DG型液壓缸設(shè)計(jì)

資源目錄里展示的全都有，所見(jiàn)即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問(wèn)可加】 DG型液壓缸設(shè)計(jì)說(shuō)明書 摘 要 液壓缸19世紀(jì)問(wèn)世以來(lái)發(fā)展很快，在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。由于液壓缸在結(jié)構(gòu)方面，功能方面，已經(jīng)比較成熟，目前國(guó)內(nèi)外液壓缸的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機(jī)電液一體化，以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善；自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露和污染等四個(gè)方面。作為液壓缸兩大組成部分的控制元件和執(zhí)行元件，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國(guó)無(wú)較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使液壓缸在過(guò)濾、冷卻及防止沖擊和振動(dòng)方面，有較明顯改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)外液壓缸都趨向于集成化、封閉式設(shè)計(jì)，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及其本身在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。 本次設(shè)計(jì)的DG型液壓缸是綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和相關(guān)的液壓系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)，完成對(duì)DG型液壓缸的設(shè)計(jì)，并繪制必要的液壓缸裝配圖、液壓系統(tǒng)原理圖。液壓系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)主要由動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、工作介質(zhì)等等組成。 本文通過(guò)設(shè)計(jì)DG型液壓缸，分析液壓缸的工作原理和動(dòng)作過(guò)程，確定液壓系統(tǒng)工作原理圖，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)要求設(shè)計(jì)液壓缸，完成液壓缸的裝配圖，并且能夠使大家對(duì)液壓缸的具體結(jié)構(gòu)構(gòu)造和工作與原理有很好的認(rèn)識(shí)和了解。 關(guān)鍵詞：DG型液壓缸，液壓系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu); ABSTRACT The design of hydraulic drive manipulator movements under the provisions of the order ，use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the design，and drawing the necessary assembly, hydraulic system map, PLC control system diagram . Manipulator mechanical structure using tanks, screw ,guide tubes and other mechanical device component ；In the hydraulic drive bodies ，manipulator arm stretching using telescopic tank ，rotating column of tanks used rack ，manipulator movements using tank movements ，the column takes the horizontal movement of tanks.This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work; Keywords: manipulator ,Drive , Hydraulic manifold block , Elements 目 錄 第一章、緒論..........................................................................................................1 1.1液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)............................................................................................2 1.2液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用......................................................................3 1.3液壓系統(tǒng)的基本組成...........................................................................................5 1.4 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)..............................................................................................6 1.5液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用..........................................................................7 第二章、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………...…………………......9 2.1 液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介………………………………...……………………………....10 2.2液壓系統(tǒng)控制回路………………………………...…………………….........12 2.3.液壓元件選擇...................................................................................................12 2.4液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件………………………………...……………….....13 2.4.1 執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律...........................................................14 2.4.2 液壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式.........................................................................16 2.4.3液壓缸的組成..............................................................................................16 2.4.3.1缸體組件...................................................................................................17 2.4.3.2活塞組件...................................................................................................18 2.4.3.3密封裝置...................................................................................................18 2.4.3.4緩沖裝置...................................................................................................19 2.4.3.5排氣裝置...................................................................................................20 第三章、DG型液壓缸的設(shè)計(jì)........................................................................23 3.1 液壓缸的說(shuō)明......................................................................................................23 3.2 DG型液壓缸的設(shè)計(jì)..........................................................................................24 3.2.1活塞桿穩(wěn)定性的校核..................................................................................26 3.2.2 缸筒的計(jì)算.................................................................................................27 3.2.3活塞桿的設(shè)計(jì)..............................................................................................29 第四章、負(fù)載圖和速度圖..............................................................................32 結(jié)論………………………………...………………………………….......................34 參考文獻(xiàn)………………………………...………………………………………….35 致謝………………………………...………………………………………………....36 第一章 、緒論 1.1液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí) 液壓傳動(dòng)是利用帕斯卡原理！帕斯卡原理是大概就是：在密閉環(huán)境中，向液體施加一個(gè)力，這個(gè)液體會(huì)向各個(gè)方向傳遞這個(gè)力！力的大小不變！ 液壓傳動(dòng)就是利用這個(gè)物理性質(zhì)，向一個(gè)物體施加一個(gè)力，利用帕斯卡原理使這個(gè)力變大，液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。液壓傳動(dòng)的基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類似。 在液壓傳動(dòng)中，液壓油缸就是一個(gè)最簡(jiǎn)單而又比較完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，分析它的工作過(guò)程，可以清楚的了解液壓傳動(dòng)的基本原理。 1.2液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用 液壓技術(shù)，從1863年英國(guó)制造出世界上第一臺(tái)水壓機(jī)誕生算起，已經(jīng)有400多年的歷史了，然而在液壓上的真正推廣使用卻是18世紀(jì)中葉的事情了。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些武器裝備上用上了功率大、反應(yīng)快、動(dòng)作準(zhǔn)的液壓傳動(dòng)和控制裝置，大大的提高了武器裝備的性能。同時(shí)，也加速了液壓技術(shù)本身的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速由軍事轉(zhuǎn)入民用，在機(jī)械制造、工程機(jī)械、鍛壓機(jī)械、冶金機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。18世紀(jì)50年代以后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、電子技術(shù)等的迅速發(fā)展，再次將液壓技術(shù)向前推進(jìn)，使其在各個(gè)液壓領(lǐng)域得到了更加廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)的緊密結(jié)合已經(jīng)形成并發(fā)展成為一種包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的自動(dòng)化技術(shù)。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完善發(fā)展比例控制和伺服控制、開(kāi)發(fā)數(shù)字控制技術(shù)上也有許多新成果。同時(shí)，液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和測(cè)試(CAT)、微機(jī)控制、機(jī)電一體化、液電一體化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化方面也是液壓技術(shù)發(fā)展和研究的方向。繼續(xù)擴(kuò)大應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域，采用更先進(jìn)的設(shè)計(jì)。 和制造技術(shù)，將使液壓技術(shù)發(fā)展成為內(nèi)涵更加豐富完整的綜合自動(dòng)化技術(shù)。 目前，液壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)液壓領(lǐng)域的技術(shù)裝備上，例如機(jī)械制造、工程、建筑、礦山、冶金、船舶等機(jī)械，上至航空、航天液壓，下至地礦、海洋開(kāi)發(fā)工程，幾乎無(wú)處不見(jiàn)液壓技術(shù)的蹤跡。液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域大致上可以歸納為以下幾個(gè)主要方面： （1）各種舉升、搬運(yùn)作業(yè)。尤其在行走機(jī)械和較大驅(qū)動(dòng)功率的場(chǎng)合，液壓傳動(dòng)已經(jīng)成為一種主要方式。如起重機(jī)、起錨機(jī)等。 （2）各種需要作用力大的推、擠、挖掘等作業(yè)裝置。例如，各種液壓機(jī)、塑料注射成型機(jī)等。 （3）高響應(yīng)、高精度的控制。飛機(jī)和導(dǎo)彈的姿態(tài)控制等裝置。 （4）多種工作程序組合的自動(dòng)操作與控制。如組合機(jī)床、機(jī)械加工自動(dòng)線。 （5）特殊工作場(chǎng)合。例如地下水下、防爆等。 1.3液壓系統(tǒng)的基本組成 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成： 〈1〉動(dòng)力元件——液壓泵 其功能是將原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，為系統(tǒng)提供動(dòng)力。 〈2〉執(zhí)行元件——液壓缸、液壓馬達(dá)。它們的功能是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，以帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 〈3〉控制元件——壓力、流量和方向控制閥。它們的作用是控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中液體的動(dòng)力、流量和流動(dòng)方向，以保證執(zhí)行元件達(dá)到所要求的輸出力（或力矩）、運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向。 〈4〉輔助元件——保證系統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置。包括管道、管接頭、油箱過(guò)濾器和指示儀表等。 〈5〉工作介質(zhì)---工作介質(zhì)即傳動(dòng)液體，通常稱液壓油。液壓系統(tǒng)就是通過(guò)工作介質(zhì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞的。 1.4液壓傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 〈1〉體積小、重量輕，單位重量輸出的功率大（一般可達(dá)32MPa,個(gè)別場(chǎng)合更高）。 〈2〉可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 〈3〉操縱簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是和電氣控制聯(lián)合使用時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。 〈4〉慣性小、響應(yīng)速度快，起動(dòng)、制動(dòng)和換向迅速。(液壓馬達(dá)起動(dòng)只需0.1s) 〈5〉易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，安全性好；采用礦物油作為工作介質(zhì)，自潤(rùn)滑性好。 〈6〉液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化 標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。 缺點(diǎn)： 〈1〉由于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中存在的泄漏和油液的壓縮性，影響了傳動(dòng)的準(zhǔn)確性，不易實(shí)現(xiàn)定比 傳動(dòng)。 〈2〉不適應(yīng)在溫度變化范圍較大的場(chǎng)合工作。 〈3〉由于受液體流動(dòng)阻力和泄漏的影響，液壓傳動(dòng)的效率還不是很高，不易遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 〈4〉液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障不易查找。 1.5液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 液壓技術(shù)，從１７９５年英國(guó)制造出世界上第一臺(tái)水壓機(jī)誕生算起，已經(jīng)有２００多年的歷史了，然而在液壓上的真正推廣使用卻是２０世紀(jì)中葉的事情了。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些武器裝備上用上了功率大、反應(yīng)快、動(dòng)作準(zhǔn)的液壓傳動(dòng)和控制裝置，大大的提高了武器裝備的性能。同時(shí)，也加速了液壓技術(shù)本身的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速由軍事轉(zhuǎn)入民用，在機(jī)械制造、工程機(jī)械、鍛壓機(jī)械、冶金機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。２０世紀(jì)６０年代以后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、電子技術(shù)等的迅速發(fā)展，再次將液壓技術(shù)向前推進(jìn)，使其在各個(gè)液壓領(lǐng)域得到了更加廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)的緊密結(jié)合已經(jīng)形成并發(fā)展成為一種包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的自動(dòng)化技術(shù)。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完善發(fā)展比例控制和伺服控制、開(kāi)發(fā)數(shù)字控制技術(shù)上也有許多新成果。同時(shí)，液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和測(cè)試(CAT)、微機(jī)控制、機(jī)電一體化、液電一體化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液壓技術(shù)發(fā)展和研究的方向。繼續(xù)擴(kuò)大應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域，采用更先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，將使液壓技術(shù)發(fā)展成為內(nèi)涵更加豐富完整的綜合自動(dòng)化技術(shù)。 目前，液壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)液壓領(lǐng)域的技術(shù)裝備上，例如機(jī)械制造、工程、建筑、礦山、冶金、船舶等機(jī)械，上至航空、航天液壓，下至地礦、海洋開(kāi)發(fā)工程，幾乎無(wú)處不見(jiàn)液壓技術(shù)的蹤跡。液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域大致上可以歸納為以下幾個(gè)主要方面： （1）各種舉升、搬運(yùn)作業(yè)。尤其在行走機(jī)械和較大驅(qū)動(dòng)功率的場(chǎng)合，液壓傳動(dòng)已經(jīng)成為一種主要方式。如起重機(jī)、起錨機(jī)等。 （2）各種需要作用力大的推、擠、挖掘等作業(yè)裝置。例如，各種液壓機(jī)、塑料注射成型機(jī)等。 （3）高響應(yīng)、高精度的控制。飛機(jī)和導(dǎo)彈的姿態(tài)控制等裝置。 （4）多種工作程序組合的自動(dòng)操作與控制。如組合機(jī)床、機(jī)械加工自動(dòng)線。 （5）特殊工作場(chǎng)合。例如地下水下、防爆等。 第二章、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介 液壓系統(tǒng)是一種以油液作為工作介質(zhì)，利用油液的壓力能并通過(guò)控制閥門等附件操縱液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的整套裝置，包括動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。原動(dòng)機(jī)的輸出特性往往不能和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求（力，速度，位移）理想匹配。因此，就需要某種傳動(dòng)裝置，將原動(dòng)機(jī)的輸出量進(jìn)行適當(dāng)變換，使其滿足工作機(jī)構(gòu)的要求。液壓系統(tǒng)就是用液壓原理來(lái)實(shí)現(xiàn)這種變換功能的裝置。 2.2液壓系統(tǒng)控制回路 2.2.1 壓力控制回路 ① 調(diào)壓回路 在采用定量泵的液壓系統(tǒng)中，為控制系統(tǒng)的最大工作壓力，一般都在油泵的出口附近設(shè)置溢流閥，用它來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，并將多余的油液溢流回油箱。 ② 卸荷回路 在缸各油缸不工作時(shí)，油泵電機(jī)又不停止工作的情況下，為減少油泵的功率損耗，節(jié)省動(dòng)力，降低系統(tǒng)的發(fā)熱，使油泵在低負(fù)荷下工作，所以采用卸荷回路。此缸采用二位二通電磁閥控制溢流閥遙控口卸荷回路。 ③ 減壓回路 為了是缸的液壓系統(tǒng)局部壓力降低或穩(wěn)定，在要求減壓的支路前串聯(lián)一個(gè)減壓閥，以獲得比系統(tǒng)壓力更低的壓力。 ④ 平衡與鎖緊回路 在機(jī)械液壓系統(tǒng)中，為防止垂直機(jī)構(gòu)因自重而任意下降，可采用平衡回路將垂直機(jī)構(gòu)的自重給以平衡。 為了使缸手臂在移動(dòng)過(guò)程中停止在任意位置上，并防止因外力作用而發(fā)生位移，可采用鎖緊回路，即將油缸的回油路關(guān)閉，使活塞停止運(yùn)動(dòng)并鎖緊。本缸采用單向順序閥做平衡閥實(shí)現(xiàn)任意位置鎖緊的回路。 ⑤ 油泵出口處接單向閥 在油泵出口處接單向閥。其作用有二：第一是保護(hù)油泵。液壓系統(tǒng)工作時(shí)，油泵向系統(tǒng)供應(yīng)高壓油液，以驅(qū)動(dòng)油缸運(yùn)動(dòng)而做功。當(dāng)一旦電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，油泵不再向外供油，系統(tǒng)中原有的高壓油液具有一定能量，將迫使油泵反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果產(chǎn)生噪音，加速油泵的磨損。在油泵出油口處加設(shè)單向閥后，隔斷系統(tǒng)中高壓油液和油泵時(shí)間的聯(lián)系，從而起到保護(hù)油缸的作用。第二是防止空氣混入系統(tǒng)。在停機(jī)時(shí)，單向閥把系統(tǒng)能夠和油泵隔斷，防止系統(tǒng)的油液通過(guò)油泵流回油箱，避免空氣混入，以保證啟動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性。 2.2.2 速度控制回路 液壓缸各種運(yùn)動(dòng)速度的控制，主要是改變進(jìn)入油缸的流量Q。其控制方法有兩類：一類是采用定量泵，即利用調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流截面來(lái)改變進(jìn)入油缸或油馬達(dá)的流量；另一類是采用變量泵，改變油泵的供油量。本缸采用定量油泵節(jié)流調(diào)速回路。 根據(jù)各油泵的運(yùn)動(dòng)速度要求，可分別采用LI型單向節(jié)流閥、LCI型單向節(jié)流閥或QI型單向調(diào)速閥等進(jìn)行調(diào)節(jié)。 節(jié)流調(diào)速閥的優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)單可靠、調(diào)速范圍較大、價(jià)格便宜。其缺點(diǎn)是：有壓力和流量損耗，在低速負(fù)荷傳動(dòng)時(shí)效率低，發(fā)熱大。 采用節(jié)流閥進(jìn)行節(jié)流調(diào)速時(shí)，負(fù)荷的變化會(huì)引起油缸速度的變化，使速度穩(wěn)定性差。其原因是負(fù)荷變化會(huì)引起油缸速度的變化，使速度穩(wěn)定性差。其原因是負(fù)荷變化會(huì)引起節(jié)流閥進(jìn)出油口的壓差變化，因而使通過(guò)節(jié)流閥的流量以至油缸的速度變化。 調(diào)速閥能夠隨負(fù)荷的變化而自動(dòng)調(diào)整和穩(wěn)定所通過(guò)的流量，使油缸的運(yùn)動(dòng)速度不受負(fù)荷變化的影響，對(duì)速度的平穩(wěn)性要求高的場(chǎng)合，宜用調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)速。 2.2.3 方向控制回路 在缸液壓系統(tǒng)中，為控制各油缸、馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)方向和接通或關(guān)閉油路，通常采用二位二通、二位三通、二位四通電磁閥和電液動(dòng)滑閥，由電控系統(tǒng)發(fā)出電信號(hào)，控制電磁鐵操縱閥芯換向，使油缸及油馬達(dá)的油路換向，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和正反向轉(zhuǎn)動(dòng)。 目前在液壓系統(tǒng)中使用的電磁閥，按其電源的不同，可分為交流電磁閥（D型）和直流電磁閥（E型）兩種。交流電磁閥的使用電壓一般為220V（也有380V或36V），直流電磁閥的使用電壓一般為24V（或110V）。這里采用交流電磁閥。交流電磁閥起動(dòng)性能好，換向時(shí)間短，接線簡(jiǎn)單，價(jià)廉，但是如吸不上時(shí)容易燒壞，可靠性差，換向時(shí)有沖擊，允許換向頻率底，壽命較短。 2.3.液壓元件選擇 （一）液壓缸 液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為1.62MPa，如果取進(jìn)油路上的壓力損失為0.8MPa,為使壓力繼電器能可靠工作，取其調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最高工作壓力0.5MPa，則小流量液壓泵的最大工作壓力為 大流量液壓泵在快進(jìn)，快速運(yùn)動(dòng)時(shí)才向液壓缸輸油，如果取進(jìn)油路上的壓力損失為0.5MPa，則大流量閥的最高工作壓力為: ，則由工況圖可知： 最大流量為17.64L/min,因系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，所以取泄露系數(shù)為： 則兩個(gè)液壓泵的實(shí)際流量為 由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min,而工進(jìn)時(shí)輸入液壓缸的流量為0.5L/min，由小流量液壓泵單獨(dú)供油，所以小液壓泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為3.5L/min。 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取PV2R12-6/26型雙連葉片液壓泵，其小液壓泵和大液壓泵的排量分別為6ml/r和26ml/r,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速時(shí)該液壓泵的理論流量為20.08L/min，若取液壓泵的容積效率，由于液壓缸在工進(jìn)時(shí)輸入功率最大，這是液壓泵工作壓力為2MPa，流量為27.1L/min.按圖標(biāo)去液壓泵的總效率為則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為： 根據(jù)此數(shù)值查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本選取Y100L-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為，額定轉(zhuǎn)速。 圖3.11 活塞桿 缸體、活塞和活塞桿的材料 1)缸體： 機(jī)床----多數(shù)采用高強(qiáng)度鑄鐵（HT200），當(dāng)壓力超過(guò)8MPa時(shí)，采用無(wú)縫鋼管。 工程機(jī)械----多數(shù)采用35鋼和45鋼無(wú)縫鋼管。壓力高時(shí)，可采用27SiMn無(wú)縫鋼管或45鋼鍛造。 2）活塞： 整體式活塞----多數(shù)采用35鋼和45鋼。 裝配式活塞----常采用灰鑄鐵、耐磨鑄鐵、鋁合金等，特殊需要的可在鋼活塞坯外面裝上青銅、黃銅和尼龍耐磨套。 3)活塞桿： 一般采用35鋼和45鋼，當(dāng)液壓缸的沖擊振動(dòng)很大時(shí)，可使用55鋼或40Cr等合金材料 （二）閥類原件及輔助原件： 1）單向閥 單向閥分成兩類:有普通單向閥和液控單向閥.普通單向閥只允許液流向一個(gè)方向通過(guò).液控單向閥既有普通單向閥的功能,并且只要在遠(yuǎn)程控制口通以一定壓力的控制油液,液流反向也能通過(guò).在工程應(yīng)用中常用兩個(gè)液控單向閥組成液壓鎖. 圖2.11 單向閥 液控單向閥可作為單向閉鎖和保壓使用。它用于液壓系統(tǒng)中，阻止油液反向流動(dòng)，起到普通單向閥作用；但可利用控制壓力油，通過(guò)控制活塞打開(kāi)單向閥芯，使油液實(shí)現(xiàn)反向流動(dòng)。液控單向閥可用在需要嚴(yán)格封閉的油路中，進(jìn)行單向閉鎖，起到保壓作用。 對(duì)單向閥的要求： 1、對(duì)于正向開(kāi)啟壓力為0.04Mpa的液控單向閥，使用時(shí)不允許閥芯錐面垂直向上方安裝。 2、管接頭連接處，禁止用油漆、麻絲、聚四氟乙烯密封帶，可用密封膠。 3、對(duì)于外泄式結(jié)構(gòu)的液控單向閥，控制活塞部分的泄漏油應(yīng)從L口單獨(dú)接回油箱。 2）溢流閥 圖示為球閥式直動(dòng)型溢流閥。它也有一個(gè)阻尼活塞，但與錐閥式結(jié)構(gòu)不同活塞與球閥之間不是剛性連接，而是通過(guò)阻尼彈簧使活塞與球閥接觸（活塞兩端的液壓力平衡）。由于活塞的阻尼作用，可使始終與活塞相連接的球閥運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 當(dāng)壓力油自進(jìn)油口經(jīng)環(huán)形槽進(jìn)入油腔時(shí)，同時(shí)液壓油經(jīng)油道進(jìn)入閥芯右面腔。當(dāng)油口處壓力升高到作用在閥芯右側(cè)的力超過(guò)彈簧力的時(shí)候。閥芯左移，閥口處于某一開(kāi)度，油腔和回油環(huán)形槽接通，油液從回油口排出，這時(shí)壓力油作用在閥心上的力就和開(kāi)度下作用在閥芯上的彈簧力保持平衡： P·A=Fs=k(x0+△x) 由于閥芯位移量△x遠(yuǎn)小于x0，所以 P·A=Fs=k(x0+△x)≈kx0 P=F/A= k(x0+△x)/A≈kx0/A=常數(shù) 即壓力也就基本穩(wěn)定在kx0數(shù)值上。 圖3.13 溢流閥 3）三位四通換向閥 由閥體和閥芯組成。閥體圓孔內(nèi)有5條環(huán)形槽，分別對(duì)應(yīng)P、A、B、T1四個(gè)油口，閥芯上有三個(gè)凸臺(tái)。 圖3.14 三位四通換向閥 4 液壓壓泵 當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在A腔，由于輪齒脫開(kāi)使容積逐漸增大，形成真空從油箱吸油，隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)充滿在齒槽內(nèi)的油被帶到B腔，在B腔，由于輪齒嚙合，容積逐漸減小，把液壓油排出、 利用齒和泵殼形成的封閉容積的變化，完成泵的功能，不需要配流裝置，不能變量結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、價(jià)格低、徑向載荷大 圖3.15 液壓泵 （三）油管： 各原件間連接軌道的規(guī)格按液壓原件接口處的尺寸決定，液壓缸進(jìn)，出油管則按輸入、排出的最大流量計(jì)算。由于液壓泵選定之后液壓缸在各個(gè)工作階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不同，所以需要重新計(jì)算。 按照經(jīng)驗(yàn)值推薦去油液在壓油管的流速v=3m/s,則算得與液壓缸無(wú)桿腔及有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為 這兩根油管都選用內(nèi)徑、外徑mm的冷拔無(wú)縫鋼管。 （四）油箱 油箱容積按公式估計(jì)，取其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故其容積為,按GB/T7938——1999規(guī)定，其標(biāo)準(zhǔn)值為V=250L。 2.4液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件 2.4.1 執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律. 執(zhí)行元件的載荷即為液壓缸的總阻力，油缸要運(yùn)動(dòng)必須克服其阻力才能運(yùn)行，因此在次計(jì)算油缸的總阻力即可，油缸的總阻力包括：阻礙工作運(yùn)動(dòng)的切削力，運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦阻力，密封裝置的摩擦阻力，起動(dòng)制動(dòng)或換向過(guò)程中的慣性力，回油腔因被壓作用而產(chǎn)生的阻力，即液壓缸的總阻力也就是它的最大牽引力： （1）切削力。根據(jù)其概念：阻礙工作運(yùn)動(dòng)的力，在本設(shè)計(jì)中即為額定負(fù)載的重力和支架以及上頂板的重力： 其計(jì)算式為： （2）摩擦力。各運(yùn)動(dòng)部件之間的相互摩擦力由于運(yùn)動(dòng)部件之間為無(wú)潤(rùn)滑的鋼-鋼之間的接觸摩擦，取， 其具體計(jì)算式為： （3）密封裝置的密封阻力。根據(jù)密封裝置的不同，分別采用下式計(jì)算： O形密封圈： 其中F為液壓缸的推力 Y形密封圈： f 表示摩擦系數(shù)，取 p 表示密封處的工作壓力 單位Pa d 表示密封處的直徑 單位m 表示密封圈有效高度 單位m 密封摩擦力也可以采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，一般取 （4）運(yùn)動(dòng)部件的慣性力。 其計(jì)算式為： 式中： G 表示運(yùn)動(dòng)部件的總重力 單位N g 表示重力加速度 單位 表示啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的速度變量 單位m/s 表示起動(dòng)制動(dòng)所需要的時(shí)間 單位s 對(duì)于行走機(jī)械，本設(shè)計(jì)中取值為。 （5）背壓力。背壓力在此次計(jì)算中忽略，而將其計(jì)入液壓系統(tǒng)的效率之中。 由上述說(shuō)明可以計(jì)算出液壓缸的總阻力為： =(204.8+316+120+188+2500)x9.8+0.15(204.8+316+120)x 9.8+(204.8+316+120+188+2500)x0.4+(204.8+316+120+188+2500)9.80.05 =40KN 液壓缸的總負(fù)載為40KN，該系統(tǒng)中共有2個(gè)液壓缸個(gè)液壓缸，故每個(gè)液壓缸需要克服的阻力為20KN。 該升降臺(tái)的額定載荷為100Kg ，其負(fù)載變化范圍為0—100Kg，在工作過(guò)程中無(wú)沖擊負(fù)載的作用，負(fù)載在工作過(guò)程中無(wú)變化，也就是該升降臺(tái)受恒定負(fù)載的作用。 2.4.2 液壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 液壓缸有多種類型。按作用方式可分為單作用式和雙作用式兩種；按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式、柱塞式、組合式和擺動(dòng)式四大類。 其中，單作用液壓缸分為：?jiǎn)位钊麠U液壓缸、雙活塞桿液壓缸、柱塞式液壓缸、差動(dòng)液壓缸和伸縮液壓缸。但是，差動(dòng)式液壓缸和柱塞式液壓缸只能單作用而不能雙作用。組合液壓缸包括：彈簧復(fù)位式、齒條式、串聯(lián)式和增壓式四種。擺動(dòng)液壓缸又分為：?jiǎn)稳~片式和雙葉片式兩種。下面以一種典型液壓缸為例，說(shuō)明液壓缸的基本組成。 雙作用單活塞桿液壓缸如上圖所示。它由缸筒10，活塞11，活塞桿18，缸蓋9、密封圈7、14，導(dǎo)向套9，耳環(huán)1、彈簧擋圈4、17等主要零件組成。這種液壓缸缸筒固定，活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊缅F銷9、22與空心活塞桿連接，并用堵頭2堵死活塞桿的一頭。缸筒兩端外圓上套有鋼絲卡套6、15，用于阻止壓板11、20向外移動(dòng)，從而通過(guò)螺栓將缸蓋9與壓板相連（圖中沒(méi)有畫出），并把缸蓋壓緊在缸筒的兩端。為了減少泄漏，在液壓缸中可能發(fā)生泄漏的結(jié)合面安放了密封圈和紙墊。空心活塞桿和其上的油口A、B提供了液壓缸的進(jìn)、出油口。當(dāng)缸筒移動(dòng)到左、右終端時(shí)，油口A、B的開(kāi)度逐漸減小，造成回油阻力逐漸增大，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件起到制動(dòng)緩沖作用。在缸蓋上設(shè)有與排氣閥（圖中沒(méi)有畫出）相連的排氣孔5、14，可以排出液壓缸中的空氣，使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。 表2-1液壓缸的類型和特點(diǎn) 類型 速度 作用力 特點(diǎn) 單 作 用 液 壓 缸 雙活塞桿液壓缸 U=q/A3 F=p1A1 活塞的兩側(cè)都裝有活塞桿，只能向活塞一側(cè)供給壓力油，由外力使活塞反向運(yùn)動(dòng) 單活塞桿液壓缸 U=q/A3 F1=p1A1 活塞僅單向運(yùn)動(dòng)，返回行程利用自重或負(fù)荷將活塞推回 柱塞式液壓缸 U=q/A3 F1=p1A1 柱塞僅單向運(yùn)動(dòng)，由外力使柱塞反向運(yùn)動(dòng) 差動(dòng)液壓缸 U3=q/A3 F3=p1A1 可使速度加快，但作用力相應(yīng)減小 伸縮液壓缸 --- --- 以短缸獲得長(zhǎng)行程；缸由大到小逐節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮回 雙 作用液壓缸 雙活塞桿液壓缸 U1=q/A3 U2=q/A2 F1=（p1-p2）A1 F2=（p2-p1）A2 雙邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，雙向推力和速度均相等 單活塞桿液壓缸 U1=q/A3 U2=q/A2 F1=（p1-p2）A1 F2=（p2-p1）A2 單邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，u1〈V U2，F(xiàn)1〉F2 伸縮液壓缸 --- --- 雙向液壓驅(qū)動(dòng)，由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回 組 合 液 壓 缸 彈簧復(fù)位液壓缸 --- --- 單向由液壓驅(qū)動(dòng)，回程彈簧復(fù)位 串聯(lián)液壓缸 U1=q/（A1+A2） U2=q2A2 F1=p1（A1-A2）-2qA2 F1=2p2A2-A2-q1（A1+A2） 用于缸的直徑受限制，而長(zhǎng)度不受限制處，可獲得在的推力 增 壓 缸 --- --- 由活塞缸和柱塞缸組合而成，低壓油送入A腔，B腔輸出高壓油 齒條液壓缸 --- --- 活塞的移動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變成齒輪的往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 擺動(dòng)液壓缸 單葉片液壓缸 W =8q/（b（D2-d2） T=p（D^2-d^2）b/8 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 < 300度 雙葉片液壓缸 W =4q/（b（D2-d2） T=p（D^2-d^2）b/4 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動(dòng)角 < 150度 注：b—葉片寬度；D—葉片的底端 、頂端直徑；w—葉片軸的角速度；T-- 理論轉(zhuǎn)矩 2.4.3 液壓缸的組成 從以上液壓缸的結(jié)構(gòu)形式上可知：液壓缸可以分為缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五大部分。 2.4.3.1缸體組件 缸筒組件有缸筒和缸蓋組成。缸筒和缸蓋的連接形式與其工作壓力有關(guān)。當(dāng)工作壓力p<10MPa時(shí),缸筒使用鑄鐵；工作壓力p<20MPa時(shí)，缸筒使用無(wú)縫鋼管；工作壓力p>20MPa時(shí)，使用鑄鋼或鍛鋼。以下是幾種常見(jiàn)的缸筒與缸蓋的聯(lián)接形式： 圖2-21(a)所示為法蘭連接式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和重量都較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。圖2-21(b)所示為半環(huán)連接式，它的缸筒壁部因開(kāi)了環(huán)形槽而削弱了強(qiáng)度，為此有時(shí)要加厚缸壁，它容易加工和裝拆，重量較輕，常用于無(wú)縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。圖2-21(c)所示為螺紋連接式，它的缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時(shí)要求保證內(nèi)外徑同心，裝拆要使用專用工具，它的外形尺寸和重量都較小，常用于無(wú)縫鋼管或鑄鋼制的缸筒上。圖2-21(d)所示為拉桿連接式，結(jié)構(gòu)的通用性大，容易加工和裝拆，但外形尺寸較大，且較重。圖2-21(e)所示為焊接連接式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，但缸底處內(nèi)徑不易加工，且可能引起變形。 圖2-21缸筒和缸蓋結(jié)構(gòu) (a)法蘭連接式(b)半環(huán)連接式(c)螺紋連接式(d)拉桿連接式(e)焊接連接式 由此可見(jiàn)，缸筒的材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的缸筒，還要求有良好的焊接性能。 為了能夠最大限度的滿足用戶對(duì)產(chǎn)品性能的需求和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理以及保證工人人身和設(shè)備安全，改善操作者工作環(huán)境，洛陽(yáng)強(qiáng)力液壓股份有限公司所生產(chǎn)的液壓缸缸筒毛坯件選擇由專業(yè)廠方提供內(nèi)圓已經(jīng)過(guò)衍磨和外圓已加工的高精度冷拔無(wú)縫鋼管，能滿足以下要求： a、缸筒內(nèi)徑的圓度和圓柱度可選取8級(jí)。 b、缸筒端面的垂直度選取7級(jí)精度。 c、缸筒端部用螺紋連接時(shí)，螺紋應(yīng)選取6級(jí)精度的細(xì)牙螺紋。 2.4.3.2活塞組件 活塞組件有活塞、活塞桿和連接件等組成，活塞與活塞桿連接形式?jīng)Q定于工作壓力、安裝形式、工作條件等。 由于活塞在缸筒內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，必須選用優(yōu)質(zhì)材料。對(duì)于整體式活塞，一般采用３５號(hào)鋼或４５號(hào)鋼；裝配式的活塞采用灰口鑄鐵、耐磨鑄鐵或鋁合金等材料，有特殊要求時(shí)可在鋼活塞坯外面裝上青銅、黃銅和尼龍等耐磨套，以延長(zhǎng)活塞的使用壽命。活塞桿無(wú)論是空心的還是實(shí)心的其材料常采用３５號(hào)鋼或４５號(hào)鋼等材料，當(dāng)沖擊振動(dòng)很大時(shí)，也可采用５５號(hào)鋼或４０Cr鋼。圖2-22所示為幾種常見(jiàn)的活塞與活塞桿的連接形式： 圖2-22 (a)所示為活塞與活塞桿之間采用螺母連接，它適用負(fù)載較小，受力無(wú)沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車螺紋將削弱其強(qiáng)度。圖圖2-22 (b)和(c)所示為卡環(huán)式連接方式。圖2-22 (b)中活塞桿5上開(kāi)有一個(gè)環(huán)形槽，槽內(nèi)裝有兩個(gè)半圓環(huán)3以?shī)A緊活塞4，半環(huán)3由軸套2套住，而軸套2的軸向位置用彈簧卡圈1來(lái)固定。圖2-22 (c)中的活塞桿，使用了兩個(gè)半圓環(huán)4，它們分別由兩個(gè)密封圈座2套住，半圓形的活塞3安放在密封圈座的中間。圖2-22 (d)所示是一種徑向銷式連接結(jié)構(gòu)，用錐銷1把活塞2固連在活塞桿3上。這種連接方式特別適用于雙出桿式活塞。 圖2-22 常見(jiàn)的活塞組件結(jié)構(gòu)形式 2.4.3.3密封裝置 密封裝置主要用來(lái)防止液壓油的泄漏。液壓缸因?yàn)槭且揽棵荛]油液容積的變化來(lái)傳遞動(dòng)力和速度，故密封裝置的優(yōu)劣，將直接影響液壓缸的工作性能。根據(jù)兩個(gè)需要密封的偶合面間有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可把密封圈分為動(dòng)密封和靜密封兩類。設(shè)計(jì)或選用密封裝置的基本要求是：具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動(dòng)提高其密封性能，摩擦阻力小，密封件耐油性，抗腐蝕性好，使用壽命長(zhǎng)，使用的溫度范圍廣，制造簡(jiǎn)單，裝拆方便等。通常液壓缸的密封有間隙密封、活塞環(huán)密封、Ｏ型密封圈、Y型密封圈、V型密封圈等密封方式來(lái)防止漏油。 圖2-23密封裝置 (a)間隙密封(b)摩擦環(huán)密封(c)○形圈密封(d)V形圈密封 液壓缸中常見(jiàn)的密封裝置如上圖2-23所示。圖2-23 (a)所示為間隙密封，它依靠運(yùn)動(dòng)間的微小間隙來(lái)防止泄漏。為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞的表面上制出幾條細(xì)小的環(huán)形槽，以增大油液通過(guò)間隙時(shí)的阻力。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無(wú)法恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高的缸筒和活塞間使用。圖2-23 (b)所示為摩擦環(huán)密封，它依靠套在活塞上的摩擦環(huán)(尼龍或其他高分子材料制成)在O形密封圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。這種材料效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高溫，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，但加工要求高，裝拆較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。圖2-23 (c)、圖2-23 (d)所示為密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動(dòng)配合面之間來(lái)防止泄漏。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。 對(duì)于活塞桿外伸部分來(lái)說(shuō)，由于它很容易把臟物帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。 2.4.3.4 緩沖裝置 當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件拖動(dòng)質(zhì)量較大的部件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)、運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)(v>12m/min)。運(yùn)動(dòng)部件慣性力較大，活塞運(yùn)動(dòng)到終端會(huì)與缸蓋發(fā)生機(jī)械碰撞，產(chǎn)生沖擊、噪聲，嚴(yán)重時(shí)影響加工精度，甚至引起破壞性事故。因此，在液壓缸內(nèi)兩端部應(yīng)設(shè)置緩沖裝置。 一般緩沖裝置由緩沖柱塞、緩沖油腔、三角節(jié)流槽、單向閥、節(jié)流閥組成。組合的緩沖形有圓柱形環(huán)隙式、圓錐形環(huán)隙式、節(jié)流口可變式節(jié)流口可調(diào)式。 緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其 走向行程終端時(shí)封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)，逐漸減慢運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。 如下圖2-24(a)所示，當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入與其相配的缸蓋上的內(nèi)孔時(shí)，孔中的液壓油只能通過(guò)間隙δ排出，使活塞速度降低。由于配合間隙不變，故隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度的降低，起緩沖作用。當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只能經(jīng)節(jié)流閥1排出，如圖2-24 (b)所示。由于節(jié)流閥1是可調(diào)的，因此緩沖作用也可調(diào)節(jié)，但仍不能解決速度減低后緩沖作用減弱的缺點(diǎn)。如圖2-24 (c)所示，在緩沖柱塞上開(kāi)有三角槽，隨著柱塞逐漸進(jìn)入配合孔中，其節(jié)流面積越來(lái)越小，解決了在行程最后階段緩沖作用過(guò)弱的問(wèn)題。 圖2-24 液壓缸的緩沖裝置 1—節(jié)流閥 2.4.3.5排氣裝置 液壓缸在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停放重新工作時(shí)，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會(huì)滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。對(duì)于要求不高的液壓缸往往不設(shè)專門的排氣裝置，而是將油口布置在缸茼兩端的最高處，這樣也能使空氣隨油液排往油箱，在從油面逸出；對(duì)于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸或大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設(shè)置進(jìn)出油口把氣帶走，也可在最高處設(shè)置放氣孔或?qū)ｉT的放氣閥。 圖2-25 放氣裝置 1—缸蓋 2—放氣小孔 3—缸體 4—活塞桿 第三章 、DG型液壓缸的設(shè)計(jì) 3.1 液壓缸的說(shuō)明 DG型液壓缸是液壓系統(tǒng)中活塞桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式均為單活塞桿雙作用耳環(huán)安裝式。主要用于工程機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、礦山機(jī)械及車輛等。 3.2 DG型液壓缸的設(shè)計(jì) 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算： 由于液壓執(zhí)行元件與主機(jī)結(jié)構(gòu)有著直接關(guān)系，因此 液壓缸的主要尺寸包括缸筒內(nèi)徑D、活塞桿直徑d和缸筒長(zhǎng)度L。 ??根據(jù)負(fù)載大小和液壓缸的工作壓力確定活塞的有效工作面積，再根據(jù)液壓缸的不同結(jié)構(gòu)形式計(jì)算出缸筒的內(nèi)徑?；钊麠U直徑是按受力情況決定的，可按表3.1初步選取。缸筒長(zhǎng)度的確定要考慮活塞最大行程、活塞厚度、導(dǎo)向和密封所需長(zhǎng)度等因素。通常情況L≤(20~30)d。計(jì)算結(jié)果要圓整成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的推薦值。主要尺寸初步確定后，還要按速度要求進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)滿足力和速度的要求后才可以確定下來(lái)。 表3.1? 液壓缸工作壓力與活塞桿直徑 液壓缸工作壓力p/MPa <5 5～7 >7 推薦活塞桿直徑d (0.5～0.55)D (0.6～0.7)D 0.7D 強(qiáng)度校核的項(xiàng)目包括缸筒壁厚δ、活塞桿直徑d和缸蓋固定螺栓的直徑ds。 當(dāng)D/δ>10時(shí)為薄壁，δ按下式校核: 式中，D-缸筒內(nèi)徑； [σ]—缸筒材料的許用應(yīng)力，[σ]=σb/n，σb是材料的抗拉強(qiáng)度，一般取安全系數(shù)n=5； py—試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力pn≤16Mpa時(shí)，py=1.5pn；pn>16Mpa時(shí)，py=1.25pn。 當(dāng)D/δ<10時(shí)為厚壁，δ按下式校核: 2.活塞桿直徑d 式中，F(xiàn)—活塞桿上的作用力；[σ]—活塞桿材料的許用應(yīng)力，[σ]= σb/1.4。 3.缸蓋固定螺栓直徑ds 式中，F(xiàn)—活塞桿上的作用力；k—螺紋擰緊定螺栓個(gè)數(shù)； [σ]—螺栓材料的許用應(yīng)力，[σ]= σs/（1.22~2.5），σs為材料的屈服點(diǎn)。[σ]—活塞桿材料的許用應(yīng)力，[σ]= σb/1.4。 3.2.1活塞桿穩(wěn)定性校核 當(dāng)活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)有壓桿穩(wěn)定性問(wèn)題，即 壓縮力F超過(guò)某一臨界Fk值時(shí)活塞桿就會(huì)失去穩(wěn)定性。活塞桿穩(wěn)定性按下式進(jìn)行校核?????? 式中，nk—安全系數(shù)，一般取nk=2~4當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比時(shí)， 當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比，且時(shí)， 安裝長(zhǎng)度；rk—活塞桿截面最小回轉(zhuǎn)半徑，；ψ1—柔性系數(shù)；ψ2—由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)；E—活塞桿材料的彈性模量，鋼材：；J—活塞桿橫截面慣性矩；A—活塞桿橫f—由材料強(qiáng)度決定的試驗(yàn)值；α—系數(shù)。 3.２.2 缸筒的設(shè)計(jì) （1）缸筒材料的選擇及加工工藝 參閱《鄭州強(qiáng)盛液壓制造有限公司產(chǎn)品樣本》（以下簡(jiǎn)稱《產(chǎn)品樣本》）第15頁(yè)可知，DG型液壓缸的最大推力和拉力為16MPa，即：工作壓力p<20MPa；所以，缸筒材料可選用無(wú)縫鋼管；結(jié)合本公司生產(chǎn)車間的實(shí)際加工水平，在選購(gòu)缸筒原材料時(shí),一般都是直接從鋼材廠訂購(gòu)經(jīng)過(guò)冷拔后的20號(hào)鋼的缸筒毛坯件。即：內(nèi)圓已經(jīng)過(guò)衍磨、外圓已加工的高精度冷拔無(wú)縫鋼管。 （2）確定缸筒的總體尺寸 a.缸筒內(nèi)徑的大小及厚度 查《產(chǎn)品樣本》第16頁(yè)圖表可得，DG型液壓缸缸筒的內(nèi)徑為90mm，外徑為108mm。即：厚度為18mm。 b.缸筒的總長(zhǎng)度的確立 參考《產(chǎn)品樣本》第17頁(yè)圖表可得：缸筒總長(zhǎng)度L由活塞桿兩端活塞寬度、導(dǎo)向筒的寬度以及在滿足本液壓缸的行程后來(lái)確定。在整個(gè)液壓缸的設(shè)計(jì)中，缸筒的長(zhǎng)度屬于不確定因素。在此，先不予考慮。 3.２.3 活塞桿的設(shè)計(jì) 下面是整體式活塞桿的幾種聯(lián)接結(jié)構(gòu)如下圖： 1.、耳環(huán)連接 2、端部鉸軸連接 3、中部鉸軸連接 4、端部法蘭連接 5、中部法蘭連接 6、底部法蘭連接 第四章、負(fù)載圖和速度圖 取液壓缸的機(jī)械效率η=0.9，計(jì)算液壓缸各工作階段的負(fù)載情況 啟動(dòng)：F=Ffj=880N; F‵=F/η=1160/0.9 N=1289 N; 加速：F=Ffd+Fg=580+493.20=1073.20 N; F‵=F/η=1073.20/0.9=1193 N; 快進(jìn)：F=Ffd=290 N; F‵=F/η=580/0.9=645 N; 工進(jìn)：F=Ffd+Fw=580+3183=3763 N; F‵=F/η=3763/0.9=4182 N; 快退：F=Ffd=290N; F‵=F/η=580/0.9=645 N; 液壓缸各階段負(fù)載情況 階段 負(fù)載計(jì)算公式 液壓缸負(fù)載F/N 液壓缸推力F‵/N 啟動(dòng) F=Ffj 1160 1289 加速 F=Ffd+Fg 1073.20 1193 快進(jìn) F=Ffd 580 645 工進(jìn) F=Ffd+Fw 3763 4182 快退 F=Ffd 580 1193 根據(jù)工況負(fù)載F及行程S，繪制負(fù)載圖（根據(jù)工進(jìn)速度V1，快進(jìn)速度V2確定下圖）： 總 結(jié) 經(jīng)過(guò)幾個(gè)星期的學(xué)習(xí)和努力，我終于完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。在此期間我查找各方面的書籍并上網(wǎng)搜索資料，鍛煉了自己和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，使我對(duì)AUTOCAD、Word等辦公軟件有更深的了解，學(xué)會(huì)如何應(yīng)用及合理的規(guī)劃布局。從中，學(xué)到不少有關(guān)機(jī)械方面的知識(shí)，同時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和液壓傳動(dòng)得到更進(jìn)一步的了解，這是第一次如此重視的液壓缸設(shè)計(jì)，在這次設(shè)計(jì)即將結(jié)束時(shí)自己才發(fā)現(xiàn)所有的有價(jià)值的資料都來(lái)源于圖書館和累積下來(lái)的手稿。來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)都是粗糙的，可直接利用的卻不夠詳盡不夠本原，是自己對(duì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大體會(huì)。 但由于自己學(xué)歷不精，認(rèn)識(shí)不足，在本次設(shè)計(jì)中存在一定地失誤和欠缺，希望老師給予批評(píng)和幫助，使本次設(shè)計(jì)更加完美，讓我在大學(xué)所學(xué)到的知識(shí)綜合運(yùn)用起來(lái)，會(huì)對(duì)我以后工作有很大的幫助。在今后的學(xué)習(xí)和工作中更努力，認(rèn)真負(fù)責(zé)，妥善地完成本職工作。 參考文獻(xiàn) [1] 鄧星鐘. 機(jī)電傳動(dòng)控制[M]. 華中科技大學(xué)出版社， 2002。 [2] 孫志禮、冷興聚、魏延剛等 . 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 東北大學(xué)出版社， 2003。 [3] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]第5卷. 機(jī)械液壓出版社， 1992。 [4] 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M]. 機(jī)械液壓出版社， 2002 。 [5] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M]. 化學(xué)液壓出版社， 2002年。 [6] 羅洪量 . 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M]（第二版）. 高等教育出版社，1986。 [7] JJ.杰克（美）. 機(jī)械與機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理[M]（第一版）. 機(jī)械液壓出版社，1985 。 [8] 王玉新. 機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法學(xué)[M]（第一版）. 天津大學(xué)出版社， 1996。 [9] 張建民. 液壓缸[B][M]. 北京理工大學(xué)出版社，1992 。 [10] 馬香峰. 缸結(jié)構(gòu)學(xué)[B] [M] . 機(jī)械液壓出版社，1991 。 [11] [俄]IO.M.索羅門采夫. 液壓缸圖冊(cè)[B] [M]. 機(jī)械液壓出版社，1993。 [12] 黃繼昌、徐巧魚、張海貴等. 實(shí)用機(jī)械機(jī)構(gòu)圖冊(cè)[B] [M]. 人民郵電出版社，1996。