雙面鉆通孔臥式組合機(jī)床液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)

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1、1課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 說(shuō)說(shuō) 明明 書(shū)書(shū)設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目：雙面鉆通孔臥式組合機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)雙面鉆通孔臥式組合機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)及液壓夾緊裝置及液壓夾緊裝置系系 別：別：機(jī)機(jī) 械械專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè) 班：班：09 機(jī)自職機(jī)自職 2姓姓 名：名：馮馮 強(qiáng)強(qiáng)指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：嚴(yán)嚴(yán) 明明 霞霞湖湖 北北 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué)2012 年年 6 月月 4 日日2課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)機(jī)機(jī) 械械 系系 機(jī)機(jī) 自自 專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè) 09 機(jī)機(jī) 自自 職職 2 班班姓名：姓名：馮馮 強(qiáng)強(qiáng)題目：題目：雙面鉆通孔臥式組合機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)及液壓夾緊雙面鉆通孔臥式組合機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)及液壓夾緊裝置裝置課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要

2、求：題目題目:設(shè)計(jì)一臺(tái)雙面鉆通孔臥式組合機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)及液壓夾具裝置.機(jī)床的工作循環(huán)為:工件加緊左右動(dòng)力部件快進(jìn)左右動(dòng)力部件工進(jìn)左動(dòng)力部件快退右動(dòng)力部件繼續(xù)工進(jìn)左動(dòng)力部件停止,右動(dòng)力部件快退右動(dòng)力部件停止工件松開(kāi).工件加緊力為 8000N,左右切削負(fù)載皆為 15000 N,左右動(dòng)力部件重力皆為 9800 N,快進(jìn),快退速度為 5m/min,快進(jìn)行程為 100mm，工進(jìn)速度為 30200mm/min，左動(dòng)力部件工進(jìn)行程為 50mm，右動(dòng)力部件工進(jìn)行程為 80mm。往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速，減速時(shí)間為 0.2s，滑臺(tái)為平導(dǎo)軌，靜，動(dòng)摩擦系數(shù)分別為 0.2，0.1。課程設(shè)計(jì)開(kāi)始日期 2012 年 5 月 2

3、0 日 指導(dǎo)老師： 嚴(yán) 明 霞課程設(shè)計(jì)完成日期 2012 年 6 月 3 日3摘要 力滑臺(tái)（HY4A1） ，自動(dòng)化程度高，定位、夾緊均有液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)工作進(jìn)給的左右滑臺(tái)也可組合機(jī)床是由通用部件及某些專(zhuān)用部件所組成的高效率和自動(dòng)化程度較高的專(zhuān)用機(jī)床。她能完成鉆，鏜，銑端面，倒角，攻螺紋等加工和工件的轉(zhuǎn)位，定位，加緊，輸送等動(dòng)作。通用部件按功能可分為動(dòng)力部件，支撐部件，輸送部件，控制部件和輔助部件五類(lèi)。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件，主要有動(dòng)力箱，切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。臥式雙面組合機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)及液壓夾具裝置是用來(lái)控制液壓動(dòng)力滑臺(tái)的，通過(guò)動(dòng)力滑臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床的各個(gè)動(dòng)作從而完成工件

4、的加工。液壓系統(tǒng)中有四個(gè)液壓缸，其中兩個(gè)為工作進(jìn)給缸，一個(gè)定位缸，一個(gè)加緊缸。該系統(tǒng)中采用標(biāo)準(zhǔn)液壓動(dòng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)。關(guān)鍵詞：組合機(jī)床、高效率、自動(dòng)化、動(dòng)力滑臺(tái)、液壓系統(tǒng)ABSTRACTPower sliding table ( HY4A - 1), a high degree of automation, positioning, clamping has hydraulic system, into the feed side table can also be combined machine tool is composed of common parts and some speci

5、al components of high efficiency and high degree of automation for machine tool. She can finish drilling, boring, milling, chamfer, tapping and other processing of the workpiece and the transposition, positioning, intensify, conveying movement. General components can be classified according to the f

6、unctions of power components, supporting parts, conveyor components, control components and auxiliary components of five kinds. Power unit for modular machine tool with main movement and feed movement of the parts, the main driving force for box, cutting head and a power sliding feed table. The hori

7、zontal-type two-sided combination machine tool hydraulic feed system and hydraulic clamp device is used to control the hydraulic power sliding table, the power sliding table to realize the combination of machine tools of various actions to complete the processing of the workpiece. The hydraulic syst

8、em of four hydraulic cylinders, two of which as the feed cylinder, a positioning cylinder, a press cylinder. The system uses the standard hydraulic pneumatic and RealizationFor loop.4緒論液壓技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素，是一門(mén)新的技術(shù)。上個(gè)世紀(jì) 60 年代以后，隨著原子能科學(xué)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域之中，在工程機(jī)械、冶金、軍

9、工、農(nóng)機(jī)、汽車(chē)、輕紡、船舶、石油、航空、和機(jī)床工業(yè)中，液壓技術(shù)也得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低消耗、經(jīng)久耐用、高度集成化等方向發(fā)展；同時(shí)，新型液壓元件的應(yīng)用，液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得日益取得了顯著的成果。應(yīng)用液壓技術(shù)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志之一。正確合理地設(shè)計(jì)與使用液壓系統(tǒng)，對(duì)于提高各類(lèi)液壓機(jī)械及裝置的工作品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)始于上個(gè)世紀(jì) 50 年代，其產(chǎn)品最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來(lái)又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械。自 1964 年開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)自行設(shè)

10、計(jì)液壓產(chǎn)品以來(lái)，我國(guó)的液壓件生產(chǎn)已形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。目前，我國(guó)機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣從國(guó)外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品（如中高壓齒輪泵、比例閥、疊加閥及新系列中高壓閥等） ，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和執(zhí)行新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)一些性能差的不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品采取逐步淘汰的措施?？梢钥闯?，液壓傳動(dòng)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的歷史階段。臥式雙面組合機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)及液壓夾具裝置就是利用液壓技術(shù)來(lái)控制動(dòng)力滑臺(tái)，并完成工件的定位、夾緊等。采用液壓技術(shù)后，組合機(jī)床可以在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行

11、無(wú)級(jí)調(diào)速，具有良好的換向性能，且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)，從而提高效率。隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，它在機(jī)床上的應(yīng)用必將不斷地得到擴(kuò)大和完善。去題目題目:設(shè)計(jì)一臺(tái)雙面鉆通孔臥式組合機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)及液壓夾具裝置.機(jī)床的工作循環(huán)為:工件加緊左右動(dòng)力部件快進(jìn)左右動(dòng)力部件工進(jìn)左動(dòng)力部件快退右動(dòng)力部件繼續(xù)工進(jìn)左動(dòng)力部件停止,右動(dòng)力部件快退右動(dòng)力部件停止工件松開(kāi).工件加緊力為8000N,左右切削負(fù)載皆為 15000 N,左右動(dòng)力部件重力皆為 9800 N,快進(jìn),快退速度為 5m/min,快進(jìn)行程為 100mm，工進(jìn)速度為 30200mm/min，左動(dòng)力部件工進(jìn)行程為 50mm，右動(dòng)力部件工進(jìn)行程為 80mm。往復(fù)運(yùn)

12、動(dòng)的加速，減速時(shí)間為 0.2s，滑臺(tái)為平導(dǎo)軌，靜，動(dòng)摩擦系數(shù)分別為 0.2，0.1。5目錄摘要摘要 .1ABSTRACTABSTRACT .1緒論緒論 .2第一章第一章 工況分析及液壓原理圖的擬定工況分析及液壓原理圖的擬定 .41.1工況分析.41.1.1 工作負(fù)載的計(jì)算.41.1.2 運(yùn)動(dòng)分析.51.2 液壓系統(tǒng)原理圖.71.3 液壓系統(tǒng)工作原理分析.7第二章第二章 液壓缸的分析計(jì)算液壓缸的分析計(jì)算 .82.1液壓缸工作壓力的選定.82.1.1 液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑的計(jì)算.92.1.2 液壓缸工作缸內(nèi)徑的計(jì)算.92.1.3 確定活塞桿直徑.92.1.4 活塞桿穩(wěn)定性校核.92.2 計(jì)算液壓

13、缸工作階段的最大流量.102.2.1 各階段功率計(jì)算.102.2.2 各階段的壓力計(jì)算.102.3 液壓缸的主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算.102.3.1 液壓缸主要尺寸的確定.102.3.2 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算.102.4 液壓缸工作行程的確定.122.4.1 缸蓋厚度的確定.122.4.2 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定.132.4.3 缸體長(zhǎng)度的確定.132.4.4 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).142.5 缸筒與缸蓋的連接形式.142.5.1 活塞.142.5.2 缸筒.152.5.3 排氣裝置.152.5.4 緩沖裝置.152.6 定位缸的計(jì)算.162.7 夾緊缸的計(jì)算.16第三章第三章 確定液壓泵規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率

14、及型號(hào)確定液壓泵規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率及型號(hào) .173.1 確定液壓泵的規(guī)格.173.2 確定液壓泵及電動(dòng)機(jī)型號(hào).183.2.1 計(jì)算液壓泵驅(qū)動(dòng)功率.183.2.2 選用電動(dòng)機(jī)型號(hào).183.3 選用閥類(lèi)元件及輔助元件.196第四章第四章 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 .194.1 壓力損失及調(diào)定壓力的確定.194.2 系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升.214.3 系統(tǒng)的效率.22第五章第五章 結(jié)結(jié) 束束 語(yǔ)語(yǔ) .22參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) .23第一章 工況分析及液壓原理圖的擬定1.1工況分析1.1.1 工作負(fù)載的計(jì)算液壓缸所受外負(fù)載 F 包括三種類(lèi)型，即：afWFFFF后為動(dòng)摩擦阻力。動(dòng)時(shí)為靜摩擦力，啟動(dòng)

15、導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟的慣性負(fù)載為運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)為工作負(fù)載，faWWFFFF1500afafsfFFFffF慣性負(fù)載動(dòng)：靜：則，動(dòng)摩擦系數(shù)為系數(shù)為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，靜摩擦垂直導(dǎo)軌的工作負(fù)載運(yùn)動(dòng)部件重力對(duì)于平導(dǎo)軌可由式得靜摩擦阻力負(fù)載98098001 . 0196098002 . 01 . 02 . 0-F-G)F(GRnRn74176 . 02 . 058 . 998002 . 05s,. 001. 0-min/5 . 0m/-m/-gm/-a-a22tVgGmaFtttmVsVsNGskgmtVgGmaFa則取般速度變化所需時(shí)間，一）速度變化量（）重力加速度（）運(yùn)動(dòng)部件的重力（）運(yùn)動(dòng)部件的加速

16、度（）運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量（根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果列出各工作階段所受的外負(fù)載見(jiàn)表 1.1工況計(jì)算公式外負(fù)載 F/N缸推力 F/N啟動(dòng)fsF19602177.8加速tVgGFfd13971552.2快進(jìn)fdF9801088.9工進(jìn)fdWFF1598017755.6反向啟動(dòng)fsF19602177.8加速+ fdFtVgG13971552.2快退fdF9801088.91.1.2 運(yùn)動(dòng)分析按設(shè)備要求，把執(zhí)行原件在完成一個(gè)循環(huán)時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律用圖表示出來(lái)，即速度圖891.2 液壓系統(tǒng)原理圖1.3 液壓系統(tǒng)工作原理分析（1）定位、夾緊按下啟動(dòng)按鈕，壓力油經(jīng)過(guò)濾器和雙聯(lián)葉片泵流出，此時(shí)只有電磁換向閥 6 1YA 得電，當(dāng)

17、換向閥左位接入回路而且順序閥 7 的調(diào)定壓力大于液壓缸 10 的最大前進(jìn)壓力時(shí)，壓力油先進(jìn)入液壓缸 10 的左腔，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作；當(dāng)液壓缸行駛至終點(diǎn)后，壓力上升，壓力油打開(kāi)順序閥 7，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。（2）左右動(dòng)力部件快進(jìn)當(dāng)工件被定位、夾緊后，定位、夾緊回路中液壓油達(dá)到某一固定壓力值，壓力繼電器108 發(fā)出信號(hào)，使電磁換向閥 3YA、5YA 得電，由于液壓缸差動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。（3）左右動(dòng)力部件工進(jìn)當(dāng)左右動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)至工件時(shí)，壓下行程開(kāi)關(guān) SQ1，促使電磁換向閥 13 得電，差動(dòng)連接消除，實(shí)現(xiàn)同時(shí)工進(jìn)。（4）左動(dòng)力部件快退，右動(dòng)力部件繼續(xù)工進(jìn)由于左動(dòng)力部件工進(jìn) 50mm 先壓下行程開(kāi)關(guān) SQ2，促使電磁換

18、向閥 4YA 得電，實(shí)現(xiàn)快退，而右動(dòng)力部件工進(jìn)行程為 80mm，所以繼續(xù)工進(jìn)。(5)左動(dòng)力部件停止，右動(dòng)力部件快退當(dāng)右動(dòng)力部件繼續(xù)工進(jìn)，壓下行程開(kāi)關(guān) SQ3 促使電磁換向閥 4YA 失電，6YA 得電，實(shí)現(xiàn)左動(dòng)力部件停止，右動(dòng)力部件快退。 (6)右動(dòng)力部件停止 當(dāng)右動(dòng)力部件快退壓下行程開(kāi)關(guān) SQ4 促使電磁換向閥 11 的 6YA 失電回到中位，同時(shí)電磁換向閥 6 的 2YA 得電，右動(dòng)力部件停止運(yùn)動(dòng)。（7）工件松開(kāi)，拔銷(xiāo)，停機(jī)卸載 由于電磁換向閥 6 的 2YA 得電，換向閥右位接入回路且左順序閥的調(diào)定壓力大于液壓缸 9 的最大返回壓力，兩液壓缸則按和的順序返回，實(shí)現(xiàn)松開(kāi)，拔銷(xiāo)。當(dāng)回路中液壓

19、油達(dá)到某一固定壓力值，壓力繼電器 17 發(fā)出信號(hào)，使電磁換向閥 2YA 失電，實(shí)現(xiàn)停機(jī)卸載。第二章 液壓缸的分析計(jì)算2.1液壓缸工作壓力的選定按工作負(fù)載選定工作壓力 見(jiàn)表 2.1液壓缸工作負(fù)載（N）50000液壓缸工作壓力（MPa）0.811.522.53344557表 2.2 按設(shè)備類(lèi)型確定工作壓力機(jī)床設(shè)備類(lèi)型磨床組合機(jī)床龍門(mén)刨創(chuàng)拉床農(nóng)用機(jī)械或中型工程機(jī)械液壓機(jī)，重型機(jī)械，起重運(yùn)輸機(jī)械系統(tǒng)壓力（MPa）0.81352881010162032由以上兩個(gè)表格可選擇液壓缸的工作壓力為 3MPa112.1.1 液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑的計(jì)算2.1.2 液壓缸工作缸內(nèi)徑的計(jì)算由負(fù)載圖知，最大負(fù)載力 F

20、為 15980N，液壓缸的工作壓力為 3MPa則mmDmmADmmPFA801023. 814. 3102 .5344102 .531030115980242425取標(biāo)準(zhǔn)值得查課程設(shè)計(jì)手冊(cè)指導(dǎo)書(shū)2.1.3 確定活塞桿直徑活塞桿材料選擇 45 鋼取活塞桿直徑 d=0.5D=40mm,取標(biāo)準(zhǔn)值 d=40mm則液壓缸的有效作用面積為：有無(wú)活塞桿 計(jì)算公式2cm面積有活塞桿)(41221dDA 37.68無(wú)活塞桿2241DA50.242.1.4 活塞桿穩(wěn)定性校核因?yàn)橛一钊麠U總行程為 180mm，而活塞桿直徑為 40mm, L/D=180/40=4.5104 . 1n,-a-a7 .2365 . 1 /

21、-078. 97 .23614. 36 .177554)(4s安全系數(shù)）材料屈服極限（活塞桿材料的須用應(yīng)力活塞桿推力（nMPMPNFmmmmFds由上式計(jì)算的結(jié)果可知，mm，滿(mǎn)住穩(wěn)定性條件。63d122.2 計(jì)算液壓缸工作階段的最大流量q快進(jìn)=A1V快進(jìn)=10-45/60=4.1910-4m3/s=25.14L/min24.50q工進(jìn)=A1V快進(jìn)=50.2410-40.2/60=1.6710-560/10-3m3/s=1.002L/minq快退=A2V快退=37.6810-45/60=3.1410-4m3/s=18.84L/min2.2.1 各階段功率計(jì)算WqPPWPPWqPPWqPP6396

22、01051.171019. 27 .9060/1084.1810289. 0q9 .5860/10002. 11053. 38 .9060/102514102167. 03-63-63-6-36夾夾快快工工快夾緊：快退：工進(jìn)：快進(jìn)：2.2.2 各階段的壓力計(jì)算PaPPPPaPPaP64646464102.191048.368000100.2891068.379 .10881053. 31024.506 .17755102167. 01024.509 .1088工進(jìn)快退工進(jìn)快進(jìn)2.3 液壓缸的主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1 液壓缸主要尺寸的確定由之前元件參數(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì)中工作液壓缸的內(nèi)徑 D=80m

23、m，活塞桿直徑d=40mm 已確定。2.3.2 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。液壓缸的壁厚一般指缸體結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)13應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異，一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。當(dāng)缸體壁厚與內(nèi)徑之比小于 0.1 時(shí)，稱(chēng)為薄壁缸體，薄壁缸體的壁厚按材料力學(xué)中計(jì)算公式：(m) 2PD式中：缸體壁厚（m）P液壓缸的最大工作壓力（）PaD缸體內(nèi)徑（m）缸體材料的許用應(yīng)力（） Pa查參考文獻(xiàn)得常見(jiàn)缸體材料的許用應(yīng)力：鑄鋼：=（10001100） 510Pa無(wú)縫鋼管：=（10001100） 510Pa鍛鋼：=（10001200） 510Pa

24、鑄鐵：=（600700） 510Pa選用鑄鋼作為缸體材料：mmmPD3.1103.110103.110110021008.053.323-9-656 在中低壓機(jī)床液壓系統(tǒng)中，缸體壁厚的強(qiáng)度是次要的，缸體壁厚一般由結(jié)構(gòu)，工藝上的需要而定，只有在壓力較高和直徑較大時(shí)，才由必要校核缸體最薄處的壁厚強(qiáng)度。當(dāng)缸體壁厚與內(nèi)徑 D 之比值大于 0.1 時(shí)，稱(chēng)為厚壁缸體，通常按參考文獻(xiàn)7中第二強(qiáng)度理論計(jì)算厚壁缸體的壁厚：mmmPPD1.11012.11105.33.11011001053.34.0101100208.013.14.0236565因此缸體壁厚應(yīng)不小于 1.3mm，又因?yàn)樵撓到y(tǒng)為中低壓液壓系統(tǒng)，所

25、以不必對(duì)缸體最薄處壁厚強(qiáng)度進(jìn)行校核。缸體的外徑為： mmDD6.823.128021142.4 液壓缸工作行程的確定液壓缸的工作行程長(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)確定。由查參考文獻(xiàn)表液壓缸活塞行程參數(shù)（GB2349-80） (mm)25508010012516020025032040050063080010001250160020002500320040004063901101401802202803604505507009001100140018002200280039002402603003403804204805306006507508509501050120013001500

26、1700190021002400260030003800根據(jù)左缸快進(jìn)和工進(jìn)行程（50+100）mm，選擇左邊液壓缸工作行程為160mm。根據(jù)右缸快進(jìn)和工進(jìn)行程（80+100）mm，選擇右邊液壓缸工作行程為200mm。2.4.1 缸蓋厚度的確定缸筒底部（即缸蓋）有平面和拱形兩種形式，由于該系統(tǒng)中液壓缸工作場(chǎng)合的特點(diǎn)，缸蓋宜選用平底形式，查參考文獻(xiàn)可得其有效厚度 t 按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算：缸蓋有孔時(shí)： 20.433( )PtDm缸蓋無(wú)孔時(shí)： 22200.433( )()PDtDmDd式中：t缸蓋有效厚度（m） P液壓缸的最大工作壓力（）Pa 缸體材料的許用壓力（） Pa 缸底內(nèi)徑（m

27、）2D 缸底孔的直徑（m）0d查參考文獻(xiàn)5缸蓋的材料選用鑄鐵，所以：缸蓋有孔時(shí)： 20.433( )PtDm15mmtmtt7.80取0807.0106501053.308.0433.056缸蓋無(wú)孔時(shí)： 22200.433( )()PDtDmDd13.182mm取01318.0)07.01.0(1065008.01053.308.0433.056tmt2.4.2 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定當(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)支撐面中點(diǎn)的距離 H稱(chēng)為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度(圖 3.1)，如果最小導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(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。對(duì)一般的液壓

28、缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H 應(yīng)滿(mǎn)足以下要求： 202LDH mmH4828020160 式中：L-液壓缸的最大行程D-液壓缸的內(nèi)徑 圖圖 3-13-1 液壓缸的導(dǎo)向長(zhǎng)度液壓缸的導(dǎo)向長(zhǎng)度2.4.3 缸體長(zhǎng)度的確定液壓缸的缸體內(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)度不大于內(nèi)徑的 2030 倍,即在本系統(tǒng)中缸體長(zhǎng)度不大于 16002400mm,現(xiàn)取左缸體長(zhǎng)度為 208mm，右缸體長(zhǎng)度為 250mm。162.4.4 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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：缸筒與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)

29、、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置、及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。2.5 缸筒與缸蓋的連接形式缸筒與缸蓋的連接形式有多種，如法蘭連接、外半環(huán)連接、內(nèi)半環(huán)連接、外螺紋連接、拉桿連接、焊接、鋼絲連接等。該系統(tǒng)為中低壓液壓系統(tǒng)，缸體材料為鑄鋼，液壓缸與缸蓋可采用外半環(huán)連接，該連接方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單加工裝配方便等特點(diǎn)。2.5.1 活塞活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此它于缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，即不能過(guò)緊，也不能間隙過(guò)大。設(shè)計(jì)活塞時(shí)，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式，其次還有活塞與活塞桿的連接、活塞材料、活塞尺寸及加工公差等。(1)活塞的結(jié)構(gòu)形式活塞的結(jié)構(gòu)形式分為整體活塞和組合活塞，根據(jù)密封裝置形式來(lái)選用活塞結(jié)

30、構(gòu)形式，查參考文獻(xiàn)活塞及活塞桿的密封圈使用參數(shù)，該系統(tǒng)液壓缸中可采用 O形圈密封。所以，活塞的結(jié)構(gòu)形式可選用整體活塞，整體活塞在活塞四周上開(kāi)溝槽，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(2)活塞與活塞桿的連接查參考文獻(xiàn)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)分整體式結(jié)構(gòu)和組合式結(jié)構(gòu)，組合式結(jié)構(gòu)又分為螺紋連接、半環(huán)連接和錐銷(xiāo)連接。該系統(tǒng)中采用螺紋連接，該連接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng)，必須用鎖緊裝置，多在組合機(jī)床上與工程機(jī)械的液壓缸上使用。（3）活塞的密封查參考文獻(xiàn)活塞與活塞桿的密封采用 O 形圈密封，因該系統(tǒng)為中低壓液壓系統(tǒng)(P),所以活塞桿上的密封溝槽不設(shè)擋圈,其溝槽尺寸與公差由32aMpGB/T3452.3-98 確定,

31、O 形圈代號(hào)為： G GB/T3452.1-92，具體說(shuō)明35.5 2.65從略。（4）活塞材料17因?yàn)樵撓到y(tǒng)中活塞采用整體活塞，無(wú)導(dǎo)向環(huán)結(jié)構(gòu)，參考文獻(xiàn)所以活塞材料可選用 HT200HT300 或球墨鑄鐵，結(jié)合實(shí)際情況及毛坯材料的來(lái)源，活塞材料選用 HT200。（5）活塞尺寸及加工公差查參考文獻(xiàn)5活塞的寬度一般取 B=(0.61.0)D,缸筒內(nèi)徑為 80mm,現(xiàn)取B=0.680=48,活塞的外徑采用 f9,外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于 0.02mm,活塞的內(nèi)孔直徑 D1設(shè)計(jì)為 40mm，精度為 H8，查參考文獻(xiàn)4可知端面 T 對(duì)內(nèi)孔 D1軸線(xiàn)的垂直度公差值按 7 級(jí)精度選取，活塞外徑的圓柱度公

32、差值按 9 級(jí)、10 級(jí)或 11 級(jí)精度選取。外表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半，表面粗糙度視結(jié)構(gòu)形式不同而各異。2.5.2 缸筒缸筒材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的缸體還要求有良好的焊接性能，結(jié)合該系統(tǒng)中液壓缸的參數(shù)、用途和毛坯的來(lái)源等，缸筒的材料可選用鑄鋼。在液壓缸主要尺寸設(shè)計(jì)與計(jì)算中已設(shè)計(jì)出液壓缸體壁厚最小厚度應(yīng)不小于 1.3mm，缸體的材料選用鑄鋼，查參考文獻(xiàn)，缸體內(nèi)徑可選用 H8、H9 或H10 配合，現(xiàn)選用 H9 配合，內(nèi)徑的表面粗糙度因?yàn)榛钊x用 O 形圈密封取為 0.3，且需珩磨，缸筒內(nèi)徑的圓度和圓柱度可選取 8 級(jí)或 9 級(jí)精度，aRm缸筒端面的垂直度可選

33、取 7 級(jí)精度。缸筒與缸蓋之間的密封采用 O 形圈密封，O 形圈的代號(hào)為 115 3.55 G GB/T3452.1-1992。2.5.3 排氣裝置排氣裝置用于排除液壓缸內(nèi)的空氣，使其工作穩(wěn)定，一般把排氣閥安裝在液壓缸兩端的最高位置與壓力腔相通，以便安裝后、調(diào)試前排除液壓缸內(nèi)的空氣，對(duì)于運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定性要求較高的機(jī)床和大型液壓缸，則需要設(shè)置排氣裝置，如排氣閥等。排氣閥的結(jié)構(gòu)有多種形式。該排氣閥為整體型排氣閥，其閥體與閥芯合為一體，材料為不銹鋼 3cr13，錐面熱處理硬度 HRC3844。2.5.4 緩沖裝置液壓缸的行程終端緩沖裝置可使帶著負(fù)載的活塞，在到達(dá)行程終端減速到零，目的是消除因活塞的慣性

34、力和液壓力所造成的活塞與端蓋的機(jī)械撞擊，同時(shí)也為了降低活塞在改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)液體發(fā)出的噪聲。因?yàn)樵撘簤合到y(tǒng)速度換接平18穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)速度為5m/min37.68L/minDBD-1314,19背壓閥14.4EJX63-10116三位四通電磁換向閥0.4825E34DH-10117單向順序閥19.2AF3-Ea10B18,17壓力繼電器EYX63-6111,23三位四通電磁換向閥18.84E34DH-25212,22調(diào)速閥114.4DBD-61（1）油管 油管內(nèi)徑一般參照所接元件接口尺寸確定，也可按管路中允許流速計(jì)算，在本例中，出油口采用內(nèi)徑為 18mm，外徑為 20mm 的紫銅管。（2）油箱 油箱容

35、積根據(jù)液壓泵的流量計(jì)算，取其體積 V=(57)qp 即 V=280L.第四章 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算4.1 壓力損失及調(diào)定壓力的確定根據(jù)計(jì)算工進(jìn)時(shí)的管道內(nèi)的油液流動(dòng)速度約為 0.2m/s，通過(guò)的流量為 1.002L/min。數(shù)值較小，主要壓力損失為調(diào)速閥兩端的壓降，此時(shí)功率損失最大。此時(shí)油液在進(jìn)油管中的速度為ssAV/m62. 2/m6010184/1040/q623p(1) 沿程壓力損失 首先要判斷管中的流態(tài)，設(shè)系統(tǒng)采用 N32 液壓油。室溫為時(shí)，C20 smV/100 . 124所以有：，管中為層流，則阻力損2320471.610/1.010182.62vd/rRe-4-3失系數(shù)，若取進(jìn)、回油

36、管長(zhǎng)度均為 2m ，油液的密度為16. 06 .471/75e75R、，則其進(jìn)油路上的沿程壓力損失為3/kg890m22aaMPpvdl054. 062. 228901018216. 02p2312（2）局部壓力損失 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過(guò)液壓閥的局部壓力損失，前者視管道具體安裝結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的 10%，而后者則與通過(guò)的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為,則當(dāng)通過(guò)的額定流量為 q 時(shí)nnqp和的閥壓力損失為np 2qq)(nnvpp因?yàn)?GE 系列 10mm 通經(jīng)的閥的額定流量為 63L/min,疊加閥 10mm 通經(jīng)系列的額定流量為40L/m

37、in，而在本例中通過(guò)整個(gè)閥的壓力損失很小，且可忽略不計(jì)，快進(jìn)時(shí)回油路上的流量為 min/3024.5068.37401212LAAqq快進(jìn)時(shí)回油路油管中的流速為 smV/1018460/1030623由此可計(jì)算 MpapvdlVda41.00966. 1290010182212. 02p212. 0Re/759 .353100 . 1/1018966. 1/Re23-243為回油路上沿程壓力損失(2) 總的壓力損失 093. 0)004. 0041. 0(24.5068.370054. 0054. 02121PAApp(3) 壓力閥的調(diào)定值雙聯(lián)泵系統(tǒng)中卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)該滿(mǎn)足工進(jìn)的要求，保證雙聯(lián)

38、泵同時(shí)向系統(tǒng)供油，因而卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)略大于快進(jìn)時(shí)泵的供油壓力 MpaMpaPAFpp623. 3)093. 053. 3(1卸荷閥的調(diào)定壓力應(yīng)取 3.7Mpa 為宜，溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)大于卸荷閥調(diào)定壓力為0.30.5Mpa取溢流閥的調(diào)定壓力為 5Mpa,背壓閥的調(diào)定壓力以?shī)A緊缸的夾緊力為根據(jù)，即取pa1 . 2p1048.3880004-Mppa背背23背壓閥的調(diào)定壓力以定位缸的負(fù)載為根據(jù)即pa3 . 0p25. 0pa1004. 82004-MMpap背背取4.2 系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升（1）根據(jù)以上的計(jì)算可知，在工進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率為 WWqpppppp625.738 . 060/10002

39、. 11053. 3/36快退時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率為 Wqpppppp375.113608 . 0/7 .90/11快進(jìn)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸入功率為 Wqpppppp5 .113/22夾緊時(shí)電動(dòng)機(jī)輸入功率為 Wpp875.798（2）計(jì)算各階段有效功率：pppp1快進(jìn)：WWp47.14460/1040102167. 036工進(jìn)：WWp235360/10401053. 336快退： WWp7 .19260/104010289. 036夾緊：WWp146060/10401019. 236（3）校核熱平衡，確定溫升現(xiàn)以較大的值來(lái)校核其熱平衡，求出發(fā)熱溫升，設(shè)油箱的三個(gè)邊長(zhǎng)在 1:1:11:2:3 范圍內(nèi)，則散熱

40、面積為：23232782. 2280065. 0065. 0mVA假設(shè)通風(fēng)良好，取，油液的溫升為)/(101523cmkmhhAHt 在單位時(shí)間內(nèi)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量,p 為液壓系統(tǒng)輸入功率（kw）,為)1 ( pH液壓系統(tǒng)總效率。KWH45797. 0)1097. 01 (154. 0液壓的溫升為： chAHt97.10782. 2101545797. 0324室溫為 20，熱平衡溫度為 30.97，沒(méi)有超出允許范圍。ccc654.3 系統(tǒng)的效率（1）工進(jìn)階段的回路效率 221111ppppcqpqpqp 為小流量泵在工進(jìn)時(shí)的工作壓力等于液壓缸工作腔壓力加上進(jìn)油路上的1pp1p壓力損失及壓力繼電

41、器比缸工作腔最高壓力所答的壓力值1p2p MPaPp084. 4105 . 010054. 01053. 36661大流量泵的工作壓力就是此泵通過(guò)溫流閥所產(chǎn)生的損失 MPapp070. 03 . 0)1083. 4(22（取溢流閥型號(hào)為 Y-10B,額定壓力 6.3MPa,額定壓降 0.3MPa）144. 041. 0059. 0601056.341007. 0601044. 510084. 4)60/10002. 1 (1053. 3363636112211ppppqpqpqp (2)液壓執(zhí)行元件的效率（本例中液壓缸的效率）機(jī)械效率為，取0.95ccmcm額定效率，活塞密封為彈性體材質(zhì)。cv

42、1cv 液壓缸總效率95. 0cvcmc可計(jì)算出該液壓系統(tǒng)的效率：109. 095. 0144. 08 . 0ccp可見(jiàn)工進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)效率極低，這主要是由于溢流損失和節(jié)流損失造成的。第五章 結(jié) 束 語(yǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成了三年的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)，并進(jìn)行了大量生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的最后 的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。此次設(shè)計(jì)中雖然遇到了不少問(wèn)題，但在嚴(yán)老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)了兩個(gè)星期的努力，初步達(dá)到了預(yù)想的成功，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中注重了以下幾個(gè)方面的學(xué)習(xí)：（1）綜合運(yùn)用液壓傳動(dòng)課程及其它有關(guān)先修課程的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)密切地結(jié)合起來(lái)，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。2

43、5（2）在設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握通用液壓元件，尤其是各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)元件的選用原則和回路的組合方法，培養(yǎng)設(shè)計(jì)技能，提高分析問(wèn)題和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后的設(shè)計(jì)工作打下初步基礎(chǔ)。 （3）通過(guò)設(shè)計(jì)，初步具備了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)的能力，同時(shí)也提高了自己查閱和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表，運(yùn)用 AUTOCAD 等軟件及編寫(xiě)技術(shù)文件的技能，是很重要的一次實(shí)踐環(huán)節(jié)。 此次設(shè)計(jì)除了考察我們專(zhuān)業(yè)課的能力之外，還培養(yǎng)了我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力，為即將離開(kāi)母校河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校，以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)，更是對(duì)我們?nèi)陮?zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的一個(gè)良好的總結(jié)。 由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中肯定有很多不足之處，希望各位老師多多加指導(dǎo)批評(píng)。參 考 文 獻(xiàn)【1】 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.液壓傳動(dòng).化學(xué)工業(yè)出版社，北京：2004.1【2】 液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)【3】 左健民 液壓與氣壓傳動(dòng) 第四版 機(jī)械工業(yè)出版社，北京：2007.5 【4】張利平 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南 化學(xué)工業(yè)出版社, 北京:2009【5】 高等工程專(zhuān)科學(xué)校機(jī)制工藝及液壓教學(xué)研究會(huì)液壓組 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 華中工學(xué)院出版社,1987.12【6】 上海煤礦機(jī)械研究所 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海人民出版社,1976.8