液压上料机原理设设计与液压缸的设计论文.pdf

无锡职业技术学院毕业论文摘要本次设计主要是完成对液压上料机原理的设计与液压缸的设计。在设计过程 中，主要完成上料机的液压系统原理设计以及完成液压缸的装配图和零件图。关键词：液压原理，液压缸，工作压力第I页共42页无锡职业技术学院毕业论文目录第一章绪论-11.1 毕业论文背景-31.2 传动介绍-51.3 论文研究内容-6第二章 上料机的液压传动系统原理设计2.1 负载分析-72.2 负载图与速度图-82.3 液压缸的主要参数确定-92.4 液压系统图拟定-112.5 液压元件的选用-.122.6 液压系统的性能验算.-.16第三章 液压缸的设计3.1 液压缸的介绍-183.2 液压缸设计的细节-203.3 液压缸零件的技术要求-21第四章 总结和致谢 参考文献-23第n页共42页无锡职业技术学院毕业论文第一章绪论1.1 论文的背景液压与气压传动是研究以有压流体（压力油或压缩空气）为能源介质，来实 现各种机械的传动和自动控制的学科。液压技术自18世纪末英国制成世界上第 一台水压机算起，已有300年的历史了，但其真正的发展只是在第二次世界大战 后50余年的时间内，战后液压技术迅速转向民用工业，在机床、工程机械、农 业机械、汽车等行业中逐步推广。本世纪60年代以来，随着原子能、空间技术、计算机技术的发展，液压技术得到了很大的发展，并渗透到各个工业领域中去。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化 的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、计算机实时控制技术、机电一体 化技术、计算机仿真和优化设计技术、可靠性技术，以及污染控制技术等方面也 是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。1.2 液压传动介绍一、液压传动的研究对象液压传动是研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械的传动和自动控制 的科学。它是利用各种元件组成所需要的各种控制何路，再由若干回路有机组合 成能完成一定控制功能的传动系统来进行能量传递，转换和控制。因此，要研究 液压传动及其控制技术，就首先要了解组成系统的各类元件的结构，工作原理，工作性能以及由这些元件所组成的各种控制回路的性能和特点，并在此基础上进 行液压传动控制系统的设计。二、液压系统的组成1）能源装置一把机械能转换成流体的压力能的装置，一般最常见的是液压 泵。2）执行装置一把流体的压力能转换成机械能的装置，一般指作直线运动的液 压缸，作回转运动的液压马达等。3）控制调节装置一对液压系统中流体的压力，流量和流动方向进行控制和 调节的装置。例如溢流阀，节流阀，换向阀等。这些元件的不同组合组成了能完 第3页共42页无锡职业技术学院毕业论文成不同功能的液压系统。4）助装置一指除以上三种外的其他装置，如油箱、过滤器，分水滤气器、油雾器、蓄能器等。它们对保证液压系统可靠和稳定地工作有重大作用。5）动介质一传递能量的流体，即液压油。三、液压传动的优缺点1、拖动能力从所能达到的最大功率看，液压系统远不如电力拖动系统，但液压传动最突 出的优点是出力大，重量轻，惯性小以及输出刚度大，可用以下的指示来表示：a）功率一质量比大 这意味着同样功率的控制系统，液压系统体积小，重量 轻，这是因为电机元件，例如电动机由于受到磁性材料饱和作用的限制，单位质 量的设备所能输出功率比较小，液压系统可以通过提高系统的压力提高输出功 率，这时仅受到机械强度和密封技术的限制。在典型情况下，发电机和电动机的 功率-质量比仅为165W/KG,而液压泵和液压马达可达165W/KG,是机电元件 的10倍，在航空航天技术领域应用的液压马达可达6600W/KG。作直线运动的 动力装置将更加悬殊，从单位面积出力来看液压缸的出力一般可达到 700-3000N/CM2,而直流直线式电动机为30N/CM?左右。b）力一质量比 液压缸的力一质量比一般为13000N/KG,而直流直线式电 10-20倍，这意味着液压系统能够产生大的加速度，也就是说时间常数小，响应 速度快，具有优良的动态品质。2、控制方式性能液压传动在组成控制系统时，与机械装置相比，其主要优点是操作方便，省 力，系统结构空间的自由度大，易于实现自动化，且能在很大的范围内实现无级 调速，传动比可达100：1至2000：1。如与电气控制相配合，可较方便的实现 复杂的程序动作和远程控制。止匕外，流动传动还具有传递运动均匀平稳，反应速 度快，冲击小，能高速启动，制动和换向；易于实现过载保护；流体控制元件标 准化，系列化和通用化程度高，有利于缩短机器的设计，制造周期和降低制造成 本。当然液压传动也有一定的缺点，例如传动介质易泄漏和可压缩性会使传动比 不能严格保证；由于能量传递过程中压力损失和泄漏的存在使传动效率低；流体 装置不能在高温下工作；流体控制元件制造精度高以及系统工作过程中发生故障 不易诊断等。第4页共42页无锡职业技术学院毕业论文四、压传动的应用及发展在工业生产的各个部门应用液压传动技术的出发点是不尽相同的。例如，工 程机械，矿山机械，压力机械和航空工业中采用液压传动的主要原因是取结构简 单，体积小，重量轻，输出力大；机床上采用液压传动是取其能在工作过程中方 便的实现无级调速，易于实现频繁的换向，易于实现自动化。液压传动在各类机械中的应用如表1-1表1-1行业名称应用举例工程机械挖掘机 装载机 推土机矿山机械凿开机 开掘机 提升机 液压支架建筑机械打桩机 液压千斤顶 平地机冶金机械轧钢机压力机步进加热炉锻压机械压力机模锻机空气锤机械制造组合机床冲床自动线气动扳手液压传动发展到目前的水平主要是由于液压传动本身的特点所致，随着工业 的发展，液压技术必将更加广泛的应用于各个工业领域。液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机计算起，已有300年的 历史了，但是真正的发展只是在第二次世界大战后50余年的时间内，战后液压 技术迅速转向民用工业，在机床，工程机械，农业机械，汽车等行业中逐步推广。本世纪60年代以来，随着原子能，空间技术，计算机技术的发展，液压技术得 到了很大的发展，并渗透到各个工业领域中去。当前液压技术正向高压，高速，大功率，高效，低噪音，经久耐用，高度集成化的方向发展。同时，新型液压元 件和液压系统的计算机辅助设计(CAD),计算机辅助测试(CAT),计算机直接 控制(CDC),计算机实时控制技术，机电一体化技术，计算机仿真和优化设计 技术，可靠性技术，以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展 和研究的方向。五、系统的污染控制工作介质的污染是液压系统发生故障的主要原因。它严重影响液压系统的可 靠性及液压元件的寿命，因此工作介质的正确使用，管理以及污染控制是提高液 压系统的可靠性及延长液压元件使用寿命的重要手段。1.污染的根源第5页共42页无锡职业技术学院毕业论文进入工作介质的固体物有四个主要根源，它们是：已被污染的新油，残留污 染，侵染和内部生成污染。了解每一个根据，都是液压系统的污染控制措施和过 滤器设置的主要考虑因素。a）已被污染的新油一虽然液压油和润滑油是在比较清洁的条件下精炼和 调和的，但油液在运输和储存过程中受到管道，油桶和储油罐的污染。其污染物 为灰尘，沙土，锈垢，水分和其它液体等。b）残留污染一液压系统和液压元件在装配和冲洗中的残留物。如毛刺，切 屑，型砂，涂料，橡胶。焊星和棉纱纤维等。c）侵入污染一液压系统运行过程中，由于油管密封不完善以及元件密封装置 损坏由系统外部侵入的污染物。如灰尘，沙土，切屑以及水分等。d）生成污染一液压系统运行中系统本身所生成的污染物。其中既有元件磨损 剥离，被冲刷和腐蚀的金属颗粒或橡胶末，又有油液老化产生的污染物等。这一 类污染物最具有危险性。3、引起的危害液压系统的故障有75%以上是由工作介质污染所引起的。污染物颗粒具有各 种形状和尺寸并由各种材料组成，大多数是磨粒性的。它们与元件表面相互作用 时，产生磨粒磨损和表面疲劳。从元件表面犁削和切削出碎片，加速元件磨损，使内泄漏增加，降低泵，阀等元件的效率和精度，这些变化一开始很难察觉，尤 其对泵来说，最终会引起失效。这种失效是不能恢复的退化失效。最容易引起磨 损的颗粒是处于间隙尺寸的颗粒。当一个大颗粒进入泵或阀时，可能使泵或阀卡 死，或者堵塞阀的控制节流孔，引起突发失效。细小颗粒淤积也能引起突法失效。有时，颗粒或污染物防碍阀的归位，使阀不能完全关闭，当阀再次打开时，该颗 粒或污染物可能被冲走，于是，出现一种讨厌的间歇失效。导致液压系统不能正 常工作。颗粒污染物和油液氧化变质生成的粘性胶质堵塞过滤器，使液压泵运转困 难，产生噪声。水分和空气的混入使工作介质的润滑性能降低，并使它加速氧化 变质，产生气蚀，使液压元件加速腐蚀，液压系统出现振动和爬行等现象。这些故障轻则影响液压系统的性能和使用寿命，重则损坏元件使元件失导致 液压系统不能工作。危害是非常严重的。1.3本文研究内容如下:第6页共42页无锡职业技术学院毕业论文第二章一上料机的液压传统系统的设计。要求驱动它的液压传动系统完成快速上升-慢速上升停留快速下降的工作循环。其垂直上升工件1的重力为 5000N,滑台2的重量为1000N,快速上升行程350MM,速度要求大于45mm/s；慢速上升行程为100mm,其最小速度为8mm/s；快速下降行程为450mm,速度 要求大于等于55mm/s,滑台采用V行导轨，其导轨面的夹角90度，滑台与导 轨的最大间隙为2mm,起动加速和减速时间均为0.5s,液压缸的机械效率(考 虑密封阻力)为0.91.2.1负载分析1.工作负载Fl=Fg=(5000+1000)N=6000 N2.摩擦负载由于工件为垂直起升，所以垂直作用于导轨的载荷可由其间隙和机构尺寸求 得 F=120N,取-=0.2,白=0.1 则有静摩擦负载/=二2xl20/N=33.94Nfs/sin 45动摩擦负载/=fd 3.惯性负载 加速G Av 6000 0.045F=x 1g At 9.81 0.5减速G Av 6000 0.045-p _X_02 g At 9.81 0制动k120/N=6.97N/sin 45?V=55.05N-0.008-TV=45.267V.5第7页共42页无锡职业技术学院毕业论文0G Av 6000 0.0089.81X-N=9.79N0.5g t反向加速4G Av6000g 9.81 0.50.055x-N=67.28N反向制动F=F d=67.28N a5 a4根据以上的计算，考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止因自重而自 行下滑，系统中应设置平衡回路。因此在对快速向下运动的负载分析时，就不考 虑滑台2的重量。则液压缸各阶段中的负载如表9-3所示（效率0.91）表93液压缸各阶段中的负载工况计算公式总负载缸推力启动F=Ffs+FL6033.946630.70加速F=FL+Ffd+Fal6072.026672.55快上F=Ffd+FL6016.976612.05减速F=Ffd+FL-Fa25971.716562.32慢上F=FL+Ffd6016.976612.05制动F=Ffd+FL-fk 36007.186601.30反向加速F=Ffd+Fa484.2592.58快上F=Ffd16.9718.65制动F=Ffd-Fa5-50.31-55.292.2 负载图和速度图的绘制按照前面的负载分析结果及已知的速度要求 行程限制等，绘制出负载图及速度 图如图9-4所示。F/N6672.556612.056630.7018.650-55.29350 450s/mm1;I；350 450 s/mm第8页共42页无锡职业技术学院毕业论文图94液压缸的负载图及速度图*2.3 液压缸主要参数的确定1初选液压缸的工作压力根据分析此设备的负载不大，按类型属机床类，所以初选液压缸的工作压力为2.0MPao2计算液压缸的尺寸N=-=6672.55 x-m2=33.36 x IO 4m2D 20 x IO54x 33.36x 0=6.52x 1。，3.14159按标准取：D=63mm根据快上和快下的速度比值来确定活塞杆的直径:D2 557?2-45d=26.86按标准取d=25mmo则液压缸的有效作用面积为：无杆腔面积&二 ttD2=x 6.32cm2=31.17cm2 4 4有杆腔面积-d1-(6.32-2.52)cm2=26.26cm23活塞杆稳定性校核因为活塞杆总行程为450mm,而活塞杆直径为25mm,l/d=450/25=18,需进 行稳定性校核，由材料力学中的有关公式，根据该液压缸一端支承一端钱接取末 端系数=2,活塞杆材料用普通碳钢则：材料强度实验值/=4.9x108P6z，系数，柔性系数=85,rv i 5000=J一=一=6.25，因为 一=72 匕Jj=85=1 2(，所以有其临界载 A 4 rk 荷死k第9页共42页无锡职业技术学院毕业论文F ka 4.9x108 x-x 252 x10-6-=197413 A5N r x2 1 1-（450 a I 2x 5000（6.25）取其安全系数%=4时F 197413 15=-:N=49353.29 N 6672.55 Nnk 4所以，满足稳定性条件。4.求液压缸的最大流量。决上=A/快上=31.17 x KT*45 x 10一3 歹（=MO.27 x 10 啜=8.42 媪0慢上=人F慢上=31.17 x KF,义g x IO嗔=24.94 x 10-6啜=1与。媪9快下二人2匕夬下=26.26x 10-4 x 55 x 10-3 嗔=144.43x 10-6 嗔=8.67 媪5.绘制工况图工作循环中各个工作阶段的液压缸压力 流量和功率如表9-4所示。工况压力%外流量力/L min功率%快上1.938.42270.84慢上1.931.5048.25快下0.00658.670.94由表9-4可绘制出液压缸的工况图，如图9-5所示第10页共42页无锡职业技术学院毕业论文2.4 液压系统图的拟定液压系统图的拟定，主要是考虑以下几个方面的问题：(1)供油方式从工况图分析可知，该系统在快上和快下时所需的流量较 小，因此从提高系统的效率，节省能源的角度考虑，采用单个定量泵的供油 方式显然是不适合的，宜选用双联式定量叶片泵作为油源。(2)调速回路由工况可知可知，该系统在慢速时速度需要调节，考虑 到系统功率小，滑台运动速度需要调节，考虑到系统功率小，滑台运动速度 低，工作负载变化小，所以采用调速阀的回油节流调速回路。(3)速度换接回路 由于快上和满上之间速度需要换接，但对换接到位 置要求不高，所以采用由行程开关发讯控制二位二通电磁阀来实现速度的换 接。(4)平衡及锁紧 为防止在上端停留时重物下落和在停留期间内保持重 物的位置，特在液压缸的下腔(无杆腔)进油路上设置了液控单向阀；另一方 面，为了克服滑台自重在快下过程中的影响，设置了一单向背压阀。P/MPd1.930.0065min1 8.428.67011rc650p/w270.84420.94第11页共42页无锡职业技术学院毕业论文图9-5液压缸的工况图2.5液压元件的选用1.确定液压泵的型号及电动机功率液压缸在整个工作循环中最大工作压力为1.93MPa,由于该系统比较简单,所以取其压力损失EA夕=0.4 MPa,所以液压泵的工作压力为Pp=P+fp=(1.93+0.4)MP许 233Mpa两个液压泵同时向系统供油时，若回路中泄漏按10%计算，则两个泵的总流量应为qP=1.1*8.67L/min=9.537L/min,由于溢流阀最小稳定流量为3L/min,而工进时液压缸所需流量为L5L/min,所以。高压泵的输出流量不得少于4.5 L/min。根据以上压力和流量的数值查产品目录，选用 型的双联片泵，其额定压力 为6.3MPa,容积效率，总效率，所以驱动该泵的电动机的功率可由泵的工作 压力（2.33MPa）和输出流量（当电动机转速为910r/min）qP=2*6.3*910*0.85*0.01L/min 求出PpQp2.33x106 x9.75 x10-360 x 0.75用=504.83 少查电动机产品目录，拟定选用电动机的型号为Y90S-6,功率为750W,额定转 速为 910r/mino2.选择阀类元件及辅助元件根据系统的工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的流量，可选出这些元 件的型号及规格如9-5序号名称通过流量型号及规格1滤油器11.47WU-16X*-J2双联叶片泵9.75YB1 6.33单向阀4.875AF3-EalOB4溢流阀3.375YF3-10B5三位四通电磁换向阀9.7534EF3Y-E10B6单向顺序阀11.57AXF310B第12页共42页无锡职业技术学院毕业论文7液控单向阀11.57YAF3EalOB8二位二通电磁换向阀8.2122EF3E10B9单向调速阀9.75AQF3E10B10压力表Y100T11压力表开关12电动机Y90S-6(1)1.滤油器 WU-16X*-J过滤器的功用是清除油液中的各种杂质，以免其划伤，磨损，甚至卡 死有相对运动的零件，或堵塞零件上的小孔及缝隙，影响系统的正常工作，降低 液压元件的寿命，甚至造成液压系统的故障。用过滤器对油液进行过滤是十分重 要的。过滤器的选用应考虑如下几个方面。根据使用的用途选择过滤器的种类，根据安装位置情况选择过滤器 的安装形式。过滤器应具有足够大的通油能力，并且压力损失要小。过滤精度应满足液压系统或元件所需要清洁度要求。过滤器所使用的滤材应满足所使川工作介质的要求，并且有足够的 强度。过滤器的强度及压力损失是选择时重点考虑的因数，安装过滤器后 会对系统造成局部降压或产生背压。滤芯的更换及清洗应方便。结构尽量简单，紧凑，安装形式合理。价格低廉。根据使用目的选择过滤器的种类，根据安装。液压系统设计元器件选型 手册周思涛王编P754.2.叶片泵 YB1 6.3上海液压件厂，阜新液压件厂，武汉液压件厂。液压系统设计元器件选型手册周思涛 主编P86-87表1-42,144.YB16.3排量压力转速外形尺寸质量第13页共42页无锡职业技术学院毕业论文6.3ml/r6.3MPa1450r/min151*90*1055.3KG液压元件手册黎启柏 主编P52 53YB1 6.3-(1)名称：叶片泵YB结构代号(用下标)：1中压浮动结构2减压结构 压力等级(MPa)C-6.3(一般不注明)D-10,E-16排量ml/r(后泵/前泵排量)3.单向阀 AF3-EalOB液压元件手册黎启柏 主编P256表3-3-6型号通径mm压力MPa流量生产单位AF310,201640-100佛山液压件 r外形结构P268表3-3-214.溢流阀YF3-10B液压元件手册黎启柏P213P124YF3-(l)(2)(3)-(4)YF:名称溢流阀 3.结构代号 压力等级：C-6.3MPa略E-16MPa通径 10.20mm(3)安装形式:管式B一板式 调压手柄与安装板平面关系：平行(略)C垂直。型号通径额定流量调压范围缸荷压力/MPa重量1KGYF3-10B10630.5-6.30.451.9外形尺寸见P2155.三位四通电磁换向阀34EF3Y-E10B3：工作数量4：通油路数E干式直流型F3固定表达形式Y滑阀机能代号E：公称压力16Mpa 10：通径MM B复位形式 液压元件手册黎启柏6单向顺序阀 AXF3-10B第14页共42页无锡职业技术学院毕业论文AXF一单项顺序阀 3结构代号 10通径10mm B板式安装液压元件手册黎启柏P219 2.11.5顺序阀7液控单向阀 YAF3EalOB板式 连接径通力压流量开启压力控制压力YAF3EalOBm10mPa16M40L/min0.050.45液压元件手册黎启柏P259表3-3-108 二位二通电磁换向阀 22EF3E10B2：工作位置数2：通油路数E公称压力10通径B板式9 单向调速阀AQF3E10B通径10额定压力16MPa 最高使用压力20MPa最小稳定流量50cm/min最大流量50L/min使用油温10-60油液粘度7320最低工作压力0.7MP重量5.0k g10压力表Y100TY弹簧压力表100压力表直径mm T径向有边生产厂：无锡雪浪仪表厂，沈阳仪表厂，宜昌仪表厂，西安仪表厂，无锡 市特种压力表厂液压系统设计元器件选型手册周恩涛编P809 P810n压力表开关12电动机Y90S-6Y90S-6额 定功转 速电流效率功率 因数转动惯量质量第15页共42页无锡职业技术学院毕业论文率0.75 k w910 r/min2.25A72.50.700.02923k g机械设计通用手册张展2.6液压系统的性能验算1压力损失及调定压力的确定根据计算慢上时管道内的油液流动速度约0.50m/s,通过的流量为 L5L/min,数值较小，主要压力损失为调速阀两端的压降；此时功率损失最大；而在快下时滑台及活塞组件的重量由背压阀所平衡，系统工作压力很低，所以不 必验算，因而必须以快进位依据来计算卸荷和溢流阀的调定压力，由于供油流量 的变化，其快上时液压缸的速度为=9.75x 0.001Ai 60 x 31.17x 0.0001 八 人此时油液在进油液在进油管的流速为QPA9.75 x lO 3x 10-6 x 603.23 rry/s（1）沿程压力损失 首先要判别管中的流态，设系统采用N32液压油。室温为 20 度 时，/=1.0 x10-4mm y/所 以 有：Re-%=3.23x 8x lO,0 x 04=258.4-Pa=3.2x l05Ptz 0.32MPa，取 p=0.4MPa。31.17x 10-4 2.系统的发热与温升根据以上的计算可知，在快上时电动机的输入功率为 p=PpQp/FK=2,6 x 106 x 9.75 x loV=563.33 少；慢上时的电动机p/60 x 0.75/60 x 0.75输入功率为今夕=3.0 x 106 x 4.875 x 10-V=325叫 而快尸1/60 x 0.75/60 x 0.75上时其有用功率为4=1-93*106*9.75*10=313.63w；满 上时的有用功率为；所以慢上时的功率损失为276.75W略大于快上时的功率损 失249.7W,现以较大的值来校核其热平衡，求出发热温升。设油箱的三个边长在1：1：1 1：2：3范围内，则散热面积为 A=0.065l v2=0.065VvOm2=1.104m2,假设通风良好，取 力=15x103 kw/,所以油液的温升为；mCAt=0,27675=16.71O 室温为20。，热平衡温度为 hA 15x10-3x1.10436.71C65C,没有超出允许范围。第三章3.1液压缸的介绍液压缸是液压传动系统中又一类执行元件，它也是把液压能转换成机械能 的能量转换装置。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。按照结构形式有活塞缸柱塞缸摆动缸三大类，活塞缸和柱塞缸实现往复直 线运动，输出速度和推力，摆动缸则实现往复摆动，输出角速度和转矩。另外，按缸的特殊用途分，可分为审联缸 增压缸 增速缸 步进缸等。缸体组件与活塞组件构成密封的容腔，承受油压。因此缸体组件要有 足够的强度，较高的表面精度和可靠的密封性。缸体组件指的是缸筒与缸盖，其 使用材料，连接方式与工作压力有关，当工作压力p10MPa时使用铸铁缸筒，当 工作压力 p 20MPa时使用铸铁或锻钢。第18页共42页无锡职业技术学院毕业论文当采用法兰连接时，结构简单，加工方便，连接可靠，但要求缸筒部有足够 的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉。缸筒端部一般用铸造、锁粗或焊接方式制成 粗大的外径。采用半环连接，工艺好、连接可靠、结构紧凑，但削弱了缸筒强 度。这种连接常用于无缝钢管缸筒与缸盖的连接中。采用螺纹连接，体积小、重 量轻 结构紧凑 但缸筒端部结构复杂，常用于无缝钢管或铸钢的缸筒上。拉杆连 接结构简单工艺性好 通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会变形,影响密封效果，适用于长度较小的中低压缸。焊接式连接强度高制造简单 但焊 接式易引起缸筒变形，无法拆卸。由于本次设计中的要求工作压力P10MPa,所 以选用铸铁缸筒。考虑到缸筒与缸盖的连接方式，决定采用螺纹连接和法兰连接。活塞组件活塞组件由活塞，活塞杆和连接件等组成。活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆 无论空心的还是实心的，大多采用钢料制造。活塞与活塞杆的连接方式很多，但 采用哪种连接方式，都必须保证连接可靠。整体式和焊接式结构简单 轴向尺寸 紧凑，但损坏后需要整体更换。锥销式连接加工简单装配简单但承载能力小，且需要有必要的防止脱落措施。螺纹连接结构简单 装拆方便，但需备用螺母防 松装置。半环式连接强度高，但结构复杂，装拆不便。介于综合考虑宜采用螺纹 式防松。密封装置密封装置的作用是用来阻止有压工作介质的泄漏；防止外界空气、灰尘、污垢 与异物的侵入。其中起密封作用的原件称密封件。通常在液压系统与元件中，存 在工作介质的内泄漏和外泄漏，内泄漏会降低系统的容积效率，恶化设备的性能 指标，甚至无法正常工作。外泄漏导致流量减少，不仅污染环境，有可能引起火 灾，严重时嗨可能引起设备故障和人身事故。系统中侵入空气，就会降低工作介 质的弹性模量，产生空穴，有可能引起振动和噪声。灰尘和异物即会堵塞小孔和 缝隙,又会增加液压缸中相互运动件之间的摩擦磨损，降低使用寿命，并且加速了 内外泄漏。所以为了保障液压设备工作的可靠性及提高工作寿命，密封装置与密 封件不容忽视。液压缸的密封主要指活塞活塞杆处的动密封和缸盖等处的静密 封。密封方式有间隙密封和密封圈密封。间隙密封，这是依靠两运动件配合面 之间保持一很小的间隙，使用其产生液体摩擦阻力来防止泄漏的一种方法。用该 第19页共42页无锡职业技术学院毕业论文方法密封，只适合用于直径小的压力较低的液压缸与活塞件密封。间隙密封属 于非接触式密封，它是靠相对运动件配合面之间的微小间隙来防止泄漏，实施密 封，常用于柱塞式液压泵中柱塞和缸体配合 圆柱滑阀的摩擦副的配合中。通常 在阀芯的外表面开几条等距离的均压槽，其作用是对中性好，减小液压卡紧力，增大密封能力，减轻磨损。均压槽宽度为0.3到0.5mm,深0.5到1mm,其间隙 值可取0.02-0.05mm。这种密封摩擦阻力小，结构简单，但磨损后不能自动补偿。密封圈密封1,0型圈。型密封圈是由耐油橡胶制成的截面为圆形的圆环,它具有良好的密封性能，且机构紧凑，运动件的摩擦阻力小，装卸方便，容易制 造，价格便宜，故在液压系统中广泛应川。2,V型密封圈的形状，它是由纯耐 油橡胶或多层夹织物橡胶压制而成，通常由支撑环密封环和压环组成。当压环 压紧密封环是支撑环是密封环产生变形而起密封作用。3 Y型密封圈属于唇 形密封圈，其截面为Y型，主要用于往复运动的密封。是一种密封性 稳定性和 耐压性较好 摩擦阻力小 寿命较长的密封圈，故应用也很普遍。Y型圈的密封作 用依赖于它的唇边与对偶合面的紧密接触，并在压力油作用下产生较大的接触压 力，达到密封目的。当液压力升高时，唇边与偶合而贴的更紧，接触压力更高，密封性更好。3.2液压缸设计的细节一般液压缸的工作压力大于lOMPa,活塞速度大于0.lm/s时，应采用缓 冲装置或其它缓冲方式。当活塞速度大于1.0啖时，缸内缓冲结构不可能吸收全部动 能，须在缸外加装制动结构，主要方式是在油路中增加切断功能或吸收能量功能。而在本次 设计课题中最高速是如下:55=55 x lO-371yzs=0.055所以不需要加缓冲装置。参见液压系统设计元器件选型手册P276,液压传动与 控制手册P244内径D=63mm d=25mm符合液压缸直径 和活塞杆直径。参见新编实用液压技术 手册张岗主编P234表5-2活塞杆d=25mm活塞杆结构设计。参见新编实用液压技术手册张岗主编P236液压缸工作行程 由设计要求快上350mm慢上100行程450mm查P234同上 液压 缸行程系列(GB/T2349-1980)第2系列，取450。活塞与液压缸采用Y形密封。参见新编实用液压技术手册张岗主编P240。活塞与活塞杆采用螺纹连接，参见新编实用液压技术手册张岗主编P241O第20页共42页无锡职业技术学院毕业论文缸筒与缸底连接是法兰连接 螺钉是内六角圆柱头螺钉M3(GB/T 70.1-2000)参见机械设计基础 课程设计指导用书(第三版)P114附表5-4 缸头与缸盖的连接是用 螺钉是内六角圆柱头螺钉M5(GB/T70.1-2000)参见机械设计基础 课程设计指导用书(第三版)P114附表5-4 液压缸油口设计 油口孔是压力油进出液压缸的直接通道，虽然只是一个孔，但不能轻视其作用。如果孔小，不仅造成进油时流量供不应求，影响 液压缸的活塞运动速度，而且会造成何油时受阻，形成背压，影响活塞的退回速 度，减少液压缸的活塞运动速度。对液压缸往复速度要求较严的设计，一定要计 算孔径的大小。液压缸的进出油口，可以布置在液压缸的缸筒和前后端盖，进出 油口应设在液压缸的最高处，以便空气能首先从液压缸排出。液压缸进出油口的 连接形式有螺纹 方形防兰 矩形法兰等。国家标准GB/T287893规定了液压缸 进出油口螺纹连接的油口尺寸系列M18X1.53.3 液压缸零件的技术要求活塞杆1.实心活塞杆材料为35 45钢；空心活塞杆材料为35 45钢的无缝钢 管。在这次液压缸的设计中选用45钢，做实心活塞杆。2.主要表面粗糙度杆外圆柱而粗糙度Ra为0.40.8umo3.活塞杆的热处理：粗加工后调质到硬度为229285HB,必要时，在 经高频淬火，硬度达4555HRC。4.活塞杆d和d2的圆度公差值，按9 10 H级精度选用；活塞杆d的 圆柱度公差值，成按8级精度选用。5.外径表面直线度在500长度上不大于0.03mm。6.端面T的垂直度公差值，则应按7级精度选用。7.活塞杆与导向套采用H8/f7配合，与活塞的连接可采用H8/h8配合。8.活塞杆上的螺纹一般按6级精度加工；如载荷较小，机械震动也较 小时，也允许按7,8级精度制造。9.活塞杆上下表面必要时可以镀铭，镀层厚度约为0.05mm,镀后抛光。缸体第21页共42页无锡职业技术学院毕业论文1.缸体的材料 液压缸缸体的常用材料为20,35,45号无缝钢管。因20号钢的力学性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒与缸底，缸 头，管接头或耳轴等件焊接时，应采用焊接性能好的35号钢，粗加工后 调质。一般情况下均采用45号钢，并应调质到241285HB。缸体毛坯也采用锻钢，铸钢或铸铁件。铸钢一般采用ZG25 ZG35和 ZG45等。铸铁可采用HT200HT350之间的几个牌号或球墨铸铁 QT500-05 QT600-02 等。2.主要表面粗糙度当活塞采用橡胶密封圈密封时，液压缸内圆柱表面粗糙度Ra为 0.1-0.4um,当活塞采用活塞环密封时，液压缸内圆柱表面粗糙度Ra为 0.2-0.4umo3.技术要求内径用H8-H9的酉己合。缸体内径D的圆度公差值可按9 10 n级精度选用，圆柱度公差值可按8级精度选用。缸体端面T的垂直度公差值按7级精度选用。内表面母线直线度在500mm长度上不大于0.03mm。缸体与端盖采用螺纹连接时，螺纹采用6H级精度。为防止腐蚀和提高寿命，内径表面可镀0.03-0.04mm厚的硬铭，镀后在进行抛光，缸体外图耐蚀油漆。活塞1.活塞的材料缸径较小的整体式活塞一般用35、45缸；其他常用耐磨铸铁、灰铸铁 HT300 HT350、钢（有的在外径上套上尼龙66、尼龙1010等）以及铝合金等。2.活塞外圆柱表面粗糙度Ra为0.8-1.6umo3.技术要求外径D的圆度圆柱度公差值，按9,10或11级精度选取。外径D对内径D1的径向跳动公差值，按7 8级精度选取。端面T对内径D1轴线的垂直度公差值，应按7级精度选取。活塞外径用橡胶密封时可取f7-f9配合，内孔与活塞的配合可取H8O第22页共42页无锡职业技术学院毕业论文第四章总结为期两个月的毕业设计即将结束了，经过努力，我顺利的完成了这次毕业设 计。本次毕业设计工作是对我大学三学知识的一个总结，在这期间，无论是资料 的查阅、调研、方案的论证及设计校核计算都给我的业务素质、个人能力的培养 提供了一个难得的机会，令我回顾这些天来的设计过程，我学到许多实际问题的 解决方法，为以后在工作岗位上的继续深造打下了基础。我们从接受知道到选用知识来解决问题，必须通过反复锻炼和实践，设计便 是学生选用自己所学课程的知识来解决实际问题的一次很好的全面的锻炼过程。设计分成计算部分和图纸部分，在绘图中我们碰到一些实际安装问题，图纸就是 实际空调管道安装的反映，它们正确与否会影响到施工等各方面的问题，较好的 图纸为我们以后的施工奠定基础。我们就是踏上工作岗位，将我们在校所学的知识用于实践之中，对于我们的 专业，设计是基础。学校在毕业之际安排了这样一次与本专业相关的设计是完全必要。感谢学校安排的此次设计。致谢将近两个月的毕业论文阶段结束了，在这段时间里，我得到了许多老师和朋 友的关心和帮助。首先，我要对我的指导老师向老师诚挚的谢意，在整个做毕业论文期间，陈 老师无微不至的关心我的学习和生活，课题遇到困难时更是关注着课题的进程。陈老师高深的学术造诣、严谨的治学态度和勤勉的工作精神以及他平易近人的态 度使我受益终身。在我做毕业论文期间我的同学给予了我很大的帮助，在我遇到困难的时候，总是不断给我提出许多有价值的意见，并且经常鼓励我。同时感谢我的班主任，在课题的进行阶段给我提出了许多有创新的观点。最后感谢在我的课题进行中给予我帮助的所有的朋友们！第23页共42页无锡职业技术学院毕业论文2010年4月 第24页共42页12黎启柏主编液压元件手册n王守城液压元件及选用2007.110张岚主编新编实用液压技术手册9陈立德主编机械基础课程设计指导用书第三版8机械设计手册联合编写组编.机械设计手册.第2版.北京:化学.，1989.97毛振扬等编.机械零件课程设计.杭州：浙江大学.，1989.6卢颂峰主编.机械零件课程设计手册.北京：中央广播电视大学.1986.5蔡春源等编.机械设计手册（教学用）.沈阳：辽宁科学技术.，1990.4周开勤主编.机械设计手册.第4版.北京：高等教育.，1990.3吴宗泽，罗圣国主编.机械设计课程设计手册.北京：高等教育.，1992.2濮良贵主编.机械设计.北京：高等教育.，1989.1邱宣坏主编.机械设计.北京：高等教育.，1989.参考文献无锡职业技术学院毕业论文Hydraulic SystemThere are only three basic methods of transmitting power：Electrical,mechanical,and fluid power.Most applications actually use a combination of the three methods to obtain the most efficient overall system.To properly determine which principle method to use。it is important to k now the salient features of each tjTpe.For ex ample,fluid systems call transmit power more economically Over greater distances than Can mechanical types.However o fluid systems are restricted to shorter distances than are electrical systems.Hydraulic power transmission system ale concerned with the generation,modulation,and control of pressure and flow and,a