的液體體積。</p><p>　　液壓泵的理論流量是指液壓泵在單位時(shí)間內(nèi)由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得得排出的液體體積，亦即在無(wú)泄漏的情況下單位時(shí)間內(nèi)所能排出的液體體積.</p><p>　　液壓泵的 額定流量是指在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須保證的流量，亦即在額定壓力下由泵輸出的流量。因泵和馬達(dá)存在內(nèi)泄露，所以額定流量的值和理論流量是

111、不同的。</p><p><b>　?。?）液壓泵的分類</b></p><p>　　按流量是否可調(diào)節(jié)可分為：變量泵和定量泵。 </p><p>　　輸出流量可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)的稱為變量泵，流量不能調(diào)節(jié)的稱為定量泵。 　　按液壓系統(tǒng)中常用的泵結(jié)構(gòu)分為：齒輪泵、葉片泵和柱塞泵 3種。齒輪泵：體積較小，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，對(duì)油的清潔度要求不嚴(yán)，價(jià)格較便宜；

112、但泵軸受不平衡力，磨損嚴(yán)重，泄漏較大。 葉片泵：分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、作壓力和容積效率比齒輪泵高、結(jié)構(gòu)比齒輪泵復(fù)雜。 　　柱塞泵：容積效率高、泄漏小、可在高壓下工作、大多用於大功率液壓系統(tǒng)；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料和加工精度要求高、價(jià)格貴、對(duì)油的清潔度要求高。 　</p><p>　　4.3 液壓泵的噪聲</p><p>　　(1) 產(chǎn)生噪聲的原因<

113、;/p><p>　　液壓泵產(chǎn)生噪音的原因有：</p><p>　　* 泵的流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng)，造成泵構(gòu)件的振動(dòng)。這種振動(dòng)有時(shí)還可產(chǎn)生諧振。諧振頻率可以時(shí)流量脈動(dòng)頻率的2倍，3倍或更大。泵的基本頻率及其諧振頻率若和機(jī)械的或液壓的自然頻率相一致，則噪聲便大大增加。</p><p>　　* 液壓泵在其工作過程中，當(dāng)吸油容積突然和壓油腔相通，或高壓容積突然和吸油腔相通時(shí)，會(huì)產(chǎn)生

114、油液流量和壓力的突變，它們對(duì)噪聲的影響甚大。</p><p><b>　　* 氣穴現(xiàn)象。</b></p><p>　　* 泵內(nèi)流到具有突然擴(kuò)大或收縮，急拐彎，通道截面過小而導(dǎo)致液體紊流，漩渦及噴流。</p><p>　　* 由于機(jī)械原因，如轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡，軸承振動(dòng)等引起的噪聲。</p><p>　　(2) 降低噪音的措施

115、</p><p><b>　　降低噪音的措施有：</b></p><p>　　* 消除泵內(nèi)液壓的急劇變化。</p><p>　　* 為吸收泵的流量和壓力脈動(dòng)，在泵出口裝備續(xù)能器或是消生器。</p><p>　　* 裝在油箱上的電機(jī)和泵應(yīng)用使用橡膠墊減震，電機(jī)軸和泵軸間的同軸度要好。</p><p>

116、;　　* 壓油管的某一斷采用橡膠軟管，對(duì)泵和管路的連接進(jìn)行隔振。</p><p>　　* 防止氣穴現(xiàn)象和油中摻混空氣現(xiàn)象的發(fā)生。</p><p>　　(3) 液壓泵的選用</p><p>　　在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)所要求的工作情況合理的選擇液壓泵。</p><p>　　一般在負(fù)載小、功率小的機(jī)械設(shè)備中，可選用齒輪泵、雙作用葉片泵；精度較高的

117、機(jī)械設(shè)備（如磨床）可以使用螺桿泵、雙作用葉片泵；在負(fù)載較大并有快速和慢速工作行程的機(jī)械設(shè)備（如組合機(jī)床）可使用限壓式變量葉片泵；負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備（如龍門刨床、拉床）可使用柱塞泵；而機(jī)械設(shè)備的輔助裝置，如送料、夾緊等不重要的地方，可使用價(jià)廉的齒輪泵[20]。</p><p>　　4.4 液壓站的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(1) 流量的確定</b><

118、/p><p>　　設(shè)計(jì)要求：工作效率2～3???/件</p><p>　　主液壓缸工進(jìn)的速度為0.1m/s,所以兩個(gè)液壓缸的流量</p><p><b>　　V=A1</b></p><p>　　?1---------活塞或柱塞的作用面積 ,單位: ???</p><p><b>　　V=A

119、1</b></p><p>　　所以液壓站的流量?=1600L/min。</p><p>　　(2) 液壓站的選用</p><p>　　根據(jù)容量可以選定液壓站的容量為1500?，可以選用PA-210系列高壓齒輪泵液壓站。外形如圖4.1</p><p><b>　　圖4.1 液壓站</b></p>