畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-工具錘裝柄機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、全套圖紙加153893706 工具錘裝柄機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 如今，液壓傳動是一門比較成熟的技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造以及鍛壓等機(jī)械行業(yè)。而其在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用，高度集成化等各項(xiàng)要求方面的顯著優(yōu)勢使得這門技術(shù)有著更加廣闊的發(fā)展前景。 本文在對液壓傳動發(fā)展和液壓傳動的工作原理作了一個簡要說明的同時，更對工具錘裝柄機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)計(jì)算。其內(nèi)容主要包括： Ⅰ 液壓傳動系統(tǒng)方案的分析、比較和確定； Ⅱ 確定并繪制系統(tǒng)原理圖； Ⅲ 液壓系統(tǒng)中各主要參數(shù)的計(jì)算、圓整及校核； Ⅳ 各種液壓元件的選擇； 在本設(shè)計(jì)中

2、，所有圖紙均使用繪圖軟件AutoCAD繪制而成，使得圖紙更加清晰，一目了然。 關(guān)鍵字：工具錘裝柄機(jī)；液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)；液壓油缸；AutoCAD Design of the hydraulic system of the machine tool hammer handle Abstract Now, the hydraulic transmission is a mature technology, has been widely used in machinery manufacturing, engineering mach

3、inery, agricultural machinery, automobile manufacturing and forging machinery industry. And in the implementation of high pressure, high speed, high power, high efficiency, low noise, high durability, high integration requirements significantly advantage makes this technology has broad prospects for

4、 development. In this paper, working principle in the development of the hydraulic transmission and hydraulic transmission for a brief description of the at the same time, hydraulic system of hammer grip for the calculation of comprehensive design. The main contents include: Comparative analysis o

5、f hydraulic transmission system, and determine the; II to identify and draw the system principle diagram; Calculation of the main parameters of the hydraulic system, the roundness and check; IV of various hydraulic components selection; In this design, all the drawings are the use of AutoCAD dra

6、wing software to draw from, make the blueprint more clearly, stick out a mile. Keywords: hammer grip machine; hydraulic system; hydraulic cylinder; AutoCAD 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1.1 綜述 1 1.2 液壓傳動發(fā)展概況 2 1.3 液壓傳動的工作原理及組成部分 2 1.3.1 液壓傳動的工作原理 2 1.3.2 液壓傳動的組成部分 3 1.4 液壓傳

7、動的優(yōu)缺點(diǎn) 3 1.5 本文主要研究的內(nèi)容 4 2 擬定液壓原理圖 5 2.1 了解設(shè)計(jì)原理，制定基本方案 5 2.1.1 設(shè)計(jì)原理 5 2.1.2 制定液壓系統(tǒng)基本方案 6 2.2 確認(rèn)液壓介質(zhì)、擬定液壓原理圖 7 2.2.1 液壓介質(zhì)的選擇 7 2.2.2 擬定液壓系統(tǒng)圖 8 3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 10 3.1 液壓缸主要參數(shù)的確定 10 3.1.1 液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的的問題 10 3.1.2 液壓缸主要參數(shù)的確定 10 3.1.3 液壓缸內(nèi)活塞桿直徑校核 13 3.1.4 液壓缸蓋固定螺栓直徑計(jì)算 13 3.1.5 液壓缸穩(wěn)定性校核

8、 13 3.1.6 計(jì)算液壓缸實(shí)際所需流量 16 3.2 液壓閥的選擇 16 3.2.1 液壓閥的作用 16 3.2.2 液壓閥的基本要求 17 3.2.3 液壓閥的選擇 17 4 液壓泵站及其輔助裝置 18 4.1 液壓泵站 18 4.1.1 液壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標(biāo)準(zhǔn) 18 4.1.2 各系列液壓泵站的簡述 18 4.2 液壓泵 19 4.2.1 液壓泵的選擇 19 4.2.2 液壓泵裝置 20 4.3 電動機(jī)功率的確定 22 4.4 液壓管件的確定 22 4.4.1 油管內(nèi)徑確定 22 4.4.2 管接頭 22 4.5

9、濾油器的選擇 23 4.5.1 濾油器的作用及過濾精度 23 4.5.2 選用和安裝 23 4.6 油箱及其輔件的確定 24 4.6.1 油箱 24 4.6.2 空氣濾清器 26 3.6.3 油標(biāo) 27 5液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 28 5.1 液壓缸的基本參數(shù)的確定 28 5.2 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 28 5.2.1 缸體 28 5.3 缸蓋 31 5.3.1 缸蓋的材料 31 5.4 活塞 31 5.4.1 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 31 5.4.2 活塞與缸體的密封 32 5.4.3 活塞的材料 32 5.4.4 活塞的技術(shù)

10、要求 32 5.5 活塞桿 33 5.5.1 端部結(jié)構(gòu) 33 5.5.2 端部尺寸 33 5.5.3 活塞桿結(jié)構(gòu) 34 5.5.4 活塞桿材料 35 5.5.5 活塞桿的技術(shù)要求 35 5.6 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 35 5.6.1 導(dǎo)向套 35 5.6.2 桿的密封與防塵 36 5.7 液壓缸的緩沖裝置 36 5.8 液壓缸的排氣裝置 36 5.9 液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式 37 5.9.1 液壓缸進(jìn)出油口的聯(lián)接 37 5.9.2 液壓缸的安裝方式 37 6 結(jié) 論 39 參考文獻(xiàn) 40 致謝 41 V

11、 1 緒論 1.1概述 機(jī)械化程度是現(xiàn)代工業(yè)先進(jìn)的重要指標(biāo)，隨著五金產(chǎn)品出口增長, 對產(chǎn)品質(zhì)量的要求愈趨嚴(yán)格。不僅要求有良好的內(nèi)在質(zhì)量 , 而且外觀要求規(guī)整。作為出口量較大的工具錘, 出口對象主要是歐美發(fā)達(dá)國家, 其質(zhì)量 要求更為嚴(yán)格。我國目前生產(chǎn)工具錘的企業(yè)自動化程度不高, 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定, 難以適應(yīng)外貿(mào)出口增長的要求。液壓傳動和控制由于應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)及新工藝、新材料等后取得了新的發(fā)展, 使液壓系統(tǒng)和元件在技術(shù)水平上有很大提高。近年來,流體動力傳動由于應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)及新工藝、新材料等后取得了新的發(fā)展, 使液

12、壓氣動系統(tǒng)和元件在技術(shù)水平上有很大提高。它已成為工業(yè)機(jī)械、工程建筑機(jī)械及國防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。 工具錘裝柄機(jī)由機(jī)械、液壓、和電控三部分組成，其主機(jī)結(jié)構(gòu)由床身：是整個主機(jī)的支撐件，其前面設(shè)有手動開關(guān)、電源開關(guān)和操縱方式電控按鈕；待裝的錘柄、錘頭、鉚釘分別放置在各自的支撐架上；工作機(jī)構(gòu)為壓柄液壓缸和壓釘液壓缸，液壓站置于機(jī)器右側(cè)，通過管理實(shí)現(xiàn)液壓缸和液壓站的油路聯(lián)系。手動裝柄時，把錘頭、錘柄和鉚釘放入各自的支撐架上并固定后，閉合電源開關(guān)，液壓缸推動錘柄右移并壓入錘頭，接著鉚釘在液壓缸的推動下壓入錘頭，待錘柄和鉚釘都壓入錘頭后，兩缸依次回程；當(dāng)推柄缸回程并觸動行程開關(guān)后便停止工作，這樣便

13、完成一次裝柄工作。 在我國，液壓行業(yè)已形成了門類齊全，有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平，初具規(guī)模的生產(chǎn)科研體系。目前全國約有近300家企業(yè)，還有液壓研究室（所），國家級液壓元件質(zhì)量監(jiān)督檢測中心以及國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。我國液壓工業(yè)重視同國外企業(yè)進(jìn)行有效的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)合作，近年來先后從國外引進(jìn)了很多液壓元件和液壓系統(tǒng)等制造技術(shù)，為提高產(chǎn)品水平和生產(chǎn)能力起了重要作用。本課題旨在前人的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)研究一套新型的工具錘裝柄機(jī)液壓系統(tǒng)，為在這一方面的研究提供理論依據(jù)。 1.2液壓傳動發(fā)展概況 液壓傳動相對于機(jī)械傳動來說是一門新技術(shù)，但如從17世紀(jì)中葉巴斯卡提出靜壓傳遞原理、18世紀(jì)末英國制成世界上第一臺水壓機(jī)算起

14、，也已有二三百年歷史了。近代液壓傳動在工業(yè)上的真正推廣使用只是本世紀(jì)中葉以后的事，至于它和微電子技術(shù)密切結(jié)合，得以在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以精確控制，更是近10年內(nèi)出現(xiàn)的新事物。 本世紀(jì)的60年代后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)（微電子技術(shù)）等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)，使它在國民經(jīng)濟(jì)的各方面都得到了應(yīng)用。液壓傳動在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性的優(yōu)勢，例如，國外今日生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動線都采用了液壓傳動。因此采用液壓傳動的程度現(xiàn)在已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一

15、。 當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、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，在完善比例控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化以及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面，更日益顯示出顯著的成績。 我國的液壓工業(yè)開始于本世紀(jì)50年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上。自1964年從國外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)、同時進(jìn)行自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。80年代起更加速了對西方先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國

16、產(chǎn)化工作，以確保我國的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、人才培訓(xùn)、研究開發(fā)等各個方面全方位地趕上世界水平。 1.3 液壓傳動的工作原理及組成部分 1.3.1液壓傳動的工作原理 1） 動是以液體作為工作介質(zhì)來傳遞動力的。 2）液壓傳動用液體的壓力能來傳遞動力，它與利用液體動能的液力傳 動是不相同的。 3）壓傳動中的工作介質(zhì)是在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行工作的， 因此液壓傳動和液壓控制常常難以截然分開。 1.3.2 液壓傳動的組成部分 液壓傳動裝置主要由以下四部分組成： 1）能源裝置——把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置。最常見的形式就是液壓泵，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。 2）執(zhí)行

17、裝置——把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。它可以是作直線運(yùn)動的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的液壓馬達(dá)。 3)制調(diào)節(jié)裝置——對系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置。例 如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等。這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)。 4)輔助裝置——上述三部分以外的其它裝置，例如油箱、濾油器、油管等。它們對 保證系統(tǒng)正常工作也有重要作用。 1.4 液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn) 液壓傳動有以下一些優(yōu)點(diǎn)： 1） 在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動力，因?yàn)? 液壓系統(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場中的磁力大出30~40倍。在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，

18、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動機(jī)的12%左右。 2） 液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置 易于實(shí)現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動時可達(dá)500次/min，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動時可達(dá)1000次/min。 3） 液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速（調(diào)速范圍可達(dá)2000），它還 可以在運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。 4） 液壓傳動易于自動化，這是因?yàn)樗鼘σ后w壓力、流量或流動方向易 于進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制的緣故。當(dāng)將液壓控制和電氣控制、電子控制或氣動控制結(jié)合起來使用時，整個傳動裝置能實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的順序動作，接受遠(yuǎn)程控制。 5） 液壓裝置

19、易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。液壓缸和液壓馬達(dá)都能長期在失速狀 態(tài)下工作而不會過熱，這是電氣傳動裝置和機(jī)械傳動裝置無法辦到的。液壓件能自行潤滑，使用壽命較長。 6） 由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、 制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也具有較大的機(jī)動性。 7） 用液壓傳動來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動簡單。 液壓傳動的缺點(diǎn)是： 1） 液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動化，這是由液壓油液的可壓縮性和泄 漏等原因造成的。 2） 液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失 等），長距離傳動時更是如此。 3） 液壓傳動對油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性很

20、易受到溫度的影 響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。 4） 為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它的造價 較貴，而且對油液的污染比較敏感。 5） 液壓傳動要求有單獨(dú)的能源。 6） 液壓傳動出現(xiàn)故障時不易找出原因。 總的說來，液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是突出的，它的一些缺點(diǎn)有的現(xiàn)已大為改善，有的將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)一步得到克服。 1.5 本文主要研究的內(nèi)容 查閱參考資料，根據(jù)任務(wù)要求，我們擬定完成以下三點(diǎn)內(nèi)容 （1） 完成工具錘裝柄機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖的設(shè)計(jì)，以及工作原理的分析說明。 （2） 選擇AutoCAD為設(shè)計(jì)開發(fā)工具，完成工具錘裝柄機(jī)液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

21、。 （3） 完成工具錘裝柄機(jī)液壓系統(tǒng)的壓柄液壓缸、壓釘液壓缸、支撐機(jī)架等關(guān)鍵功能裝置的設(shè)計(jì)。 主要技術(shù)參數(shù)：系統(tǒng)工作壓力10MPa，功率4kW；整機(jī)重量12kN；裝柄頻率4-6次/分。 2 擬定液壓原理圖 2.1了解設(shè)計(jì)原理，制定基本方案 2.1.1設(shè)計(jì)原理 設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手進(jìn)行液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面的情況了解清楚。 工具錘裝柄機(jī)由機(jī)械、液壓和電控三部分組成，其主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示，床身1是整個主機(jī)的支撐件，其前面設(shè)有手動開關(guān)2、電源開關(guān)3和操作方式電控按鈕4；待裝的錘柄7、錘頭9、鉚

22、釘11分別放置在各自的支撐架8、10、12上，工作機(jī)構(gòu)為壓柄液壓缸5和壓釘液壓缸13，液壓站14置于機(jī)器的右側(cè)，通過管路實(shí)現(xiàn)液壓站與液壓缸的油路聯(lián)系。 圖2-1 工具錘裝柄機(jī)的結(jié)構(gòu)原理示意圖： 1—床身2—手動開關(guān)—3操作方式控制旋鈕4—電源開關(guān)5—壓柄液壓缸6—行程限位開關(guān)7—錘柄8—錘柄支撐絮9—錘頭10—錘頭支撐架11—鉚釘12—鉚釘支撐絮13—壓釘液壓缸14—液壓站 裝柄機(jī)的工作原理如下: 手動循環(huán)裝柄時，把錘頭、錘柄和鉚釘放入各自的支撐架上并固定后，閉合電源開關(guān)4，并把裝柄控制開關(guān)3旋至手動位置，液壓缸5推動錘柄7右移并壓入錘頭9，接著鉚釘11

23、在液壓缸13的推動下壓人錘頭；待錘柄和鉚釘都壓人錘頭后，缸13，5依次回程；當(dāng)缸5回程井觸動行程開關(guān)6后便停止工作，這樣便完成了一次裝柄過程。 2.1.2制定液壓系統(tǒng)基本方案 已知系統(tǒng)總的壓力為10Mpa, 錘柄機(jī)總重量為4KN ，電機(jī)功率為4KW。我們假定錘柄液壓缸和錘釘液壓缸的退力均為60KN，行程為125mm a 確定液壓執(zhí)行元件的形式 在本設(shè)計(jì)中,液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式，可以分為活塞缸、柱塞缸兩類。活塞缸和柱塞缸的輸

24、入為壓力和流量，輸出為推力和速度。 液壓缸除了單個地使用外，還可以組合起來或和其它機(jī)構(gòu)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)特殊的功能。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表37.5-1 我們選擇活塞缸類中的單桿活塞液壓缸，其特點(diǎn)及適用場合見表2-1。 表2-1 單活塞桿液壓缸特性 名稱 特點(diǎn) 適用場合 單桿活塞液壓缸 有效工作面積大，雙向不對稱 往返不對稱的直線運(yùn)動等 b 確定液壓執(zhí)行元件運(yùn)動控制回路 1）為了實(shí)現(xiàn)液壓缸的進(jìn)和退，我們選擇電磁換向伺服閥作為液壓系統(tǒng)的方向控制閥。 電磁換向伺服閥的基本工作原理是通過電磁鐵控制滑閥閥芯的不同位置，以改變油液的流動方向。當(dāng)電磁鐵斷電時，滑閥由彈簧保持在中

25、間位置或初始位置（脈沖式閥除外）。若推動故障檢查按鈕可使滑閥閥芯移動。電磁換向閥在液壓系統(tǒng)中的作用是用來實(shí)現(xiàn)液壓油路的換向、順序動作、卸荷及速度控制等。由于電磁鐵的推力有限，電磁換向閥應(yīng)用在流量不大的液壓系統(tǒng)中。 c 液壓源系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。在無其它輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱， 溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。在此，我們在泵的小口裝上粗濾油器。（進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相

26、應(yīng)的精濾油器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁過濾器或其他型式的濾油器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 2.2 確認(rèn)液壓介質(zhì)、擬定液壓原理圖 2.2.1 液壓介質(zhì)的選擇 液壓介質(zhì)應(yīng)具有適宜的粘度和良好的粘溫特性；油膜強(qiáng)度要高，具有較好的潤滑性能；能抗氧化，穩(wěn)定性好；腐蝕作用小，對涂料、密封材料等有良好的適應(yīng)性；同時液壓介質(zhì)還應(yīng)具有一定的消泡能力。 選擇液壓介質(zhì)時，除專用液壓油外，首先是介質(zhì)種類的選擇。根據(jù)液壓系統(tǒng)對介質(zhì)是否有抗燃性的要求，決定選用礦油型液壓油或抗燃型液壓液。 其次，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中所用液壓泵的類型選用具有合適粘度的介質(zhì)。

27、 最后，還應(yīng)考慮使用條件等因素，如環(huán)境溫度、工作壓力、執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度等。當(dāng)工作溫度在60℃以下，載荷較輕時，可選用機(jī)械油；工作溫度超過60℃時，應(yīng)選用汽輪機(jī)油或普通液壓油。若設(shè)備在很低溫度下啟動時須選用低凝液壓油。 據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表37.3-12 中各普通液壓油質(zhì)量指標(biāo)及應(yīng)用以及本設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)的要求選用N32號普通液壓油，其各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)見表2-2。 表2-2 液壓油的特性 名稱 N32號普通液壓油 代號 / 原牌號 YA-N32 / 20號 運(yùn)動粘度 mm2/s (40℃) 28．8~35.2 運(yùn)動粘度 mm2/s (50℃) 17~23 粘度指數(shù)≥ 90 抗

28、氧化安定性(酸值達(dá)2mgKOH/g)≥ h 1000 凝點(diǎn)≤ ℃ -10 閃點(diǎn)(開口)≥ ℃ 170 防銹性(蒸鎦水法) 無銹 臨界載荷≥ N 600 抗泡沫性(93℃)≤ ml 起泡 50 / 消泡 0 抗磨性（四球，DB） N 800 應(yīng)用 適用于環(huán)境溫度0~40℃的各類中高壓系統(tǒng)（適用工作壓力為6.3-2.1MPa 2.2.2 擬定液壓系統(tǒng)圖 圖2-2 工具錘裝柄機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 00l一液壓泵 002—單向閥 003-過濾器004—三位四通電磁換向閥005-壓力繼電器006—溢流閥007—單向順序閥008-壓柄液壓缸009-壓釘

29、液壓缸010-壓力表 其工作原理如下 1、手動單循環(huán)操作過程 按下啟動按鈕, 使機(jī)器處于工作狀態(tài); 把操作方式控制旋鈕旋至手動位置; 把錘頭、錘柄及鉚釘放到各自的支撐架上。放置時注意錘柄及鉚釘?shù)姆较? 保證方向正確;按下手動開關(guān)按鈕, 三位四通電磁閥 004 上的電磁鐵通電, 使換向閥 004 切換至左位，液壓泵的壓力油先經(jīng)過閥004 進(jìn)入油缸 008 的無桿腔, （有感腔經(jīng)閥007中的單向閥和閥004向郵箱排油），其活塞桿推動錘柄右移, 直至把錘柄壓入錘頭。當(dāng)錘柄完全壓入錘頭后, 系統(tǒng)壓力迅速上升;油壓升高到足以打開順序閥007的設(shè)定值時,閥007的順序閥打開， 壓力油液進(jìn)入缸 009

30、的無桿腔 ,（有感腔經(jīng)閥004向郵箱排油） 使活塞桿推動鉚釘左移, 直至把鉚釘壓入錘頭。此時，系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高 , 當(dāng)油壓升高至壓力繼電器 005的調(diào)整值 時發(fā)信, 使左邊電磁鐵斷電的同時，右電磁鐵通電使換向閥004切換至右位,液壓泵001的壓力油經(jīng)過 閥004進(jìn)入油缸009的有桿腔（無桿腔經(jīng)閥007中的單向閥和閥004向郵箱排油）,活塞桿右行退回; 退回至終點(diǎn)后，系統(tǒng)壓力升高，打開單向順序閥 007, 壓力油經(jīng)閥004和007進(jìn)入缸 008的有桿腔, （無桿腔經(jīng)閥004回油），活塞左行退回，; 當(dāng)回程至觸發(fā)行程限位開關(guān)時自動停止。 2、自動連續(xù)工作過程 自動連續(xù)工作循環(huán)時，把操作方式控制

31、按鈕旋至自動位置，系統(tǒng)開始工作，各工況油路流動走向與手動單循環(huán)時相同，只是當(dāng)缸008左行退回中觸動行程開關(guān)時，又使左電磁鐵通電，系統(tǒng)進(jìn)入下一個工作循環(huán)。 它有效地解決了手工裝柄中出現(xiàn)的錘柄不正、錘柄端部變形等問題,提高了裝柄質(zhì)量; 同時也使裝柄效率得到了大幅度提高。 3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 3.1 液壓缸主要參數(shù)的確定 3.1.1 液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的的問題 液壓缸的設(shè)計(jì)和使用正確與否，直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。在這方面，經(jīng)常碰到的是液壓缸安裝不當(dāng)、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)等問題。所以，在設(shè)計(jì)液壓缸時，必須注意如下幾點(diǎn)：

32、 1）盡量使活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。 2）考慮液壓缸行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)的措施。但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問題。 3）正確確定液壓缸的安裝、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定們，只能在一端定位，為的是不致阻礙它在受熱時的膨脹。如沖擊載荷使活塞桿壓縮，定位件須設(shè) 置在活塞桿端，如為拉伸則設(shè)置在缸蓋端。 4) 液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，加工、裝配和維修方便。 3.1.2 液

33、壓缸主要參數(shù)的確定 已知系統(tǒng)總的壓力為10Mpa, 錘柄機(jī)總重量為4KN ，電機(jī)功率為4KW。我們假定錘柄液壓缸和錘釘液壓缸的退力均為60KN，行程為125mm 圖3-1 液壓缸工作原理簡圖 表3-1 執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值 ？ 老師說取哦0。幾，王等一般，即使。 系 統(tǒng) 類 型 背 壓 (MPa) 中、低壓系統(tǒng)0～8MPa 簡單的系統(tǒng)和一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.2～0.5 回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng) 0.5～0.8 回油路帶背壓閥 0.5～1.5 采用帶補(bǔ)液壓泵的閉式回路 0.

34、8～1.5 中高壓系統(tǒng)〉8～16MPa 同上 比中低壓系統(tǒng)高50%～100% 高壓系統(tǒng)〉16～32MPa 如鍛壓機(jī)械等 初算時背壓可忽略不計(jì) 表3-2 液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的關(guān)系 ？ 按機(jī)床類型選取 d/D 按液壓缸工作壓力選取 d/D 機(jī)床類別 d/D 工作壓力p/(MPa) d/D 磨床、珩磨及研磨機(jī)床 0.2～0.3 ≤2 0.2～0.3 插床、拉床、刨床 0.5 ＞2～5 0.5～0.58 鉆、鏜、車、銑床 0.7 ＞5～7 0.62～0.70 — — ＞7 0.7 液壓缸密封處摩擦力，它的精確值不易求

35、得，常用液壓缸的機(jī)械效率進(jìn)行估算。 （3-1） 式中----液壓缸的機(jī)械效率，一般 由液壓泵總效率表得取為0.80，背壓p2取0.5 MPa，得 將代入式中，可求得D為 =98.3mm （3-2） 活塞桿直徑可由值算出由計(jì)算所得的D與d值分別按表3-3與3-4圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件。 表3-3 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB/T2348-1993） （mm） 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140）

36、 160 （180） 200 （220） 250 （280） 320 （360） 400 （450） 500 注:括號內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用值 表3-4 活塞桿直徑系列（GB/T2348-1993） （mm） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280

37、320 360 400 將這些直徑圓整成進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值時得：油缸有：D=100mm 又由表3-2得活塞d=70mm 由此求得液壓缸面積的實(shí)際有效面積為 A1==0.0079m A2==0.0040m 對選定后的液壓缸內(nèi)徑D，必須進(jìn)行最小穩(wěn)定速度的驗(yàn)算。要保證液壓缸節(jié)流腔的有效面積A，必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積，即 = （3-3） ----流量閥的最小穩(wěn)定流量，一般從選定流量閥的產(chǎn)品樣本中查得； ----液壓缸的最低速度，有設(shè)計(jì)要求給定。 如果液壓缸節(jié)流閥的有效工作面積A不大于計(jì)算所得的最小有效面積，則說明液壓缸不能保證最小穩(wěn)定速度，此時必須增大

38、液壓缸的內(nèi)徑，以滿足速度穩(wěn)定的要求。 3.1.3 液壓缸內(nèi)活塞桿直徑校核 活塞桿的直徑d按下式進(jìn)行校核 （3-4） 式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；為活塞桿材料的許用應(yīng)力, 則 ： mm ＜ d 故活塞桿強(qiáng)度滿足。 3.1.4 液壓缸蓋固定螺栓直徑計(jì)算 液壓缸蓋固定螺栓直徑按下式計(jì)算： （3-5） 式中，F(xiàn)為液壓缸負(fù)載；Z為固定螺栓個數(shù)；K為螺紋擰緊系數(shù)； K=1.12~1.5，取K=1.3； MPa 則： m

39、m 取 ds=10 mm 3.1.5 液壓缸穩(wěn)定性校核 活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時，它所承受的力F不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載Fk，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。Fk的值與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長度以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)。活塞桿穩(wěn)定性的校核依下式進(jìn)行： （3-6） 式中，nk為安全系數(shù)，一般取nk = 2 ~ 4，這里取nk = 4。 當(dāng)活塞桿的細(xì)長比 ＞ 時

40、 （3-7） 當(dāng)活塞桿的細(xì)長比 ＞ 時，且 = 20 ~ 120 時，則 （3-8） 式中，l為安裝長度，其值與安裝方式有關(guān)，見表2-1，為活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑， ；為柔性系數(shù)，其值見表2-2；為由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)，其值見表2-4；E為活塞桿材料的彈性模量，對鋼取E=2.06×1011N/M2；J為活塞桿橫截面慣性矩；A為活塞桿橫截面積，f為由材料強(qiáng)度決定的實(shí)驗(yàn)值，為系數(shù)，具體數(shù)值均見表3-6。 表3-5 液壓缸支承方式和末端系數(shù)ψ2的值 支承方式 支承說明

41、末端系數(shù)ψ2 一端自由一端固定 1/4 兩端鉸接 1 一端鉸接一端固定 2 兩端固定 4 表3-6 f、a、ψ1的值 材料 f ×108 N/M2 ψ1 鑄鐵 5.6 80 鍛鐵 2.5 110 軟鋼 3.4 90 硬鋼 4.9 85 由此，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的可得： N/M2 ； （3-9） 而l＞125mm， 取l=175mm ＜ 則活塞桿穩(wěn)定性按式： 進(jìn)行校核。 代入數(shù)據(jù)： N 而

42、 （3-10） 式中，F(xiàn)W為活塞所受最大推力 Pmax為系統(tǒng)最大壓力為8Mpa 。 A1為液壓缸無活塞桿腔的截面積，A1 = 78.5 cm2 FW = 8×106×7.85×10-3 = 6.28×104 N 顯然，F(xiàn)W ＜ 所以，活塞桿穩(wěn)定性滿足。 3.1.6 計(jì)算液壓缸實(shí)際所需流量 根據(jù)最終確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸及其運(yùn)動速度或轉(zhuǎn)速，計(jì)算出液壓缸實(shí)際所需流量，見表3-8。 表3-8 液壓缸實(shí)際所需流量 工況 活塞下行(工進(jìn)) 活塞上行(快退)

43、 運(yùn)動速度10-2 m/s = 4.5 = 13 結(jié)構(gòu)參數(shù) 10-3 m2 A1 = 7.85 A2 = 4.0 流量 10-4 m3/s Q1 = 3.53 Q2 = 5.21 計(jì)算公式 Q = A 3.2 液壓閥的選擇 3.2.1 液壓閥的作用 液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的流動方向或調(diào)節(jié)其壓力和流量的，因此它可以分為方向閥、壓力閥和流量閥三大類。一個形狀相同的閥，可以因?yàn)樽饔脵C(jī)制的不同，而具有不同的功能。壓力閥和流量閥利用通流截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量，而方向閥則利用通流通道的更換控制著油液的流動方向。這就是說，盡管液壓閥存在著各

44、種各樣不同的類型，它們之間還是保持著一些基本共同之點(diǎn)。例如： 1）在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都由閥體、閥心（座閥或滑閥）和驅(qū)使閥心動作的元、部件（如彈簧、電磁鐵）組成。 2）在工作原理上，所有閥的開口大小，閥進(jìn)、出口間的壓差以及流過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。 3.2.2 液壓閥的基本要求 液壓系統(tǒng)中所用的液壓閥，應(yīng)滿足如下要求： 1）動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。 2）油液流過時壓力損失小。 3）密封性能好。 4）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。 3.2.3 液壓閥的選擇 1）閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際

45、通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。 控制閥的流量一般要選得比實(shí)際通過的流量大一些，必要時也允許有20%以內(nèi)的短時間過流量。 4 液壓泵站及其輔助裝置 4.1 液壓泵站 4.1.1 液壓泵站概述及液壓泵站油箱容量系列標(biāo)準(zhǔn) a 液壓泵站的概述 目前我國生產(chǎn)液壓泵站的廠家很多，液壓泵站的種類也繁多，但多數(shù)廠家根據(jù)用戶的具體要求設(shè)計(jì)和制造，尚未完全系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。現(xiàn)在只有液壓泵站的油箱公稱容量系列有國家標(biāo)準(zhǔn)。 b液壓泵站油箱公稱容量系列（GB 2876—

46、81） 表4-1 油箱容量GB 2876-81 L 4 6.3 10 25 40 63 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 3150 4000 5000 6300 　 　 4.1.2 各系列液壓泵站的簡述 詳細(xì)資料見參考文獻(xiàn)[2]37篇第10章。 a YZ系列液壓泵站 YZ系列液壓泵站，油箱容量有25~6300L等18種規(guī)格。選用各種不同的泵，得到各種不同流量、壓力的規(guī)格。外形結(jié)構(gòu)上有上置式（有立式及臥式）和非上置式。 YZ系列液壓泵站生產(chǎn)廠有：上海高行液

47、壓件廠、長沙液壓件廠、南京液壓件三廠等。 b YG型液壓柜 YG型液壓柜規(guī)格性能為油箱容量250~350L，壓力10MPa，流量有40、63和100L/ min。上海液壓件一廠生產(chǎn)。 c YZS型液壓站 YZS型液壓泵站，油箱容量100L，壓力6.3MPa，流量16L/min。常州液壓件廠生產(chǎn)。 d YGC型液壓柜 YGC型液壓柜油箱容量160L，壓力6.3MPa，流量有12、25L/min，由北京椿樹機(jī)械廠生產(chǎn)。 e CJZ型液壓站 CJZ型液壓泵站油箱容量有100L與160L兩種，壓力為5MPa，流量為20~63L/min范圍。有定量泵與變量泵兩種型式，成都液壓元件

48、一廠生產(chǎn)。 f YH型液壓站 YH型液壓站油箱容量120~2000L，壓力為14 MPa，流量在10~250L/min范圍，由沈陽重型機(jī)器廠生產(chǎn)。 g SE型液壓泵站 SE型液壓泵站油箱容量1400L，壓力7 MPa，流量6.75m3/s，上海冶金設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。 h 上重型液壓站 上海重型機(jī)器廠液壓站油箱容量1200L與2200L兩種，1200L的工作壓力為1.5 MPa，2200L的為5 MPa，流量均為320L/min。 4.2 液壓泵 4.2.1 液壓泵的選擇 液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把驅(qū)動電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸?shù)较到y(tǒng)中去的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。 液壓泵

49、的工作壓力是指泵實(shí)際工作時的壓力。液壓泵的額定壓力是指泵在正常工作條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此值就是過載。液壓泵的額定流量是指在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須保證的流量，亦即在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下由泵輸出的流量。 （1）液壓泵工作壓力的確定 （4-1） P1是液壓缸的工作壓力，對于本系統(tǒng)： MPa 是泵到液壓缸間總的管路損失。由系統(tǒng)圖可見，從泵到液壓缸之間串接有一個單向調(diào)節(jié)器速閥和一個電磁換向閥，取= 0.6MPa 液壓泵工作壓力為： PP = 10+ 0.6 = 10.6 MPa (2) 液壓

50、泵流量的確定 （4-2） 由工況圖看出，系統(tǒng)最大流量發(fā)生在快退工況，m3/s，泄漏系數(shù) K = 1.2, 求得液壓泵流量: m2/s (37.8 L/mm) 選用YB1-40 型葉片泵。 4.2.2 液壓泵裝置 液壓泵裝置是指將電能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗芩枰脑O(shè)備、元件及其輔助元件。具體而言，主要指電機(jī)、聯(lián)軸器、液壓泵、吸油管、排油管以及吸油管口的濾油器。正確地設(shè)計(jì)尤其是正確地安裝液壓泵裝置，是液壓系統(tǒng)正常工作的重要保證，必須予以足夠的重視。 a 液壓泵的安裝方式 金屬切削機(jī)床的液壓站，多用定量或限壓式變量葉片泵。變量葉片

51、泵僅能臥式安裝， 而定量葉片泵，無論是單泵還是雙聯(lián)泵，都可以有立式和臥式兩種安裝方式。齒輪泵與柱塞泵一般為臥式安裝。臥式安裝的液壓泵，其位置又可分為上置式與非上置式兩種。上置式指液壓泵裝置安裝在油箱上，立式安裝的液壓泵皆為上置式。 安裝液壓泵應(yīng)注意的問題： ⑴ 為了防止振動與保證液壓泵的使用壽命，液壓泵必須牢固地緊固在箱蓋或基礎(chǔ)上，注意經(jīng)常檢查連接螺釘是否松動。 ⑵ 調(diào)整好液壓泵與電機(jī)的聯(lián)軸器，使二者同心，用手撥動聯(lián)軸器時不能有松緊不一致的現(xiàn)象。 ⑶ 在有條件的情況下，盡量將液壓泵（齒輪泵、定量葉片泵、螺桿泵）安裝在油 液內(nèi)。 ⑷ 液壓泵吸油管路的安裝必須注意密封可靠及油管插入油

52、液有足夠的深度，以防止空氣被吸入液壓泵。 ⑸ 安裝液壓泵時，應(yīng)注意各類液壓泵的吸油高度，正確確定液壓泵與油液液面的距離。各類液壓泵的吸油高度見表4-2： 表4-2 各類油泵吸油高度 油泵類型 齒輪泵 葉片泵 柱塞泵 螺桿泵 吸油高度（mm） 300~400 不大于500 不大于500 500~1000 b 液壓泵與電機(jī)的聯(lián)接 液壓泵與電機(jī)之間的聯(lián)軸器，一般用簡單型彈性圈柱銷聯(lián)軸器或彈性圈柱銷聯(lián)軸器，其二者的共同特點(diǎn)是傳遞扭矩范圍較大，轉(zhuǎn)速較高，彈性好，能緩沖扭矩急劇變化引起的振動，能補(bǔ)償軸位移。但在使用中應(yīng)定期檢查彈性圈，發(fā)現(xiàn)其損壞后及時更換。上述兩種聯(lián)軸器中，簡單

53、型彈性圈柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，使用壽命較長，幫比彈性圈柱銷聯(lián)軸器用得多些。應(yīng)用上述二種聯(lián)軸器時，一定要注意彈性圈材料必須用耐油橡膠。 安裝聯(lián)軸器的技術(shù)要求是： ⑴ 半聯(lián)軸器I盡量做主動件。 ⑵ 半聯(lián)驗(yàn)算其他工況時，液壓泵的驅(qū)動功率均小于此值。查產(chǎn)品樣本，選用4KW 的電動機(jī)。 ⑶ 最大同軸度偏差不大于0.1mm(上海機(jī)床廠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù))，軸線傾斜角不大于40′。 軸器與電動機(jī)軸配合時采用配合，與其他軸端則采用低于的配合，否則應(yīng)驗(yàn)算輪轂強(qiáng)度。 4.3 電動機(jī)功率的確定 注射機(jī)在整個動作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的，所需功率變化較大，為滿足整個工作循環(huán)的需要，

54、按較大功率段來確定電動機(jī)功率。 由前面的計(jì)算已知泵的供油壓力應(yīng)為 PP = 10MPa，取泵的總效率 ηP = 0.65，泵的總驅(qū)動功率為 （4-3） KW 驗(yàn)算其他工況時，液壓泵的驅(qū)動功率均小于此值。查產(chǎn)品樣本，選用5.5KW 的電動機(jī)。 4.4 液壓管件的確定 4.4.1 油管內(nèi)徑確定 由于本系統(tǒng)并未對油管內(nèi)油液的流速作出規(guī)定，因此在整個系統(tǒng)中只需保證各處的流量滿足要求即可。初定泵吸油管處流速為1m/s，則由式

55、 計(jì)算得d = 8mm，由于油管的管徑不宜選得過大，以免使液壓裝置的結(jié)構(gòu)龐大；但也不能選得過小，以免使管內(nèi)液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失增加或產(chǎn)生振動和噪聲，影響正常工作。在強(qiáng)度保證的情況下，管壁可盡量選得薄些。薄壁易于彎曲，規(guī)格較多，裝接較易，采用它可減少管系接頭數(shù)目，有助于解決系統(tǒng)泄漏問題?？紤]到與各液壓閥的連接，也為了盡量減少管路中油壓的損失，故統(tǒng)一取油管內(nèi)徑為10mm。 4.4.2 管接頭 管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式連接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各項(xiàng)條件。 液壓系統(tǒng)中的泄漏問題大部分都出現(xiàn)在它管系中的接

56、頭上，為此對管材的選用，接頭形式的確定（包括接頭設(shè)計(jì)、墊圈、密封、箍套、防漏涂料的選用等），管系的設(shè)計(jì)（包括彎管設(shè)計(jì)、管道支承點(diǎn)和支承形式的選取等）以及管道的安裝（包括正確的運(yùn)輸、儲存、清洗、組裝等）都要慎審從事，以免影響整個液壓系統(tǒng)的使用質(zhì)量。 4.5 濾油器的選擇 4.5.1 濾油器的作用及過濾精度 濾油器在液壓系統(tǒng)中，濾除外部混入或者系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中內(nèi)部產(chǎn)生的液壓油中的固體雜質(zhì)，使液壓油保持清潔，延長液壓元件使用壽命，保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性。一般認(rèn)為75%以上液壓系統(tǒng)故障是由于液壓油的污染所造成的。因此濾油器對液壓系統(tǒng)來說，是不可少的重要組成部分。 濾油器的過濾精度用從液壓油中

57、過濾掉的雜質(zhì)的顆粒大小表示，一般可分為粗濾油器、普通濾油器、精密濾油器和特精濾油器四種，它們分別能濾去大于100μm、10~100μm、5~10μm和1~5μm大小的雜質(zhì)。液壓系統(tǒng)壓力越高，要求液壓元件的滑動間隙越小，因些系統(tǒng)壓力越高，要求的過濾精度也越高，其關(guān)系見表4-3： 表4-3 過濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系 系統(tǒng)類別 一般液壓系統(tǒng) 伺服系統(tǒng) 壓力 MPa ＜ 7 ＞7 35 21 顆粒大小μm ≤25~50 ＜25 ＜10 ＜5 濾油器按其濾心材料的過濾機(jī)制來分，有表面型濾油器、深度型濾油器和吸附型濾油器三種。 4.5.2 選用和安裝 選用濾I油器時

58、，要考慮下列幾點(diǎn)： 1） 過濾精度應(yīng)滿足預(yù)定要求。 2） 能在較長時間內(nèi)保持足夠的通流能力。 3） 濾心具有足夠的強(qiáng)度，不因液壓的作用而損壞。 4） 濾心抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作。 5） 濾心清洗或更換簡便。 因此，濾油器應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，按過濾精度、通流能力、工作壓力、油液粘度、工作溫度等條件來選定其型號。 在本設(shè)計(jì)中，選用網(wǎng)式濾油器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、通油能力大、阻力小、易清洗等特點(diǎn)。網(wǎng)式濾油器屬于粗濾油器，一般安裝在液壓泵的吸油路上， 這種安裝方式主要作用是保護(hù)液壓泵。 4.6 油箱及其輔件的確定 4.6.1 油箱 油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲存油

59、液外，還起著散發(fā)油液中的熱量（在周圍環(huán)境溫度較低的情況下則是保持油液中熱量）、分離油液中的氣泡、沉淀固體雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如空氣濾清器及液位計(jì)等。 a 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 設(shè)計(jì)油箱時應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)： a .油箱必須有足夠大的容積。以滿足散熱要求，停車時能容納液壓系統(tǒng)中所有的油；而工作時又保持適當(dāng)?shù)挠臀灰蟮取? b. 吸油管及回油管應(yīng)插入最低油位以下。以防止吸油管吸入空氣；回油管飛濺產(chǎn)生氣泡。管口一般與油箱底、箱壁的距離不小于管徑的3倍。吸油管應(yīng)安裝80或100μm的網(wǎng)式或線隙式濾油器，安裝位置要便于裝卸或清洗濾油器?；赜凸芸谛鼻?5°角并面向箱壁，以防回油沖擊油箱底部的沉

60、積物。 c. 吸油管和回油管的距離盡可能遠(yuǎn)一點(diǎn)，中間要設(shè)置隔板，使油液在油箱中流動速度緩慢一點(diǎn)，時間長一些，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。 d. 為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有密封的頂蓋，頂蓋上應(yīng)沒有帶濾油網(wǎng)的注油口及帶空氣濾清器的通氣孔，注油及通氣一般都由一個空氣濾清器來完成。為了便于放掉油，油箱底應(yīng)有一定傾斜度，最低處設(shè)放油閥。 e. 箱壁上應(yīng)考慮安裝液面指示器、冷卻器。加熱器及溫度計(jì)等位置。 f.油箱也可以設(shè)計(jì)成完全密封的充壓式油箱，用以改善液壓的吸油狀況。一般充氣壓力為0.07~0.1MPa。 根據(jù)以上六點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及對照本設(shè)計(jì)的需要，繪制油箱簡圖如下： 圖3-

61、1 油箱簡圖 b 油箱容量的確定 初始設(shè)計(jì)時，先按經(jīng)驗(yàn)確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核。 經(jīng)驗(yàn)公式為： m3 （4-4） 式中， —— 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 m3 —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見表4-4 表4-4 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 系統(tǒng) 類型 行走 機(jī)械 低壓 系統(tǒng) 中壓 系統(tǒng) 鍛壓 機(jī)械 冶金 機(jī)械 1 ~ 2 2 ~ 4 5 ~ 7 6 ~ 12 10 在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排

62、油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。 初始設(shè)計(jì)時，先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核。 由此初定油箱容積取為200L，其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表4-5： 表4-5 油箱結(jié)構(gòu)參數(shù) 長 mm 80 箱蓋厚度 mm 15 寬 mm 50 箱底厚度 mm 4 高 mm 50 箱底傾角 mm 15° c 確定油箱的有效容積 按經(jīng)驗(yàn)公式（4-4）來初步確定油箱的有效容積： 已知所選泵的總流量37.8 L/min，這樣，液壓泵每分鐘排出壓力油的體積37.8L。參照表3-3，取 = 5，算得有效容

63、積為： V = 5×37.8 =189 L 4.6.2 空氣濾清器 一般在油箱蓋上應(yīng)設(shè)置空氣濾清器，它包括空氣濾清裝置和注油過濾網(wǎng)。在此，我們選擇EF2-32 型空氣濾清器，其技術(shù)性能見表3-6： 表4-6 EF2-32型空氣濾清器技術(shù)性能表 規(guī)格 EF2-32 加油流量L/min 14 空氣流量L/min 100 油過濾面積 cm2 120 螺釘（四只均布）mm M4×10 空氣過濾精度mm 0．279 油過濾精度 125μm（120目/英寸） 3.6.3 油標(biāo) 在油箱側(cè)壁上一般應(yīng)設(shè)置油標(biāo)，以此作為油箱中油位的指示器。考慮到控制油箱溫度的重要性，選

64、擇YWZ型帶溫度計(jì)的液位指示器。 5 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 液壓缸的基本參數(shù)的確定 我們已經(jīng)對液壓執(zhí)行元件即液壓缸的基本參數(shù)作過計(jì)算并校核，其各參數(shù)見表5-1： 表5-1 液壓缸的基本參數(shù) 缸徑D mm 100 活塞桿直徑d mm 70 最大行程L mm 125 缸體壁厚δ mm 20.5 公稱力F KN 60 5.2 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 5.2.1 缸體 a 缸體端部聯(lián)接結(jié)構(gòu) 缸體端部的聯(lián)接結(jié)構(gòu)見表5-2： 表5-2 缸體端部聯(lián)接

65、型式 連接方式 特點(diǎn) 焊接 結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕，使廣泛 缸體焊后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。 主要用于柱塞式液壓缸 螺紋聯(lián)接 徑向尺寸小，重量較輕，使用廣泛 缸體外徑需加工，且應(yīng)與內(nèi)徑同軸；裝卸需專用工具； 安裝時應(yīng)防止密封圈扭曲 法蘭聯(lián)接 結(jié)構(gòu)較簡單，易加工，易裝卸，使用廣泛 徑向尺寸較大，重量比螺紋聯(lián)接的大。 非焊接式法蘭的缸體端部鐓粗 拉桿聯(lián)接 結(jié)構(gòu)通用性好。缸體加工容易，裝卸方便，應(yīng)用較廣 表5-2 缸體端部聯(lián)接型式 連接方式 特點(diǎn) 拉桿聯(lián)接 外形尺寸大，重量大。用于載荷較大的雙作用缸 半 外半環(huán) 重量比拉桿聯(lián)接輕，缸體外徑需加工

66、 環(huán) 半環(huán)槽削弱了缸體，為此缸體壁厚應(yīng)加厚 聯(lián) 內(nèi)半環(huán) 結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕 接 安裝時端部進(jìn)入缸體較深，密封圈有可能被進(jìn)油孔邊緣擦傷 鋼絲聯(lián)接 結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕 注：1.對于固定機(jī)械，若尺寸與重量沒有特殊要求時，建議采用法蘭聯(lián)接或拉桿聯(lián)接。 2.對于活動機(jī)械，若尺寸和重量有特殊要求時，推薦采用外螺紋聯(lián)接或外半環(huán)聯(lián)接。 詳細(xì)資料見參考文獻(xiàn)[2]表37.7-46 b 缸體的材料 液壓缸缸體的常用材料為20、35、45號無縫鋼管。因20號鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需焊接時，則應(yīng)采用焊接性能較好的35號鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用45號鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB。 缸體毛坯也可采用鍛鋼、鑄鋼或鑄鐵件。鑄鋼可采用ZG35B等材料，鑄鐵可采用HT200~HT350間的幾個牌號或球墨鑄鐵。 特殊情況下，可采用鋁合金等材料。 c 缸體的技術(shù)要求（圖5-1和圖5-2） ⑴ 缸體內(nèi)徑采用H8、H9配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈密封時，為0.1~0.4μm，當(dāng)