单缸液压压力机本科论文.doc

单缸液压压力机毕业论文

单缸液压压力机毕业论文

单缸液压压力机

37

毕业论文

摘要

本次设计主要内容有：做了液压压力机的总体结构设计和液压系统的设计，选择了液压元件的型号，分析了系统的工作原理，设计了液压缸，完成了液压缸的总体设计，绘制了压力机的总体装配图，液压系统图和液压缸的装配图。

关键词：液压压力机，液压缸，液压系统

ABSTRACT

The main elements of this design are: finish the structural design of the overall design and hydraulic system of the hydraulic press, and select models of hydraulic components, analysis the working principle, design a hydraulic cylinder and hydraulic cylinder completed overall design, rendering the overall assembly drawing presses, hydraulic system and hydraulic cylinder map of the assembly drawing.

KEYWORDS：Hydraulic Press，Hydraulic cylinder，Hydraulic System，

前 言
毕业论文是对毕业生所学的专业基础知识和研究能力、自学能力以及各种综合能力的检验。通过做毕业论文，可以使学生在综合能力、治学方法等方面得到锻炼，使之进一步理解所学专业知识，扩大知识面。
毕业设计是学生即将完成学业的最后一个重要环节，它既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好的开端。毕业设计是作者对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析问题和解决问题的能力，使学生学习并掌握科学研究、工程设计和撰写技术报告的基本方法。
毕业论文具有学术论文性质，应能表明作者在科学研究工作中取得的新成果或提出的新见解，是作者的科研能力与学术水平的标志。毕业论文具有学术论文所共有的一般属性，应按照学术论文的格式写作。
在毕业论文的选题与写作中，要注意适应经济、社会发展需要，注意理论结合实际，特别强调对培养学生的创新精神科研能力水平。
本次毕业设计涉及的知识面有液压传动，零件设计，加工工艺，金属材料，公差配合，CAD制图等多方面知识，设计过程中要求具备清晰的设计思路，具体的设计方案和步骤，准确的设计参数和计算分析。
通过毕业设计，提高、巩固、扩大了自己所学到的理论知识和技能，提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力，培养了我对机械设计独立分析问题和解决问题的能力，帮助我初步树立了正确的实际思想，掌握了一定的机械设计方法步骤和思路为以后的学习和设计工作打下良好的基础。
由于本人水平有限，设计中尚有许多不足之处，还望审阅老师给予批评和指正。

毕业论文

目录
摘要(中文) I
摘要（英文） II
前 言 III
1压力机概述 3
1.1压力机发展的概况 3
1.2压力机工作原理 4
1.2.1压力机功能简介 4
1.2.2压力机的工作原理简介 6
2液压机总体结构设计 8
2.1压力机总体设计结构及要求 8
2.2 立柱的强度计算 8
2.3 横梁的强度计算 9
2.4油箱的设计 9
3压力机的液压系统设计 10
3.1设计参数和应满足的条件 10
3.1.1设计参数 10
3.1.2设计要求分析 10
3.2工况分析并确定初步液压缸直径 10
3.2.1负载分析初步确定各工况的负载和速度 10
3.2.2初步确定液压缸的直径 11
3.3液压系统的拟定 12
3.4液压系统的工作原理 14
3.4.1液压缸的工作分析 14
3.4.2液压系统的特点 15
3.5液压元件的计算和选择 16
3.5.1液压缸的计算和选择 16
3.5.2液压泵和电动机的选择 16
3.5.3油箱的选择 17
3.5.4管路内径的选择 18
3.5.5滤油器 19
3.5.6阀类元件的选择 20
3.6液压系统主要性能的验算 21
4液压缸的设计 23
4.1基本参数 23
4.2缸筒的计算 23
4.2.1材料的选择 23
4.2.2缸筒厚度的计算 23
4.2.3油口直径的选择 24
4.2.4缸底厚度的计算与选择 25
4.2.5中间法兰的设计 25
4.2.6缸体的技术要求 27
4.3活塞 27
4.3.1活塞杆的计算 27
4.3.2活塞的材料及要求 29
4.4活塞杆的设计与计算 29
4.4.1活塞杆设计 29
4.4.2活塞杆材料及技术要求 30
4.5导向套的设计与计算 31
4.6油口的设计与计算 33
5安装使用与维修 35
结论 36
参考文献 37
致谢 38

1压力机概述
1.1压力机发展的概况
压力机的发展历史只有100年。压力机是伴随着工业革命的的进行而开始发展的，蒸汽机的出现开创了工业革命的时代，传统的锻造工艺和设备逐渐不能满足当时的要求。因此在1839年，第一台蒸汽锤出现了。此后伴随着机械制造业的迅速发展，锻件的尺寸也越来越越大，锻锤做到百吨以上，即笨重又不方便。在1859-1861年维也纳铁路工厂就有了第一批用于金属加工的7000KN、10000KN和12000KN的液压机，1884年英国罗切斯特首先使用了锻造钢锤用的锻造液压机，它与锻锤相比具有很好的优点，因此发展很快，在1887-1888年制造了一系列锻造液压机，其中包括一台40000KN的大型水压机，1893年建造了当时最大的12000KN的锻造水压机。
在第二次世界大战后，为了迅速发展航空业。美国在1955年左右先后制造了两台31500KN和45000KN大型模锻水压机。
近二十年来，世界各国在锻造操作机与锻造液压机联动机组，大型模锻液压机，挤压机等各种液压机方面又有了许多新的发展，自动测量和自动控制的新技术在液压机上得到了广泛的应用，机械化和自动化程度有了很大的提高。
再来看一下我国的情况，在解放前，我国属于半殖民地半封建社会的国家，没有独立的工业体系，也根本没有液压机的制造工业，只有一些修配用的小型液压机。
解放后我国迅速建立独立自主的完整的工业体系，同时仿造并自行设计各种液压机，同时也建立了一批这方面的科研队伍。到了六十年代，我国先后成套设计并制造了一些重型液压机，其中有300000KN的有色金属模锻水压机，120000KN有色金属挤压水压机等。特别是近十年来，又有了一些新的发展。比如，设计并制造了一批较先进的锻造水压机，并已向国外出口，与此相应的，我国也陆续制造了各种液压机的系列及零部件标准。
但是，我们也应清楚地意识到我们与发达国家相比还有很大的差距，还不能满足国民经济和国防建设的需要。许多先进的设备和大型机仍需进口，目前应充分发挥我们的优势，加强我国在这方面的竞争力，这不仅是有助于我们从制造业大国向制造业强国的转变也是国家安全的需要。
1.2压力机工作原理
1.2.1压力机功能简介
压力机是利用液压传动技术进行压力加工的设备，广泛用于金属锻压、冷挤压、粉末冶金以及金属、橡胶和塑料等成型制品加工的压力机械，也是最早应用液压技术的机械之一。与其他压力机相比，它具有压力和速度可在大范围内无极调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力、结构布置灵活，各执行结构可很方便地达到所希望的动作配合等优点。
压力机有多种型号规格，其压制力从几十吨到上万吨。按工作介质可分为水压机和油压机两种。用乳化液做介质的液压机，称为水压机，其压制力很大，多用于重型机械厂和造船厂等。用矿物油型液压有做介质的液压机成为油压机，产生的压智力较水压机小，在许多工业部门得到广泛的应用。

图1-1压力机

图1－2 压力机基本结构
液压机的类型很多，多为立式,其中四柱式液压机最为典型，应用也最为广泛。其基本结构如图1-1，图1－2。
1.2.2压力机的工作原理简介
该机的四根立柱上安装有驱动上滑块的液压缸。液压机的压制工艺要求液压缸的工作循环为：快速下行→慢速加压→保压延时→快速返回→原位停止;并且压力速度和保压时间可调节。工艺循环图如图1-2所示。

图1-3 压力机工艺循环图

2液压机总体结构设计
2.1压力机总体设计结构及要求
液压机本体结构设计应考虑以下三个基本原则：
1 尽可能地满足工艺要求，便于操作。
2 具有合理的强度与刚度，使用可靠，不易损坏。
3 具有很好的经济性，重量轻，制造维修方便。
其中，工艺要求是最主要的影响因素，由于在液压机上进行的工艺是多种多样的，因此液压机的本体结构型式也必然是看，有立柱式单臂式，和框架式，立柱式中又分四柱，双柱，三柱及多柱等。从工作缸的数量看，有单缸，双缸及多缸。
本液压机采用的结果为三梁四柱式，它由上横梁﹑下横梁﹑ 四个立柱和螺母组成的一个封闭起来框架。
框架承受主要工作载荷。工作缸固定在上横梁相连，活动横梁以四根立柱为导向，在上下横梁之间往复运动，活动横梁下面固定有上工作台，下工作台则固定于下横梁上，立柱之间的距离可根据下横梁的尺寸，和工作要求确定，活动横梁的上下移动距离根据设计给定的工作行程确定，本次设计给定的工作行程为500mm，考虑到加工过程中需要安装夹具等设备，因此确定为600mm。当高压液体进入工作缸后，对活塞杆施加很大的压力。推动活塞杆。活动杆与活动横梁连接在一块，因此在推动活动横梁及工作台向下运动，使两工作台间的物体产生塑性变形或保持一定时间的压力，达到工作要求，实现加工目的。
2.2 立柱的强度计算
液压机的立柱与上﹑下横梁组成一个封闭的受力框架，偏心加载时，立柱不但受轴向拉力还承受横向侧推力和弯矩，使受力情况恶化，由于多次超靜定问题，在有些液压机中，如中小型锻压，液压机由于经常受多次快速反复加载及在缷载时能量的突然释放，都会引起机架剧烈的推动，在立柱的强度计算时，应当考虑到这些因素，因此比较复杂，困难较多。本液压机采用近似计算来设计立柱的尺寸及校核立柱的强度。
本立柱选用45号钢。δb = 600MPa，取安全系数 n=5 则
【δ】 = 600/5 = 120 MPa
每根立柱所受的轴向力为
F= 2*105/4 = 0.5*106 N
由4F/
得
D56.47mm
因此考虑到有些地方需要加工螺纹，因此D=65mm。
2.3 横梁的强度计算
由于横梁是三个方向上尺寸相差不太多的箱形另件。用材料力学的强度分析方法不能全面的反映它的应力状况，目前在进行一般的设计计算时，而将许用应力取得最低。按管支梁计算出的横梁中间，截面的应力值和该处实侧值还比较低接近。因此，作为粗略计算，这种方法目前还是可行的，但无法精确计算应力集中区的应力。空间有限单元法的发展提供了较精确地计算横梁各部分应力的可能性，如可按板系组合结构来编制计算行程。
2.4油箱的设计
油箱体一般用4mm左右的钢板焊接而成，也可铸造。本油箱由于要兼作液压元件 安装台，可将所用钢板加厚。选箱底和侧壁厚为10mm，盖板厚为12mm
根据容积的要求，及油面高度为箱体高度80%的条件并考虑到油箱散热，沉淀杂质的功能。
油箱内装有隔板，将泵的吸油管和回油管隔开，侧板装有油位计和注油口，其中油位计和注油口应距离较近。似便于注油者的观察。油箱盖板上装有空气滤消器。以防止泵在吸油时，空气中的杂质微粒进入油液中，泵和电机安装在板上并固定。吸油管路和回油管路隔开，吸油腔与回油腔用滤网隔开，过滤系统回油。油箱侧管应设置清扫窗孔，在油箱清洗时打开，便于擦试，油箱内部。油箱底部距地面有一定距离，且有1：30的斜度，卸油口设在最底处，以便在换油时将旧油全部排出，隔板底部开一缸口，以便在换旧油液时，从缷油口排出。
油箱密封要好，防止油箱渗漏到箱外，避免外界粉尘物侵入箱内。油箱内壁涂耐油的防锈漆。

3压力机的液压系统设计
液压系统是液压压力机的动力控制系统，液压系统设计的先进性、合理性是液压压力机技术先进性的重要标志，也是液压压力机运行稳定性、可靠性的关键。一个完整的液压系统由五个部分组成，即能源装置、执行元件、调节控制元件、辅助元件和液压油。
1.能源装置。它是将电机输入的机械能转换为油液的压力能（压力和流量）输出的能量转换装置，一般最常见的形式是液压泵。
2.执行元件。它是将油液的压力能转换成直线式或回转式机械能输出的能量转换装置，一般做直线运动的是液压缸，做回转运动的是液压马达。
3.调节控制元件。它是控制液压系统中油液的流量、压力和流动方向的装置，包括方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、比例阀和逻辑阀。这些元件是保证系统正常工作不可缺少的组成部分。
4.辅助元件。是除上述三项以外的其它装置，如油箱、滤油器、蓄能器、油管等，这些元件对保证液压系统的可靠、稳定持久的工作，有重大作用。
3.1设计参数和应满足的条件
3.1.1设计参数
（1） 压力：F=200KN
（2） 行程：500MM
（3） 速度：工进 10MM/S 快进 100MM/S
3.1.2设计要求分析
结合生产实际，考虑多方面原因，得出以下应满足的条件：
（1） 要产生大的压制力（200KN）。
（2） 要有良好的密封性。压力机在工作过程中有保压延时的要求，要求不会因为泄露而降低工作的压制力，达不到工作要求。
（3） 结构尽量简单，合理选择使成本尽量降低。
（4） 尽量避免零件加工过程中及设备使用中污染环境的因素。
3.2工况分析并确定初步液压缸直径
3.2.1负载分析初步确定各工况的负载和速度
液压缸负载主要包括：压制力﹑摩擦阻力惯性阻力重力密封阻力和背压阻力的等。
（1） 压制力：根据油缸和活塞杆的连接形式可知：
F=200KN
（2） 摩擦阻力﹑重力：
由于液压缸的摩擦阻力和重力相对于压制力很小，故可忽略不计。
（3） 惯性阻力：
由于液压缸工作运动时速度很小，不属于快速往复运动型，故惯性阻力可忽略不计
（4） 密封阻力和背压阻力：
将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去，取液压缸的机械效率为0.9
背压阻力是液压缸回油路上的阻力，初算时可不考虑，其数值在系统确定后才能定下来。
（5） 由于液压缸的工况阶段在压制阶段，因此其快退时的速度的范围没有限制，所以在设计过程中主要考虑压制阶段。这里液压缸的负载图速度图也不再列出。
3.2.2初步确定液压缸的直径
（1）液压缸的内径和活塞杆的内径
①初选系统压力P=20Mpa
②由于液压缸的机械效率为n=0.9，所以FL ===222KN
③由于FL =P1S
得S===11.1×10-3（M3）
因为缸的横截面积S=
所以D==CM=11.89cm
查机械手册根据国标GB2348-1993,取标准直径D=110MM
④根据下表3-1：
表3-1
公称压力/Mpa

12.5-20

1.33
1.462
2
取速比=2
④查机械设计手册可知d=D=0.707D
代入计算并取标准直得d=70mm
根据已取得的缸径和活塞杆直径，计算液压缸的实际有效面积，无杆腔面积A1和有杆腔的面积A2分别为：A1 =9498.5mm2，A2=5652mm2
3.3液压系统的拟定
（1）调压回路：

（2）液压缸换向回路：

综合考虑各个支路的情况，设置了一个压力继电器1XJ，三个挡铁行程开关XK1、XK2、 XK3，其中压力继电器1XJ控制整个系统的压力，当液压缸工作压力达到预定值时，压力继电器1XJ发出电气控制信号，电磁铁2DT断电，电液换向阀6复中位，液压缸进回液腔封闭，液压系统卸荷。合成后的液压系统如图3-2所示：

图3-2 单缸液压压力机液压系统原理图
1—主液压泵 ； 2—定量泵 ；3、4—溢流阀 ；5—远程调压阀 ；6—电液换向阀 ；7—压力表 ；8—电磁换向阀；9—液控单向阀 ；10—顺序阀 ；11—卸荷阀（带阻尼孔） ；12—压力继电器 ；13—单向阀 ；14—充液阀 ；15—充液箱 ；16—液压缸； 17—滑块；18－挡铁。
3.4液压系统的工作原理
3.4.1液压缸的工作分析
液压缸的工作循环为：快速下行→慢速加压→保压延时→快速返回→原位停止，现对各个状态进行分析。
1)快速下行
电磁铁2DT和3DT通电，电液换向阀6和电磁换向阀8均换至右工位，后者使液控单向阀9打开。此时液压缸进回液路区畅通。
进油路：主液压泵1 →电液换向阀6 → 单向阀13 → 液压缸18上（无杆）腔；
回油路：液压缸18下（有杆）腔 → 液控单向阀9 →电液换向阀6 → 油箱。此时液压缸滑块16因自重而快速下降，主液压泵1全部流量尚不能满足快速要求的流量，液压缸18上腔形成局部真空，呈泵工况，油箱（置于液压缸顶部）中油液在大气压力下经液控充液阀（液控单向阀）14充入，避免了上述不利现象产生。
2)慢速接近工件和逐步加压
挡铁17压下行程开关XK2时，电磁铁3DT断电，电磁换向阀8处于常态（图示位置），液控单向阀9关闭，阀芯紧闭。
进油路：主液压泵1 →电液换向阀6 → 单向阀13 →液压缸18上腔；
回油路：液压缸18下腔 → 顺序阀10 → 电液换向阀6 → 油箱。顺序阀10使下腔建立起背压，滑块靠自重不能下降，主液压泵1供给的压力油使之下行。这时上腔压力升高，充液阀（液控单向阀）14关闭，活塞速度降低。当滑块慢速接触工件时，阻力（负载）急剧增加，主液压泵1工作压力急剧升高，排量自动减小，液压缸活塞速度进一步降低，以极慢的速度对工件加压。
3)保压延时
当液压缸18工作压力达到预定值时，压力继电器12发出电气控制信号，电磁铁2DT断电，电液换向阀6复中位，液压缸进回液腔封闭，主液压泵1经电液换向阀6中位卸荷。保压时间可由压力继电器12控制的时间继电器调节。
4)快速回程
保压结束后，时间继电器发出信号使电磁铁2DT断电，1DT通电，电液换向阀6切至左位，同时进油路控制油液使充液阀（液控单向阀）14打开，为液压缸18退回做好准备。这时：
进油路：主液压泵1 → 电液换向阀6 → 液控单向阀9 → 液压缸18下腔；
回油路：液压缸18上腔 →充液阀（液控单向阀）14→ 油箱。
需要说明的是，电液换向阀6切至左位时，液压缸18还未泄压时，上腔压力很高，卸荷阀11（带阻尼孔）呈开放状态，主液压泵1的输出油液经此阀阻尼孔回油箱，这时主液压泵1工作压力较低，不足以使液压缸回程，但可使充液阀（液控单向阀）14开启，使液压缸18上腔泄压；当液压缸上腔压力降到定值时，卸荷阀11关闭，此时主液压泵1才开始向液压缸18下腔供液，液压缸快速回程。
5)停止
液压缸位于其反向行程末端时，挡铁下压行程开关XK1，电磁铁1DT断电，电液换向阀6处于中位，液压缸被锁而停止。主液压泵1此时处于卸荷状态。在使用中，可随时手动控制1DT断电，使液压缸随时处于停止状态。
其工作循环和电磁铁动作顺序表如表3-1所示。
表3-1单缸液压压力机工作循环和电磁铁动作顺序表

动作名称

信号来源

换向滑阀工作状态

电磁铁动态状态
电液换向阀6
电磁换向阀8
1DT
2DT
3DT

单缸
液
压
缸
快速下行
2DT和3DT通电
右位
右位

+
+
慢速加压
挡铁行程开关XK2，3DT断电，4DT通电
右位
常态

+

保压延时
压力继电器12发出信号，2DT断电
中位

—

快速回程
压力继电器12发出信号，1DT通电
左位

+

停止
行程开关XK1发出信号，1DT断电
中位

—

3.4.2液压系统的特点
液压系统有如下特点：
（1）此液压系统使用了高压大流量恒功率变量泵供液，既符合工作要求，又能充分发挥机器的效益。
（2）利用液压缸活塞快速下降使液压缸自动充液，减少对液压泵的流量要求。
（3）液压缸利用单向阀保压，为减少工艺转换过程的液压冲击，设置了泄压回路。
（4）采用专用液压泵提供压力控制油液。控制压力大小由溢流阀3调定。
3.5液压元件的计算和选择
3.5.1液压缸的计算和选择
前面已算出缸的活塞直径D=110mm，活塞杆的直径d=70mm
3.5.2液压泵和电动机的选择
（1）选择液压泵
前面选择液压系统的系统压力为20Mpa，因此根据机械手册中提供的公式计算泵的额定压力
Pb=（1.25～1.6）P=（1.25～1.6）×20Mpa=25～32Mpa
因此泵的额定压力可取为Pb=31.5 Mpa
（2）系统流量的计算
液压缸在工作时所需流量为Q= A1U=9498.5mm×10×60×10-6=5.7L/min
A1——无杆腔的面积
U——液压缸的工进速度
取泄露系数为1.2
Q=KQ=1.2×5.7 L/min=6.84 L/min
（3）泵的选择
A.恒功率变量泵
先取电动机的转速为1500r/min
则要求泵的几何流量为
qB===4.56ml/r
又因为系统要求压力高且可变流量，故选用柱塞式恒功率变量泵
查机械设计手册选用泵的型号为10YCY14-1B，斜盘式轴向柱塞泵，排量为10mL/r ,转速1500r/min
B.辅助泵
辅助泵2为低压小流量定量泵，提供压力控制油液，一般的液压泵均可满足。
选取泵的型号为YB1-2.5 ，YB1定量叶片泵，排量为2.5mL/r ，转速1450r/min

（4）电动机的选择
泵的输入功率为
P=== =9.844 + 0.476 = 10.32（KW）
查机械设计手册得电动机的型号为Y160M-4
其输出功率为11kw转速为1460r/min
3.5.3油箱的选择
油箱的作用是提供给液压系统足够的油液（储存油液）此外还起着散发油中的杂质等作用。有时候还兼作液压元件的安装台。
按油箱内液面是否和大气相通，油箱可分为开式油箱和加压油箱开式油箱中的液面与大气相通，液面压力等于大气压力。开式油箱又可分为整体式和分离式不两种。
整体式油箱与诗词主机连作一体，结构紧凑但结构复杂，维修不方便，散热性不好，还会由于油温过高使邻近的构件产生变形。而分离式油箱和主机分开，单独设置一个油箱，克服了上述缺点，因此得到了广泛应用，加力和压缩气体（以防止气体溶解于油液中可用隔膜式将气体与油隔开）或者用弹簧或重物使密封油箱液面上增加一定的压力，以提高泵的吸油口压力，防止泵产生吸空现象。
本系统中，由于油箱要作液压元件的安装台，故选用开式油箱中的分离式。
油箱容积的大小，要考虑液压系统工作时应保一定的油液量，而液压系统不工作时，系统中的油箱主部油流回油箱中，应不超过油箱高度的50%，并且能散发出一定的热量，使油温不超过允许值。
（1）上油箱的选择
上油箱是在压力机快速下行时充液，因此其所需的容积最大为当活塞杆完全伸出时所供的油液体积，虽然是由两个油路同时供液，但由于由泵所提供的量比较少，可忽略不计。所以所需的油箱体积为
V= A1L=9498.5mm2×500mm=4.75L
L——为活塞杆的导程 A1同前
（2）下油箱的选择
液压箱的容积最小应为泵的流量的一倍或更大些，一般为5-7倍，这比采用热变换的实际效果更好。
泵的排量为
QB=nqB=1500r/min×10ml/r÷1000=15L
查机械设计手册得油箱的计算公式为
V=（5～7）QB==75～100L
此系统取V=100L
由于压力机为非长时间使用机器。对于泵站电动机的冷却直接采用空冷。
(3)油箱的设计
由于前面计算出下油箱的容积为100L，因此长、宽、高取为800mm×400mm×400mm。上油箱容积为6.3L,形状为圆柱形，下面接一倒立圆台形圆柱直径取为200mm，高度为200mm，下面凸台直径为133mm，高度为40mm。
3.5.4管路内径的选择
管道是连接液压元件，输出液压油的装置，管系元件选择得当与否，对液压系统工作可靠性，安装合理性，维修方便都有影响。
油管和管接头可选用标准件，其选择原则是应使管中流速不要太高（使之为层流）尽量使整个系统中的油管缩短，以便减小压力损失提高系统效率，管材的选择应根据压力的高低，与泵阀等元件直接连接的管接头，其管径可根据所选泵阀来决定，选择管道时，应尽可能使油流的能量损失小些，为此应有足够的通油面积光滑的管壁最短的长度，及可能避免弯半径过小，和截面密度。
（1）油管的选用和计算
常用的油箱有钢管铜管，尼龙管，塑料管，橡胶软管等多种它们应根据元件的安装位置，使用环境和工作压力进行选择。
钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐和刚性都较好，但装配中不能任意弯曲，常用于装配方便的压力管道处，中高压系统用无缝钢管，低压系统中用焊接钢管。
尼龙管是一种新型的乳白色透明管，受压能力因材料而异，自25*105 —80*105Pa不等。目前大都在低压管路中使用。尼龙管加热后便于弯曲成行，扩口冷却后又可固定成形有着广泛用途。
橡胶管适用于两个相对运动件之间的连接，分高压和低压两种。高压橡胶软管由夹有几几层钢丝编织的耐油橡胶制成，钢丝层好越多耐压越高。
本系统中，主机到油箱之间的管道选用钢管（无缝钢管）吸油管和回油管选用钢管，泵输出管道选用高压橡胶软管，目的是为了避负在液压元件中存过多的管道弯曲和管接头。
（2）油管尺寸的计算
正确选用管的规格尺寸，对确保高效率的传动具有重要的意义，压力管路中流速应控制在4.5m/s以下对液压驱动部件的工作压力能比6 m/s的流速有明显的提高，发热量也会下降。
查机械设计手册得管路内径的计算公式为
d≥1130
V≤1～2m/s;吸油管
V≤3～6m/s;压油管，压力高时取大值
V≤1.5～2.5m/s;回油路
Q——通过该油路的液体流量，单位为L/s
回油路和压油路的油液来自泵的供液所以
Q=15×10-3÷60=2.5×10-4
所以其直径为
吸油管为：d≥1130=17.87mm
压油路为：d≥1130=7.99mm
压油路为：d≥1130=12.63mm
根据《机械设计手册》表20－8－2，取公称通径d=20mm,外径28mm。
3.5.5滤油器
1 液压油的过滤要求
在液压系统中，由于工作油液中的杂质（包括从系统外部进入的脏物颗粒和系统中液元件的磨损微粒）进入液压系统。容易引起液压件工作表面的破坏，而使液压元件的寿命大大缩短。为了保证液压系统的正常工作，提高液压元件的寿命，进入液压系统中的工作液体必须滤油器过滤。
滤油器的选取及安装
1） 滤油器的选取原则
① 过滤精度应能满足液压系统的要求
②过滤能力应能满足液压系统的要求
③滤芯及外壳应有足够的强度，不致固油的压力而破坏
④有良好的抗腐蚀性
⑤容易清洗和更换滤芯
对滤油器过滤能力的要求，应结合滤油器在液压系统中的安装位置来考虑，如滤油器的安装在液压泵的吸油泵路上其过滤能力应为泵流量的两倍以上。
不同的液压系统，以滤油器过滤精度的要求不同。本系统选用为WU-40×180 其工作压力为31.5MPa流量40L/min.过滤精度为180um
由本液压系统中泵的过滤精度要求所决定，把它安装在油泵的吸油管上，这种安装方式能保证液压系统中的有设备不受杂质的影响，但增大了吸油阻力。不过由于液压机为非频繁使用，且使用时间不长，再加上滤油器流量足够大，所以不易使滤油器堵塞就不易使泵工作条件息化，滤油器安装以后，可以定期取出清洗。
3.5.6阀类元件的选择
根据系统的最高压力和最大流量查机械设计手册选用各类阀型号如下
表3-2液压元件表
序号
元件名称
通过阀的最大流量
Q（L/min）
规格
型号
额定流量（L/min）
额定压力
Mpa
1
斜盘式轴向柱塞泵

—
10YCY14-1B
15
20
2
叶片泵

—
YB1-2.5
2.5
20
3
溢流阀

2.5
DBDA10P10/20
120
20
4
先导式溢流阀

15
DBW10A
200
20
5
远程调压阀

15
YTF3-E10B
40
20
6
三位四通电液换向阀

15
WEH10
40
20
7
压力表

—
K-10B
—
—
8
二位四通电磁换向阀

2.5
24DF3B
60
16
9
液控单向阀

15
SV10
60
20
10
顺序阀

9
HG03B122
50
20
11
卸荷阀

15
HY-10d10
40
20
12
压力继电器

—
HED20
—
—
13
单向阀

15
S10P2
30
20
14
充液阀
56.52
SV10
60
20
3.6液压系统主要性能的验算
液压系统性能的验算包括压力损失验算、系统温升验算等，但其都应根据系统的结构、管路的长度及布置等进行，由于系统以及整个装置的整体布置未定，这里省略。
(1)由于此处选用恒功率液压泵，因此泵的输入功率不变，近似为电动机的输出功率，电动机的输出功率为11kW。
由于压力机做功时只有在下行和上行时，且时间非常短，绝大多数时间处于保压状态，而此时不做功，因此可认为总的发热功率即是泵的输入功率。
(2)计算散热功率
前面初步求的油箱的有效容积为130L，按V=0.8abh，求的求的油箱各边之积：
abh==0.1625m3
油箱的散热面积为：
A=1.8h（a+b）+1.5ab=1.80.4（0.4+0.8）+1.50.80.4m2=1.344m2
油箱的散热功率为：

式中 ——油箱的散热系数，查表43.4-2，取16W/(m2)
——油温与环境之差，取=35
=16×1.344×35kW=0.75264
可见油箱的散热远远满足不了系统散热的要求，管道散热是极小的，需要另设冷却器。
(3)冷却器所需冷却面积的计算
冷却面积为：
A=
式中 K——传热系数，用管式冷却器时，取K=116W/()；
——平均温升，=。
进油进入冷却器的温度T1=60,油流出冷却器的温度T2=50,冷却水入口温度t1=25冷却水出口的温度t2=30。则：
==27.5
所需冷却器的散热面积为：
A=m2=3.2 m2
考虑到冷却器长期使用时设备腐蚀和油垢，水垢对传热的影响，冷却面积应比计算值大30﹪，实际选用冷却器散热面积为：
A=1.3×3.2 m2=4.68 m2
由于系统的具体结构尚未确定，因此系统的压力损失和功率损失不便于验算，因此此处简略。

4液压缸的设计
4.1基本参数
工作载荷 F=200kN
液压缸内径D=110mm
活塞杆的直径d=70mm
工作压力为 P=20MPa
4.2缸筒的计算
4.2.1材料的选择
根据工作要求选用45号钢，其=610MPa，安全系数为n=5
===122MPa
4.2.2缸筒厚度的计算
（1）根据材料的强度极限的下列计算公式

代入数据的

计算的=4.56mm
由于
因此必须满足按薄壁筒计算的最小壁厚即
=＝9.02mm
所以 D 〉110+9.022mm ＝128.04mm
取标准值的外径AL=133mm
（2）缸筒厚度验算
①为避免发生塑性 变型额定压力满足
Pn ＜ (0.35—0.42)Pη
Pη =2.3δslg(D’/D) 式中δs = 600---650 MPa
Pη = 109MPa
Pη＜(0.35—0.42)*109 =38.15---45.78 MPa满足要求
②缸筒径向变形量△D 应满足
△D = D*PT「(D21+D2/ D21- D2)-r」/E
式中 PT -- 缸筒耐压试验压力 PT = 31.25 MPa
E – 弹性模量 E = 2.06 *105
r –泊松比 为0.3
△D = 250 *31.25/2.06*105(1332 +1102/1332-1102 +0.3)
= 0.68 mm
③缸筒的爆裂压力 PE
PE = 2.3 δb lg(D‘/D) = 2.3* 700 lg(133/110) = 132.7Mpa≥PT = 31.25满足要求

图3-1 缸筒

4.2.3油口直径的选择
油口直径的选用按照油管的内径选取，前面已计算得出内径为20mm，因此油口的直径也为20mm。油口离最近一段的距离不可太近，以防止与导向套产生干涉，且在总体图中与顶梁干涉，同时不可太远，防止在活塞杆下行到最下端时，活塞将油口堵住，阻碍油的进出，因此L=60mm。
4.2.4缸底厚度的计算与选择
（1）缸底厚度应满足的条件为：

其中——计算处的壁厚，此处取110mm
Py ——试验压力，Py=1.2P=1.225MPa。
所以
=23.62mm
（2）缸筒端都焊接处的强度计算。
缸筒与后端盖用焊接，其焊缝应力为δ = 4F/∏(D12-d12) * 10-6
式中F—液压缸 最大推力 F== 200 * 103 N
D1 — 缸筒的外径 D1 = 133 mm
d1—焊缝底径 取 d1 == 115 mm
η — 焊缝效率 取η = 0.8
δ = 4*200*103/∏(0.1332-0.1152) = 179.2MPa

图3-2
焊条型号取E 5016 开型 药皮类型
纸氢钾型 δb = 490 MPa 民、取安全系数n = 2
则δ =δb / n = 245 MPa
故焊缝合格可靠
4.2.5中间法兰的设计
筒的两端分别和缸盖和缸底相连，构成密闭的压力腔，为便于液压缸安装特在缸筒的外壁焊接一法兰，以便于安装。
（1） 法兰尺寸的计算
①中间法兰的厚度的计算
由于中间法兰的受力比较复杂，必须借助计算机才可有效地求出，因此本次设计可根据经验选取一定值，选用厚度为35mm
②螺纹直径的选择
由于液压缸受力为200kn，因此根据螺纹