液壓 缸 設計說明書 設計內(nèi)容： 1液壓傳動方案的分析 2液壓原理圖的擬定 3主要液壓元件的設計計算（例游缸）和液壓元件，輔助裝置的選擇。 4液壓系統(tǒng)的驗算。 5繪制液壓系統(tǒng)圖（包括電磁鐵動作順序表，動作循環(huán)表，液壓元件名稱） 張；繪制集成塊液壓原理圖 箱結構圖 張；液壓缸結構圖 6編寫設計計算說明書一分（ 3000 一、 明確液壓系統(tǒng)的設 計要求 對油壓機液壓系統(tǒng)的基本要求是： 1）為完成一般的壓制工藝，要求主缸驅動滑塊實現(xiàn) “ 快速下降 壓制 保壓 快速回退 原位停止 ” 的工作循環(huán)，具體要求可參看題目中的內(nèi)容。 2）液壓系統(tǒng)功率大，空行程和加壓行程的速度差異大，因此要求功率利用合理。 3）油壓機為高壓大流量系統(tǒng)，對工作平穩(wěn)性和安全性要求較高。 二、 液壓系統(tǒng)的設計計算 1. 進行工況分析，繪制出執(zhí)行機構的負載圖和速度圖 液壓缸的負載主要包括：外負載、慣性阻力、重力、密封力和背壓閥阻力 (1) 外負載 ： 壓制時外負載： =50000 N 快速回程時外負載： =8000 N (2) 移動部件自重為： N (3) 慣性阻力 ： 式中： g 重力加速度。單位為 。 G 移動部件自重力。單位為 。 在 位為 。 啟動加速段或減速制動段時間。單位為 。 (4) 密封阻力 ： 一般按經(jīng)驗取 （ 在在未完成液壓系統(tǒng)設計之前，不知道密封裝置的系數(shù)， 無法計算。一般用液壓缸的機械效率 加以考慮， 。 (5) 背壓阻力： 這是液壓缸回油路上的阻力，初算時，其數(shù)值待系數(shù)確定后才能定下來。 根據(jù)以上分析，可計算出液壓缸各動作階段中負載，見表 1： 工況 計算公式 液壓缸的負載（ N） 啟動、加速階段 穩(wěn)定下降階段 F = 壓制、保壓階段 快退階段 表 1 (6) 根據(jù)上 表數(shù)據(jù)，繪制出液壓缸的負載圖和速度圖 2. 擬定液壓系系統(tǒng)原理圖 3. 確定液壓缸主要尺寸 (1) 工作壓力的確定 工作壓力可根據(jù)負載大小及設備類型來確定 由文獻 表 2據(jù) ，選定工作壓力 (2) 計算液壓缸的內(nèi)徑 按 ，油缸的機械效率 ，由文獻 式 2 由文獻 表 2壓缸尺寸系列表， 將直徑圓整成標準直徑 由文獻 表 2壓缸內(nèi)徑 由文獻 表 2塞桿直徑系列，取 無桿腔面積： 有桿腔面積： 按最低工進速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度： ，所以滿足最小穩(wěn)定速度要求。 (3) 計算液壓缸各運動階段的壓力、流量和功率 根據(jù)上述所確定液壓缸 D和 則可估算出液壓缸各個工作階段中的壓力、流量和功率如表 2所 示。并以此用坐標法繪制出 “ 液壓缸工況圖 ” ，此圖可直觀看出液壓缸各運動階段主要參數(shù)變化情況，如圖 4所示。 工況 負載（ N） 回油腔壓力進油腔壓力輸入流量輸入功率計算公式 快進啟動 化值 變化值 快進恒進 P=p q 壓制保壓 快退 . 確定液壓缸的規(guī)格和電動機的功率 (1) 計算液壓泵的 壓力 液壓泵的工作壓力應當考慮液壓最高有效工作壓力和管路系統(tǒng)的壓力損失。 所以泵的工作壓力為： 式中： 液壓泵的最大工作壓力。 液壓缸的最高有效工作壓力。 管路系統(tǒng)的壓力損失，取 則 : 考慮各方面因素，取泵的實際額定壓力 (2) 計算液壓泵的流量 液壓泵的最大流量 應為 式中： 同時動作各液缸所需流量之和的最大值，k 系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，取 則： (3) 選擇液壓泵的規(guī)格及型號 選 功率 (4) 確定電動機功率及型號 由工況圖可知，液壓缸最大輸入功率在快退階段，可按此階段估算電動機功率。由于工況圖中的壓力值不包括由泵到液壓缸這段管路的壓力損失，在快退時這段管路的壓力損失若取 ，液壓泵總效率 。則電動機功率 為： 由文獻 表 用 ，其額定功率為 定轉速為 。 5. 液壓元件及輔助元件的選擇 (1) 液壓元件的選擇 根據(jù)所擬定的液壓原理圖，進行計算和分析通過各液壓元件的最大流量和最高工作壓力，而后按液壓元件樣本來選擇液壓元件的規(guī)格。 (2) 油管的計算與選擇 壓油管內(nèi)徑： 吸油管內(nèi)徑： 6. 油箱的容量確定 油箱的容量 7. 液壓系統(tǒng)的驗算 (1) 回路壓力損失驗算 主要驗算液壓缸在各運動階段中的壓力損失。若驗算后與原估算值相差較大，就要進行修改。壓力算出后，可以確定液壓泵各運動階段的輸出壓力機某些元件調整壓力的參考值。 具體計算可將液壓系統(tǒng)按工作階段進行，例如快進，工進，快退等，按這些階段，將管路劃分成各條油流進液壓缸，而后液壓油從液壓缸流回油箱的路線的管路，則每條管路的壓力損失可由下式計算： 式中： 某工作階段總的壓力損失； 液壓油沿等徑直管進入液壓缸沿程壓力損失值之和； 液壓油沿等徑直管從液壓缸流回油箱的沿程壓力損失值之和； 液壓油進入液壓缸所經(jīng)過液壓閥以外的各局部的壓力損失值之總和，例如液壓油流進彎頭，變徑等； 液壓油從液壓缸流回油箱所經(jīng)過的除液壓閥之外的各個局部壓力損失之總和； 液壓油進入液壓缸時所經(jīng)過各閥類元件的局部壓力損失總和； 液壓油從液壓缸流回油箱所經(jīng)過各閥類元件局部壓力損失總和； 液壓油進入液壓缸時液壓缸的面積； 液壓油流回油箱時液壓缸的面積。 和 的計算方法是先用雷諾數(shù)判別流態(tài)，然后用相應的壓力損失公式來計算，計算時必須事先知道管長 d，由于管長要在液壓配管設計好后才能確定。所以下面只能假設一個數(shù)值進行計算。 和 是指管路彎管、變徑接頭等，局部壓力損失 可按下式： 式中 局部阻力系數(shù)（可由有關液壓傳動設計手冊查得）； 液壓油的密度 液壓油的平均速度 此項計算也要在配管裝置設計好后才能進行。 及 是各閥的局部壓力損失 ，可按下列公式： 式中 液壓閥產(chǎn)品樣本上列出的額定流量時局部壓力損失； q 通過液壓閥的實際流量； 通過液壓閥的額定流量。 另外若用差動連接快進時，管路總的壓力損失 應按下式計算： 式中 包括沿程、局部及控制閥的壓力損失； 包括沿程、局部及控制閥的壓力損失； 包括沿程、局部及控制閥的壓力損失； 大腔液壓缸面積； 小腔液壓缸面積。 現(xiàn)已知該液壓系統(tǒng)的進、回油管長度均為 2m，油管內(nèi)徑為 ，局部壓力損失按 進行估算，選用 壓油，其油溫為 時的運動粘度 ，油的密度 。按上述計算方法，得出各工作階段壓力損失數(shù)值經(jīng)計算后見表 3。 快進時 (工進時 (快退時 (沿程損失 忽略不計 忽略不計 忽略不計 閥件局部損失 三位四通電磁閥 忽略不計 二位二通電磁閥 0 單向行程調速閥（調速閥） 510 單向閥 7 0 0 單向閥 6 0 0 0 溢流閥 局部損失 忽略不計 忽略不計 總損失 0 0 0 隨后計算出液壓泵各運動階段的輸出壓力，計算公式及計算數(shù)值見表 4所示。 計算公式 液壓泵輸出壓力（ 快進時 工進時 快退時 表 4 液壓泵在各階段的輸出壓力，是限壓變量葉片泵和順序閥調壓時的參考數(shù)據(jù)，在調壓時應當符合下面要求： 其中 限定壓力 快進時泵的壓力 順序閥調定壓力 工進時泵的壓力 從上述驗算表明，無須修改原設計。 (2) 液壓回路的效率 在各工作階段中，工進所占的時間較長。所以液壓回路的效率按工進時為計算。 (3) 液壓系統(tǒng)的溫升驗算 在整個循環(huán)中，由于工進階段所占時間最長，所以考慮工進時的溫升。另外，變量葉片泵隨著壓力的增加，泄漏 也增加，功率損失出增加，效率也很低。此時泵的效率 則有： . 本系統(tǒng)取油箱容積 V= 390L,油 箱三邊尺寸比例在 1:1:11:2:3之間 ,且通風情況良好 ,則 取油液溫升 為： 通常機床取 ，所以系統(tǒng)