PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII()CDH1MF3/63/45/200A1X/B1CGEMWW專 業(yè)班 級姓 名號指導(dǎo)老師年 月 日要本液壓油缸以傳遞動力為主，保證足夠的動力是其基本要求。另外，還要考慮油缸的穩(wěn)定性、可靠性、可維護(hù)性、安全性及效率。其中穩(wěn)定是指系統(tǒng)工作時(shí)的運(yùn)動平穩(wěn)性及系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性 (如環(huán)境溫度對油液的影響等因素 )?？煽啃允侵赶到y(tǒng)不因意外的因而無法工作 (況 )關(guān)鍵詞：液壓缸，油缸PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIVAbstractThehydraulicsystemtotransferpower,ensureadequatepowerisitsbasicrequirement.Inaddition,considerthesystemstability,reliability,maintainability,safetyandefficiency.Thestabilizingmeanswhenthesystemworkssteadymotionandsystemperformancestability(suchasenvironmentaltemperatureontheinfluenceofoiletc).Reliabilityreferstothesystemisnotduetoaccidentreasontowork(suchastubingrupturewithoutelectricity,etc.).Maintainabilityisreferredtothesystemassimpleaspossible,elementischosenasfaraspossiblestandardparts,structureasmuchaspossiblesothatthemaintenanceisconvenient.Securityisnotduetothefaultofthehydraulicsystemcausestheantennaframecollapseorotheraccidents(suchasthedropoutofcontrol,antennaduetogravityaccelerationwhereabouts).Efficiencyreferstothehydraulicsystemofthevariousenergylossassmallaspossible.Theaboverequirements,inadditiontomeetthepowerrequirements,themostimportantthingistoensurethesafetyandreliabilityofthesystem.Keywords:hydraulicsystem,錄II559221 92.2.2 223 224( 12與蓋底與體長緩沖裝置排氣裝置 密封件選用 防塵圈 參考文獻(xiàn)27PAGEPAGE20基本技術(shù)數(shù)據(jù)，是根據(jù)用途及結(jié)構(gòu)類型來確定的，它反映了工作能力及特點(diǎn)，也基本上上確定了輪廓尺寸及本體總質(zhì)量等。缸 重載型液壓缸設(shè)計(jì)，查表查得油缸的液壓缸的內(nèi)徑為 63mm,活塞桿直徑為 45mm,有效行程為 200mm表4.1 液壓缸內(nèi)徑系列 mm810121620253240506380100125160200250320400500液壓缸缸體厚度計(jì)算缸體是液壓缸中最重要的零件，當(dāng)液壓缸的工作壓力較高和缸體內(nèi)經(jīng)較大時(shí)，必須為 20、25、35、4545用 45P yDP]， Py——實(shí)驗(yàn)壓力， MPa。當(dāng)液壓缸額定壓力 Pn5.1MPa時(shí)，Py=1.5Pn，當(dāng)Pn16MPa時(shí)， Py=1.25Pn。[]——缸筒材料許用應(yīng)力， N/mm2。[]=bn

為材料的抗拉強(qiáng)度。b注： 1.額定壓力 Pn額定壓力又稱公稱壓力即系統(tǒng)壓力， Pn=25MPa2.最高允許壓力 PmaxPmax1.5Pn=1.2525=31.25MPa液壓缸缸筒材料采用 45鋼，則抗拉強(qiáng)度： σb=600MPa安全系數(shù) n按《液壓傳動與控制手冊》 P243表2—10，取 n=5。]=則許用應(yīng)力 [ σb=120MPa]=nP yDP]=31.252120D

=8.2mmD度 10mm。為 83mm4.表 表 的 a、b、c表4-4（（ ）2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000表 4-4（b） 液壓缸行程系列（ GB2349-80）[6]406390110140180220280360450550700900110014001800220028003600表 4-4（c） 液壓缸形成系列（ GB2349-80）220028003600240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300034003800液壓缸長度 L根據(jù)工作部件的行程長度確定。L==200mm查油缸參數(shù)得到的活塞桿直徑的設(shè)計(jì)比 d/D，取 d/D=0.3-0.5，當(dāng)活塞桿受壓時(shí)， 一般選取 d/D=0.5-0.7。本設(shè)計(jì)我選擇 即d=0.7D=0.7×63=44.1mm。表4.2活塞桿直徑系列456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400故取d=45mm?；钊麠U強(qiáng)度計(jì)算：式中 ]————許用應(yīng)力

]

400

80MPa（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為n 5375-500MPa取 400MP，為位安全系數(shù)取 5，即活塞桿的強(qiáng)度適中）活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接， 為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏4.活塞桿的密封與防塵活塞桿的密封形式有 4.活塞桿的密封與防塵活塞桿的密封形式有 Y形密封圈、U形夾織物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等采用薄鋼片組合防塵圈時(shí)，防塵圈與活塞桿的配合可按0.5mm。為方便設(shè)計(jì)和維護(hù)，本方案選擇O型密封圈。H9/f9選取。薄鋼片厚度為2.2主要部位的計(jì)算校核活塞桿強(qiáng)度和液壓穩(wěn)定性計(jì)算活塞桿強(qiáng)度計(jì)算活塞桿的直徑 d按下式進(jìn)行校核4F4F[]

[6]。式中， F為活塞桿上的作用力；[]為活塞桿材料的許用應(yīng)力，

]=b

/n,n一般取 1.40。415103415103106/1.4滿足要求活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，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

F，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。k

F的值與活塞桿材料性質(zhì)、k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)。 若活塞桿的長徑比桿件承受壓負(fù)載時(shí)，則必須進(jìn)行液壓缸穩(wěn)定性校核?；钊麠U穩(wěn)定性的校核依下式進(jìn)行

l/d10且式中，

n為安全系數(shù)，一般取k

FFnkkn=2~4。k當(dāng)活塞桿的細(xì)長比

l/rm 時(shí)iki2Fk l2il/rm 時(shí)ikF k 1

fAa ( )2a i rkl1rkrk

J/Am2i 1EE

2.061011N/m2Af3-3。3-2i式 i

數(shù)1/41243-3 f、、mf108N/m2 m鑄鐵5.61/160080鍛鐵2.51/9000110鋼4.91/500085l20 ,當(dāng)時(shí)kD7R6aB0；Dm；蘭設(shè)計(jì)4F(D)4F(D)d0 cpcphm；dmm；d md H Hpp=25MPaq附加密封力Pq353MP；D螺釘分布mD=55mm0 0d md P[]=/=353/5=70.6MPasF—法蘭受力總合力（m） F d2p (d

2d q 98.64F(D4F(D)dpcp

4 4

4489.561033.140.04570.6106為了安全取h=14mm蘭連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算連接圖如下：螺紋處的拉應(yīng)力:

3-11-前端蓋；2-缸筒kF螺紋處的剪應(yīng)力

4

maxd21

106(MPa) 式（3-9）合成應(yīng)力

kd1 0.2d3Z1

106(MPa) 式（3-10）222n

(MPa) 式式中

F —液壓缸的最大負(fù)載，max

F max

p max

AD2/

，雙桿是A(D2d2)/4k—螺紋預(yù)緊系數(shù)，不變載荷k=1.25~1.5，變載荷k=2.5~4；D—液壓缸內(nèi)徑；d—缸體螺紋外徑；0d—螺紋內(nèi)經(jīng)；1kk=0.12;變載荷取k=2.5~4；1 1 1sn=1.2~1.5；Z—螺栓個(gè)數(shù)。最大推力為：

/n,為材料的屈服極限，n為安全系數(shù)，一般取sF4Z螺紋外徑和底徑的選擇：

X104Nd=10mm0

d=8mm1系數(shù)選擇：選取K=1.3K=0.121根據(jù)式（3-9）得到螺紋處的拉應(yīng)力為：1.31.510444

maxd21

106=

0.008215

106

209.3MPa根據(jù)式（3-10）得到螺紋處的剪應(yīng)力為：1.31.5104 1060.20.008315

98.4MPa根據(jù)式（3-11）得到合成應(yīng)力為：222n

=367.6MPa由以上運(yùn)算結(jié)果知，應(yīng)選擇螺栓等級為12.9級；查表的得：抗拉強(qiáng)度極限=1220MP;屈服極限強(qiáng)度b s不妨取安全系數(shù)n=2[]=/n=1100/2=550MPs證明選用螺栓等級合適?；钊膶挾?B一般取 B=（0.6-1.0）D即B=（0.6-1.0）× 63=（37.5-63）mm取B=40mm能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的配合表面；間隙過大，會引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能?；钊c缸體的密封形式分為：間隙密封（用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封） 活塞環(huán)密封（適用于溫度變化范圍大、要求摩擦力小、壽命長的活塞密封） 、密封圈密封三大類。 其中密封圈密封又包括 O形密封圈 （密封性能好， 摩擦因數(shù)小， 安裝空間小） 、Y形密封圈（用在 20Mpa壓力下、往復(fù)運(yùn)動速度較高的液壓缸密封）

Y形密封圈（耐x高壓，耐磨性好，低溫性能好，逐漸取代Y形密封圈）V下，耐久性好，但摩擦阻力大）算。綜合以上因素，考慮選用O度 H， 導(dǎo)度 [1]。如果導(dǎo)向長度過短，將使液壓缸因間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸工作性能和穩(wěn)定性。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證液壓缸有一定的最小導(dǎo)向長度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 當(dāng)液壓缸最大行程為 L,缸筒直徑為 D時(shí),最小導(dǎo)向長度為 :H LD2

（4-5）一般導(dǎo)向套滑動面的長度 A，在缸徑小于 80mm時(shí)取 A=(0.6~1.0)D，當(dāng)缸徑大于 80mm時(shí)取 A=(0.6~1.0)d.?；钊麑挾?B取 B=(0.6~1.0)D。若導(dǎo)向長度 H不夠時(shí) ,可在活塞桿上增加一個(gè)導(dǎo)向套 K(見圖 4-1)來增加 H值。隔套 K的寬度

CH

1 B。A（2A（圖4-1液壓缸最小導(dǎo)向長度 [1]因此 :最小導(dǎo)向長度

H LD2

(

）2

取 H=9cm；導(dǎo)向套滑動面長度 A=0.8度 0.9套 K

C

1 B)[91(4.48A（2 2A（

1.3cm導(dǎo)向套有普通導(dǎo)向套、易拆導(dǎo)向套、球面導(dǎo)向套和靜壓導(dǎo)向套等，可按工作情況適當(dāng)選擇。套 張開密封圈唇邊而起密封作用 [6]。易拆導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套用螺釘或螺紋固定在端蓋上。當(dāng)導(dǎo)向套和密封圈磨劣，需經(jīng)常更換導(dǎo)向套和密封圈而又不允許拆卸液壓缸的情況下。球面導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套的外球面與端蓋接觸，當(dāng)活塞桿受一偏心負(fù)載而引方向傾斜時(shí)，導(dǎo)向套可以自動調(diào)位，使導(dǎo)向套軸線始終與運(yùn)動方向一致，不產(chǎn)生“憋勁“現(xiàn)象。這樣，不僅保證了活塞桿的順利工作，而且導(dǎo)向套的內(nèi)孔磨損也比較均勻。靜壓導(dǎo)向套 活塞桿往復(fù)運(yùn)動頻率高、速度快、振動大的液壓缸，可以采用靜、 ， 。算在單活塞液壓缸中，有活塞桿通過的端蓋叫端蓋，無活塞桿通過的缸蓋叫缸頭或缸封圈槽，還有連接螺釘孔，受力情況比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)的不好容易損壞。端蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算-d )-d )]cp1 cp式中 D1——螺釘孔分布直徑， cm；

kgf/cm2；d ——密封環(huán)形端面平均直徑， cm；cp[]——材料的許用應(yīng)力，

kgf/cm2。缸底的設(shè)計(jì)缸底分平底缸，橢圓缸底，半球形缸底。2.端蓋的結(jié)構(gòu)題 6焊接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量小，使用廣泛。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)缸不易加工。主要用于柱塞式液壓缸。） 外徑需加工，且應(yīng)與內(nèi)徑同軸；裝卸徐專用工具；安裝時(shí)應(yīng)防止密封圈扭曲。法蘭連接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡單，易加工、易裝卸，使用廣泛。徑向尺寸較大質(zhì)量比螺紋連接的大。非焊接式法蘭的端部應(yīng)燉粗。拉桿連接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)通用性好。缸體加工容易，裝卸方便，使用較廣。外形尺寸大，質(zhì)量大。用于載荷較大的雙作用缸。半球連接，它又分為外半環(huán)和內(nèi)半環(huán)兩種。外半環(huán)連接的特點(diǎn)是質(zhì)量比拉桿連接小，缸體外徑需加工。半環(huán)槽消弱了缸體，為此缸體壁厚應(yīng)加厚。內(nèi)半環(huán)連接的特點(diǎn)F．鋼絲連接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量小。體長度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。 要考度 1。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于缸體內(nèi)經(jīng)的 20~30倍緩沖裝置的設(shè)計(jì)液壓缸的活塞桿（或柱塞桿）具有一定的質(zhì)量，在液壓力的驅(qū)動下運(yùn)動時(shí)具有很大。 ， ， ，產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲。采用緩沖裝置，就是為了避免這種機(jī)械撞擊，但沖擊壓力仍然存在，大約是額定工作壓力的兩倍，這就必然會嚴(yán)重影響液壓缸和整個(gè)液壓缸的強(qiáng)度及正常工作。 端蓋的沖擊，在它們的行程終端能實(shí)現(xiàn)速度的遞減，直至為零。當(dāng)液壓缸中活塞活塞運(yùn)動速度在 6m/min以下時(shí)，一般不設(shè)緩沖裝置，而運(yùn)動速在12m/min為4m/min,如果排氣裝置設(shè)置不當(dāng)或者沒有設(shè)置排氣裝置，壓力油進(jìn)入液壓缸后，缸內(nèi)仍會存氣 [6]。由于空氣具有壓縮性和滯后擴(kuò)張性 ,會造成液壓缸和整個(gè)液壓缸在工作中的顫振和爬行 ,影響液壓缸的正常工作。 比如液壓導(dǎo)軌磨床在加工過程中， 這不僅會影響被工表面的光潔程度和精度，而且會損壞砂輪和磨頭等機(jī)構(gòu)。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，除了防止空氣進(jìn)入液壓缸外， 還必須在液壓缸上設(shè)置排氣裝置。 置的位置要合理，腔端部的上方；垂直安裝的液壓缸，應(yīng)設(shè)在端蓋的上方。圖 2（）所示。閥座閥桿孔dcd閥座閥桿孔dcddDlllLsdllLdd121231445234M16611619.29323117108.53484~623M20x2814725.41143392213114594~828 圖4-2(a)整體排氣孔 圖4-2（b） 組合排氣孔圖4-2（c） 整體排氣閥零件結(jié)構(gòu)尺氣從錐面空隙中擠出來并經(jīng)過斜孔排除缸外。這種排氣裝置簡單、方便，但螺紋與錐面， ， 。 4-2（b）所示，一般由絡(luò)螺塞和錐閥組成。螺塞擰松后，錐閥在壓力的推動下脫離密封面排出空氣。排氣裝置的零件圖及尺寸圖見 4-2（c）以及表 4-2（d）。圖4-2（d） 組合排氣閥零件結(jié)構(gòu)尺寸2.9 件的選用對密封件的要求液壓缸工作中要求達(dá)到零泄漏、摩擦小和耐磨損的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)，正確地選擇密封件、導(dǎo)向套（支承環(huán)）和防塵圈的結(jié)構(gòu)形式和材料是很重要的。從現(xiàn)在密封技術(shù)來分析，液壓缸的活塞和活塞桿及密封、 具有可靠的密封系統(tǒng)，才能式液壓缸具有良好的工作狀態(tài)和理想的使用壽命。擺動液壓缸等。液壓缸中不僅有靜密封，更多的部位是動密封，而且工作壓力高，這就要求密封件的密封性能要好，耐磨損，對溫度適應(yīng)范圍大，要求彈性好，永久變形小，利于自動補(bǔ)償磨損。有 O、 U、 V、 J、 L和 Y除 O，其他都屬于唇形密封件。2.O形密封圈的選用液壓缸的靜密封部位主要是活塞內(nèi)孔與活塞桿、支承座外圓與缸筒內(nèi)孔、缸蓋與缸處 [6]。這些部位雖然是靜密封，但因工作由液壓力大，稍有意外，就會引起過量的內(nèi)漏和外漏。靜密封部位使用的密封件基本上都是 O形密封圈。 O形密封圈雖小，確實(shí)一種精用時(shí)，根據(jù)使用條件選擇適宜的材料和尺寸，并采取合理的安裝維護(hù)措施，才能達(dá)到較滿意的密封效果。裝 O、 V形，但容易引起密封圈咬邊、扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。2.動密封部位密封圈的選用液壓缸動密封部位主要有活塞與缸筒內(nèi)孔的密封、活塞桿與支承座（導(dǎo)向套）的密封等。Y。 、 互x。 ， 于 ， 。 過 ” 。， 、 。A圈 在 AB型防塵密封圈是一種單唇帶骨架橡膠密封圈，適于在B內(nèi)安裝，起防塵作用。C型防塵圈是一種雙唇密封橡膠圈，適于在C型結(jié)構(gòu)形式內(nèi)安裝，起防塵和輔助密封的作用。2防塵罩防塵罩采用橡膠或尼龍、 帆布等材料制作。 在高溫工作時(shí)， 可用氯丁橡膠， 可在 以下工作。如果溫度再高時(shí)，可用耐火石棉材料。當(dāng)選用防塵伸縮套時(shí)，要注意在高頻但是，安裝伸縮套給液壓缸的裝配調(diào)整會帶來一些困難。211 液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)包括液壓缸的安裝結(jié)構(gòu)、液壓缸近處有口的連接等。 1.液缸的安裝形式液壓缸的安裝形式很多，但大致可以分為以下兩類。軸線固定類 這類安裝形式的液壓缸在工作時(shí)，軸線位置固定不變。機(jī)床上液壓缸絕大多數(shù)是采用這種安裝形式。A通用拉桿式。在兩端缸蓋上鉆出通孔，用雙頭螺釘將缸和安裝座連接拉緊。一般短行程、壓力低的液壓缸。周線擺動類 液壓缸在往復(fù)運(yùn)動時(shí)，由于機(jī)構(gòu)的相互作用使其軸線產(chǎn)生擺動，達(dá)到調(diào)整位置和方向的要求。安裝這類液壓缸，安裝形式也只能采用使其能擺動的鉸接方式。工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、翻斗汽車和船舶甲板機(jī)械等所用的液壓缸多用這類安裝形式。平面內(nèi)自由擺動。耳環(huán)在液壓缸的尾部，可以是單耳環(huán)，也可以是雙耳環(huán)，還可以做成帶關(guān)節(jié)軸承的單耳環(huán)或雙耳環(huán)。油口孔是壓力油進(jìn)入液壓缸的直接通道，雖然只是一個(gè)孔，但不能輕視其作用 6速度要求較嚴(yán)的設(shè)計(jì)，一定要計(jì)算孔徑的大小。出油口可以設(shè)在活塞桿端部。如果液壓缸無專用排氣裝置，進(jìn)出油口應(yīng)設(shè)在液壓缸的最O形密封圈的選用液壓缸的靜密封部位主要有活塞內(nèi)孔與活塞桿、支撐座外圓與缸筒內(nèi)孔、端蓋與缸體端面等處。靜密封部位使用的密封件基本上都是 O形密封圈。動密封部位密封圈的選用由于 O型密封圈用于往復(fù)運(yùn)動存在起動阻力大的缺點(diǎn)， 所以用于往復(fù)運(yùn)動的密封件一般不用 O形圈，而使用唇形密封圈或金屬密封圈。液壓缸動密封部位主要有活塞與缸筒內(nèi)孔的密封、活塞桿與支撐座（或?qū)蛱祝┑拿芊獾??；钊h(huán)是具有彈性的金屬密封圈，摩擦阻力小，耐高溫，使用壽命長，但密封性能差， 內(nèi)泄漏量大， 而且工藝復(fù)雜， 造價(jià)高。 對內(nèi)泄漏量要求不嚴(yán)而要求耐高溫的液壓缸，使用這種密封圈較合適。V形圈的密封效果一般，密封壓力通過壓圈可以調(diào)節(jié)，但摩擦阻力大，溫升嚴(yán)重。因其是成組使用，模具多，也不經(jīng)濟(jì)。對于運(yùn)動速度不高、出力大的大直徑液壓缸，用這種密封圈較好。U形圈雖是唇形密封圈，但安裝時(shí)需用支撐環(huán)