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1、2012屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重慶交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院：機(jī)電與汽車工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（工程機(jī)械）學(xué) 生：xx xx 學(xué) 號(hào)：xxxxxxxx 指導(dǎo)教師：繆 毅 2012年 5 月 2529目 錄摘 要1ABSTRACT2第1章 方案分析及液壓原理圖的擬定31.1 引言31.2 液壓系統(tǒng)的工作要求31.3 負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析41.3.1 確定執(zhí)行元件的形式41.3.2 進(jìn)行負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析41.3.3 確定系統(tǒng)主要參數(shù)51.4 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖7第2章 液壓元件參數(shù)計(jì)算與選擇132.1 確定液壓缸的主要參數(shù)13
2、2.1.1 初選液壓缸的工作壓力132.1.2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)132.1.3 確定液壓缸的工作壓力、流量和功率132.2 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇132.3 液壓控制閥的選擇142.4 選擇壓力表152.5 選擇輔助元件152.6 蓄能器及過濾器的選擇172.7 液壓系統(tǒng)驗(yàn)算17第3章 液壓油缸的設(shè)計(jì)183.1 引言183.2液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算183.2.1缸筒和缸蓋組件183.2.2排氣裝置213.3活塞及活塞桿組件213.3.1 確定活塞及活塞桿的連接形式213.3.2 選擇活塞及活塞桿的材料213.3.3 活塞及活塞桿的連接計(jì)算223.3.4 活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu)223.3.5
3、 活塞桿的結(jié)構(gòu)223.3.6 活塞桿的強(qiáng)度校核233.3.7 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵233.3.8活塞233.3.9緩沖裝置243.4 缸體長度的確定24第4章 液壓油箱設(shè)計(jì)254.1 引言254.2 油箱的類型254.3 油箱的容量254.4 油箱設(shè)計(jì)264.4.1 箱頂、通氣器、注油口264.4.2 箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計(jì)264.4.3 箱底、放油塞、支腳264.4.4 隔板和除氣網(wǎng)274.4.5 管路的配置27結(jié)束語28致謝29參考文獻(xiàn)30摘 要液壓機(jī)作為一種通用的無削成型加工設(shè)備，其工作原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成各種壓力加工的。其工作特點(diǎn)之一是動(dòng)力傳動(dòng)為“ 柔性”傳
4、動(dòng), 不象機(jī)械加工設(shè)備一樣動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜, 這種驅(qū)動(dòng)原理避免了機(jī)器過載的情況。一切工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)合，均可采用液壓技術(shù)，它的發(fā)展如此之快，應(yīng)用如此之廣，其原因是液壓技術(shù)有著優(yōu)異的特點(diǎn)，歸納起來液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)傳動(dòng)方式具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：液壓機(jī)單位重量的輸出的功率和單位尺寸的輸出功率；液壓傳動(dòng)裝置體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、布置靈活，易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，便于與電氣控制相配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)和保壓，安全可靠；元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化；液壓易與微機(jī)控制等新技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成“機(jī)-電-液-光”一體化便于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。關(guān)鍵詞：液壓機(jī)，液壓技術(shù)，液壓系統(tǒng)ABSTRACTHydrau
5、lic machine as a general without molding processing equipment, its working principle is the use of liquid pressure transfer energy to complete a variety of pressure processing. The work is one of the characteristics of power transmission as flexible transmission; unlike mechanical processing equipme
6、nt power transmission system is complex, the drive principle to avoid overload condition.All the engineering fields, all mechanical equipment occasions, can be used in hydraulic technology, it developed so fast, so wide, its reason is the hydraulic technology has excellent characteristics, summed up
7、 the hydraulic machine hydraulic system driving mode has significant advantages : hydraulic unit weight of output power and unit size output power; hydraulic transmission device has the advantages of small volume, compact structure, flexible arrangement, easy to realize stepless speed regulating, wi
8、de speed regulation range, convenient and electrical control with automation; easy to realize overload protection and holding pressure, safe and reliable; element is easy to realize serration, standardization, generalization; hydraulic and computer control the new technical combination, constitute a
9、 machine - electric - hydraulic - light for the realization of digital integration.KEYWORDS: hydraulic machine, hydraulic system, hydraulic technology第1章 方案分析及液壓原理圖的擬定1.1 引言作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段，液壓技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。與其他傳動(dòng)控制技術(shù)相比，液壓技術(shù)具有能量密度高配置靈活方便調(diào)速范圍大工作平穩(wěn)且快速性好易于控制并過載保護(hù)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)電液一體化整合系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造和使用維護(hù)方便等多
10、種顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因而使其成為現(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。液壓壓力機(jī)是壓縮成型和壓注成型的主要設(shè)備，適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。本文根據(jù)小型壓力機(jī)的用途特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計(jì)算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)呈長方形布置，外形新穎美觀，動(dòng)力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動(dòng)作靈敏可靠。1.2 液壓系統(tǒng)的工作要求液壓機(jī)的滑臺(tái)的上下運(yùn)動(dòng)擬采
11、用液壓傳動(dòng)，要求通過電液控制實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)如圖1-1：快速空程下行慢速加壓保壓快速回程停止。壓制力為2000000N，運(yùn)動(dòng)部件總重為20000N，快速往返速度為3m/min，加壓速度為40-250mm/min，要求采用液壓方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的平衡；不考慮各種損失。圖 1-11.3 負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析1.3.1 確定執(zhí)行元件的形式液壓機(jī)為立式布置，滑塊做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往返速度相同，故可以選缸筒固定的單桿雙作用活塞液壓缸（取缸的機(jī)械效率），作為執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)滑塊進(jìn)行壓制作業(yè)。1.3.2 進(jìn)行負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析根據(jù)已知參數(shù)對(duì)液壓缸各工況外負(fù)載進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果如表 1-1所列。表 1-1工況計(jì)算公
12、式外負(fù)載/N說明快速下降啟動(dòng)加速500 ；為下行平均加速度，；由于忽略滑塊導(dǎo)軌摩擦力，故快速下滑時(shí)為負(fù)載為0；壓制時(shí)壓頭上的工作負(fù)載可分為兩個(gè)階段：初壓階段，負(fù)載力緩慢地增加，約達(dá)到最大壓制力的5%，其行程為15mm；終壓階段，負(fù)載力急劇增加大最大壓制力，上升規(guī)律近似于線性，其行程為5mm；為回程平均加速度，；取啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間=0.2s等速0慢速加壓初壓100000終壓2000000快速返回啟動(dòng)20500等速20000制動(dòng)19500參照文獻(xiàn)6，第六章6.4節(jié)板料折彎機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。取快速下降行程為180mm，快速上升行程為200mm。已知加壓速度為40-250mm/min，取加壓速度為4m
13、m/s。根據(jù)已知參數(shù)，各工況持續(xù)時(shí)間近似計(jì)算結(jié)果見表1-2。表1-2工況計(jì)算式時(shí)間/s說明快速下行慢速加壓分兩個(gè)階段：初壓階段行程為15mm；終壓階段行程為5mm。慢速加壓初壓終壓快速回程利用上述數(shù)據(jù)，并在負(fù)載和速度過渡段做粗略的線性處理后便得到如圖1-2所示的液壓機(jī)液壓缸負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖。圖1-21.3.3 確定系統(tǒng)主要參數(shù)參考同類型液壓機(jī)，預(yù)選液壓缸的工作壓力，將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到液壓缸下行時(shí)用液壓方式平衡，則可算出液壓缸無桿腔的有效面積：液壓缸內(nèi)徑（活塞直徑）：跟據(jù)參考文獻(xiàn)6,表9-7，按國標(biāo)GB/T 24381993，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，。根據(jù)快速上升與快速
14、下降的速度相等，采用液壓缸差動(dòng)連接來實(shí)現(xiàn)，從而確定活塞桿直徑，由，得：跟據(jù)參考文獻(xiàn)6,表9-8，按國標(biāo)GB/T 24381993，將活塞桿外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，取d=250mm，從而算得液壓缸有桿腔與無桿腔的實(shí)際有效面積為：液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力流量計(jì)算如表1-3所列。表 1-3工作階段計(jì)算公式負(fù)載F/N工作腔壓力p/Pa輸入流量q/快速下行啟動(dòng) 50054005086.8305.2恒速00慢速加壓初壓 100000406.924.4終壓2000000406.9024.40快速回程啟動(dòng)20500恒速200005086.8305.2制動(dòng)19500工作循環(huán)中各階段的功率計(jì)算如表1-4。表1-4
15、快速下降（啟動(dòng)）階段快速下降（恒速）階段慢速加壓（初壓）階段慢速加壓（終壓）階段當(dāng)t=1.125時(shí)，功率最大，約為7947W。快速回程（啟動(dòng)）階段快速回程（恒速）階段快速回程（制動(dòng)）階段1.4 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖考慮到液壓機(jī)工作時(shí)所需功率較大，故采用容積調(diào)速方式。為滿足速度的有極變化，采用壓力補(bǔ)償變量液壓泵供油。及在快速下降時(shí)，液壓泵以全流量供油，在慢速加壓到保壓時(shí)，泵的流量逐到零。當(dāng)液壓缸反向回程時(shí)，泵的流量恢復(fù)到全流量。液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向采用三位四通M型中位機(jī)能電液換向閥控制，如圖1-3所示，停機(jī)時(shí)換向閥處于中位，使液壓泵卸荷，快速下降時(shí)換向閥處于右位，快速上升時(shí)換向閥處于左位。在
16、三位四通電磁換向閥與液壓缸之間設(shè)置一個(gè)液控單向閥，其控油口與液壓缸的出油口管路相接，進(jìn)油口與三位四通電磁換向閥相接，出油口與液壓缸進(jìn)油路相接，形成保壓回路，見圖1-3。圖1-3見圖1-3，在液壓缸的進(jìn)油路，液控單向閥出油路上連接一個(gè)電接點(diǎn)壓力表，設(shè)置電接點(diǎn)壓力表的上限、下限值，當(dāng)液壓缸的壓力達(dá)到限值時(shí)，利用電接點(diǎn)壓力發(fā)出的電信號(hào)來實(shí)現(xiàn)切換四通三位電磁換向閥，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保壓。為實(shí)現(xiàn)壓頭的往返速度相等，需要有差動(dòng)回路，在液壓缸的進(jìn)、出油口及液壓缸出油口與換向閥之間分別連接兩一個(gè)二位二通電磁閥。液壓缸快速下降時(shí)差動(dòng)連接，快速上升時(shí)切斷差動(dòng)連接。見圖1-4。圖1-4為防止壓頭在下降過程中由于自重而出現(xiàn)
17、速度失控現(xiàn)象，在液壓缸有桿腔回油路上設(shè)置一個(gè)內(nèi)控單向順序閥，形成平衡回路，見圖1-5。圖1-5此外在泵的出口并聯(lián)一個(gè)溢流閥，用于系統(tǒng)的安全保護(hù)；泵出口并聯(lián)一個(gè)壓力表及其開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)壓；在液壓泵的出口串聯(lián)設(shè)置一個(gè)單向閥，以防止液壓油倒灌，見圖1-6。圖1-6由于液壓缸的直徑大于250mm、壓力大于7MPa，其油腔在排油前就先泄壓，因此必須有泄壓回路。本系統(tǒng)采用蓄能器以實(shí)現(xiàn)降噪泄壓，其回路如圖1-7所示?；芈肥状喂ぷ鲿r(shí)，利用液控單向閥保壓，泄壓時(shí)電磁鐵通電使換向閥切換至上位，液壓缸無桿腔與蓄能器突然連接，其保壓期間積聚的液體壓縮勢(shì)能大部分被蓄能器吸收，以降低泄壓時(shí)產(chǎn)生的巨大噪聲，液壓缸下行時(shí)電磁
18、鐵通電切換至下位，液壓源向無桿腔充液時(shí)同時(shí)蓄能器向液壓缸釋放回收的液壓能，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能作用。圖1-7綜上，將各回路合并整理，檢查以后繪制的液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖如圖 1-8 所示圖 1-81-油箱；2-過濾器；3-液壓泵； 4-單向閥；5-溢流閥；6-壓力表及其開關(guān)；7-三位四通電液換向閥；8-液控單向閥；9-平衡閥；10-二位二通電磁換向閥；11-電接點(diǎn)壓力表； 12-液壓缸；13-蓄能器系統(tǒng)圖中個(gè)電磁閥的動(dòng)作順序見表1-5。表1-5執(zhí)行其動(dòng)作電磁鐵1YA2YA3YA4YA5YA啟動(dòng)+-+快速下行+-+-慢速加壓+-+-保壓-_快速回程-+-+停止-_自動(dòng)補(bǔ)油保壓時(shí)，電接點(diǎn)壓力表控制的電磁閥動(dòng)作
19、順序見表1-6。表1-6電接點(diǎn)壓力表電磁鐵1YA2YA3YA4YA5YA壓力達(dá)到上限值時(shí)-壓力達(dá)到下限值時(shí)+-第2章 液壓元件參數(shù)計(jì)算與選擇2.1 確定液壓缸的主要參數(shù)2.1.1 初選液壓缸的工作壓力根據(jù)第1章1.3節(jié)的內(nèi)容，已知液壓缸的最大工作負(fù)載為2000000N，液壓缸工作壓力為21.6MPa，為高壓液壓系統(tǒng)。2.1.2 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)第1章1.3節(jié)的內(nèi)容，可知液壓缸內(nèi)徑D=360mm，活塞桿外徑d=250mm，液壓缸無桿腔有效面積為，有桿腔有效面積為。2.1.3 確定液壓缸的工作壓力、流量和功率快速下降階段，見表1-3，表1-4，液壓缸工作壓力、流量和功率可知分別為：54
20、00Pa、305.2L/min、27.5W。慢速加壓階段，見表1-3，表1-4。初壓階段：液壓缸工作壓力、流量和功率分別為1.08MPa、24.4L/min、5494W。終壓階段：液壓缸工作壓力、流量和功率分別為21.6MPa、24.4L/min、最大功率7947W。快速上升階段，見表1-3，表1-4。液壓缸工作壓力、流量和功率分別為0.42MPa、305.2L/min、2136W。2.2 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇由表1-3 可知，液壓缸的工作壓力出現(xiàn)在終壓后即保壓階段開始時(shí)，。此時(shí)缸的輸入流量極小，且不考慮各種損失，故液壓缸至泵間的進(jìn)油路壓力損失取值。算得泵的最高工作壓力為：所需的液壓泵的
21、最大供油量按液壓缸的最大輸入流量（305.2L/min）進(jìn)行估算。取泄漏系數(shù)K=1.1，則：根據(jù)系統(tǒng)所需流量，擬初選限壓式變量液壓泵的轉(zhuǎn)速為n=1500r/min，暫取容積效率，則可算得泵的排量參考值為：根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的250YCY141B壓力補(bǔ)償斜盤式軸向柱塞泵，其額定壓力，排量V=250ml/r，額定轉(zhuǎn)速n=1500r/min，容積效率。其額定流量為：符合系統(tǒng)對(duì)流量的要求。不計(jì)任何損失，液壓泵的最大理論功率即為液壓缸工作時(shí)所需的最大功率，見表1-4可知：查手冊(cè)，選用規(guī)格相近的Y160M4型封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)電機(jī)，其額定功率為11KW，同步轉(zhuǎn)速1500r/min
22、，滿載轉(zhuǎn)速1460r/min。按所選電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，液壓泵的最大實(shí)際排量為：滿足使用要求。2.3 液壓控制閥的選擇根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)原理圖，計(jì)算分析通過各液壓閥的最高壓力和最大流量,參見文獻(xiàn)5，表8-23威格士系列液壓閥。選擇的液壓閥如下表2-1。表2-1元件名稱技術(shù)規(guī)格公稱壓力/MPa通徑/mm流量/（L/min）單向閥2550約900溢流閥2550約900三位四通電液換向閥2550約900液控單向閥2550約900平衡閥2550約900二位三通電磁換向閥2550約9002.4 選擇壓力表參見文獻(xiàn)5，表8-38，選擇的壓力表技術(shù)規(guī)格如下表2-2所示。表2-2系列名稱型號(hào)測(cè)量范圍/M
23、PaY系列壓力表YN型耐振壓力表060YX型耐振電接點(diǎn)壓力表0602.5 選擇輔助元件油管內(nèi)徑一般可參照所接元件接口尺寸確定，也可按管路允許流速進(jìn)行計(jì)算。管道內(nèi)徑及壁厚液壓管道的兩個(gè)主要參數(shù)，計(jì)算公式如下。式中q通過油管的最大流量，；油管中允許流速，（取值見表2-3），m/s；d油管內(nèi)徑，m；油管厚度，m；P管內(nèi)最高工作壓力，MPa；管材抗拉強(qiáng)度，MPa；n安全系數(shù)（取值見表2-4）。表2-3 油管中的允許流速油液流經(jīng)油管吸油管高壓管回油管短管及局部收縮處允許流速0.51.52.551.52.557表2-4 安全系數(shù)管內(nèi)最高工作壓力/MPa17.5717.517.5安全系數(shù)864對(duì)高壓油管取內(nèi)
24、徑d=50mm，則：符合油管中的允許流速。管材為45鋼，其壁厚為:取壁厚=10mm。對(duì)吸油管取內(nèi)徑d=80mm，則：符合油管中的允許流速。管材為45鋼，其管內(nèi)壓力幾乎為零，取其壁厚=5mm。對(duì)回油管取內(nèi)徑d=60mm，則：符合油管中的允許流速。管材為45鋼，其管內(nèi)壓力最大時(shí)為0.43MPa，接近于零，取其壁厚=5mm。2.6 蓄能器及過濾器的選擇參見文獻(xiàn)5,表8-29蓄能器及其技術(shù)規(guī)格。選用的蓄能器技術(shù)規(guī)格如下表2-5：表2-5類型壓力/MPa容積/L工作壓力耐壓HXQ型活塞式蓄能器1725.5139 參見文獻(xiàn)5,表8-30 油液過濾器的典型產(chǎn)品及其技術(shù)規(guī)格。選擇的過濾器規(guī)格如下表2-6。表2
25、-6類型額定壓力/MPa流量/(L/min)過濾精度/NXJ箱內(nèi)吸油過濾器180mm，滿足要求。導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合采用H7/g6。導(dǎo)向套內(nèi)徑的配合一般多為H8/f9（或H9/f9），其表面粗糙度為0.631.25。外圓與內(nèi)孔的同軸度不大于0.03mm，圓度與同柱度公差不大于直徑公差之半，內(nèi)孔中的環(huán)形油槽要淺而寬，以保證良好潤滑。3.3.6.2 活塞桿的密封和防塵參見文獻(xiàn)5，表8-57活塞桿常用密封與防塵結(jié)構(gòu)，選用J型防塵圈。3.3.8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)，即不能過緊，也不能間隙過大。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
26、活塞桿的連接、活塞材料、活塞尺寸及加工公差等。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)密封裝置形式來選用活塞結(jié)構(gòu)形式，查參考文獻(xiàn)5表4-10、4-12與8-50，活塞及活塞桿的密封圈使用，該系統(tǒng)液壓缸中可采用Yx形圈密封。所以，活塞的結(jié)構(gòu)形式可選用組合活塞。3.3.9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，使液壓系統(tǒng)速度換接平穩(wěn)，速度穩(wěn)定。緩沖裝置的工作原理時(shí)使缸筒低壓油腔內(nèi)油液（全部或部分）通過節(jié)流把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能則由循環(huán)
27、的油液帶到液壓缸外。液壓缸的活塞速度在0.1m/s時(shí)，一般不采用緩沖裝置；在0.2m/s時(shí)，則必須采用緩沖裝置。本設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)最大速度為3m/min，即0.05m/s小于0.1m/s，但是活塞較大，所以不設(shè)置緩沖裝置。3.4 缸體長度的確定液壓缸的缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和，缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度，導(dǎo)向套寬度，一般液壓缸缸體長度不大于內(nèi)徑的2030倍,即在本系統(tǒng)中缸體長度不大于7200010800mm。參見文獻(xiàn)5,表4-19。本系統(tǒng)中：活塞行程L=200mm；活塞寬度B=（0.61）D=216360mm，其中D為液壓缸內(nèi)經(jīng)；導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長度A=（0.61）D
28、=216360mm；取活塞寬度B=216mm，導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長度A=216mm，液壓缸缸底厚度H=125mm，液壓缸缸蓋厚度H=75mm。液壓缸缸體內(nèi)部長度為液壓缸行程長度、中隔圈寬度與活塞寬度之和，即：200+50+216=466mm液壓缸缸體外形長度為液壓缸內(nèi)部長度、導(dǎo)向套寬度與缸蓋厚度之和，即：466+153+66+125=810mm第4章 液壓油箱設(shè)計(jì)4.1 引言液壓油箱簡稱油箱，它往往時(shí)一個(gè)功能組件，在液壓系統(tǒng)中主要用于儲(chǔ)存液壓油、散發(fā)油液熱量、溢出空氣及消除泡沫和安裝元件等。按新近的液壓系統(tǒng)污染控制理論的要求，油箱不應(yīng)該時(shí)一個(gè)容納污垢的場(chǎng)合，而要求在油箱中油液本身時(shí)達(dá)到一定清潔度等
29、級(jí)的油液，并以這樣清潔的油液提供給液壓泵及整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作油路。4.2 油箱的類型按油箱的結(jié)構(gòu)和用途分，通常分為整體式油箱、兩用油箱和獨(dú)立郵箱三種類型。整體式郵箱是指在液壓系統(tǒng)或機(jī)器內(nèi)部的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱；兩用油箱是指液壓油與機(jī)器中的其他目的的用油的公用油箱，獨(dú)立油箱是應(yīng)用最應(yīng)用最廣泛的一類油箱，其熱量主要通過油箱壁靠輻射和對(duì)流作用散發(fā)，因此油箱是盡可能窄而高的形狀。根據(jù)油箱液面與大氣是否相通，又可分為開式油箱和閉式油箱。因此本系統(tǒng)選用開式油箱。4.3 油箱的容量 油箱的容量是油箱的基本參數(shù)。油箱的容量包括油液的容量和空氣的容量。 油箱的容量可用經(jīng)驗(yàn)法或根據(jù)散熱加以確定，本符合JB/T 79
30、381999 液壓泵站油箱公稱容量系列（見參考文獻(xiàn)5表7-21）的規(guī)定。用經(jīng)驗(yàn)法確定油箱的容量注意一下三種情況： 油箱的容量通常為液壓泵每分鐘排出體積額定值的35倍； 采用定量泵或非壓力補(bǔ)償變量泵的液壓系統(tǒng)，油箱容量的要大于泵流量的3倍以上； 采用壓力補(bǔ)償壓力油泵時(shí)，應(yīng)盡量提供至少為系統(tǒng)每分鐘所需油液體積的平均值（以升記）3倍的油箱容積。本系統(tǒng)液壓泵為壓力補(bǔ)償變量液壓泵，其每分鐘輸出油液的流量為345L/min，根據(jù)情況，參照文獻(xiàn)5,表8-33標(biāo)準(zhǔn)油箱外形尺寸，選用公稱油箱容積為1000L的油箱，其外形尺寸參見文獻(xiàn)5,表8-33。油箱的外形長、寬、高分別為2340mm，860mm，815mm。
31、此油箱為不帶支腳油箱，取油箱的壁厚為8mm。4.4 油箱設(shè)計(jì)4.4.1 箱頂、通氣器、注油口 油箱的頂部結(jié)構(gòu)取決于它上面安裝的元件。當(dāng)箱頂上安裝泵組時(shí)，頂板厚度為側(cè)板的四倍，以免產(chǎn)生振動(dòng)。箱頂上一般要設(shè)置通氣器、注油口，通氣器常為附帶注油口的結(jié)構(gòu)。取下通氣帽可以注油，放回通氣帽即成通氣過濾器。通氣過濾器的網(wǎng)眼應(yīng)小于250，過流量應(yīng)大于20L/min，過濾精度不小于40，其容量應(yīng)為液壓泵容量兩倍。油箱箱頂上的螺紋孔應(yīng)該用盲孔（不通孔），以防止污染物落入油箱內(nèi)。油箱箱頂與箱壁的連接細(xì)節(jié)見參考文獻(xiàn)6，圖7-67。4.4.2 箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計(jì)當(dāng)箱頂與箱壁之間不可拆連接時(shí)，應(yīng)在箱壁上至少
32、設(shè)置一個(gè)清洗孔。清洗孔的數(shù)量與位置應(yīng)便于用手清洗油箱所有內(nèi)表面。清洗口蓋板應(yīng)能由一個(gè)人拆裝。清洗孔蓋板應(yīng)配有可重復(fù)使用的彈性密封圈。清洗孔蓋板法蘭蓋板細(xì)節(jié)可參見參考文獻(xiàn)6，圖7-66所示。清洗孔尺寸、法蘭蓋板及密封件的細(xì)節(jié)可參見參考文獻(xiàn)6，圖7-66，表7-20。為了便于油箱搬運(yùn)，應(yīng)在油箱四角上方焊接吊耳，對(duì)于無支腳油箱應(yīng)設(shè)置起吊用孔。液位計(jì)一般設(shè)置在油箱外壁上，并靠近注油口，以便于注油時(shí)觀測(cè)液面。液位計(jì)的下刻線至少比吸油過濾器或吸油管上緣高出75mm，以防止吸入空氣。4.4.3 箱底、放油塞、支腳應(yīng)在箱底設(shè)置放油塞（M181.5），以便于油箱清洗和油液更換。為此箱底應(yīng)朝清洗孔和放油塞傾斜，傾
33、斜坡度通常為1/251/20，這樣就可以使沉積物（油泥和水）聚集到油箱中的最低點(diǎn)。為了便于放油和搬運(yùn)，應(yīng)把油箱架起來，油箱至少離地150mm。但本設(shè)計(jì)選用無支腳油箱，因此不設(shè)置支腳。4.4.4 隔板和除氣網(wǎng)油箱中，尤其是在油液容量超過100L的油箱中應(yīng)設(shè)置隔板。隔板要把系統(tǒng)吸油區(qū)和回油區(qū)隔開，并盡可能使油液在油箱內(nèi)沿油箱壁環(huán)流。 隔板缺口處要有足夠大的過流面積，使環(huán)流速度為0.30.6m/s。隔板結(jié)構(gòu)見參考文獻(xiàn)6，圖7-70 。溢流式隔板的高度不應(yīng)低于液面高度的2/3；隔板下應(yīng)有缺口，使吸油側(cè)的沉淀物經(jīng)此缺口以至回油側(cè)，并經(jīng)放油口排出。油箱結(jié)構(gòu)參見參考文獻(xiàn)5，表833不帶支腳矩形油箱。為了有助
34、于油液中的氣泡浮出液面，可在油箱設(shè)置除氣網(wǎng)。除氣網(wǎng)用網(wǎng)眼直徑為0.5mm的金屬網(wǎng)制作，并傾斜布置。如果隔板與油箱內(nèi)表面之間采用焊接方式連接，則焊縫應(yīng)焊滿。4.4.5 管路的配置1）吸油管和回油管 液壓泵的吸油管和回油管要分別進(jìn)入由隔板隔開的吸油區(qū)和回油區(qū)，管端應(yīng)加工成朝向箱壁的斜口。管口上緣至少至少應(yīng)低于最低液面75mm，管口下緣至少離箱底最高點(diǎn)50mm。2）穿孔的密封 油管常從箱頂或箱壁穿過進(jìn)入油箱，穿孔處要妥為密封。最好在接口處焊接高出箱頂20mm的凸臺(tái)，以免維修時(shí)污物落入油箱。結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成了三年的專業(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
35、到了不少問題，但在老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過了幾個(gè)月的努力，初步達(dá)到了預(yù)想的成功，并在設(shè)計(jì)過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)已修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(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，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。（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，提高分析問題和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，為今后的設(shè)計(jì)工作打下初步基礎(chǔ)。（3）通過設(shè)計(jì)，初步具備了設(shè)計(jì)簡單液壓系統(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等軟件及編寫技術(shù)文件的技能，是
36、很重要的一次實(shí)踐環(huán)節(jié)。此次設(shè)計(jì)除了考察我們專業(yè)課的能力之外，還培養(yǎng)了我們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題的能力，為即將離開母校重慶交通大學(xué)，以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)，更是對(duì)我們四年來專業(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)。致謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成之際，我非常感謝學(xué)校給我們的這次機(jī)會(huì)，讓我們把在校的理論知識(shí)在實(shí)踐上很好的結(jié)合起來；提高了我們的動(dòng)手能力，拓寬了我們的有關(guān)專業(yè)的知識(shí)。首先感謝我們的指導(dǎo)老師，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助下才完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文工作，指導(dǎo)老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神和深厚的理論水平都使本人受益匪淺，指導(dǎo)老
37、師無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給予了本人很大的幫助，對(duì)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和說明書寫提出了許多建設(shè)性建議，特別是在我們的課題遇到困難時(shí)，他給了我們極大的鼓勵(lì)和幫助。感謝母校重慶交通大學(xué)的辛勤培育之恩！還要衷心感謝機(jī)電工程學(xué)院全體老師四年來對(duì)我的教誨，他們不僅使我的知識(shí)、能力得到提高，更重要的是教會(huì)了我怎樣提高自己的自學(xué)能力，怎樣去適應(yīng)社會(huì)。愿母校明天更輝煌，全體老師身體健康、心想事成。 參考文獻(xiàn)1 周士昌主編液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003。2 雷天覺主編新編液壓工程手冊(cè)M，上下冊(cè)北京：北京理工大學(xué)出版社，2005。3 機(jī)械工業(yè)部編液壓元件產(chǎn)品樣本M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985。4 張仁杰編著液壓缸的設(shè)計(jì)制造和維修M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989。5 張利平編著液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.5。6 張利平編著液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.8。7 張福玲，陳堯明編著液壓與氣壓傳動(dòng)（第2版）M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1。
畢業(yè)論文：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)(200噸液壓機(jī)).doc
