四柱液压机优秀课程设计.doc

液压和气压传动课程设计说明书设计题目： 四拄液压机 专 业： 机械设计制造及自动化 班 级： 14机械卓越 姓 名： xxx 学 号： 140111xx 指导老师： 徐建方 常州工学院机械和车辆工程学院6月13日序言本设计为四柱式液压机，四柱液压机主机关键由上梁、导柱、工作台、移动横梁、主缸、顶出缸等组成。其中主缸可完成快速下行、慢速加压、保压延时、释压换向、快速返回、原位停止动作；顶出缸可实现向上顶出、停留、向下退回、原位停止动作。本设计主机最大工作负载为7000000N。经过对液压缸工况分析确定液压缸负载改变，确定液压系统图和电磁铁动作次序。并设计主液压缸，计算主液压缸尺寸和流量，主缸速度换接和安全行程限制经过行程开关来控制。依据技术要求及设计计算选择液压泵、GE系列电磁阀等液压元件。经过液压系统压力损失和温升验算，液压系统设计能够满足液压机次序循环动作要求，设计四柱液压机能够实现塑性材料锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲等成型加工工艺。本液压系统选择PLC控制系统，经过泵和油缸及多种液压阀实现能量转换，调整和输送，完成多种工艺动作循环。液压机采取集中式部署，液压系统油源和控制调整装置置于主机之外。该液压机结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力和行程可在要求范围内任意调整，操作简单。目录第一章 概论1第一节 液压机工作原理及其组成1第二节 发展趋势3第三节 液压传动优缺点及应用4第二章 液压系统合成6第一节 液压传动工作原理6第二节 搭建部分回路9第三节 其它考虑10第三章 液压缸结构设计及液压系统工况分析11第一节 液压缸基础结构设计11第二节 载荷组成和计算11第三节 确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸12第四节 液压缸动作时流量14第五节 缸设计计算14第四章 液压元件选择及性能验算26第一节 液压元件选择26第二节 液压系统性能验算31第五章 立柱结构设计35第一节 立柱设计计算35第二节 连结形式36第三节 立柱螺母及预紧38第四节 立柱导向装置39第五节 限程套40第六章 横梁参数确实定41第一节 上横梁结构设计41第二节 活动横梁结构设计41第三节 下横梁结构设计42第四节 各横梁参数确实定42第七章 液压元件设计43第一节 管道及管接头43第二节 液压控制阀选择44结论46参考文件47第一章 概论第一节 液压机工作原理及其组成一概述液压机（又名：油压机）利用帕斯卡定律制成利用液体压强传动机械，种类很多。当然，用途也依据需要是多个多样。如按传输压强液体种类来分，有油压机和水压机两大类。水压机机产生总压力较大，常见于铸造和冲压。铸造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具，而自由锻水压机不用模具。中国制造第一台万吨水压机就是自由铸造水压机。液压机是一个以液体为工作介质，用来传输能量以实现多种工艺机器。液压机被广泛应用于机械工业很多领域。比如在锻压领域，液压机被广泛应用于自由铸造、模锻、冲压、挤压、剪切、拉拔成型及超塑性等很多工艺中；在机械工业其它领域，液压机被应用于粉末制品，塑料制品、磨料制品、金刚石成型、校正压桩、压砖、橡胶注塑成型等十分广泛不一样工作领域。机器含有独立动力机构和电气系统，采取按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种工作方法：机器工作压力、压制速度，空载快下行和减速行程和范围，均可依据工艺需要进行调整，并能完成顶出工艺，可带顶出工艺、拉伸工艺三种工艺方法，每种工艺又为定压，定程两种工艺动作供选择，定压成型工艺在压制后含有顶出延时及自动回程。液压机通常是由本体、动力系统、液压控制系统三部分组成。本体通常是由机架、液压缸部件、运动部分及其导向装置和其它辅助装置组成。工艺要求使影响液压机本体结构形式最关键原因。因为在不一样液压机上完成工艺是多个多样，所以液压机本体结构形式也是不一样。依据机架形式，液压机能够分为立式和卧式；依据机架组成形式，液压机可分为梁柱式、单柱式、框架式、钢丝缠绕预应力牌坊式等。其中三梁四柱式是最为常见类型，图1-1所表示。其机身是由工作台、滑块、上横梁、立柱、锁母和调整螺母等组成。其实施元件结构简单，结构上易于实现很大工作压力、较大工作空间，所以适应性强，便于压制大型工件或较长、较高工件；因为实施元件结构简单，所以部署灵活，能够依据工艺要求来多方位部署；活动横梁总行程和速度全部可在一定范围内、相当大程度上调整，适应工艺过程对化快速度不一样要求；经过不一样阀组合实现工艺过程不一样次序；安全性能好，不易超载，有利于保护模具；工作平稳。撞击、振动、噪声较小，对工人及厂房有很大好处。(1)高速化，高效化，低能耗。提升液压机工作效率，降低生产成本。(2)机电液一体化。充足合理利用机械和电子方面优异技术促进整个液压系统完善。(3)自动化、智能化。微电子技术高速发展为液压机自动化和智能化提供了充足条件。自动化不仅仅表现在加工，应能够实现对系统自动诊疗和调整，含有故障预处理功效。(4)液压元件集成化，标准化。集成液压系统降低了管路连接，有效地预防泄漏和污染。标准化元件为机器维修带来方便。二、液压传动基础原理液压系统利用液压泵将原动机机械能转换为液体压力能，经过液体压力能改变来传输能量，经过多种控制阀和管路传输，借助于液压实施元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中液体称为工作介质，通常为矿物油，它作用和机械传动中皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整液压传动系统，分析它工作过程，能够清楚了解液压传动基础原理。四柱液压机由主机及控制机构两大部分组成。液压机主机部分包含液压缸、 横梁、立柱及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、控制系统、电动机、压力 阀、方向阀等组成。四柱液压机液压传动系统由动力机构、控制机构、实施机构、辅助机构和工作介质组成。 动力机构通常采取油泵作为动力机构，通常为积式油泵。为了满足实施机构运动速度要求， 选择一个油泵或多个油泵。低压（油压小于2.5MP）用齿轮泵；中压（油压小于6.3MP）用叶片泵；高压（油压小于32.0MP)用柱塞泵。多种可塑性材料压力加工和成形，如不锈钢板钢板挤压、弯曲、拉伸及金属零件冷压成形，同时亦可用于粉末制品、砂轮、胶木、树脂热固性制品压制。三、液压系统组成液压系统关键由：动力元件（油泵）、实施元件（油缸或液压马达）、控制元件（多种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。(1）、动力元件（油泵）它作用是把液体利用原动机机械能转换成液压力能；是液压传动中动力部分。(2)、实施元件（油缸、液压马达）它是将液体液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。(3)、控制元件包含压力阀、流量阀和方向阀等。它们作用是依据需要无级调整液动机速度，并对液压系统中工作液体压力、流量和流向进行调整控制。(4)、辅助元件除上述三部分以外其它元件，包含压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件多种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们一样十分关键。(5)、工作介质工作介质是指各类液压传动中液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。第二节 发展趋势伴随应用了电子技术、计算及技术、信息技术、自动控制技术及新工艺、新材料发展和应用，液压传动技术也在不停创新。自19世纪问世以来发展很快，已经广泛应用于国民经济各个部门，种类繁多，发展快速，成为机床行业一个关键组成部分。但因为中国液压起步晚，液压机只有50年发展历史，80年代以后中国液压机开始进入高速发展阶段。现在中国已建立了自己液压机设计和制造行业。因为液压机液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，现在中国外液压机发展表现在新方向。伴随百分比伺服技术发展，液压机停位精度、速度控制精度越来越高，液压机趋向高精度发展。高速化、高效化、低能耗提升了液压机工作效率，降低生产成本；自动化、智能化，微电子技术高速发展为液压机自动化和智能化提供了充足条件。自动化不仅仅表现在加工，应能够实现对系统自动诊疗和调整，含有故障预处理功效；液压元件集成化，标准化，集成液压系统降低了管路连接，有效地预防泄漏和污染。标准化元件为机器维修带来方便。在国际上来看，因为技术发展趋于成熟，中国外机型无较大差距，关键差异在于加工工艺和安装方面。良好工艺使机器在过滤、冷却及预防冲击和振动方面，有较显著改善。在油路结构设计方面，中国外液压机全部趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛应用。尤其是集成块能够进行专业化生产，其质量好、性能可靠而且设计周期也比较短。第三节 液压传动优缺点及应用一、液压传动优缺点液压传动所以能得到广泛应用，这是因为它含有以下关键优点：（1）液压传动和机械、电力等传动方法比较，在输出一样功率条件下体积小、重量轻、结构紧凑。油马达外形尺寸约为同功率电机12，重量约为电机1020，1m3全液压挖掘机整机重25t、零件总数为750多件，而机械式1m3挖掘机机重是41t，零件总数达1500多件。（2）传输运动平衡。因为工作液体弹性大，油液本身有吸振能力，不象机械传动因加工和装配误差会引发过大振动和撞击。（3）易于取得很大力或力矩。比如一个内径为30cm油缸，油液压力为20MPa，活塞上便可产生1.4MN推力。液压传动这个突出优点，使它广泛应用于工程机械，成为实现省力最有效手段。（4）液压传动系统运动零件均在油内工作，能够自行润滑，故零件工作寿命长。（5）能在很大范围内实现无级调速。如车辆在不一样情况下要求不一样行驶速度，能够经过调整液体流量达成改变速度要示。（6）和机械传动相比易于布局和操纵。（7）液压元件易于实现系列化、标准化、通用化，便于设计、制造和推广。液压传动也存在以下缺点：（1）液压传动采取液体为介质，在相对运动表面有间隙存在，就不可避免要有泄漏，影响了工作效率。为了预防漏油，配合件制造精度要求较高。（2）因为油粘度随温度而改变，所以油温改变时，会影响传动机构工作性能。同时在低温或高温条件下采取液压传动有较大困难。（3）空气渗透液压系统后轻易引发系统工作不良，如发生振动、爬动、噪音等。（4）液压系统发生故障不易检验和排除，这给使用和维修带来不便。（5）为了预防漏油，和为了满足一些性能上要求，液压元件制造精度要求较高。总来说，液压传动优点是关键，就其缺点而言，伴随生产和科学技术发展，正在逐步加以处理，所以液压传动在现代化生产中有着宽广发展前途。二、液压传动应用液压传动有很多突出优点，所以它应用很广泛，如通常工业用塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架收放装置和方向舵控制装置等。 该液压机适适用于可塑性材料压制工艺。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（热）挤压金属成型、薄板拉伸和横压、弯压、翻透、校正等工艺。四柱液压机含有独立动力机构和电器系统，采取按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方法。第二章 液压系统合成第一节 液压传动工作原理一、依据绪论所述，确定四柱液压机液压系统原理图图2-1所表示1-叶片泵 2-轴向柱塞泵 3-单向阀 4，8-先导式溢流阀 5-高位油箱10，13，16-二位两通电磁换向阀 6,9-直动式溢流阀7,17，20-次序阀11-不可调整流阀 12,18-可调整流阀 14,25-三位四通电液动换向阀15,21,23-液控单向阀 19-二位三通电磁换向阀 22-上液压缸24-下液压缸图2-1四柱液压机液压系统原理图二、系统工作原理（1）快速下行。3Y，5Y通电，电液动换向阀14左位工作，经阀15进入缸22上腔，液控单向阀21打开，接通下腔和油箱油路，上液压缸活塞依靠重力快速下行。液控单向阀23因为负压被打开，给主缸22上腔充液。回路：P1314左位1522上腔22下腔2114左位25中位T（2）慢速加压。当主缸活塞下降接触工件后负载压力升高，压力继电器1发讯，使1Y通电，5Y断电，这时液压泵输出压力油只能经节流阀12进入系统，同时切断主缸下腔经液控单向阀21快速回油路。压力升高，使次序阀（卸荷阀）7打开，液压泵1卸荷。液控单向阀23因为上腔压力升高而自动关闭。活塞慢速下行。回路：P1214左位1522上腔22下腔2014左位25中位T（3）保压延时。主缸22上腔压力达成调定值时，压力继电器2发讯，1Y，3Y断电，同时使时间继电器动作，控制保压时间。利用单向锥形阀座密封性实现保压。14中位工作，泵卸荷。（4）快速返回。保压结束，时间继电器动作，2Y，4Y通电，因为上腔没有泄压，上腔油液经两位两通电磁换向阀16将次序阀17打开，进入下强油液经次序阀17和节流阀18回油箱，调整节流阀18使下腔压力能顶开液控单向阀15卸荷阀芯，但不足以使活塞回程，上腔泄压。当上腔压力降低到低于次序阀17调定压力，次序阀17关闭，切断低压循环。泵压力上升，顶开液控单向阀15，活塞快速返回。液控单向阀23被打开，上腔部分油液回高位油箱。回路：P1314右位2122下腔22上腔1514右位25中位T（5）原位停止。当主缸活塞上升至挡块撞上行程开关，2Y，4Y断电，这时，主缸停止不动，泵卸荷。三、下液压缸工作情况分析（1）向上顶出。6Y通电，电液动换向阀25右位工作。（2）向下退回。6Y断电，7Y通电，电液动换向阀25左位工作。（3）浮动状态。下液压缸24无杆腔保持一定压力，电液动换向阀25中位，24活塞能随主缸22一同下行对薄板进行拉伸。8Y通电，溢流阀9调整24无杆腔浮动压力。四、四柱液压机液压系统电磁铁动作次序表第二节 搭建部分回路图2-2 搭建回路考虑全部条件，将上缸回路简化，以实现基础功效为前提搭建回路。总回路由基础调速回路，平衡回路和换向回路组成。另外，结合电路实现机械半自动化控制。快速下降，遇行程开关一，实现慢速下降，遇行程开关二，原位停止（模拟系统保压），快速返程时，由电路控制自动切断调速回路，活塞快速回程。电路图依据所拥有材料搭建，压力继电器控制困难，故改用行程开关控制。时间继电器没有，也没有想到能够替换，只能手动控制向上回程。图2-3 系统电路图第三节 其它考虑液压辅助元件有滤油器、蓄能器、管件、密封件、油箱和热交换器等。液压辅助元件和液压元件一样，全部是液压系统中不可缺乏组成部分。它们对系统性能、效率、温升、噪声和寿命影响不亚于液压元件本身。因为此次项目没有包含这方面，但有很多需要我们注意，比如，液压油中往往含有杂质，会造成液压元件相对运动表面磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞，在系统中安装一定精度滤油器，是确保液压系统正常工作必需手段；管道应尽可能短，最好横平竖直，拐弯少。为避免管道皱折，降低压力损失，管道装配弯曲半径要足够大，管道悬伸较长时要合适设置管夹；液压系统工作温度通常期望保持在3050C范围之内，最高不超出65C，最低不低于15C等等。第三章 液压缸结构设计及液压系统工况分析第一节 液压缸基础结构设计液压缸是液压系统实施元件，它是一个把液体压力能转换为机械能，以实现直线往复运动能量转换装置。因为液压缸结构简单，工作可靠，在锻压设备中应用广泛。一、液压缸类型液压缸选择单作用活塞液压缸，单作用活塞缸活塞、活塞杆和导向套上全部装有密封圈，所以液压缸被分隔为两个互不相通油管，当活塞腔通入高压油而活塞杆腔回油时，可实现工作进程，当从反方向进油和回油是，可实现回程。二、缸口部分结构缸口部分采取了Y形密封圈、导向套、O形防尘圈和锁紧装置等组成，用来密封和引导活塞杆。因为在设计中缸孔和活塞杆直径差值不一样，故缸口部分结构也有所不一样。三、缸底结构缸底结构常应用有平底、圆底形式整体和可拆结构形式。在本设计中采取平底结构。平底结构含有易加工、轴向长度短、结构简单等优点。所以现在整体结构中大多采取平底结构。四、缓冲装置缓冲装置工作原理是利用活塞或缸筒在其走向终端时在活塞和缸盖之间封住一部分油液，强迫它从小孔或油缝中挤出，以产生很大阻力，使工作部件受到制动，逐步减慢运动速度，达成避免活塞和端盖相撞击目标。在液压缸中常见装置是节流口可调式，节流口改变式两种。本设计中所设计液压缸缓冲装置是节流阀调整。第二节 载荷组成和计算四柱液压机工作过程以下：实现“快进减速加压工作行程保压延时卸压回程回程停止”工作行程，其参数:压制力为700000N ，行程为350mm，快进速度35mm/s,压制速度6mm/s，回程速度25mm/s一.关键参数确定液压系统最高工作压力p=25MpaV快=35mm/s，V工=6mm/s,令开启时间不超出0.2s选择工作压力F=25000N(按负载0-30000N计算得)选择p=20-25Mpa 取p1=25Mpa70吨液压机设计要求（1）液压系统最高压力P=32Mpa 通常选择P=2025Mpa（2）主液压缸适适用于冲压压制力和回程力之比值为5-10% 塑料制品压制力和回程力之比为2%（3）顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位五分之一（4）顶出缸回程力为主液压缸公称吨位十五分之一1主缸公称压力F1 700kN2主缸回程力F2 140KN 3顶出缸公称压力F3 97kN4顶出缸回程力F4 33KN 5滑块距工作台最大距离 1800mm6滑块行程 1200mm7顶出行程 350mm8工作压力 25MPa9滑块速度 空程速度V1 35mm/s 挤压速度V2 6mm/s 回程V3 25mm/s10顶出速度 顶出V4 40mm/s 回程V5 60mm/s 第三节 确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸一、液压缸关键参数确实定1.主液压缸（1）主缸内径(活塞直径):公称力F=700000N=7105KN，液体最大工作压力P=26MPa=26106pa。求得活塞面积： S活塞=0.027m2所以 S活塞= D=0.18493242m即主缸内径D=0.18493242m=184.93242mm。查表取 D=180mm(2) 主液压缸活塞杆直径d：d=0.15997856m所以 d取160mm（3）主液压缸有效面积：(其中A1是有杆腔面积，A2是无杆腔面积) A1= A3= A2= A1- A3=254-201=53cm（4）主液压缸实际压制力和回程力： R压制=PA=261060.0254=0.6604106N=660KN 主缸实际回程压力：P2实=(5)顶出缸直径：D2=按标准取整得D2=70mm（6）顶出缸活塞杆直径d2=0.0564m=56mm按标准取整得d2=60顶出缸面积: A顶1= A顶3= A顶2= A顶1- A顶3=38-28=10cm2（7）顶出缸实际顶出力： P3实=（8）顶出缸实际回程力：P4实=第四节 液压缸动作时流量液压缸流量经过工作速度和液压缸内径来确定。液压缸空程速度为V1=35mms/，工作速度为V2=6mm/s，回程速度为V3=25mm/s.pQ=V空程：Q1=V1=350.0254=0.889m3/s工作：Q2=V2=6=0.1524m3/s回程：Q3=V3=25=0.1325 m3/s针对不一样零件具体加工要求，系统流量能够经过控制元件调速阀来调整。第五节 缸设计计算一、缸筒结构和材料通常情况下，缸筒和缸盖结构形式和使用材料相关。在此液压缸筒用45号无缝钢管。可确保结构通用性好，缸体加工轻易，装卸方便，能充足满足设计要求。缸筒所选材料性能如表3-2。 表3-1 缸筒所选材料二、对缸筒要求a.内表面和活塞密封件及导向套摩擦力作用下，能长久工作而磨损少，尺寸公差等级和形位公差等级足以活塞密封件密封性。b.有足够强度，能长久承受最高工作压力，而不至产生永久变形和能承受活塞侧向力和安装反作用力而不至产生弯曲。缸筒内壁厚度:当3.2D16时，用使用公式:= =0.028m取 =0.02m -试验压力（MPa），工作压力p16MPa时，=1.5p;工作压力p16MPa时，=1.25p;D -液压缸内径（m）;-缸体材料许用应力（MPa）: -缸体材料抗拉强度（MPa） -安全系数，n=3.5-5.通常取n=5. -强度系数，通常取1。 -计入壁厚公差及腐蚀附加厚度，通常圆整到标准厚度值。缸体内最大工作压力为25 MPa.当初,材料使用不够经济,应改用高屈服强度材料.（3）缸筒强度校验在前一节中已经确定了缸筒内径，为220mm，依据液压缸标准参数拟选缸厚度为20mm，则外径：=D+2 ，现在校验它强度。额定压力必需要小于一个值，这么缸筒才是符合强度要求，即： 0.35 式中： -液压缸额定压力(MPa)-液压缸外径(m) 2-液压缸内径(m) -材料极限应力(MPa) 所以： 0.3535535.3因为给定为25，所以缸筒工作安全。（4）液压缸缸底厚度计算缸筒底部为平面时: 取 式中： -筒底厚度（m）-液压缸内径（m）-试验压力（MPa）-缸底材料许用应力（MPa）（5）液压缸固定螺栓直径校核 (3-10)式中： Z-固定螺栓数，取Z=8(均布) ；F-液压缸负载；k-螺纹拧紧系数k=（1.12-1.5），这里取1.3；- /(1.22.5), 为材料屈服极限因为Z取得较小值时，螺栓直径将会变大，从而加大安装空间，可能会发生安装是干涉情况；假如Z值取得太大，则势必加大调整时难度，经过综合考虑，这里取Z=8。所以：=23.1mm选择标准值为24mm。依据实际情况，选择一般圆柱螺栓。由机械设计指导查该螺栓规格为24。（6）缸筒制造加工要求a.缸筒端面垂直度公差值可根据7级精度选择0.06mm。b.缸筒内径圆度公差值可按9、10、11级精度选择0.046mm，圆柱度公差值应该根据8级精度选择0.02mm。c.热处理调质，硬度为HB241285.缸体内表面镀铬，厚度为30-40微米,镀后研磨或抛光。缸筒零件图如3-1图所表示：图3-1 缸筒三、活塞设计因为活塞在液体压力作用下沿缸筒往复滑动，所以，它和缸筒配合应合适，既不能过紧，也不能有间隙过大。配合过紧，不仅使最低开启压力增大，降低机械效率，而且轻易损坏缸筒和活塞滑动配合表面；间隙过大，会引发液压缸内部泄露，降低容积效率，使液压缸达不到要求设计性能。（1）活塞材料查书液压工程手册，可知：无导向环活塞：用高强度铸铁HT200300或球墨铸铁。有导向环活塞：用优质碳素钢20号、35号及45号。本设计采取有导向环活塞，所以选择35号钢。（2）活塞结构型式依据密封装置型式来选择活塞结构型式。通常分为整体活塞和组合活塞两类。整体活塞在活塞四面上开沟槽，安置密封圈，结构简单，但给活塞加工带来困难，密封圈安装时也轻易拉伤和扭曲。组合式活塞结构多样，关键受密封型式决定。组合式活塞大多能够数次拆装，密封件使用寿命长。依据以上知识,本设计采取组合式活塞。（3）活塞尺寸确定活塞外径应略小于缸筒内径，活塞和缸筒之间是用密封圈来连接。其内孔大小是依据和之相配合活塞杆直径来确定。依据密封圈大小来确定槽深度和宽度。依据设计和安装要求，本设计活塞外径取为220mm,宽度B=0.6D取得140mm。（4）活塞密封密封、形式和活塞结构相关，可依据液压缸不一样作用和不一样工作压力来选择,通常有密封圈密封、活塞环密封、间隙密封。这里采取O形加挡圈密封。密封圈选定依据液压工程手册GB3452.3-88选定。（5）活塞技术要求a.外径圆柱度公差值，按10级精度选择，公差值为0.04mmb.端面对内孔轴线垂直度公差值，应该根据7级精度选择,公差值0.04mm。图3-2 活塞四、活塞杆设计(1) 活塞杆材料活塞杆材料为45号钢，采取实心结构。其两个端部均采取螺纹连接。活塞杆所选材料如表3-3所表示。表3-3 活塞杆所选材料型号MPaMPa%45MnB10308359(2) 活塞杆尺寸确实定活塞杆总长要依据油缸行程来确定，本课题工作台行程为600，综合其技术要求，选择活塞杆总长为800mm。因为LA+B+L-1/2BL100+140+30+600-70=800mmA-导向套滑动面长度；B-活塞宽度；L-液压缸最大行程；数值在后面3.3.6导向环设计中具体计算。(3) 活塞杆技术要求 a 安装活塞轴肩端面和活塞杆轴线垂直度公差小于0.04mm/100mm。b 活塞杆外圆粗糙度Ra值通常为0.10.3。c 活塞杆在导向套中滑动，采取H8/h7配合。d 安装活塞轴颈和外圆同轴度公差小于0.01mm。e 活塞杆热处理：粗加工后调质到硬度为229-285HB，必需时，再经高频淬火，硬度达成HRC45-55。f 为了提升耐磨性和防锈性，活塞杆表面需镀铬处理，并进行抛光或磨削加工。g 活塞杆内端卡环槽、螺纹和缓冲柱塞也要确保和轴线同心，尤其是缓冲柱塞，最好和活塞杆做成一体。（4）活塞杆直径d校核： 取d=0.18m, 满足要求。式中： F-活塞杆上作用力；-活塞杆材料许用应力，=/1.4。(5) 活塞和活塞杆连接活塞和活塞杆连接有多个型式，全部型式均需有锁紧方法，以预防工作时因为往复运动而松开,它分为卡环型，轴套型，螺母型等多个型式。本设计采取螺母型连接；图3-3所表示：图3-3 活塞杆五、导向环设计导向环安装在活塞外圆沟槽内或活塞杆导向套内圆沟槽内，以保持活塞和缸筒或活塞杆和其导向套同轴度，并用以承受活塞或活塞杆侧向力。(1) 导向环型式导向环有嵌入型和浮动型嵌入型导向环：在活塞外圆加工出燕尾型截面沟槽，用QAL9-4或紫铜制铜带，表面加工成略带拱形，用木槌铆入沟槽内，最终加工导向环外圆。导向环圆周切出一个45度斜口。浮动型导向环：用高强度塑料等制带，装在活塞外圆矩形截面沟槽内，侧向保持有间隙，导向环可在沟槽内移动，并有一个45度斜开口。也可在沟槽底用粘合剂固定导向环。本设计采取浮动型导向环。(2) 导向环尺寸采取不一样材料，导向环尺寸也不一样。聚四氟乙烯（也有掺青铜粉）导向环：依据活塞外圆直径或导向套内圆直径，导向环厚度可为1.52.5mm,宽度可为5.625mm。纤维增强酚醛树脂掺石墨导向环，厚度可为35mm，宽度可为2.525mm。基于此，本设计采取聚四氟乙烯导向环，其厚度为2.5mm，宽度为10mm。六、导向套设计导向套是用以对活塞杆进行导向，内装有密封装置以确保密封效果，导向套经典结构形式是采取了轴套式。（1）导向套材料导向套要求磨损系数小，所以，采取了青铜。（2）导向套长度确实定导向套长度过短，将使缸因配合间隙引发初始挠度增大。影响液压缸工作性能和稳定性，所以，设计必需确保缸有一定最小导向长度，通常缸最小导向长度应满足：H 式中：L-为液压缸最大行程，L=600mm；D-为液压缸筒内径，D=160mm；H-为导向套最小导向长度；所以：H H30+80=110mm依据设计要求需要，选择导向套长度为110mm。活塞宽度B=0.6D=96mm.取B=100mm。导向套滑动面长度A,在依据液压缸内径D而定；当D80mm时，取。A=0.6d=108mm.取100mm。(3) 导向套密封导向套和活塞杆之间密封采取O形橡胶密封圈，依据GB/T3452.1-1992查阅，选择，密封环内径180mm，线径7mm。选自机械设计手册第2卷表10.1-40通用型O型密封圈尺寸系列和公差。而且采取防尘圈以预防活塞在后退时把杂质、灰尘及水份带到密封装置处.尺寸685。(4) 导向套加工技术要求a、导向套外圆和端盖配合为H8/f7。b、内孔和活塞杆外圆配合为H8/h7。c、外圆和内孔同轴度公差小于0.03mm。d、内孔中环形油槽和直油槽要浅而宽，以确保良好润滑。导向套零件图图3-4所表示：图3-4 导向套七、缸盖设计(1) 缸盖材料和结构缸盖分为左缸盖和右缸盖，其中一个油口在左缸盖之上。缸盖材料选择45钢。(2) 缸盖尺寸确实定缸盖和缸筒内壁接触面为其定位基准。为了确保缸盖和缸筒二者轴线同轴度，其装配面要经过磨削加工。缸盖尺寸是由导向套、缸筒、活塞杆及固定装置尺寸来确定。其法兰尺寸由安装条件确定。其中直径d1和缸径相同220mm,基础尺寸D3取和密封圈外径相同200mm。(3) 缸盖技术要求a、导向孔表面粗糙度应为Ra=1.25m。b、和缸筒内径配合直径采取h9，和活塞杆上缓冲柱塞配合直径采取H9。偏差值为0.115mm。这三个尺寸圆度和圆柱度误差小于各自直径公差二分之一，三个直径同轴度误差按7级选择0.03mm。c、和缸筒接触端面和和活塞接触端面对轴线垂直度误差在直径100mm上小于0.04mm，按7级精度选择。前后端盖图3-5、图3-6所表示：图3-5 前端盖图3-6 后端盖第四章 液压元件选择及性能验算第一节 液压元件选择依据系统要求和设计方案，选择适宜液压元件，对液压系统有很大决定作用，所以对液压元件一定要有合理选择。一、液压泵选择液压泵是系统能源装置，它给系统提供压力油，在液压系统中起心脏作用。由工况分析可清楚看出：系统工作循环关键由相对于快进、快退行程低压大流量和对应于工进行程高压小流量两个阶段所组成，其最大流量和最小流量之比很大，其对应时间比有很小。这表明，系统在一个工作循环中绝大多数时间内处于高压小流量工作。从提升系统效率出发，因为额定压力（25Mpa）较大，所以这里选择柱塞泵供油。它和调速阀组成容积节流联合调速回路，首先能够确保运动平稳性及速度稳定，其次可实现流量适应，减小系统功率损失和系统发烧。所以液压泵选择径向柱塞泵。a、确定液压泵最大工作压力:式中： P1-液压缸最大工作压力25Mpa； -从液压泵出口到液压缸入口之间总管路损失。能够按试验数据选择，管路简单，流速不大取=（0.20.5）Mpa；管路复杂，进口有调速阀取=（0.51.5）Mpa；由工况分析一节可知，液压缸最大工作压力出现在工进阶段，=25Mpa。因为工进阶段液压缸输入流量很小，进油路中元件较少，故泵至缸间进油路压力损失选择=0.4Mpa，所以，25+0.4=25.4Mpa；b、 确定液压泵流量:液压缸输出流量为：式中： k-系统泄漏系数,通常取k=1.11.3；-同时动作液压缸最大总流量，对于在工作过程用节流调速系统，还需加上溢流阀最小溢流量，通常取,最大流量出现在快进阶段，所以 =1.2（60L/min+）75.6L/minc、选择液压泵和电动机规格:依据以上求得和值，按系统中确定液压泵形式，从手册中查得对应液压泵，为使液压泵有一定压力贮备，所选泵额定压力通常要比最大工作压力大25%-60%。电动机选择要和泵相配合，以满足泵要求， 依据压力和流量不一样选择液压泵和电动机。设计要求该系统工作效率高，发烧少，能耗低，结构简单，所以该设计选择JB-型径向柱塞泵（型号为JB-G73），依据液压工程手册查得。同时由产品样本查此泵驱动功率为10KW，此值完全能满足系