目錄摘要1關(guān)鍵詞1ABSTRACT1KEYWORDS1引言21課題背景211液壓機的工作原理212液壓機的特點32單柱型液壓機的機身結(jié)構(gòu)設(shè)計33液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計431方案設(shè)計步驟及參數(shù)選擇432工況分析5321動力（負載）分析及負載循環(huán)圖5322運動分析及運動循環(huán)圖633液壓傳動的主要參數(shù)設(shè)計6331液壓缸的幾何尺寸6332液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算834液壓機主缸工況圖繪制9341系統(tǒng)的工作壓力10342液壓缸實際所需流量1035液壓缸的主要零件及技術(shù)要求1236液壓缸的校核1237擬訂液壓原理圖134液壓元件和輔助元件的選擇1441液壓泵的選擇14411確定泵的最大工作壓力15P412確定液壓泵的流量和排量15413選擇液壓泵的規(guī)格15414確定驅(qū)動液壓缸的功率1542控制閥的選擇1643油箱、液壓油和過濾器的選擇1744其他輔助元件的選擇185液壓系統(tǒng)的性能驗算及安裝調(diào)試1951液壓沖擊的計算1952液壓系統(tǒng)熱分析19521液壓泵功率損失產(chǎn)生的熱流量（熱量）19522液壓系統(tǒng)的散熱計算2053液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試20結(jié)論22參考文獻23致謝24菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）0單柱校正壓裝液壓機設(shè)計機械電子工程專業(yè)學(xué)生張雯雯指導(dǎo)教師劉冠軍摘要液壓傳動系統(tǒng)作為一項年輕的新興技術(shù)，有著獨特的優(yōu)勢，具有廣泛的工作空間和廣泛的發(fā)展空間。本文通過液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計單柱校正壓裝液壓機。單柱校正壓裝液壓機主要用于軸類零件、型材的校正和軸套類零件的壓裝，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，是一種多功能的中小型液壓機床。通過參閱大量文獻資料，了解了液壓機的發(fā)展、傳統(tǒng)設(shè)計等信息，設(shè)計了單柱型液壓機的機身新結(jié)構(gòu)，并依據(jù)設(shè)計參數(shù)著重對其液壓系統(tǒng)進行了分析選擇和設(shè)計，主要內(nèi)容包括液壓缸的尺寸確定、擬訂了液壓原理圖并按壓力和流量的大小選擇了液壓泵，電動機，控制閥，過濾器等液壓元件和輔助元件。關(guān)鍵詞液壓機；液壓系統(tǒng)；液壓元件SINGLECOLUMNADJUSTINGPRESSASSEMBLYHYDRAULICPRESSSTUDENTMAJORINGINMECHANICALANDELECTRICALENGINEERINGZHANGWENWENTUTORLIUGUAGJUNABSTRACTHYDRAULICTRANSMISSIONSYSTEMASAYOUNGEMERGINGTECHNOLOGY,HASITSUNIQUEADVANTAGES,HAVEEXTENSIVEWORKSPACEANDWIDEDEVELOPMENTSPACETHISARTICLETHROUGHHYDRAULICTRANSMISSIONSYSTEMDESIGNOFSIMPLECOLUMNARCORRECTIONHYDRAULICPRESSUREEQUIPMENTMAINLYUSEDINHYDRAULICPRESSUREEQUIPMENTSIMPLECOLUMNARCORRECTIONSHAFTPARTS,PROFILESOFCORRECTIONANDBUSHINGSPARTSBEINGCONNECTED,ITSSIMPLESTRUCTURE,CONVENIENTOPERATION,WIDERANGEOFAPPLICATIONETCITISAKINDOFMULTIFUNCTIONALOFSMALLANDMEDIUMSIZEDHYDRAULICMACHINETOOLSTHROUGHTHEREFERTOALARGENUMBEROFLITERATURE,UNDERSTANDTHEDEVELOPMENTOFTRADITIONALHYDRAULICDESIGN,ANDOTHERINFORMATION,THEDESIGNOFTHEHYDRAULICPRESSFORNEWTYPEOFSIMPLECOLUMNARBODYSTRUCTURE,ANDACCORDINGTOTHEDESIGNPARAMETERSOFHYDRAULICSYSTEMONTHESELECTIONANDDESIGNAREANALYZED,ANDTHEMAINCONTENTSINCLUDETHESIZEOFTHEHYDRAULICCYLINDERISSURE,INITIATEDTHEHYDRAULICPRINCIPLEDIAGRAMANDACCORDINGTOTHESIZEOFTHEPRESSUREANDFLOWCHOOSEHYDRAULICPUMPANDMOTOR,CONTROLVALVES,FILTERANDHYDRAULICCOMPONENTSANDAUXILIARYCOMPONENTSKEYWORDSHYDRAULICPRESSHYDRAULICSYSTEMHYDRAULICCOMPONENTS單柱校正壓裝液壓機設(shè)計1引言目前沖壓機床的傳動方式主要有液壓式、電動式、氣壓式和機械傳動方式等。傳動裝置的選擇正確與否，直接決定著沖壓機的好壞。（1）電動傳動的優(yōu)點是傳動方便，信號傳遞迅速，標準化程度高，易于實現(xiàn)自動化，缺點是平穩(wěn)性差，易受到外界負載影響。慣性大，換向慢，電氣設(shè)備和元件要耗用大量的有色金屬。成本高，受溫度、濕度、震動、腐蝕等環(huán)境的影響大。（2）機械傳動準確可靠，操作簡單，負載對傳動特性幾乎沒有影響。傳動效率高，制造容易和維護簡單。但是，機械傳動一般不能進行無級調(diào)速，遠距離操作困難，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜等。（3）氣壓傳動的結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易于實現(xiàn)無級變速；氣體粘性小阻力損失小，流速快，防火防爆。但是空氣易于壓縮，負載對傳動特性的影響大，不易在低溫環(huán)境下工作?？諝獠灰妆幻芊猓瑐鲃庸β市?。（4）液壓傳動與以上幾種傳動方式比較有以下優(yōu)點獲得力和力矩很大，體積小，重量輕，能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，運動平穩(wěn)，設(shè)計簡單，操作方便，工作壽命長，液壓元件易于通用化、標準化、系列化。處于新興技術(shù)的液壓系統(tǒng)在近些年得到了大幅度的發(fā)展，有著廣泛的發(fā)展空間。它正向高壓化、高速化、集成化、大流量、大功率、高效率、長壽命、低噪音的方向發(fā)展。液壓機是利用液壓傳動技術(shù)進行壓力加工的設(shè)備，是制品成形生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一。與其他壓力機相比，它具有壓力和速度可在大范圍內(nèi)無級調(diào)整、在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力、結(jié)構(gòu)布置靈活、各執(zhí)行機構(gòu)可很方便地達到所希望的動作配合等優(yōu)點。因此，液壓機在我國國民經(jīng)濟的各行各業(yè)得到了日益廣泛的應(yīng)用。單柱型液壓機主要適用于金屬制品拉伸、成型及壓制等工藝，亦可加工非金屬材料，粉末冶金制品的壓制，軸類零件的校正，套類零件的壓裝以及金屬制品的整形、切邊等工藝。由于其機構(gòu)簡單、操作方便，易于實現(xiàn)機械化和自動化，因而被廣泛的應(yīng)用小型機械加工領(lǐng)域?？紤]各方面可得，此次設(shè)計單柱校正壓裝液壓機采用液壓傳動系統(tǒng)，在了解液壓機的工作原理、簡要設(shè)計單柱校正壓裝液壓機的機身結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)上，著重對該液壓機的液壓系統(tǒng)進行設(shè)計。1課題背景11液壓機的工作原理液壓機的制造依據(jù)是靜態(tài)下液體壓力等值傳遞的帕斯卡原理，它利用液體壓力能來進行工作。液壓機主要的組成部分為泵站、操作系統(tǒng)、本體等。泵站為液壓機各執(zhí)行機構(gòu)及控制機構(gòu)提供高壓工作液體，是液壓機的動力源。操縱系統(tǒng)主要作為控制機菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）2構(gòu)，它通過控制工作液體的流向來使各執(zhí)行機構(gòu)按照工藝要求完成應(yīng)有的動作。本體為液壓機的執(zhí)行機構(gòu)，按照工作要求對原配件進行加工制造。12液壓機的特點液壓機是一種主要的鍛壓設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個部門。液壓機與其他鍛壓設(shè)備相比具有很多優(yōu)點（1）在結(jié)構(gòu)上方面，易于對工件施加較大的總壓力，有比較廣的工作空間，并且可以運動較長的行程。因此它對壓制大型工件及較長較高的工件非常便利，這是其他鍛壓設(shè)備所難以做到的。（2）與機械壓力機相比，結(jié)構(gòu)比較簡單，容易制造。隨著液壓元件標準化、系列化、通用化程度的提高，以及專業(yè)頂點生產(chǎn)的逐步實現(xiàn)，比較適合于中小廠家自行制造。（3）在工作條件方面，工作平穩(wěn)，撞擊和振動很小，噪音小，對工人的健康、廠房地基、周圍環(huán)境及設(shè)備本身都有很大好處。（4）隨著大功率高速輕型泵的出現(xiàn)，液壓機快速性能已經(jīng)有很大提高，如鍛造液壓機的每分鐘工作循環(huán)次數(shù)可以達到80100次，改變了過去液壓機工作速度慢的狀況。2單柱型液壓機的機身結(jié)構(gòu)設(shè)計在機械或儀器中，支撐或容納部件的零件稱為機架。故機架是底座、機身、殼體以及基礎(chǔ)臺等零件的統(tǒng)稱。機架分類按機構(gòu)形式分，可分為梁式刀架框架、平板式機架，箱殼式機架。按制造方法和機架材料分為鑄造機架、焊接機架、非金屬機架等。機架的設(shè)計主要應(yīng)保證剛度、強度和穩(wěn)定性的要求。此外，對于機床儀器等精密機械，還應(yīng)該考慮變形問題。設(shè)計時的變形盡量小，機架的剛度和強度都應(yīng)從靜態(tài)和動態(tài)兩方面進行考慮。提高靜剛度和固有頻率的途徑是合理設(shè)計機架的截面面積和尺寸。合理選擇壁厚和布肋。注意機架的整體和布局剛度及結(jié)合面的剛度匹配等。機架設(shè)計的一般要求（1）在滿足強度和剛度的前提下，機架的自重應(yīng)該要求盡量輕，減少成本。（2）抗腐性好，把受迫震動副減小到最?。?）機械在工作時，噪聲應(yīng)盡量小。（4）溫度場合分布合理，熱變形對溫度的影響小。（5）機構(gòu)設(shè)計合理，工藝性良好，便于鑄造，焊接和機械加工。（6）結(jié)構(gòu)應(yīng)便于安裝和調(diào)試，方便修理和更換零件。（7）有導(dǎo)軌的機架，要求軌道面受力合理，耐磨性好。（8）造型美觀，使之即經(jīng)濟又美觀。單柱校正壓裝液壓機設(shè)計3根據(jù)以上條件和液壓機的具體工作情況，選擇框架式機架。單柱式液壓機根據(jù)其機身結(jié)構(gòu)又稱為“C”型液壓機。單柱式液壓機機身結(jié)構(gòu)最明顯的特點是開式結(jié)構(gòu)，三面可以接近工作區(qū)，結(jié)構(gòu)最大的缺點是受力部分主要在機身懸臂處，且受力后可能會發(fā)生不對稱變形，引起主缸中心線相對于工作臺的垂直度產(chǎn)生角位移，限制了結(jié)構(gòu)主參數(shù)，因此，通常對單柱液壓機設(shè)計的剛度指標以限制角位移為主。表示變形的特性指標有兩種表示方法，其一是上下梁內(nèi)側(cè)在主缸中心線上的兩點，在公稱載荷作用下的相對位移。其二是在公稱載荷作用下，主缸中心線的轉(zhuǎn)角。從單柱液壓機的結(jié)構(gòu)特點變形的不對稱性和工作過程對整機的要求來分析，采用限制主缸中心線的轉(zhuǎn)角是比較合理的。對于一般單柱式液壓機取轉(zhuǎn)角位移不大于6/。要使最大變形在允許范圍內(nèi)，設(shè)計時許用應(yīng)力1均取較低數(shù)值。一般用鋼板焊接結(jié)構(gòu)中最大取600700KGF2。對于傳統(tǒng)的單柱液壓機來分析，影響整機剛度的主要因素之一是腹板為主承力板，又因傳統(tǒng)單柱液壓機的后方要安裝機械手導(dǎo)軌，不允許中段腹板的存在。為了提高整機剛度性能，本文設(shè)計的單柱校正壓裝液壓機采取了新的機身機構(gòu)它取消了機身腹板，采用復(fù)合側(cè)板結(jié)構(gòu)，即將內(nèi)側(cè)板與外側(cè)板焊為一體，提高機身剛性；增加可調(diào)導(dǎo)軌。新型的無腹板結(jié)構(gòu)的單柱機身，改變了腹板為主承力板、整體焊接式單柱機身只能是小喉深的傳統(tǒng)觀念，這對于提高產(chǎn)品的設(shè)計水平，節(jié)能降耗，拓展液壓機的應(yīng)用領(lǐng)域，提高產(chǎn)品經(jīng)濟效益和社會效益，都具有很好的實用價值。根據(jù)經(jīng)驗及查閱相關(guān)資料，此液壓機機架材料選用鑄鐵，鑄造性好，吸震性好，易獲得復(fù)雜結(jié)構(gòu)，便宜和應(yīng)用范圍廣。據(jù)參考文獻，選用鑄鐵2牌號HT300。3液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動作為一項年輕的新興技術(shù)，有著獨特的優(yōu)勢體積小，重量輕，可實現(xiàn)無級變速，運動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，工作壽命長，液壓元件易于通用化、標準化、系列化，得到了大幅度地發(fā)展，并有著廣泛的發(fā)展空間。故采用液壓傳動系統(tǒng)。31方案設(shè)計步驟及參數(shù)選擇（1）明確設(shè)計依據(jù)進行工況分析。（2）確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。（3）擬訂液壓系統(tǒng)原理圖。（4）液壓元件及液壓油的選擇。（5）液壓系統(tǒng)性能驗算。技術(shù)參數(shù)選擇如下運動部件質(zhì)量500M沖壓力1001000989810N；FW6菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）4生產(chǎn)率4次/分1次/15秒；工作行程500MM；最大沖壓厚度20MM；工藝要求下行，快速退回?？爝M所用的時間為9S，運行的距離為480MM。工進所用的時間為1S，運行的距離為20MM?？焱朔祷氐臅r間為5S，其運行的距離為500MM。單次循環(huán)的總時間是91515S。各個工藝路線的速度參數(shù)如下快速下行行程480MM速度53MM/S；減速下壓行程20MM速度20MM/S；快退行程500MM速度100MM/S；液壓缸采用Y型密封圈，其機械效率在09095之間，本次設(shè)計液壓缸的效率取093。M32工況分析321動力（負載）分析及負載循環(huán)圖動力分析就是對一部機器在工作過程中執(zhí)行機構(gòu)的受力情況分析。執(zhí)行機構(gòu)作直線往復(fù)運動時，液壓缸必須克服的外負載為EFI（3F1）式中E工作負載FF摩擦負載I慣性負載（1）慣性負載,慣性負載即運動部件在啟動和制動過程中的慣性力。計算公式I（N）FMATV（32）式中運動部件的質(zhì)量（KG）M運動部件的加速度（MM/S）A2速度變化值（MM/S）V啟動或制動時間，由經(jīng)驗可得05S,沖頭啟動和制動的加速或減速都TT在05秒內(nèi)完成。則啟動時NFIMATV5035制動時NI10（2）摩擦負載，摩擦負載即液壓缸驅(qū)動工作時所需要克服的機械摩擦阻力。設(shè)計中不考慮摩擦負載，因為計算比較繁瑣，一般將它算入液壓缸的機械效率中考慮。CM單柱校正壓裝液壓機設(shè)計5（3）工作負載，壓力機沖頭上負載分為兩個階段第一階段負載力緩慢的線增加，在達到最大沖壓力5左右。第二階段負載力急劇上升到最大沖壓力。工作負載為初壓階段上升到59810504910NF1W55終壓階段上升到?jīng)_壓力09810N26由上述所得可畫出液壓機的負載循環(huán)圖圖31液壓機的負載循環(huán)圖322運動分析及運動循環(huán)圖運動分析，主要研究一臺機器按工藝要求完成一個工作循環(huán)的運動規(guī)律。根據(jù)參數(shù)要求，快進時，行程為480MM，速度53MM/S，時間9S。工進時行程20MM，速度20MM/S，時間1S?？焱耸切谐虨?00MM速度100MM/S，時間5S。通過運動分析畫出如下液壓機的速度循環(huán)圖菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）6圖32液壓機的速度循環(huán)圖33液壓傳動的主要參數(shù)設(shè)計331液壓缸的幾何尺寸經(jīng)分析，采用單桿活塞液壓缸就可以實現(xiàn)工藝要求。圖33活塞工進受壓示意圖活塞液壓缸工進狀態(tài)時，受力公式為/（3FP1A2FWM3）6/6N8905310式中1液壓缸的工作腔壓力（MPA）液壓缸的回油腔壓力（MPA）P2/4液壓缸無桿腔有效面積（MM）A1D22（）/4有桿腔的有效面積（MM）22D活塞直徑（MM）活塞桿直徑（MM）單柱校正壓裝液壓機設(shè)計7液壓缸的工作效率M根據(jù)資料文獻查得，工作壓力2032MPA4。參考同類機械的設(shè)計和加工的經(jīng)P1驗，此次工作壓力取32MPA。背壓力0515MPA4。為防止上壓板由于自重而P12自動下滑，此次背壓力取1MPA。2活塞桿在快進和快退中受力幾乎為零，只在沖壓工件時受到的作用力較大，即液壓缸的有關(guān)設(shè)計參數(shù)在該工步中去計算。根據(jù)液壓缸往返速比確定活塞直徑與活塞桿直徑的關(guān)系9105312VI由參考文獻中查得下表表31液壓缸常用往返速比I111213314616120DD03040505506207由相近原理07（3DD4）一般，液壓缸在工進狀態(tài)下工作，其活塞面積為35121PAF363742D由公式（35）（36）（37）得122DPFD7010302666MMM4根據(jù)參考文獻對D和D進行調(diào)整1，1。5MMD8從而得到，。0491A2332液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算包括缸管厚度，油口直徑，缸底厚度等。（1）首先利用薄壁筒公式計算液壓缸的壁厚/2/（2/）（3PYDYBN8）式中液壓缸壁厚度（MM）實驗壓力（MPA）。當16MPA時，15；當16MPAYPY時，125；所以在此12512520525625MPAPYPY液壓缸的內(nèi)徑（MM）D菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）8材料的許用應(yīng)力（MPA）材料的抗拉強度，在此取600MPAB安全系數(shù)，在此取5NN由公式（38）得/2/（2/）PYDYBN25625250/（2600/5）267MM因為當/16時，薄壁公式才成立，而在此/250/2679416。所以液壓DD缸不是薄壁。故此式不成立。（2）再利用中壁計算公式計算/（23）（3PYPYC9）式中液壓缸壁厚度（MM）實驗壓力（MPA）。當16MPA時，15；當16MPA時YYP125；所以在此12512520525625MPAPPY液壓缸的內(nèi)徑（MM）D材料的許用應(yīng)力（MPA）強度系數(shù)，當為無縫鋼管時1計入壁厚公差和腐蝕的附加厚度，通常圓整到標準厚度C由公式（39）得/（23）PYDPYC25625250/（2312025625）1640625/250375256由參考文獻里R5優(yōu)先系列查得把圓整到標準值40MM6；缸體的外徑D12250240330MM。D（3）液壓缸油口的計算液壓缸油口的直徑計算應(yīng)根據(jù)活塞最高的速度V和油口最高液流速度而定。液壓缸油口計算公式013（/）（3D0D02/110）式中液壓缸油口直徑（MM）D0液壓缸內(nèi)徑（MM）D液壓缸最大輸出速度（MM/S）V單柱校正壓裝液壓機設(shè)計9油口的液流速度（MM/S）V0當油口是進油口時，根據(jù)文獻資料可得，液壓缸的進油液流速度2000MM/S7。V0由公式（310）得013250（36/2）436MM，取一整數(shù)50MM。D02/1D當油口是出油口時，根據(jù)文獻資料可得，液壓缸的進油液流速度5000MM/S7。0由公式（310）得1013250（36/5）276MM，取一整數(shù)132MM。2/1（4）缸底厚度的計算本設(shè)計采用缸底無油孔，所以采用公式H0433（/）（3DPY2/111）式中液壓缸內(nèi)徑（MM）D實驗壓力（MPA）PYH缸底厚度（MM）缸底材料的許用應(yīng)力（MM/S）由公式（311）得H0433025（205/120）45MM，參考同類液壓缸的制2/1造經(jīng)驗取H50MM。34液壓機主缸工況圖繪制液壓缸的工況圖包括液壓缸壓力循環(huán)圖、流量循環(huán)圖。它是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、選擇液壓泵和閥的依據(jù)。（1）壓力循環(huán)圖，通過最后確定的液壓元件的結(jié)構(gòu)尺寸，再根據(jù)實際載荷的大小求出液壓執(zhí)行元件在其動作循環(huán)各階段的工作壓力，然后把他們繪制成PS圖。（2）流量循環(huán)圖，根據(jù)已定的液壓缸有效面積或液壓馬達的排量，結(jié)合其運動速度算出它在工作循環(huán)中每一階段的實際流量，把它繪制成QS圖。若系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件同時工作，要把各自的流量圖疊加起來繪制出總的流量循環(huán)圖。341系統(tǒng)的工作壓力系統(tǒng)的工作壓力分為系統(tǒng)快進、工進、快退三個階段計算。（1）當系統(tǒng)快進時，所需壓力為312201PAF式中工作中的負載（N）F0活塞的橫截面積（MM）A背壓力（MPA）P2該工序分為啟動和勻速兩個階段，啟動階段0110495361PMPA；勻速階段MPA。10496（2）當系統(tǒng)工進時，所需的壓力為/2（313P1F0A2式中工作中的負載（N）F0菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）10活塞的橫截面積（MM2）A背壓力（MPA）P2由此可得MPA。50104989651（3）當系統(tǒng)快退時，所需壓力為/2（3P1F0A214）式中工作中的負載（N）F0活塞的橫截面積（MM2）A背壓力（MPA）P2該工序分為勻速和制動兩個階段，勻速階段MPA制動階段MPA。120498506102149061P342液壓缸實際所需流量液壓缸的最大所需流量（MM/S）3QMAXAVAX315式中液壓缸的有效面積（MM2）A液壓缸的流速（MM/S）V快進所需流量1AV1026530493M15INL工進所需流量Q22S98快退所需流量3334I由上綜合所得如下表格，由表格繪制和分析工況圖。表32負載壓力流量明細表工作負載（N）工作壓力（MPA）流量（M/S）3啟動5310011快進勻速0126106工進9810520598105勻速4910321快退制動100200224106單柱校正壓裝液壓機設(shè)計11圖34壓力循環(huán)圖（PS圖35流量循環(huán)圖（QS）通過對壓力循環(huán)圖和流量循環(huán)圖分析得知最大流量值QMAX156,最大壓MINL力值PMAX205MPA。35液壓缸的主要零件及技術(shù)要求（1）缸體液壓缸缸體的常用材料一般為20、35、45號無縫鋼管，一般情況下均采用45號鋼，并調(diào)質(zhì)到241285HB。鑄鐵可采用HT200HT350間的幾個牌號或球墨鑄鐵。由于球墨鑄鐵具有較高的抗拉強度和彎曲疲勞強度，也具有良好的塑性和韌性，其屈服度比鋼高。因此，球墨鑄鐵制造承受靜載荷的構(gòu)件比鑄鋼節(jié)省材料，重量也輕。所菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）12以本設(shè)計的液壓缸采用QT45010。鑄件需進行正火消除內(nèi)應(yīng)力處理。由參考文獻7得缸體的技術(shù)要求缸體的內(nèi)徑因為須與活塞配合，防止漏油，所以要盡量減少表面粗糙度，可采用H8、H9配合。當活塞采用橡膠密封圈時，RA為0104M，當活塞用活塞環(huán)密封時，RA為0204M，且均需珩磨。缸體內(nèi)徑的圓度公差值可按9、10、11級精度選取，圓柱度公差應(yīng)按8級精D度選取。缸體端面的垂直度公差可按7級精度選取。缸體與缸頭采用螺紋連接時，螺紋應(yīng)用6級精度的米制螺紋。當缸體帶有耳環(huán)或軸銷時，孔徑或軸徑的中心線對缸體內(nèi)孔軸線垂直公差DD值按9級精度選取。此液壓缸體的外徑需要與機架配合，應(yīng)進行加工，且與中心線同軸度。裝卸時需把吊環(huán)螺栓吊起。所以缸體端部選用螺紋連接，螺紋連接徑向尺寸小，質(zhì)量輕，使用廣泛。裝卸需用專用工具，安裝時應(yīng)防止密封圈扭曲。（2）缸蓋本液壓缸采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套，缸蓋選用HT200鑄鐵，導(dǎo)向套選用鑄鐵HT200，以使導(dǎo)向套更加耐用。（3）活塞液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵，灰鑄鐵，鋼及鋁合金等。本設(shè)計液壓缸活塞材料選用45號鋼，需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。由參考文獻3得活塞的技術(shù)要求活塞外徑D對內(nèi)孔D的徑向跳動公差值，按7、8級精度選取。端面T對內(nèi)徑D軸線的垂直度公差值，應(yīng)按7級精度選取。外徑D的圓柱度公差值，按9、10、11級精度選取?；钊c缸體的密封結(jié)構(gòu)由前可以選用Y型密封圈。36液壓缸的校核（1）液壓缸中背壓力的校核，背壓力是用來平衡在液壓系統(tǒng)不工作時活塞桿P2自重的。由牛頓第一定律（3P2AGMG16）式中系統(tǒng)需要的最少背壓力（MPA）P2活塞桿截面積（MM2）A滑塊重量（N）G如果1MP，即背壓力滿足要求。2單柱校正壓裝液壓機設(shè)計13由公式（316）得/00241060204MPA1MPAP2MGA28950所以，該液壓系統(tǒng)的背壓力滿足要求。（2）活塞桿的校核，校合活塞桿可用公式（4/）（317）DF2/1式中活塞桿的作用力（N）F活塞桿材料的許用應(yīng)力（MPA）由公式（317）得（498105/120）102MM180MMD2/1D所以活塞桿直徑滿足要求。37擬訂液壓原理圖液壓系統(tǒng)原理圖是表示系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣，它是以簡圖的形式全面的具體體現(xiàn)設(shè)計任務(wù)中提出的技術(shù)和其他方面的要求。要擬訂一個比較完善的液壓系統(tǒng)，就必須對各種基本回路、典型液壓系統(tǒng)有全面深刻的了解。擬訂本設(shè)計的液壓原理圖如下菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）14圖36液壓系統(tǒng)原理圖1電動機；2過濾器；3柱塞變量泵；4調(diào)壓閥；5溢流閥；6換向閥；7壓力表；8順序閥；9液壓缸；10油箱原理圖說明電動機1帶動柱塞變量泵3向主油路供油，可以通過溢流閥5和調(diào)壓閥4對液壓系統(tǒng)進行調(diào)壓，使壓力表7的值到系統(tǒng)需要的壓力，利用換向閥6進行換向。如果處于中間位置，系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)；如果腳踩腳踏板，滑閥右移，換向閥實現(xiàn)左位功能，油缸上腔進油，活塞桿下降運動，完成工藝中的工進工序；如果手抬操縱手柄，滑閥左移，換向閥實現(xiàn)右位功能，油缸下腔進油，活塞桿實現(xiàn)上升動作，完成工序中的快退。4液壓元件和輔助元件的選擇41液壓泵的選擇液壓泵是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換元件。在設(shè)計液壓傳動中，液壓泵作為動力元件向液壓系統(tǒng)提供液壓能。液壓泵工作的基礎(chǔ)條件是（1）必須具備一個密封油腔，而且密閉油腔的容積在運轉(zhuǎn)過程中應(yīng)不斷變化。（2）泵的吸油是靠彈簧克服摩擦力的阻力、推力推動活塞下移而實現(xiàn)的，這樣的泵具有自吸能力。并且盡可能選用低噪聲、脈動小的液壓泵。411確定泵的最大工作壓力P液壓泵的最大工作壓力，由下式確定（41單柱校正壓裝液壓機設(shè)計151）式中液壓缸或液壓馬達最大工作壓力（MPA）；P1由液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達進口之間的管路沿程阻力損失和局部阻力損失之和。這些阻力損失只有在液壓元件選定后，并繪出管路布置圖才能計算。在初算時按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取管路簡單，流速不大的取0205MPA；管路復(fù)雜，流速較大的取05PP1MPA。該系統(tǒng)取05MPA。由公式（41）得2050521MPAP412確定液壓泵的流量和排量當多液壓缸（或馬達）同時動作時，液壓泵的流量要大于同時動作的幾個液壓缸（或馬達）所需的最大流量。并應(yīng)考慮到系統(tǒng)的漏損和液壓泵磨損后容積效率的下降。計算液壓泵的流量公式（）（MM/S）QPKMAX3（42）式中系統(tǒng)泄漏系數(shù)。一般取1113。大流量取小值，小流量取大值。該系K統(tǒng)取11；（）同時動作的液壓缸（或馬達）的最大流量（MM/S）。QMAX3對于工作過程始終用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，在確定流量時，需加上溢流閥的最小流量，一般取5104MM/S。3由QS圖得到液壓缸所需最大流量156103M3/MINQMAX由公式（42）得11156172103M3/MINP此液壓系統(tǒng)采用液壓變轉(zhuǎn)速為1500R/MIN；排量/1500。QPQ由公式（42）得172/15000115L/MIN115MM3/RQP413選擇液壓泵的規(guī)格按已算出的最大工作壓力和流量，得出液壓泵的額定壓力（125）PP2625MPA。查閱文獻，選則液壓泵9的型號為SCY141B；排量160MM3/R；轉(zhuǎn)速1500R/MIN；額定壓力32MPA；額定流量得1601500/1000240103M3/MIN，這里選250103M3/MIN。414確定驅(qū)動液壓缸的功率由于本機器采用閉合式液壓系統(tǒng)，壓力損失很小，可以忽略不記。所以液壓泵的輸出功率用下式計算菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）16（4NPQ3）式中液壓泵的輸出功率（KW）；液壓缸壓力（MPA）；P液壓泵的流量（MM/S）。Q3（1）液壓缸處于啟動時由160SCY141B型號液壓泵的壓力、流量曲線圖8可得0002MM3/S。Q由公式（43），得（）NAMG（/0049）0002200W8950（2）液壓缸壓力達到最大值時（即到達系統(tǒng)最高壓力時）由160SCY141B型號液壓泵的壓力、流量曲線圖8可得3104MM3/S。Q由公式（43），得321031049600W96KWN6（3）液壓缸處于快退時由160SCY141B型號液壓泵的壓力、流量曲線圖8可得08103MM3/S。由公式（43），得22100810176KW63因此，選出液壓泵的最大輸出功率96KW。N42控制閥的選擇選擇控制閥應(yīng)按額定壓力、最大流量、動作方式、安裝固定方式、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和工作壽命來選擇。（1）應(yīng)盡量選擇標準定型產(chǎn)品，一般不使用自行設(shè)計專用的控制閥。（2）一般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實際通過的流量大一些。必要時允許通過閥的最大流量超過其額定流量的20。（3）應(yīng)注意單桿液壓缸由于面積差形成不同回油量對控制閥正常工作的影響。方向控制閥主要有手動換向閥，機動換向閥，電磁換向閥等幾種形式。由前面所分析，本課題設(shè)計的機器所用的換向閥為手動換向閥。手動換向閥是利用手動桿來操控的方向控制閥。該閥根據(jù)定位方式的不同，有彈簧復(fù)位式和鋼球定位式兩種結(jié)構(gòu)。對手動控制閥的操作是通過桿機構(gòu)在遠程控制實現(xiàn)的。由于以上分析可得選用三位四通手動換向閥。液壓機在不同工作狀態(tài)下要求換向閥處于中位。主要參數(shù)如下閥芯的最大位移量是36MM，取中間為中位，那么66時閥芯處于中位，當S6時，閥芯處于閥體左端，換向閥處于左端，液壓缸下降運動，完成快進和工進工S藝。當6時，閥芯處于閥體右端，換向閥處于右端，液壓缸上升運動，完成快退單柱校正壓裝液壓機設(shè)計17工藝。即閥芯的左右位置為18MM。由于本液壓系統(tǒng)中要的是三個位置的換向閥，在這里簡單介紹下三位四通換向閥的功能。（1）三位四通換向閥處于中位，換向閥四個油口互通，此時，該液壓泵處于卸荷狀態(tài)。（2）三位四通換向閥處于左端，油口P與A之間相通，B與O之間相通，活塞桿下降動作，完成工進工序。（3）三位四通換向閥處于右端，油口P與B之間相通，A與O之間相通，活塞桿上升動作，完成快退工序。如圖41所示圖41三位四通手動換向閥圖參考同類機械的選擇，查閱參考文獻，選擇換向閥10的型號為4SH。43油箱、液壓油和過濾器的選擇（1）確定郵箱的容量油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲油外，還起著散熱分離油液中的氣泡，沉淀雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如冷卻器、加熱器、空氣過濾器及液位計等。油箱的設(shè)計要點油箱必須有足夠大的容積。吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。吸油管和回油管之間的距離要盡可能遠些。為保持清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上有空氣過濾器。油箱底部應(yīng)距地面150MM以上，以便于搬運，散熱，放油等。對油箱內(nèi)表面要做好防腐處理。本設(shè)計初選油箱體積為03M。3（2）液壓油的選擇液壓油應(yīng)具有適當?shù)恼扯群土己玫恼硿靥匦?，油膜強度要高，具有較好的潤滑性能，能抗氧化穩(wěn)定性好，腐蝕作用少，對涂料、密封材料等有良好的適應(yīng)性。同時液壓油還應(yīng)具有一定的消泡能力。液壓系統(tǒng)能否可靠運行，很大程度取決于系統(tǒng)所選菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）18的液壓油。選擇液壓油，首先是介質(zhì)種類的選擇；然后考慮合適的粘度；最后還要考慮使用條件等因素。本設(shè)計選用抗磨液壓油11，可選用型號YBN32。密度為900KG/M，3比熱容188KJ/KGC；40C時運動粘度值為32MM/S。002（3）過濾器的選擇過濾器的功能是清除液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中的固體污染物，使工作介質(zhì)保持干凈，延長元器件的使用壽命。它是液壓系統(tǒng)里不可缺少的重要輔件。所選的過濾器，應(yīng)具有足夠大的通油能力，并且壓力損失要小，過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)或元件所需清潔要求。有足夠的強度，濾芯要便于更換和清洗。根據(jù)參考文獻，可選擇過濾器11的型號WU16080；其最大流量為160L/MIN，過濾精度為80M。44其他輔助元件的選擇（1）電動機的選擇電動機分交流電動機和直流電動機兩種，如無特殊說明時，一般選擇交流。選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形成應(yīng)根據(jù)電源種類（交流或直流），工作條件（環(huán)境、溫度、空間、位置等，載荷的大小和性質(zhì)的變化，過載情況等），啟動性能和啟動、制動正反轉(zhuǎn)的頻率程度等條件來選擇。Y系列三相籠式異步電動機是一般用途的的全封閉式鼠籠三相異步電動機。由于結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，因此本設(shè)計選用此電動機。根據(jù)所求得到的液壓泵的功率，對電動機進行選擇，根據(jù)參考文獻,本設(shè)計可選電動機11為Y160M4，其額定功率為11KW，轉(zhuǎn)速為1460R/MIN。（2）管道（導(dǎo)管）的選擇選擇管道的主要內(nèi)容是根據(jù)壓力損失，發(fā)熱量和液壓沖擊，合理確定管道內(nèi)徑、壁厚和材料。依據(jù)系統(tǒng)要求，根據(jù)參考文獻4，吸油管道內(nèi)徑取MM，壁厚取50DMM；壓油管道內(nèi)徑取MM，壁厚取MM；回油管道內(nèi)徑取56B32D5BMM，壁厚取MM。32D5B在液壓傳動中常用的管子有鋼管、鐵管、膠管、尼龍管和塑料管等，該設(shè)計管道選擇45號無縫鋼管。（3）聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計聯(lián)軸器時，要從結(jié)構(gòu)上采用各種不同的措施，使之具有一定的相對位移的性能。彈性聯(lián)軸器利用彈簧元件的彈性變形來補償兩軸之間的相對位移，而可動元件之間的間隙小，特別是那些需要經(jīng)常啟動和逆轉(zhuǎn)的傳動。于是電動機出來后直接相連的就是液壓泵，它們之間就必須是彈性聯(lián)結(jié)，使用一個有彈性元件的聯(lián)軸器。查閱資料此次設(shè)計，選用彈性柱銷聯(lián)軸器9，型號為HL5型。單柱校正壓裝液壓機設(shè)計195液壓系統(tǒng)的性能驗算及安裝調(diào)試液壓系統(tǒng)在初步設(shè)計時，各種參數(shù)都是靠經(jīng)驗估計出來的，當回路形式，液壓元件及連接等完全確定后，針對實際情況，對所設(shè)計的系統(tǒng)進行各項性能分析，對于一般液壓傳動系統(tǒng)來說，主要是進一步確切的計算液壓回路的各段壓力損失、壓力沖擊和發(fā)熱升溫等方面。以便使系統(tǒng)設(shè)計更加完善與可靠。51液壓沖擊的計算在液壓系統(tǒng)中，當迅速的換向或關(guān)閉油路突然使流速改變時，系統(tǒng)內(nèi)就會產(chǎn)生壓力的劇烈變化，這就是液壓沖擊現(xiàn)象，液壓沖擊大的系統(tǒng)要安裝液壓緩沖裝置。通過分析本液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)的最大沖擊發(fā)生在液壓系統(tǒng)突出關(guān)閉的時候，當液壓系統(tǒng)瞬時關(guān)閉液流時，管道內(nèi)最大的液壓沖擊按下式計算（5PVE/0ED/101）式中液流發(fā)生變化前的流速（MM/S）；V液壓油的密度（KG/M）；3油的容積的彈性系數(shù)，取16710MPA；E0E03管道內(nèi)材料的彈性系數(shù)，取2110MPA；管道內(nèi)徑（MM）；D管道的壁厚（MM）。由分析代入數(shù)值進行運算可得吸油管液壓沖擊MPA；圧油管液壓沖擊4361PMPA；回油管液壓沖擊MPA。721P721P液壓沖擊在本系統(tǒng)中不是很明顯，可以不安裝液壓緩沖裝置。52液壓系統(tǒng)熱分析液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機械三方面的損失構(gòu)成總的能量損失。這些能量損失將轉(zhuǎn)化成熱能，使液壓系統(tǒng)油溫升高，系統(tǒng)油溫過高會產(chǎn)生下列不良影響（1）使液壓油的粘度大大降低，泄露增大，溶劑效率下降，并使油液節(jié)流元件的節(jié)流特性變化，造成速度不穩(wěn)。（2）引起熱膨脹，使運動副之間間隙發(fā)生變化，變小的時候可能造成元件的“卡死”，失去工作能力，變大的時候會造成泄露增大。（3）密封軟管和過濾器等輔助元件，有一定的溫度限制。如果溫度超過這個限制，他們就不能正常工作。（4）引起機器構(gòu)件的熱變形，而破壞其應(yīng)有的精度。521液壓泵功率損失產(chǎn)生的熱流量（熱量）由計算公式（1）H1N（52）菏澤學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）20式中液壓泵的輸入功率（KW）；N液壓泵的效率，08。由公式（52）可得1HKW9218069液壓油通過閥（孔）時產(chǎn)生的熱量（52PQ3）式中通過閥（孔）的壓力降，一般換向閥取005MPA；PP通過閥（孔）實際流量（MM3/S）。Q由公式（53）可得H2KW1430610720536所以系統(tǒng)產(chǎn)生總的熱量2149522液壓系統(tǒng)的散熱計算根據(jù)參考文獻，一般油面高度為油箱高的08倍9。因為前面初步得油箱的有效容積為03M，所以08。即125081109MM；取500MM，3VABH3A1000MM，480MM，H600MMBH一般，取與油箱相接觸的油箱表面積和油面以上的表面和之半作為油箱的有效散熱表面積。根據(jù)文獻可得油箱的散熱面積計算公式（22）1/22（）2（）AABHABHHAHB3724091計算油箱的散熱功率（5HCKTAT4）式中油箱散熱系數(shù)W/MC，由于本設(shè)計的油箱尺寸比較大，所以采用外KT20置油箱，通風(fēng)良好。根據(jù)參考文獻1，K50W/MC；T20油箱的散熱面積（MM2）；AT油溫與環(huán)境溫度之差C，35C。T0T0由公式（54）得50237353360W41475KW；HC因為，即41475KW2063KW，所以油箱的散熱已滿足該系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C要求，故不需要另加冷卻器。并且油箱設(shè)置隔板將吸、回油管隔開，可以減小噪聲。53液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試液壓系統(tǒng)安裝質(zhì)量的好壞是關(guān)系到液壓系統(tǒng)能否可靠工作的關(guān)鍵。必須科學(xué)、正單柱校正壓裝液壓機設(shè)計21確合理完成安裝過程中的每一個環(huán)節(jié)，才能使液壓系統(tǒng)能夠正常運行，充分發(fā)揮其效能。（1）明確安裝現(xiàn)場施工程序及施工進度方案。（2）熟悉安裝圖樣，掌握設(shè)備分布及設(shè)備基礎(chǔ)情況。（3）落實好安裝所需人員，機械，物資材料的準備工作。（4）做好液壓設(shè)備的現(xiàn)場交貨驗收工作，根據(jù)設(shè)備清單進行驗收，通過通收掌握設(shè)備名稱，數(shù)量，隨機備件，外觀質(zhì)量等情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。（5）根據(jù)設(shè)計圖紙對設(shè)備基礎(chǔ)和預(yù)埋件進行檢查，對液壓設(shè)備地腳尺寸進行復(fù)核，對不符合要求的地方進行處理，防止影響施工進度。每一種機械設(shè)備在完成整體設(shè)計，安裝后，都需要對系統(tǒng)進行調(diào)試。按國際生產(chǎn)進行必要的調(diào)整，使其在正常負荷的情況下能正常工作。（1）調(diào)試前的檢查根據(jù)系統(tǒng)原理圖，裝配圖及配管圖檢查并確定每個液壓缸由哪個支路的電磁閥控制。電磁閥分別進行空載換向，確認電氣動作是否正確、靈活，符合動作順序要求。將泵吸油管，回油管上的截止閥開啟，泵出口溢流閥及系統(tǒng)中安全閥手柄全部松開。將減壓閥置于最低壓力位置。流量控制閥置于小開口位置。（2）啟動液壓泵首先，用手盤電動機和液壓泵之間的聯(lián)軸器，確認無干涉并轉(zhuǎn)動靈活。然后，啟動電動機，檢查判定電動機轉(zhuǎn)向是否與液壓泵轉(zhuǎn)向標志一致。確認后連續(xù)點動幾次。無異常后按下電動機按鈕，液壓泵開始工作。（3）系統(tǒng)排氣啟動液壓泵后，將系統(tǒng)壓力調(diào)到10MPA左右，分別控制電磁閥換向，使油液分別循環(huán)到各支路中，按動管道上的設(shè)置的排氣閥，將管道中的氣體排除。液壓缸排氣時可將液壓缸活塞桿伸出，一側(cè)的排氣閥打開。電磁閥動作，活塞桿運動，將空氣擠出，升到上止點時，關(guān)閉排氣閥，打開另一側(cè)的排氣閥，使液壓缸下行，排除無桿腔中的空氣。重復(fù)上述徘氣方法，直到將液壓缸中的空氣排凈為止。（4）系統(tǒng)耐壓實驗系統(tǒng)耐壓實驗主要是指現(xiàn)場管路，液壓設(shè)備的耐壓實驗應(yīng)該在制造廠進行。對于液壓管路耐壓實驗的壓力應(yīng)為最高工作壓力的15倍。工作壓力P21MPA的高壓系統(tǒng)，耐壓實驗的壓力應(yīng)為最高工作壓力的125倍。如系統(tǒng)自身液壓泵可以達到耐壓值時，可不必使用電動試壓泵。升壓過程中應(yīng)逐漸分段進行，不可一次達到峰值。每次升高一級時，應(yīng)保持幾分鐘，并觀察管路是否正常，試壓