油缸清洗機(jī)設(shè)計(jì)
油缸清洗機(jī)設(shè)計(jì),油缸清洗機(jī)設(shè)計(jì),清洗,設(shè)計(jì)
附表1：
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
學(xué)院 填寫(xiě)時(shí)間： 2015年 1 月 3 日
課題名稱
油缸清洗機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
專業(yè)、學(xué)號(hào)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化116712142
畢業(yè)設(shè)計(jì)基本要求、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題
基本要求：油缸清洗機(jī)；要求設(shè)計(jì)一架油缸清洗機(jī)其中待洗油缸長(zhǎng)2m，直徑30cm，裝配圖0號(hào)圖紙一張以及所有非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖。
主要內(nèi)容：根據(jù)要求選定油缸清洗機(jī)方案，確定清洗機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定機(jī)架移動(dòng)系統(tǒng)，確定液體清洗組件，確定供液系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)的計(jì)算。
解決問(wèn)題：清洗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇，進(jìn)給系統(tǒng)的選擇。
計(jì)劃
進(jìn)度
安排
00～01周 進(jìn)一步熟悉有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容，繪制工件的零件圖
02～05周 根據(jù)清洗機(jī)方案確定各組件機(jī)構(gòu)
06～07周 校核液壓系統(tǒng)的有關(guān)零件的強(qiáng)度和剛度
08～09周 繪制油缸清洗機(jī)的裝配圖和零件圖
10～11周 整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社
濮良貴．紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）．北京：高等教育出版社
王積偉．章宏甲．黃誼．液壓與氣壓傳動(dòng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社
指導(dǎo)老師（簽名）： 職稱：
系（教研室）主任（簽名）：
分管院長(zhǎng)（簽章）：
附表2:
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)題目： 油缸清洗機(jī)的設(shè)計(jì)
專業(yè)年級(jí)： 2011級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師、職稱：
2015年 03月 08日
一、 本設(shè)計(jì)課題的目的意義，主要及擬解決的關(guān)鍵性問(wèn)題（附參考文獻(xiàn)）
1、 意義：油缸清洗機(jī)可以提高大量的人力和物力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高油缸清洗的效率和清潔度。
2、 擬解決的關(guān)鍵性問(wèn)題：1）油缸清洗機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2）噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3）烘干箱的設(shè)計(jì)
3、參考文獻(xiàn)
[1] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007
[2] 濮良貴．紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）．北京：高等教育出版社，2006．5
[3] 王積偉．章宏甲．黃誼．液壓與氣壓傳動(dòng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[4] 孫桓．陳作模．葛文杰．機(jī)械原理（第七版）．北京：高等教育出版社，2006．5
[5] 劉俊，秦臻.《高壓水射流清洗作業(yè)中噴嘴的設(shè)計(jì)原理和選型依據(jù)》.2007年第5期.
二、本設(shè)計(jì)課題的主要設(shè)計(jì)、預(yù)期設(shè)計(jì)結(jié)果
油缸清洗機(jī)機(jī)構(gòu)需要設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)裝置，機(jī)架，清洗裝置，輸送裝置和烘干裝置。驅(qū)動(dòng)裝置使用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，液壓系統(tǒng)相比與其他驅(qū)動(dòng)裝置更平穩(wěn)。待洗油缸通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)左移，清洗刷在電機(jī)帶動(dòng)下刷洗油缸內(nèi)壁，上下噴頭裝置清洗油缸外壁。
三、設(shè)計(jì)方法和步驟
1、查閱資料設(shè)計(jì)油缸清洗機(jī)大體機(jī)構(gòu)；
2、進(jìn)行油缸清洗機(jī)方案選擇；
3、參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，驅(qū)動(dòng)裝置選型，機(jī)架設(shè)計(jì)和清洗裝置選型，輸送裝置選型；
4、用cad繪制裝配圖和零件圖并進(jìn)行裝配校核。
四、設(shè)計(jì)工作的總體安排及進(jìn)度
2015.3.1-3.9 查找 讀閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告；
2015.3.10-3.16 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)工藝流程方案；
2015.3.17-4.30 設(shè)計(jì)及繪制機(jī)構(gòu)、零件圖，繪制裝配圖，完成說(shuō)明書(shū)
2015.5.1 - 答辯時(shí)間 修改說(shuō)明書(shū)，打印相關(guān)材料，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯
五、指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)：
簽字：
年 月 日
六、系(教研室)審查意見(jiàn)：
簽字：
年 月 日
七、學(xué)院審查意見(jiàn)：
分管院長(zhǎng)簽章：
年 月 日
目錄
摘要 - 1 -
ABSTRACT - 2 -
1 引言 - 3 -
1.1課題的背景和意義 - 3 -
1.1.1課題的背景 - 3 -
1.1.2課題的意義 - 3 -
1.2國(guó)內(nèi)外油缸清洗機(jī)的研究情況 - 3 -
2 油缸清洗機(jī)總體設(shè)計(jì)方案 - 6 -
2.1油缸清洗機(jī)方案 - 6 -
2.2清洗對(duì)象及要求 - 6 -
2.3清洗工藝流程的選定 - 7 -
2.3.1油缸清洗的必要性： - 7 -
2.3.2清洗工藝流程： - 7 -
2.4清洗方案的確定 - 8 -
2.4.1清洗劑的設(shè)選擇 - 8 -
2.4.2高壓水射流清洗 - 8 -
2.4.3清洗頭的確定 - 9 -
2.4.4工作臺(tái)設(shè)計(jì) - 10 -
2.5 內(nèi)壁清洗時(shí)的工作介紹 - 10 -
2.6 外壁清洗方案的確定 - 11 -
3.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 12 -
3.1.1總體設(shè)計(jì) - 12 -
3.1.2液壓傳動(dòng)原理 - 12 -
3.1.3各原件的作用 - 13 -
3.2油缸的設(shè)計(jì) - 14 -
3.2.1油缸參數(shù)的確定 - 15 -
3.2.2液壓油缸工作壓力的確定 - 16 -
3.2.3 速比 （φ） - 16 -
3.2.4 液壓油缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定 - 16 -
3.2.5其它部位尺寸的確定 - 18 -
3.2.6液壓油缸壁厚的確定 - 18 -
3.2.7 缸筒長(zhǎng)度L - 18 -
3.3輔助元件 - 19 -
3.3.1管道 - 19 -
3.3.2油管厚度 - 19 -
3.3.3油管厚度 - 21 -
4 清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì) - 22 -
4.1內(nèi)壁清洗部件選擇 - 22 -
4.2外壁清洗參數(shù) - 23 -
4.3軸的力學(xué)分析 - 23 -
5 總結(jié)與體會(huì) - 26 -
5.1總結(jié) - 26 -
5.2設(shè)計(jì)體會(huì) - 26 -
參考文獻(xiàn) - 27 -
致謝 - 28 -
摘要
通過(guò)對(duì)當(dāng)今油缸清洗機(jī)的行業(yè)的調(diào)查研究，研發(fā)出一種具有清洗液壓油缸的清洗機(jī)是很適應(yīng)市場(chǎng)需求的。本說(shuō)明書(shū)主要詳細(xì)介紹了油缸清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、工作流程以及控制系統(tǒng)等方面的相關(guān)內(nèi)容，為油缸清洗機(jī)的產(chǎn)業(yè)化提供了理論依據(jù)。由于油缸清洗機(jī)的進(jìn)給特點(diǎn)，有電力驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式。本設(shè)計(jì)采用了兩種驅(qū)動(dòng)，提高清洗效率。由于油缸清洗機(jī)具有節(jié)約大量的人力，物力和財(cái)力從而得到廣大客戶的青睞。本文主要研究的內(nèi)容包括：一、油缸清洗機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)；二、油缸清洗機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；三、油缸清洗機(jī)外壁噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；四、油缸清洗機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；五、油缸清洗機(jī)水循環(huán)處理系統(tǒng)方案。
關(guān)鍵詞：油缸清洗機(jī)：液壓系統(tǒng)：自動(dòng)清洗
Abstract
Through the investigation and study on oil cylinder washing machine industry, a clean machine for the hydraulic oil cylinder washing machine is very adapt to the market demand. This manual mainly introduces the advantages of oil cylinder structure composition, working principle, working process and control system of the related content, for the oil cylinder of industrialization provides a theoretical basis. Due to the characteristics of cylinder washer, it has two drive modes: electric drive and hydraulic drive. This design adopts the two kinds of drive modes, which improve the efficiency of cleaning. Moreover, because the oil cylinder washing machine can save a lot of human resource, material and financial resources, it gets the majority of customers favors. This article mainly includes, First, the overall design of oil cylinder and its advantages; Second, the hydraulic system design ot the oil cylinder washing machine; Third, the design of the outside wall washing; Four, the design of feed system of the oil cylinder washing machine; Five, the water cycle processing system solutions of the oil cylinder washing mashine.
Key words：Cylinder washing machine: Hydraulic system: Automatic cleaning
1 引言
1.1課題的背景和意義
1.1.1課題的背景
由于液壓油缸在加工過(guò)程中含有大量的毛刺、切屑、灰塵、焊渣和油漆等污染物，這些污染物不利于油缸的安裝和使用。為了使油缸能夠更穩(wěn)定的工作。所以就需要一種能沖洗清理油缸內(nèi)外壁的裝置來(lái)清洗油缸內(nèi)外壁，雖然現(xiàn)在有很多清洗機(jī)，但都比較單一。
1.1.2課題的意義
油缸清洗機(jī)清洗系統(tǒng)是現(xiàn)代社會(huì)一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，它減少了人力物力和財(cái)力的浪費(fèi)，它是通過(guò)對(duì)清洗系統(tǒng)的控制，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)油缸進(jìn)行上料、內(nèi)壁清洗機(jī)、外壁清洗、下料的機(jī)器，漂洗過(guò)程中不再需要大量的人力便可順利完成。液壓支架的油缸密封普遍采用高端組合密封，對(duì)組裝條件要求較高，同時(shí)支架普遍采用液控先導(dǎo)或電液先導(dǎo)控制技術(shù)，對(duì)缸體的清潔度要求更高，所以在油缸制造( 和大修) 組裝時(shí)，對(duì)缸體內(nèi)壁附著的灰塵、鐵屑和油污進(jìn)行專業(yè)清除成為必須解決的問(wèn)題。目前由于沒(méi)有專用的清理設(shè)備，一直采用人工的方法進(jìn)行清理，不止工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低，并且清洗之后效果差，直接影響制造質(zhì)量。
本設(shè)計(jì)主要詳細(xì)講述了油缸清洗概念、機(jī)構(gòu)以及清洗辦法，油缸清洗機(jī)的基本機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法。此設(shè)計(jì)除了解決油缸內(nèi)外壁的清洗，完善噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，還對(duì)油缸使用的可靠性和使用壽命有重要的意義。
1.2國(guó)內(nèi)外油缸清洗機(jī)的研究情況
本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評(píng) 國(guó)內(nèi)外油缸清洗機(jī)一般為機(jī)械步進(jìn)通過(guò)式油缸缸筒自動(dòng)刷洗機(jī)，主要是清洗那些大批量，清潔度要求高的液壓油缸缸筒。為了使清洗液、漂洗液順力的從缸筒中流出，缸筒與水平方向形成3°傾斜角，在清洗機(jī)的下方開(kāi)通孔。多組氣缸帶通的噴管可以對(duì)油缸外表面進(jìn)行噴洗。油缸內(nèi)腔用采用旋轉(zhuǎn)刷頭進(jìn)行刷洗，漂洗。設(shè)備通過(guò)PLC系統(tǒng)進(jìn)行中心控制，除上下料需要人工進(jìn)行，其余動(dòng)作均由自動(dòng)系統(tǒng)完成，自動(dòng)化水平高。國(guó)內(nèi)外這種設(shè)備相比較看，各有優(yōu)勢(shì)。國(guó)外的設(shè)備比較昂貴，但技術(shù)先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，不過(guò)維修費(fèi)用較高；國(guó)內(nèi)的設(shè)備價(jià)格便宜，但技術(shù)不夠完善，但可以滿足清洗的需求。
步進(jìn)通過(guò)式油缸清洗機(jī)（圖1-1）由于探桿需要伸入缸筒的內(nèi)腔，將尼龍刷頭安裝在探桿頭部處，噴水孔設(shè)置在清洗刷的刷頭上，從而使探桿帶動(dòng)刷頭進(jìn)入缸筒內(nèi)腔進(jìn)行刷洗。對(duì)于零件的缸徑不同的情況下，由于此設(shè)備裝配有探桿升降機(jī)構(gòu)，可以市探桿和缸筒始終位于同一中心位置。缸筒外表面采用噴管噴淋清洗，待洗油缸輸送方式采用步進(jìn)通過(guò)式，適用于油缸的大批量清洗。
圖1-1步進(jìn)通過(guò)式油缸清洗機(jī)
往復(fù)式油缸清洗機(jī)（圖1-2）
圖1-2 往復(fù)式油缸清洗機(jī)
“超聲波清洗機(jī)工藝技術(shù)”是指物體表面上的污物在超聲波的空化作用下發(fā)生撞擊、剝離，進(jìn)行清洗工件的目的。由于此清洗機(jī)具有清洗潔凈度高、清洗速度快和清洗劑無(wú)殘留等特點(diǎn)，而且在對(duì)無(wú)法看見(jiàn)的孔和各種奇特的幾何狀物體的清洗時(shí)，獨(dú)有奇特的清洗手段和清洗效果是其他清洗機(jī)器無(wú)法擁有的洗凈效果，所以該技術(shù)發(fā)展迅速。不過(guò)由于超聲波清洗機(jī)價(jià)格昂貴，維修復(fù)雜，從而不能在大部分的清洗機(jī)行業(yè)普及。(圖1-3)
圖1-3 超聲波清洗機(jī)
1.3研究的主要內(nèi)容及方法
本課題主要是對(duì)油缸清洗機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行研究，詳細(xì)分析闡述了其功能和工作原理，詳細(xì)分析闡述了其功能及作用效果，同時(shí)提出油缸清洗機(jī)依然存在的問(wèn)題，并通過(guò)案例分析和實(shí)驗(yàn)觀察法解決油缸清洗機(jī)不足之處。
本課題通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)分析和案例、實(shí)驗(yàn)分析的方法進(jìn)行研究。通過(guò)文獻(xiàn)研究，提出油缸清洗機(jī)明細(xì)等相關(guān)問(wèn)題；并用過(guò)案例分析說(shuō)明油缸清洗機(jī)功能，同時(shí)解決油缸清洗機(jī)依然存在的不合理之處。所取得的研究材料均來(lái)自于學(xué)校閱覽室的各期刊報(bào)紙、校圖書(shū)館、網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)和社會(huì)、企業(yè)以及校園的調(diào)查研究。
2 油缸清洗機(jī)總體設(shè)計(jì)方案
2.1油缸清洗機(jī)方案
本設(shè)計(jì)的目的是提供一種清洗潔凈度好、清洗效率高的油缸清洗機(jī)方案。為完成上述目標(biāo)，本設(shè)計(jì)采用的技術(shù)方案為：一種油缸清洗機(jī)，含有主架，在主架的滑動(dòng)處連接有移動(dòng)架，主架上固定裝配有清理組件電機(jī)，清理組件電機(jī)傳動(dòng)連接著空心長(zhǎng)軸，空心長(zhǎng)軸的尾端安裝有清洗刷和清洗噴頭，清洗噴頭上開(kāi)有徑向通孔。（圖2-1）設(shè)計(jì)的油缸清洗機(jī)空心長(zhǎng)軸外面密閉安裝有清洗機(jī)配水裝置，配水裝置與空心長(zhǎng)軸密閉相通，供水管路與而且配水裝置密閉連通。另外在移動(dòng)架上固定安裝有固定托架，主架上安裝有移動(dòng)托架，移動(dòng)托架與固定托架相互對(duì)應(yīng)。主架與移動(dòng)架之間通過(guò)滑動(dòng)連接，待洗油缸的一端固定安裝在主架上，待洗油缸的另一端固定安裝在移動(dòng)架上，待洗油缸與壓力泵相連，通過(guò)壓力泵進(jìn)行進(jìn)給。由于清洗組件電機(jī)的轉(zhuǎn)速與空心長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)速不一樣，所以需要在清理組件電機(jī)與空心長(zhǎng)軸之間傳動(dòng)連接有減速器，減并且速器兩側(cè)通過(guò)第一聯(lián)軸節(jié)和第二聯(lián)軸節(jié)分別與清理組件電機(jī)和空心長(zhǎng)軸相連。主架上面開(kāi)有液箱回液口。本設(shè)計(jì)是一種油缸制造( 和大修) 組裝時(shí)對(duì)缸體進(jìn)行除塵、除屑和清理油污的設(shè)備，替代了人工操作，清理效果好、工作效率高，能夠提高油缸組裝質(zhì)量，滿足電液控系統(tǒng)對(duì)油缸高清潔度的要求。
圖2-1清洗機(jī)方案
2.2清洗對(duì)象及要求
清洗對(duì)象：液壓油缸缸筒
油缸缸筒長(zhǎng)度含底蓋、油管：≤3米
缸筒外徑≤Φ300?mm
清洗效率：滿足每天（工作時(shí)間8小時(shí)）清洗100件?
工件清洗后應(yīng)具有短期防銹功能?
清洗介質(zhì)用電加熱?
清洗介質(zhì)符合國(guó)家有關(guān)環(huán)保要求?
清洗工藝流程簡(jiǎn)單，易操作，
清洗要求：清洗液壓油缸的內(nèi)外壁、活塞桿表面污漬、油漬，?以及清除掉各種焊接后油管組件油孔內(nèi)的污漬，焊接產(chǎn)生的氧化物及加工產(chǎn)生毛刺、切屑。清洗后的活塞桿、缸筒及油管滿足油缸裝配所需求的清潔度標(biāo)準(zhǔn)（清潔度等級(jí)NAS1638，8級(jí)）
2.3清洗工藝流程的選定
2.3.1油缸清洗的必要性：
液壓油缸由于在加工過(guò)程中產(chǎn)生了毛刺、切屑、灰塵、焊渣以及油漆等污染物。為了使油缸能夠更穩(wěn)定的工作。所以就需要一種能沖洗清理油缸內(nèi)外壁的裝置來(lái)清洗油缸內(nèi)外壁。采用清洗機(jī)清洗可以提高清洗效率，節(jié)約人力物力和財(cái)力，還能夠進(jìn)一步的增加油缸的使用壽命。
2.3.2清洗工藝流程：
清洗機(jī)工作時(shí)，根據(jù)缸體長(zhǎng)度控制油缸 推出移動(dòng)架，調(diào)整移動(dòng)托架至清洗頭 處的極限位置，將缸體放置在移動(dòng)托架和固定托架上，對(duì)缸體進(jìn)行定位并支撐。控制油缸收縮帶動(dòng)移動(dòng)架和其上的缸體向左移動(dòng)使清洗頭進(jìn)入缸體，并啟動(dòng)清理組件電機(jī)和壓力泵。此時(shí)清理組件電機(jī)通過(guò)第一聯(lián)軸器、減速器、第二聯(lián)軸器帶動(dòng)中空長(zhǎng)軸和清洗頭低速旋轉(zhuǎn)，對(duì)缸體內(nèi)壁上的油污等進(jìn)行清理，壓力泵輸出的清洗液經(jīng)由供水管路進(jìn)入配水裝置，沿中空長(zhǎng)軸輸送至清洗頭，并從清洗頭的徑向通孔噴出，清洗頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和缸體的軸向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計(jì)對(duì)缸體內(nèi)壁灰塵、油污的清洗；同時(shí)外部噴淋系統(tǒng)對(duì)外壁進(jìn)行清洗；電磁吸盤隨著清洗裝置一起運(yùn)動(dòng)，可對(duì)機(jī)加工或磨損的鐵屑進(jìn)行吸附清理。清理完成后移動(dòng)架在油缸的作用下向右移動(dòng)，使清洗頭離開(kāi)清洗的缸體，從而完成一件缸體的一個(gè)工作循環(huán)。
2.4清洗方案的確定
2.4.1清洗劑的設(shè)選擇
由于液壓油缸內(nèi)壁含有加工產(chǎn)生的各種污染物，例如油污，切屑等。直接靠水清洗無(wú)法清洗干凈，必須在配合清洗機(jī)才能清洗干凈。進(jìn)過(guò)比較市面上的一些清洗劑，決定采用一種高PH的新型水處理清洗劑，此清洗機(jī)專門清除有機(jī)物，污泥以及其他油污，切屑等污染物。
這種高性能的工業(yè)清洗劑具有以下特點(diǎn)：
1、由高性能的聚合物配成
2、在室溫和較高溫度下均高效
3、除了醋酸纖維素膜以外，適合于所有的膜。
4、簡(jiǎn)單的沖洗和重啟系統(tǒng)
5、pH 12±0.5可調(diào)
清洗劑：水基清洗液
清洗介質(zhì)：水
一種高濃度、PH值溫和的部件清洗/防腐蝕劑，在溫和PH值條件下表現(xiàn)最先進(jìn)的清潔性能，不留粉狀殘余物，在常規(guī)操作溫度下，用于清洗機(jī)噴淋時(shí)能保持低泡，能分離出油沫、使其浮于清潔槽表面、以利其液被移除，PH值溫和，清洗后能夠?qū)τ透滋峁┓栏P的功能，對(duì)油缸的安裝有顯著的效果。
2.4.2高壓水射流清洗
超高壓水射流技術(shù)是最近幾年發(fā)展迅速的一種高效技術(shù)，可用于多種途徑，比如清洗和切除。高壓水射流技術(shù)就是利用高壓水泵對(duì)普通水流進(jìn)行加壓處理從而達(dá)到數(shù)百甚至數(shù)千大氣壓， 然后產(chǎn)生的高壓水射流通過(guò)噴嘴處的細(xì)小噴孔噴射出來(lái)一種能量高度集中的水流， 該水流由于流速極快，所以具有極大的沖擊力以及打擊力。由于在加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生毛刺、污染物，這些污染物會(huì)對(duì)機(jī)械零件特別是精密零件產(chǎn)生不良的影響，利用超高壓水射流的強(qiáng)大打擊力可以去除毛刺和污染物，具備其他清除方法無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)，高壓水射流非常適合那些復(fù)雜的機(jī)械零件幾何孔、深孔的去刺以及清洗。高壓水射流清洗技術(shù)是一項(xiàng)具有廣闊前景、效率極高、經(jīng)濟(jì)使用的清洗技術(shù)。
高壓水射流清洗具有以下有點(diǎn)：
1、清洗質(zhì)量好
2、清洗速度快
3、對(duì)環(huán)境無(wú)污染
4、適用范圍廣泛
5、易于機(jī)械化、自動(dòng)化
6、節(jié)能、節(jié)水、清洗成本低
7、在設(shè)備維修中能較好恢復(fù)設(shè)備性能、延長(zhǎng)設(shè)備壽命
2.4.3清洗頭的確定
缸筒內(nèi)的清洗不僅要求在軸向上反復(fù)刷洗，必須在徑向上也要旋轉(zhuǎn)刷洗，這樣菜能確保缸筒內(nèi)孔的清潔質(zhì)量。不同的缸徑，其中心高也要可調(diào)，保證刷頭與內(nèi)孔的同軸度。探管旋轉(zhuǎn)由擺線針輪減速電機(jī)，萬(wàn)向節(jié)連接帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。在空心長(zhǎng)軸尾部安裝清洗尼龍刷，在清洗尼龍刷的中間處設(shè)有噴水孔，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與刷洗同時(shí)進(jìn)行的動(dòng)作（如圖2-2）。
圖2-2 清洗頭結(jié)構(gòu)
2.4.4工作臺(tái)設(shè)計(jì)
工作臺(tái)基本構(gòu)造是由面板和支撐部分組合而成。工作臺(tái)材質(zhì)大都采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板制作而成，外表經(jīng)過(guò)靜電噴涂處理，從而使工作桌框架牢固平穩(wěn)，均勻承重大。而且由于水平臺(tái)的表面經(jīng)過(guò)了特殊處理,具備防止腐蝕，增強(qiáng)沖擊力能力，不易使工作臺(tái)變形，提高工作臺(tái)的使用壽命。由于工作臺(tái)的組合形式不同，工作臺(tái)一般由桌式工作臺(tái)、柜式工作臺(tái)和平臺(tái)式工作臺(tái)這三種構(gòu)成。由于平臺(tái)式工作臺(tái)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單且敦實(shí)的特點(diǎn)，根據(jù)油缸清洗機(jī)的機(jī)構(gòu)方案決定選用平臺(tái)式工作臺(tái)。由于油缸清洗機(jī)的工作流程是由右邊移動(dòng)到左邊，所以工作臺(tái)采用x-y工作臺(tái)。
圖2-3 工作臺(tái)
2.5 內(nèi)壁清洗時(shí)的工作介紹
由于液壓油缸在加工過(guò)程中含有大量的毛刺、切屑、灰塵、焊渣和油漆等污染物，為了使油缸能夠更穩(wěn)定的工作，需要對(duì)油缸內(nèi)壁進(jìn)行清洗。由于待洗油缸的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，要想清洗干凈，需要進(jìn)行特殊清理。以水基清洗劑作為清洗液體，通過(guò)高壓水射流的沖擊力和尼龍刷頭進(jìn)行刷洗，清洗缸筒內(nèi)腔。（如圖2-4）。內(nèi)壁清洗選用刷頭和噴淋結(jié)合清洗，刷頭可以保證把一些粘在內(nèi)壁上的切屑、灰塵、等污染物洗刷干凈，然后用洗刷頭內(nèi)的高壓水射流一邊刷一邊沖洗干凈。長(zhǎng)缸筒內(nèi)孔的清洗不僅要求在軸向上反復(fù)刷洗，必須在徑向上也要旋轉(zhuǎn)刷洗，這樣才能確保缸筒內(nèi)孔的清潔質(zhì)量。
圖2-4 內(nèi)壁清洗
2.6 外壁清洗方案的確定
1、同內(nèi)壁清洗一樣，使用刷頭加高壓水射流沖洗
2、直接使用高壓水射流清洗
因外壁不需要進(jìn)行工作，防止刷頭的毛刷在刷洗外壁時(shí)損壞，從而增加成本，所以對(duì)外壁只進(jìn)行高壓水射流沖洗。外壁清洗方案有高壓噴頭、基座和空心長(zhǎng)軸等組成。（見(jiàn)圖2-5）
圖2-5 外壁清洗
3 液壓系統(tǒng)
3.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1.1總體設(shè)計(jì)
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是了對(duì)液壓油缸進(jìn)行清洗，而液壓油缸又由于是管狀物體，所以在清洗油缸內(nèi)壁時(shí)需要由液壓油缸的管口進(jìn)入管底，那么就需要有進(jìn)給裝置讓液壓待洗油缸緩慢進(jìn)給，這樣的進(jìn)給裝置雖然可以由電機(jī)來(lái)控制但是由于電機(jī)存在著一定的不穩(wěn)定性，它控制的進(jìn)給過(guò)程中可能存在著速度的不均勻性和水平方向的上下震動(dòng)這樣不利于油缸的清洗，和對(duì)液壓油缸清洗部件造成損壞。而液壓系統(tǒng)控制的進(jìn)給裝置能很好的解決速度的不均勻性和水平方向的上下震動(dòng)，因此本設(shè)計(jì)選擇液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，油缸清洗時(shí)清洗機(jī)的清洗頭進(jìn)入待洗油缸清洗時(shí)的進(jìn)給系統(tǒng)。
液壓系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源是由電機(jī)提供的電能，然后通過(guò)液壓泵的工作原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油壓力推進(jìn)的能量系統(tǒng)。液壓油的流動(dòng)方向是由液壓油流量通過(guò)控制各種閥門而實(shí)現(xiàn)的，然后使液壓油缸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，然后在不同的沖程中，以及不同的運(yùn)動(dòng)方向下，順利完成各種設(shè)備需要的動(dòng)作。由于液壓系統(tǒng)的多樣性以及穩(wěn)定性，高效性，所以越來(lái)越多的生產(chǎn)部門都有液壓系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行，而且先進(jìn)的設(shè)備，其液壓系統(tǒng)所占的部分就越多。
3.1.2液壓傳動(dòng)原理
1快速進(jìn)給：當(dāng)按下開(kāi)關(guān)時(shí)二位四通電磁換向閥（4）通電泵（1）輸出的壓力油進(jìn)入液壓油缸（7）左腔，右腔油液經(jīng)行程節(jié)流閥（3）、二位四通電磁換向閥（4）左位流回郵箱，活塞向右快速運(yùn)動(dòng)。
2工作進(jìn)給：當(dāng)活塞右行到設(shè)計(jì)好的位置時(shí)與活塞相連的運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊（6）壓下行程閥（3）的觸頭，使節(jié)流閥的開(kāi)口減小，這樣就使油缸的回油速度變慢活塞速度變慢進(jìn)行工作進(jìn)給。
3 快速退回：當(dāng)工作進(jìn)給結(jié)束后活塞上的設(shè)計(jì)的擋塊壓上行程開(kāi)關(guān)（8），此時(shí)開(kāi)關(guān)（8）發(fā)信號(hào)使換向閥（4）電磁鐵斷電使（4）回到之前的位置而擋塊壓著節(jié)流閥（3）壓力油就經(jīng)過(guò)單向閥（5）進(jìn)入油缸（7）右腔。活塞快速向左退回。
圖3-1 行程節(jié)流閥的速度切換圖
1—泵；2—溢流閥；3—行程節(jié)流閥；4—二位四通換向閥；
5—單向閥；6—行程擋塊；7—液壓油缸；8—行程開(kāi)關(guān)
3.1.3各原件的作用
1 動(dòng)力元件：（液壓泵）是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能（表現(xiàn)為壓力、流量）的裝置，其作用是為液壓系統(tǒng)提供壓力油，是系統(tǒng)的能量來(lái)源，液壓系統(tǒng)的動(dòng)力就是由動(dòng)力元件提供。
2 節(jié)流閥：節(jié)流閥是由于節(jié)流截面或節(jié)流長(zhǎng)度發(fā)生改變從而造成流體流量被控制的閥門。節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)形成單向節(jié)流閥。并且節(jié)流閥沒(méi)有液體流量負(fù)反饋功能，負(fù)載變化所產(chǎn)生的速度不穩(wěn)定是無(wú)法補(bǔ)償?shù)模灾荒苡糜谪?fù)載變動(dòng)程度不大或者對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合下使用。
3 普通單向閥：使液壓油液只能按照給定的特定方向流動(dòng)，如果想進(jìn)行反方向流動(dòng)則被截止的方向閥。
圖3-2單向閥
4 換向閥：換向閥是利用閥芯在閥體孔內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使液壓油路接通或切斷而改變液壓油流動(dòng)方向的閥。
5 溢流閥：在溢去系統(tǒng)中多余的油液的同時(shí)使液壓泵的供油壓力得到調(diào)整并保持基本穩(wěn)定的閥。
溢流閥一般有兩種結(jié)構(gòu)：1、直動(dòng)型溢流閥 。2、先導(dǎo)式溢流閥。
液壓滑臺(tái)是由滑臺(tái)、滑座和油缸這三部分構(gòu)成?；_(tái)如果需要在滑座上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),是需要借助于壓力油通入固定在滑臺(tái)下的油缸前腔或后腔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)的。
1,滑臺(tái):滑臺(tái)裝在滑座的矩形或山形導(dǎo)軌上。不論采用那一種導(dǎo)軌,滑臺(tái)都采用
這種結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明:去掉鑲條,改進(jìn)了滑臺(tái)體的加工工藝性能,同時(shí)調(diào)整也較為簡(jiǎn)便。
2.滑座:液壓滑臺(tái)用的滑座有兩種結(jié)構(gòu)不同的導(dǎo)軌:一種是矩形導(dǎo)軌,另一種是
山形導(dǎo)軌。采用兩種導(dǎo)軌主要是為了改善導(dǎo)軌受力情況,滑臺(tái)設(shè)計(jì)如圖3-3
圖3-3滑臺(tái)示意圖
3.2油缸的設(shè)計(jì)
油缸即液壓油缸，液壓油缸是指活塞有效面積和輸出力與兩邊的壓力差形成正比的直線運(yùn)動(dòng)式執(zhí)行元件。是一種將液壓能轉(zhuǎn)邊成機(jī)械能的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在液壓油缸的流體中流量和壓力的輸出，輸入具有一種直線方向的速度和力的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。由于活塞是做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以活塞的運(yùn)動(dòng)行程是有限的。液壓油缸是一種將液壓油的液壓能轉(zhuǎn)換成線性機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。液壓油缸基本組成上都是由油缸蓋和油缸筒，活塞和活塞桿，緩沖裝置和密封裝置等機(jī)構(gòu)組成。緩沖裝置與排氣裝置視詳細(xì)工作場(chǎng)合而定，其余裝置則必不可少，缸筒由于是液壓油缸的主要機(jī)構(gòu)，所以其內(nèi)孔的加工工藝一般采用鉸孔、鏜削、滾壓等精密工藝制造而成，要求表面粗糙度介于0.1~0.4um，為了活塞及其密封件、支承件能夠平滑的進(jìn)行滑動(dòng)，從而保證密封的效果，減少機(jī)構(gòu)之間的損耗；缸筒因?yàn)槌惺艿囊簤毫^大，為了保護(hù)缸筒不受破壞，所以缸筒必需具備足夠的強(qiáng)度和剛度，防止產(chǎn)生破壞的情況。缸筒一般采用圓通結(jié)構(gòu)，如圖3-6所示
圖3-6 缸筒的結(jié)構(gòu)
3.2.1油缸參數(shù)的確定
右眼液壓系統(tǒng)必須完成從工件加緊→工作臺(tái)快進(jìn)→工進(jìn)→工作臺(tái)換向快退到工件松開(kāi)完整工作循環(huán)要求。根據(jù)工作要求自定義其工作臺(tái)工作時(shí)進(jìn)給速度為v1=0.05m/s，快退時(shí)的速度為v2=0.08m/s。工作行程為2m，液壓系統(tǒng)換向時(shí)間為0.05s，通過(guò)水平導(dǎo)軌裝置滑動(dòng)，摩擦系數(shù)f=0.1。待洗油缸500kg，材料用無(wú)縫鋼管。
3.2.2液壓油缸工作壓力的確定
液壓油缸需要承受的負(fù)載包含有效的工作壓力負(fù)載、摩擦阻力和慣性力等。液壓油缸工負(fù)載的大小決定其工作壓力。對(duì)于在不同用途的液壓設(shè)備，由于其設(shè)備存在不同的工作條件，所以采取的壓力范圍也不同。由于其工作時(shí)要帶動(dòng)整個(gè)移動(dòng)主架移動(dòng)，清洗機(jī)的移動(dòng)主架總重量大約為60KN，動(dòng)摩擦系數(shù)大約為0.3，換向的工夫?yàn)?.05s，
根據(jù)油缸的設(shè)計(jì)要求可知其工作最大負(fù)載：
（3.1）
F工=6KN，用一個(gè)油缸來(lái)分擔(dān)， F=6KN。
3.2.3 速比 （φ）
速比是指活塞桿縮回v2與伸出的速度v1之比。
表3.1 速比φ
工作壓力/MPa
p≤10
10＜p＜20
p＞20
速比φ
1.33
1.46～2
2
由表3.1可知：10MPa＜p＜20MPa ，則取p=12MPa。
3.2.4 液壓油缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定
液壓油缸的內(nèi)徑D根據(jù)液壓油缸的總負(fù)載了力F和工作壓力p來(lái)計(jì)算，
即：
查《液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》中（GB2348-80）?。?
D=100mm
所以其活塞桿直徑可以根據(jù)以下公式計(jì)算，
即：查《液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》中（GB2348-80）?。?
d=63mm
活塞桿直徑d的強(qiáng)度校核：
式中：F——液壓油缸的負(fù)載力；
——活塞桿材料的許應(yīng)用力，
常用液壓油缸材料的許用應(yīng)力[σ]:
無(wú)縫鋼管為100～110MPa，
鍛鋼為100～120MPa，
鑄鋼的為100～110MPa，
鑄鐵為60MPa。
===110MPa，抗拉強(qiáng)度=220MPa, n為安全系數(shù)所以取n=2.即適宜活塞桿的強(qiáng)度。
活塞桿大部分是采用35、45鋼加工而成。不過(guò)對(duì)于有些沖擊振動(dòng)很大的活塞桿，為了保證安全性，也可以采用55鋼或40Cr鋼。方法加工可以采用冷拉棒材的處理方案，可以大大降低材料的加工余量，甚至不需要進(jìn)行材料的加工。選用冷拉棒材式的耐蝕性不銹鋼活塞桿[15]。
3.2.5其它部位尺寸的確定
導(dǎo)向長(zhǎng)度：H=+=20
2000
+2
100
=150mm（L為液壓油缸最大行程）
活塞寬度B=(0.6——1.6)D=（60——160，取活塞寬度B=mm。
有缸蓋滑動(dòng)支承面長(zhǎng)度A=(0.6——1.0)d=(37.8——63）（D＜150mm）取A=40mm
3.2.6液壓油缸壁厚的確定
液壓油缸的強(qiáng)度條件來(lái)決定了液壓油缸的壁厚，對(duì)于工程機(jī)械的液壓油缸，一般采用無(wú)縫鋼管加工而成，由于鋼管大多都是薄壁圓筒的結(jié)構(gòu)，所以薄壁厚度的計(jì)算可以按照薄壁圓筒的公式來(lái)得出
式中： ——液壓油缸壁厚(m)；
——液壓油缸內(nèi)徑(m)；
——試驗(yàn)壓力，取1.5P（MPa）；
——缸筒材料的許用應(yīng)力， 取110MPa；
，取=16㎜
所以液壓油缸外徑D1=232㎜。
3.2.7 缸筒長(zhǎng)度L
缸筒長(zhǎng)度L是根據(jù)工作最大行程長(zhǎng)度加上各種構(gòu)造需求的長(zhǎng)度來(lái)確定，即：
L=l+B+A+M+C
式中：l為活塞的最大任務(wù)行程；B為活塞的寬度，大概為(0.6-1)D;A為活塞桿的導(dǎo)向長(zhǎng)度，取(0.6-1.5)D;M為活塞桿的密封長(zhǎng)度，由密封方案決定；C為其他長(zhǎng)度。L=2000+150+100+M+C
由液壓油缸的最大行程、活塞寬度、活塞桿的導(dǎo)向套長(zhǎng)度、活塞桿的密封長(zhǎng)度和特殊要求的其余長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行確定，為了降低加工難度，一般液壓油缸缸體均為內(nèi)徑的20-30倍。所以液壓油缸的缸體長(zhǎng)度為2400mm。
對(duì)于選擇缸筒材料和毛坯，主要是對(duì)機(jī)械性能的考慮，此外還需要統(tǒng)籌它的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。液壓油缸筒常用的加工材料和毛坯有以下幾種：
① 無(wú)縫鋼管 無(wú)縫鋼管作缸筒毛胚由于具有加工余量小，工藝性能好，產(chǎn)品準(zhǔn)備周期短等優(yōu)點(diǎn)，一般在大批量的加工中采用。大部分的標(biāo)準(zhǔn)液壓油缸均使用無(wú)縫鋼管作為缸筒毛胚?；旧鲜褂谜{(diào)質(zhì)的45號(hào)鋼。在焊接使用時(shí)，需要考慮焊接性能，所以一般選用焊接性能較好的鋼材。
② 卷焊管 卷焊管主要用于薄壁低壓液壓油缸的加工，一般使用20~35號(hào)鋼。不過(guò)這種管道由于需要它具備較高的焊接技術(shù)以及擁有完善的探傷、質(zhì)量鑒定措施從而不是被大批量的采用。
③ 鑄件 對(duì)于形狀復(fù)雜的缸筒毛坯需要采用鑄造才能獲得，鑄件具有機(jī)械加工工藝性好，生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)由于子啊鑄造過(guò)程中容易出現(xiàn)氣孔、疏松、偏析、砂眼等鑄造缺陷，所以是鑄造的廢品率較高。
針對(duì)本設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)運(yùn)用于行程較遠(yuǎn)對(duì)缸筒壓性能要求高，材料選用45鋼，并調(diào)質(zhì)到241～285HB,缸體為避免產(chǎn)生腐蝕和提高工件使用壽命，所以在內(nèi)徑的表面鍍一層0.03至0.04mm左右厚度的硬鉻，再對(duì)缸體進(jìn)行拋光處理，缸體外涂耐蝕油漆。
3.3輔助元件
3.3.1管道
在液壓傳動(dòng)裝置中，一般有以下幾種管道可供選擇，例如鋼管、銅管、膠管、尼龍管、以及塑料管等。管道材料的選擇不僅用根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作的安全可靠性、流暢性還有安裝合理性、維修方便性等方面也有重要的影響。由于本液壓要求的選用管道不僅需要承受高壓，而且需要價(jià)格相比其他材料較低并且耐油、抗腐蝕和剛性都較好，因此管道選用無(wú)縫鋼管。無(wú)縫鋼管的一般8～16MPa，在本設(shè)計(jì)中選10MPa。
3.3.2油管厚度
油管計(jì)算公式為:
(m) （3.1）
式中，
q——通過(guò)油管的流量m3/s；
v——流速。
對(duì)于吸油管，v＜1～2(m/s),對(duì)于壓油管， ≤3～6（m/s）,壓力高、管道或油的黏度小時(shí)取達(dá)值，反之取小。局部或特殊情況可取≤10（m/s）；對(duì)回油管，≤1.5～2.5（m/s）。吸油管d：計(jì)算其最大值取
v管=1m/s
D=200mm，v2=0.08m/s。
（3.2）
（3.3）
q=A1*v1=A2*v管==0.002512
算出： d=56mm，由表2-2選d=65
壓油管d：計(jì)算其最大值
v管=3m/s
（3.4）
（3.5）
q=A1*v1=A2*v管==0.002512
d=29mm，由表2-2選d=32
回油管：計(jì)算其最大值
v管=2m/s
（3.6）
（3.7）
q=A1*v1=A2*v管==0.002512
d=40mm，由表2-2選d=40
3.3.3油管厚度
通過(guò)計(jì)算出管道的內(nèi)徑后可查表得到其他相應(yīng)的數(shù)據(jù)，查表3.2可知
表3.2 鋼管外徑、外徑、公稱壓力、推薦流量表
鋼管外徑（mm）
公稱壓力
（MPa）
推薦管路通過(guò)流量
L/min
≤2.5
≤8
≤16
≤25
≤31.5
管子厚度
（mm）
3
1
1
1
1
1.4
0.63
32
2
2.5
4
5
6
250
40
2.5
3
4.5
5.5
7
400
65
3.5
4.5
6
8
10
1000
由上表可知吸油管厚6mm，壓油管4.5mm，回油管4mm
4 清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)
4.1內(nèi)壁清洗部件選擇
油缸清洗機(jī)內(nèi)壁清洗采用清洗頭進(jìn)行清洗，該清洗頭運(yùn)行穩(wěn)定，其流速、壓降、打擊力等參數(shù)非常穩(wěn)定，去刺質(zhì)量與清除效率大幅提高，現(xiàn)就該清洗頭的基本性能做一介紹。
1）流速與打擊力
目前，清洗頭的壓力為 50 MPa，流量 16 L ／ min，噴 嘴直徑 0．5 mm（有時(shí)候需要調(diào)整噴嘴直徑），分別依據(jù) 速度、打擊力公式有：
vj =10Q/Ao
其中：Ao= π 4 z Σi=1 d2 i
式中：vj——水射流的噴速，m/s；
Q——通過(guò)噴頭的流體總流量，L/s；
Ao——噴嘴出口的橫截面積，cm2 ；
di——噴嘴的直徑，cm。
代入數(shù)據(jù)，可得 vj=1 375 m/s。 Fj = ρQ2 100Ao
式中：Fj——水射流沖擊力，kN；
ρ——流體密度，g/cm3 。
代入數(shù)據(jù)得 Fj=370 N， 該清洗頭擁有很快的水流 速度與較大的打擊力。
2）清洗效率
清除效率與機(jī)床導(dǎo)軌的線速度、零件大小、裝夾方式、工作臺(tái)大小、清洗方式等條件有關(guān)。
4.2外壁清洗參數(shù)
由于液壓油缸在加工過(guò)程中，外壁上存在一些毛刺、切屑、灰塵、焊渣和油漆等污染物。所以就需要對(duì)外壁進(jìn)行清洗，經(jīng)過(guò)清洗方案分析，決定對(duì)外壁采用高壓水射流噴淋系統(tǒng)清洗。如圖所示，外壁清洗裝置有箱體、空心管、噴頭等部分組成。其中箱體提供清洗劑，流經(jīng)空心管，在噴頭處噴出對(duì)待洗油缸外壁進(jìn)行清洗。(圖4-1)
4-1外壁清洗機(jī)構(gòu)
4.3軸的力學(xué)分析
空性長(zhǎng)軸的工作長(zhǎng)度為2.1m外徑R65mm，內(nèi)徑為30mm，并與清洗頭相連。當(dāng)工作時(shí)空心長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)速設(shè)為300r/min。傳動(dòng)功率為60kw。
軸的傳動(dòng)方程：
（N·m） (4.1)
式中：
Nk——為輸出功率，單位kW；
N——為傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，單位r/min；
M——為作用于傳動(dòng)軸的力偶距，單位N·m。
由式（4-1）有
=1910(N·m)
軸的扭矩為：
T（x）=m=1910（N·m）
軸的橫截面積的切應(yīng)力為：
（x，r）=T（x）r/Ip (4.2)
式中，
Ip = ——稱為極慣性矩，
T（x）——為扭矩，r半徑。
（x，r）——為切應(yīng)力。
圓周截面由于有實(shí)心和空心兩種：
Ip=πD4/32 （實(shí)心圓軸） (4.3)
Ip=πD4/[32 (1-α4)]（空心圓軸） (4.4)
式中，
D——是圓軸的外徑，
α=d/D——是空心長(zhǎng)軸內(nèi)外徑之比。
由于本設(shè)計(jì)是用空心長(zhǎng)軸所以用式(4.4)
Ip=420557.378mm4
Wp稱為抗扭截面系數(shù)
Wp=πD4/32 （實(shí)心圓軸） (4.5)
WpπD4/[32 (1-α4)]（空心圓軸） (4.6)
則
（x，r）=| T（x）/Wp（x）| (4.7)
由式(4.6)得
Wp=40954.89mm3
由式(4.7)算的max=46.3Mpa
2圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)即不伸長(zhǎng)也不縮短，只是橫截面繞軸線彼此之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就是圓軸的變形。
則圓軸的兩端相對(duì)轉(zhuǎn)角為：
（4-8）
式中，l是圓軸的長(zhǎng)度。GIp稱為圓軸的抗扭剛度。材料相對(duì)切變模量如表4.2
序號(hào)
材料名稱
彈性模量/E/pa
切變模量/ G/ Gpa
1
合金鋼
260
79.38
2
碳鋼
196~206
79
3
鑄鋼
172~202
~
4
球墨鑄鐵
140~154
73~76
5
灰鑄鐵、白口鑄鐵
113~157
44
6
冷拔純銅
127
48
7
8
軋制純銅
軋制錳青銅
108
108
39
39
表4.2材料對(duì)應(yīng)的彈性模量
根據(jù)要求可知空心長(zhǎng)軸材料為碳鋼，由表4-2可知其切變模量為79Gpa由此可由以下公式計(jì)算得，
單位長(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角度來(lái)度量圓軸的扭轉(zhuǎn)變形程度，
≤[?](。/m) (4.9)
由式(4-9)算得
=0.329。/m
其變化范圍在（0～2）。之間滿足設(shè)計(jì)要求。
5 總結(jié)與體會(huì)
5.1總結(jié)
通過(guò)對(duì)油缸清洗機(jī)的大體介紹,我想各位對(duì)我的設(shè)計(jì)方案有了相對(duì)系統(tǒng)的理解,本清洗機(jī)結(jié)合了現(xiàn)有的同類清洗機(jī)的一些設(shè)計(jì)要點(diǎn),在設(shè)計(jì)上主要從清洗機(jī)的構(gòu)造上進(jìn)行改造,對(duì)現(xiàn)有的清洗機(jī)類型進(jìn)行分析,機(jī)構(gòu)決定采用臥式清洗機(jī)構(gòu),液壓系統(tǒng)帶動(dòng)待洗油缸左右運(yùn)動(dòng),電機(jī)驅(qū)動(dòng)清洗刷旋轉(zhuǎn)清洗以增大清洗的清潔度。由于采用液壓系統(tǒng)的進(jìn)給方式,可以提高待洗油缸進(jìn)入的穩(wěn)定性以提高清洗效率,使得操作性更好。不過(guò)由于對(duì)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)不足,免不了在有些設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇上不夠合理,計(jì)算不夠準(zhǔn)確,但是最重要的是可以通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),了解到一個(gè)完整的設(shè)計(jì)所需要經(jīng)歷的過(guò)程。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程較為艱難,但是在導(dǎo)師和同學(xué)的鼎力幫忙指導(dǎo)下還是克服了重重難關(guān),最終在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),這就是我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲最大的方面。
5.2設(shè)計(jì)體會(huì)
通過(guò)這三個(gè)多月的努力,總算是規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),順利的完成了大學(xué)生涯的最后一次設(shè)計(jì),為本人的大學(xué)四年生涯畫(huà)上了一個(gè)圓滿的句號(hào)。這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成,是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用,也是為結(jié)業(yè)之后走上工作崗位,順利適應(yīng)未來(lái)工作任務(wù)的一次重要試練。經(jīng)過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),我理解到了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)進(jìn)程中所必需的經(jīng)過(guò)的幾個(gè)階段以及每個(gè)階段必須經(jīng)歷什么樣的工作過(guò)程,一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從最初的課題選擇到最后面論文的發(fā)表都不是那么容易的一件事。
參考文獻(xiàn)
[1]劉俊，秦臻. 高壓水射流清洗作業(yè)中噴嘴的設(shè)計(jì)原理和選型依據(jù). 2007年第5期.?
[2]宋波. 高壓水射流清洗機(jī)噴槍設(shè)計(jì). 2005年第4期.?
[3]許福玲，陳堯明. 液壓與氣壓傳動(dòng). 機(jī)械工業(yè)出版社.
[4]楊利平 . 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì) . 化學(xué)工業(yè)出版社
[5]劉紹英，朱達(dá)晟，泵與原動(dòng)機(jī)選用手機(jī).中國(guó)石化出版社.
[6]郭書(shū)君. 電控式配水系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究與實(shí)現(xiàn)
[7]王剛. 清洗機(jī)列的設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇 2008年第3期
[8]成大先，王德夫，姬奎生. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 第四版. 第四卷. 化學(xué)工業(yè)出版社
[9]第二版，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)5 機(jī)械工業(yè)出版社
[10]成大先主編， 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(減（變）速器，電機(jī)與電器）.化學(xué)工業(yè)出版社
[11]吳永平，姚懷新. 工程機(jī)械設(shè)計(jì). 人民交通出版社
[12]周開(kāi)勤主編， 機(jī)械零件手冊(cè). 高等教育出版社，1994?年
[13]鄧興中主編， 機(jī)電傳動(dòng)控制.華中科技大學(xué)出版社，2001年
[14]孫恒，陳作模，機(jī)械原理[M] .高等教育出版社，1999年
[15]史美堂，金屬材料[M] .上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996年
[16]萵延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004年
[17]艾小洋.中國(guó)工業(yè)清洗領(lǐng)域的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)代制造，2004（2）：58-60
[18]李堯忠.軸承清洗機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)，2009（7）：11-14
[19]李玉剛，吳欲璇，王宇等.油缸清洗機(jī).中國(guó)專利.102389883A.2012-03-28
[20]梁治齊.實(shí)用清洗技術(shù)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2000年
[21]周燕輝.HCC1000數(shù)控高壓清洗機(jī)清洗頭的設(shè)計(jì)2012年
[22]周燕輝.50MPa超高壓數(shù)控清洗頭的設(shè)計(jì) 2014年
[23]吳連杰.基于超聲波的自動(dòng)清洗機(jī)設(shè)計(jì) 2013年
致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在緊張的備戰(zhàn)中完成了，心中感慨萬(wàn)千。回首大學(xué)的四年，有成功的喜悅，也有失敗的無(wú)奈，一路走來(lái)，感謝身邊一直有那么多的師長(zhǎng)，親人，同學(xué)的幫助和鼓舞，沒(méi)有他們我不能完成那么多是事情，希望在此表示我深深的感恩之情。
本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師張翔院長(zhǎng)的悉心指導(dǎo)下順利完成的，不管是從最初的論文的課題的選擇到論文框架的設(shè)計(jì)，還是最后面修正定稿，張老師都為我花了大量的心血。導(dǎo)師豐富的理論修養(yǎng)，深厚的實(shí)踐知識(shí)，開(kāi)拓了我的視野，使我的實(shí)踐得到打打的提高。導(dǎo)師對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提出了許多寶貴的意見(jiàn)，在我迷茫的時(shí)候?yàn)榱酥敢较颍刮以谕瓿僧厴I(yè)設(shè)計(jì)有了目標(biāo)和方向。在這里表示我感謝。
此外，在這四年學(xué)習(xí)生涯中，我還得到了學(xué)院里許許多多老師的幫助，在生活和學(xué)習(xí)上也得到了各位同學(xué)的關(guān)心和幫助，在這里向曾經(jīng)給予過(guò)我?guī)椭娜酥乱哉\(chéng)摯的謝意。
在此特別感謝我的父母和親朋好友，是他們給予我大力關(guān)懷以及支持使我能夠順利完成四年學(xué)業(yè)的動(dòng)力。
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