0022-腳踏式液壓拆卸壓力機設(shè)計【優(yōu)秀含6張CAD圖+說明書+文獻(xiàn)翻譯 +文獻(xiàn)綜述】

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第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間,才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機床中有30%應(yīng)用了液壓傳動。應(yīng)該指出,日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近20多年。在1955年前后,日本迅速發(fā)展液壓傳動,1956年成立了“液壓工業(yè)會”。近20～30年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，屆世界領(lǐng)先地位。 1.2目前情況及發(fā)展趨勢 液壓技術(shù)是實現(xiàn)現(xiàn)代化穿動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。世界液壓元件的總銷售額為350億美元。據(jù)統(tǒng)計，世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占機械工業(yè)產(chǎn)值的2%～3.5%，而我國只占1%左右，這充分說明我國液壓技術(shù)使用率較低，努力擴大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景[1]。液壓氣動技術(shù)具有獨特的優(yōu)點，如:液壓技術(shù)具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實現(xiàn)直線運動等優(yōu)點；氣動傳動具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動控制系統(tǒng)。因此，液壓氣動技術(shù)廣泛用于國民經(jīng)濟各部門。但是近年來，液壓氣動技術(shù)面臨與機械傳動和電氣傳動的競爭，如：數(shù)控機床、中小型塑機已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部分取代液壓傳動。其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護性差等缺點。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動技術(shù)的優(yōu)點，克服缺點，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴大應(yīng)用領(lǐng)域，同時降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關(guān)鍵。 1.2.1液壓產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢 由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高科技成果，如：自控技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、可靠性及新工藝新材料等，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使產(chǎn)品的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，走向21世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進和擴展，不斷擴大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。其主要的發(fā)展趨勢將集中在以下幾個方面。 1.2.2減少損耗，充分利用能量 液壓技術(shù)在將機械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換過程中，總存在能量損耗。為減少能量的損失，必須解決下面幾個問題：減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失；減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量；采用靜壓技術(shù)和新型密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)、二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。 1.2.3泄漏控制 泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對系統(tǒng)的侵害兩個方面。今后，將發(fā)展無泄漏元件和系統(tǒng)，如發(fā)展集成化和復(fù)合化的元件和系統(tǒng)，實現(xiàn)無管連接，研制新型密封和無泄漏管接頭，電機油泵組合裝置等。無泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之一。 1.2.4污染控制 過去，液壓界主要致力于控制固體顆粒的污染，而對水、空氣等的污染控制往往不夠重視。今后應(yīng)重視解決：嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的污染，發(fā)展封閉式系統(tǒng)，防止外部污染物侵入系統(tǒng)；應(yīng)改進元件和系統(tǒng)設(shè)計，使之具有更大的耐污染能力。同時開發(fā)耐污染能力強的高效濾材和過濾器。研究對污染的在線測量；開發(fā)油水分離凈化裝置和排濕元件，以及開發(fā)能清除油中的氣體、水分、化學(xué)物質(zhì)和微生物的過濾元江及檢測裝置。 1.2.5主動維護 開展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測，實現(xiàn)主動維護技術(shù)。必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強專家系統(tǒng)的開發(fā)研究，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識庫，并利用計算機和知識庫中的知識，推算出引起故障的原因，提出維修方案和預(yù)防措施。要進一步開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，開發(fā)液壓系統(tǒng)自補償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自校正，在故障發(fā)生之前進行補償，這是液壓行業(yè)努力的方向。 1.2.6機電一體化 機電一體化可實現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，充分發(fā)揮液壓傳動出力大、慣性小、響應(yīng)快等優(yōu)點，其主要發(fā)展動向如下：液壓系統(tǒng)將有過去的電液開發(fā)系統(tǒng)和開環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng)，同時對壓力、流量、位置、溫度、速度等傳感器實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；提高液壓元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更適應(yīng)機電一體化需求，發(fā)展與計算機直接接口的高頻，低功耗的電磁電控元件；液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油污染度等數(shù)值將實現(xiàn)自動測量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電控液壓泵，可實現(xiàn)液壓泵的各種調(diào)節(jié)方式，實現(xiàn)軟啟動、合理分配功率、自動保護等；借助現(xiàn)場總線，實現(xiàn)高水平信息系統(tǒng)，簡化液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、爭端和維護[4]。 1.2.7液壓CAD技術(shù) 充分利用現(xiàn)有的液壓CAD設(shè)計軟件，進行二次開發(fā)，建立知識庫信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計-制造-銷售-使用-設(shè)計的閉環(huán)系統(tǒng)。將計算機防真及適時控制結(jié)合起來，在試制樣機前，便可用軟件修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計效果。下一個目標(biāo)是，利用CAD技術(shù)支持液壓產(chǎn)品到零不見設(shè)計的全過程，并把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起建立集成計算機制造系統(tǒng)（CIMS），使液壓設(shè)計與制造技術(shù)有一個突破性的發(fā)展[5]。 1.2.8新材料、新工藝的應(yīng)用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。為了保護環(huán)境，研究采用生物降解迅速的壓力流體，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水等介質(zhì)替代礦物液壓油。鑄造工藝的發(fā)展，將促進液壓元件性能的提高，如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用，可優(yōu)化元件內(nèi)部流動，減少壓力損失和降低噪聲，實現(xiàn)元件小型化。 2 總體方案設(shè)計 本裝置由三大部分組成：支架部分、壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。壓力拆卸機的執(zhí)行元件是平移液壓缸，拆卸機的固定裝置是由一個可在導(dǎo)軌上移動的固定臺和與螺釘連接的一個平移液壓缸組成，將液壓缸的前端置于固定臺上。采用腳踏壓力裝置來提供具有一定壓力的液壓油，再由液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換成活塞桿的作用力，作用于軸完成軸承的拆卸與安裝。液壓缸的上下運動方向的改變通過換向閥來實現(xiàn)，單向閥主要來完成液壓油的單向流動，實現(xiàn)小液壓缸的吸油壓油。 工作原理示意圖如圖2.1所示： 圖2.1 壓力機原理簡圖 2.1 初選系統(tǒng)工作壓力 壓力的選定要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟；反之，壓力選的太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、機制精度也要求較高，必然要提高設(shè)備成本。一般來說，對于固定的的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選的低一些。本次設(shè)計是行程為90mm、公稱壓力1000kg左右的腳踏式液壓腳踏式液壓拆卸壓力機的設(shè)計，即載荷為10kN ，按表2.1根據(jù)工作載荷選取工作壓力（MP）： 表2-1 工作壓力系列表 載荷/KN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 >50 工作壓力 <0.8~0.1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5 初選工作壓力為2.5MP。 2.2 液壓缸材料的選擇 2.2.1缸體材料 液壓缸體的常用材料為20、35、45號無縫鋼管。因20號鋼的力學(xué)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，則應(yīng)采用焊接性能較好的35號鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。本次設(shè)計情況下均采用45鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到到241~285HB。 2.2.2 缸蓋材料 液壓缸的缸蓋可以選用35、45號鋼或HT200、HT300、HT350鑄鐵等材料。當(dāng)缸蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時，缸蓋最好選用鑄鐵。本次設(shè)計為固定機械，尺寸與質(zhì)量無特殊要求，缸頭與缸體采用螺釘連接法蘭連接，缸蓋與缸體采用采用焊接形式，其結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量小，使用廣泛。 2.3 活塞材料 液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350）、鋼及鋁合金等，此處選用HT300?；钊c活塞桿連接采用常用的螺紋連接方式，活塞桿與活塞、活塞與液壓缸均采用O型密封圈密封。 2.4 活塞桿材料 活塞桿有實心式和空心式，此壓力機設(shè)計采用材料為45鋼，結(jié)構(gòu)為圓柱實心結(jié)構(gòu)。 2.5 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 為保證活塞桿的準(zhǔn)確行程需采用導(dǎo)向套,導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)向套導(dǎo)向方式。導(dǎo)向套材料為耐磨鑄鐵，導(dǎo)向套與軸的密封件為Yx形，與液壓缸的密封為O形密封圈。在活塞桿端部需安裝密封和防塵結(jié)構(gòu)，防塵采用J形密封圈具體尺寸見機械設(shè)計手冊（第二版）5表43.8—120。 3 液壓缸的尺寸設(shè)計 根據(jù)腳踏式液壓拆卸壓力機的相關(guān)工作參數(shù)，行程在80—100之間，公稱壓力在1000kg左右。為使腳踏省力在滿足工程壓力的前提下液壓缸II盡可能選的小些，液壓缸的相關(guān)設(shè)計參數(shù)如圖3.1所示： 圖3.1 液壓缸示意圖 由于此腳踏式液壓拆卸壓力機回路較短，且直接回油箱，其背壓力可忽略不計，即 3．1液壓缸I的設(shè)計 3.1.1液壓缸類型的選擇 腳踏式液壓拆卸壓力機主要用于用于軸承的拆卸，只需活塞單向運動：根據(jù)機械設(shè)計手冊（5） 表43.6—32 液壓缸的類型，確定液壓缸為單作用活塞式液壓缸。 3.1.2液壓缸主要幾何尺寸的計算 （1）公稱壓力 液壓缸的公稱壓力也稱額定壓力，指液壓能長期工作的最大壓力，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)系列選取壓力為2.5Mp。 （2）效率 ①機械效率，由各運動部件密封處的摩擦阻力的損失造成，通?？扇?，此處取為0.94 ②容積效率，由各密封件泄漏所造成的，通常取活塞密封為彈性體質(zhì)材料，。 ③液壓缸總效率，由機械效率和容積效率組成，總效率。 （3）液壓缸內(nèi)徑的計算 （3.1） — 液壓缸內(nèi)徑 — 液壓缸I推力為10(KN) — 選定的工作壓力2.5（Mp） 求的D=73.63mm，由機械設(shè)計手冊（5）表43.6—26 圓整得D=80mm。 （4）活塞桿直徑的計算 由液壓缸行程在80~100之間，根據(jù)強度要求要求來計算活塞桿直徑。由活塞桿在穩(wěn)定狀態(tài)下，僅承受軸向載荷，活塞桿直徑按簡單的拉、壓強度計算。此時： （3.2） —活塞桿直徑的許用應(yīng)力（Mp）,當(dāng)活塞桿為碳鋼時，； 求得，故活塞桿很易滿足強度要求，為滿足結(jié)構(gòu)要求在按速度比要求來計算活塞桿直徑。根據(jù)表3.1選取速度比： 表3-1 壓力與速度比 工作壓力p/MPa 10 12.5~20 >20 速度比 1.33 1.46;2 2 由工作壓力此處選取。 （3.3） — 活塞桿直徑 — 速度比 — 液壓缸內(nèi)徑 代入得 圓整得 3.1.3液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括缸筒壁厚、油口直徑、缸底厚度、缸頭厚度等，其具體計算步驟如下： （1）缸筒壁厚的計算 對于2.5Mp的低壓系統(tǒng)或時，液壓缸缸筒的厚度一般按薄壁壁筒計算。 （3.4） — 液壓缸缸筒壁厚（m） — 實驗壓力（Mp），工作壓力時，；當(dāng)工作壓力時，； D — 液壓缸內(nèi)徑（m）； — 缸體材料的許用應(yīng)力 — 缸體材料的抗拉強度（MPa）； — 安全系數(shù)，，一般取。 鍛鋼 鑄鋼 鋼管 鑄鐵 綜上求的：，為滿足結(jié)構(gòu)要求取 （2）液壓缸油口直徑計算 液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運動速度和油口最高液流速度而定 （3.5） — 液壓缸油口直徑（m） — 液壓缸內(nèi)徑（m） — 液壓缸最大輸出速度（m/min） — 油口液流速度（m/s） 估算得：=10mm （3）缸底厚度計算 缸底的設(shè)計帶有油孔，其計算公式如下： （3.6） — 缸底厚度（m） — 液壓缸內(nèi)徑（m） — 實驗壓力（MPa） — 缸底油孔直徑（m） 計算得： 取 由于缸底需要大油孔，故根據(jù)結(jié)構(gòu)與連接要求取48mm （4）缸頭厚度的計算 由于在液壓缸缸頭上有活塞桿導(dǎo)向孔，因此其厚度的計算方法與缸底不同。對于常用的法蘭缸頭，其螺釘連接法蘭計算方法如下： （3.7） （3.8） — 法蘭厚度（m） — 法蘭受力總和（N） — 密封環(huán)內(nèi)徑（m） — 密封環(huán)外徑（m） — 系統(tǒng)工作壓力（Pa） — 附加密封力（Pa） — 螺釘孔分布圓直徑（m） — 密封環(huán)平均直徑（m） — 法蘭材料的許用壓力（Pa） 計算得：，取 3.1.4液壓缸I結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計 （1）液壓缸結(jié)構(gòu) 缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋、缸底、油口、等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油液，同時還是活塞運動的軌道。因此，液壓缸要有足夠的強度，并能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)實驗壓力而不至于產(chǎn)生永久變形；內(nèi)表面在活塞密封件的及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作而磨損少，尺寸公差等級和形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性。根據(jù)上面計算可知液壓缸內(nèi)徑為80mm，壁厚6mm。 圖3.2 液壓缸缸體 由機械設(shè)計手冊（第二版）5中標(biāo)準(zhǔn)液壓缸來選取本次液壓缸的油口直徑為10mm，連接油口尺寸為M18×1.5，其結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示。 此液壓缸的的缸頭為螺紋連接，缸蓋為焊接，作為雙作用液壓缸，油孔開在缸壁 和缸蓋處。 （2）液壓缸長度的確定 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。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20 ～30 倍，此處設(shè)計為292mm。 （3）液壓缸體技術(shù)要求 缸體內(nèi)徑采用H8級配合，表面粗糙度Ra為0.32um，需要進行研磨；熱處理為調(diào)質(zhì)，硬度241~285HB；通往油口的的內(nèi)孔口應(yīng)倒角，不允許有飛邊、毛刺，以免刮傷密封件。為便于裝配和不損壞密封件，缸筒內(nèi)孔口應(yīng)倒角15度。在缸筒上焊接油口時必須在半精加工以前進行，以免精加工后焊接而引起內(nèi)孔變形。 3.1.5 液壓缸活塞桿設(shè)計 （1）活塞桿結(jié)構(gòu) 活塞桿有實心桿和空心桿，空心活塞桿的一端，要留出焊接和熱處理時用的通氣孔。本次設(shè)計采用實心式活塞桿，分為四個軸段，軸肩高度根據(jù)結(jié)構(gòu)要求取h=（0.07~0.1）d，其中d為與零件的相配處軸的直徑，軸端螺紋尺寸為M27×2。軸上零件有開口螺母、墊片、密封圈、活塞、導(dǎo)向套、擋圈、防塵圈等。具體機構(gòu)如圖3.3所示： 圖3.3 活塞桿 （2）活塞桿技術(shù)要求 ① 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229~285HB，必要時，在經(jīng)過高頻淬火，硬度達(dá)45~55HRC. ②活塞桿的圓度公差值，按10級精度選取?；钊麠U要在導(dǎo)向套中滑動，一般采用H8/f7配合。太緊了，摩擦力大；太松了，容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損。其圓度公差不大于直徑公差的一半。安裝活塞的軸徑與外圓的同軸度公差不大于0.01mm，可保證活塞桿與外圓的同軸度，避免活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于0.04/mm，以保證活塞安裝時不產(chǎn)生歪斜。 ③活塞桿的圓柱度公差，應(yīng)按8級精度選取。 ④活塞桿的徑向跳動公差為0.01mm。 ⑤活塞桿上的螺紋，由于載荷小，機械振動也比較小，按7級精度加工制造。 ⑥活塞桿上工作表面的粗糙度為Ra0.63um。太滑了，表面形成不了油膜，反而不利于潤滑。為了提高耐磨性和防腐蝕性也可進行鍍锘處理，活塞桿內(nèi)端的卡環(huán)槽、螺紋和緩沖柱塞也要保證與軸線的同心。 圖3.4 活塞結(jié)構(gòu) 3.1.6 活塞結(jié)構(gòu) 由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)運動，因此它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，即不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不緊使最低啟動壓力增大，降低效率，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動配合表面；間隙過大，會引起液壓缸內(nèi)部泄漏，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計性能。其結(jié)構(gòu)形式如圖3.4。 活塞寬度一般為活塞外徑的0.6~1.0倍，此處為70mm。活塞外徑配合一般采用f9，外徑對內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，端面與軸線的的垂直度公差不大于0.04/100mm，外表面的圓度和圓柱度公差不大于外徑公差的一半。 綜上液壓缸Ⅰ的主要參數(shù)如表3.2所示。 表3.2 液壓缸Ⅱ參數(shù) 缸徑 壁厚 活塞桿 油口尺寸 活塞長度 尺寸（mm） 80 6 40 10 70 3.2 液壓缸Ⅱ的設(shè)計 3.2.1液壓缸類型的選擇 腳踏式液壓拆卸壓力機主要用于用于軸承的拆卸，只需活塞單向運動：根據(jù)機械設(shè)計手冊（5） 表43.6—32 液壓缸的類型，確定小液壓缸也為單作用活塞式液壓缸。 3.2.2液壓缸主要幾何尺寸的計算 （1）液壓缸內(nèi)徑的計算 液壓系統(tǒng)中大液壓缸液壓油的壓力為2.5Mp，由于液壓系統(tǒng)中換向閥、單向閥、油路的壓降，小液壓缸的實際油壓稍大。此處估計壓降為0.5MPa，即小液壓缸的油壓為P=3MPa時才能提供大液壓缸2.5MPa的工作壓力。假設(shè)示意圖中為小液壓缸提供的所需推力F為2000N，并以此來求取小液壓缸缸徑。計算如下： 圖3-5 液壓缸受力示意圖 （3.9） —小液壓缸工作壓力 — 小液壓缸所需提供壓力（MPa） — 小液壓缸內(nèi)徑（mm） 綜上代入得：，根據(jù)機械設(shè)計手冊（5）表43.6—26，液壓缸內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列，代入上述公式從新計算得 F=2412N，即腳踏裝置提供給小液壓缸的驅(qū)動力為2412N。 （2）小活塞桿直徑的計算 根據(jù)強度要求要求來計算活塞桿直徑，由活塞桿在穩(wěn)定狀態(tài)下，僅承受軸向拉壓載荷，活塞桿直徑按簡單的拉、壓強度計算。此時： （3.10） —活塞桿直徑的許用應(yīng)力（Mp） 當(dāng)活塞桿為碳鋼時， — 液壓缸所受壓力（N） 求得，故活塞桿很易滿足強度要求，為滿足結(jié)構(gòu)要求在按速度比要求來計算活塞桿直徑。根據(jù)大液壓缸設(shè)計時所依據(jù)，工作壓力P與速度比的關(guān)系表，選取速度比。由工作壓力，此處選取。 （3.11） — 活塞桿直徑 — 速度比 — 小液壓缸內(nèi)徑 代入得，根據(jù)機械設(shè)計手冊（第二版）5，活塞桿標(biāo)準(zhǔn)系列， 圓整得。 3.2.3小液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 小液壓缸的結(jié)構(gòu)與大液壓缸有所不同，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)除了大液壓缸結(jié)構(gòu)零件外，還主要有單向閥裝置，來實現(xiàn)壓力油的輸入與輸出。 （1）缸筒壁厚的計算 對于3Mp的低壓系統(tǒng)或時，液壓缸缸筒的厚度一般按薄壁壁筒計算。 （3.12） — 液壓缸缸筒壁厚（m） — 實驗壓力（Mp），工作壓力時，；當(dāng)工作壓力時，； D — 液壓缸內(nèi)徑（m）； — 缸體材料的許用應(yīng)力 — 缸體材料的抗拉強度（MPa）； — 安全系數(shù)，，一般取。 對于鋼管 綜上求得：，為滿足結(jié)構(gòu)要求同樣取 （2）液壓缸油口直徑計算 液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運動速度和油口最高液流速度而定 （3.13） — 液壓缸油口直徑（m） — 液壓缸內(nèi)徑（m） — 小液壓缸最大輸入速度（m/min） — 油口液流速度（m/s） 估算得：=3.8mm，圓整取油口尺寸=5mm。 （3）缸頭，缸底厚度計算 缸底的設(shè)計帶有油孔，其計算公式如下： （3.14） —小液壓缸底厚度（m） — 小液壓缸內(nèi)徑（m） — 實驗壓力（MPa） — 缸底油孔直徑（m） 計算得： 取 由于缸底需要組合安裝單向閥體，這里只取缸頭的厚度為6mm，缸底的厚度根據(jù)單向閥體的尺寸大小確定，考慮到其復(fù)雜性，采用閥體與小液壓缸分離式結(jié)構(gòu)，閥體只選取標(biāo)準(zhǔn)件。 （4）小液壓缸行程計算 小液壓缸是為大液壓缸提供壓力油的，是驅(qū)動裝置，其行程的計算要根據(jù)大液壓缸容積計算。這里假設(shè)，小液壓缸的吸油、壓油的過程10次才能實現(xiàn)大液壓缸的100mm的行程，即n=10。具體計算步驟如下： （3.14） （3.15） （3.16） — 大液壓缸的內(nèi)徑（mm） — 小液壓缸的內(nèi)徑（mm） — 大液壓缸的行程（mm） — 小液壓缸的行程（mm） — 大液壓缸的容積（mm） — 小液壓缸的容積（mm） — 液壓缸來回行程次數(shù) 計算得小液壓缸的行程：，取整65mm。 （5）液壓缸流量的計算 （3.16） 字母意義同上，帶入計算得流量：。 綜上計算得小液壓缸的主要參數(shù)如表3.3所示： 表3.3 液壓缸Ⅱ參數(shù) 缸徑 壁厚 活塞桿 油口尺寸 活塞長度 行程 尺寸（mm 32 4 18 5 26 65 3.2.4小液壓缸結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計 小液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計類同于大液壓缸，只是進出油口需要安裝滾珠結(jié)構(gòu)件，形成單向閥式整體結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)小液壓缸從油箱里規(guī)律吸油、壓油過程。加工工藝參數(shù)類同于大液壓缸。 4 液壓控制閥 4.1 方向控制閥 方向控制閥在液壓系統(tǒng)中主要用來通斷油路或改變油液流動的方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的起動或停止，改變其運動方向。主它要分為單向閥和換向閥，單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種，本次腳踏式壓力機的設(shè)計中主要用到單向閥和換向閥兩種閥體。單向閥主要用于小液壓缸的驅(qū)動裝置，來實現(xiàn)壓力油的輸入和輸出；換向閥通過改變油路，主要用來實現(xiàn)液壓缸的上下運動。 4.2單向閥結(jié)構(gòu) 普通單向閥簡稱單向閥，它的作用是使用油液只能沿一個方向流動，不許反向倒流。圖3 所示為直通式單向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號。壓力油從p1流入時，克服彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯2向右移動，打開閥口，油液從p1口流向p2口。當(dāng)壓力油從p2口流人時，液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，使閥口關(guān)閉，液流不能通過。 圖4.1 單向閥結(jié)構(gòu)簡圖 單向閥的彈簧主要用來克服閥芯的摩擦阻力和慣性力，使閥芯可靠復(fù)位，為了減小壓力損失，彈簧鋼度較小，一般單向閥的開啟為0.03 MPa～0.05 MPa（如換上剛度較大的彈簧，使閥的開啟壓力達(dá)到0.2 MPa～0.6 MPa，便可當(dāng)背壓閥使用）。 4.3 換向閥 換向閥是具有兩種以上流動形式和兩個以上油口的方向控制閥。是實現(xiàn)液壓油流的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動作控制的閥門?？煞譃槭謩訐Q向閥、電磁換向閥、電液換向閥等。 又稱克里斯閥，閥門的一種，具有多向可調(diào)的通道，可適時改變流體流向。 工作時借著閥外的驅(qū)動傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)動驅(qū)動軸，帶動搖拐臂，啟動閥板，使工作流體時而從左入口通向閥的下部出口，時而從右入口變換通向下部出口，實現(xiàn)了周期變換流向的目的。 這種變換閥在石油、化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，在合成氨造氣系統(tǒng)中最為常用。此外，換向閥還可作成閥瓣式的結(jié)構(gòu)，多用于較小流量的場合。工作時只需轉(zhuǎn)動手輪通過閥瓣來變換工作流體的流向。液動系統(tǒng)對換向閥性能的的主要要求是：油液流經(jīng)換向閥時壓力損失要??；互不相同的油口間的泄漏要??；換向要平穩(wěn)、迅速且可靠。 圖4.2 手動換向閥結(jié)構(gòu)簡圖 換向閥的種類很多，其分類方式也各不相同，一般來說按閥心相對于閥體的運動方式來分有滑閥和轉(zhuǎn)閥兩種；按操作方式分類有手動、機動、電磁動、液動和電液動等多種；按閥芯工作時在閥體中所處的位置有二位和三位等；本次設(shè)計中主要通過改變油路來實現(xiàn)大液壓缸的上下運動，由于壓力機為腳踏驅(qū)動，不需要緩沖與保壓，故選取二位 四通結(jié)構(gòu)的手動換向閥即可。手動換向閥的結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。 5. 油箱設(shè)計 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。郵箱可分為開式油箱和閉式油箱兩種。開式油箱，箱中液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器。開式油箱，結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓力郵箱，內(nèi)充一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達(dá)0.05MPa。如果按油箱的形狀來分，還可以分為巨型油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安裝液壓器件，所以備廣泛采用；圓罐形油箱強度高，重量輕，易于清掃，但制造較難，占地空間較大，在大型冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。本次設(shè)計需油量0.，油箱設(shè)計在小液壓缸缸體，成整體式結(jié)構(gòu)。 5.1 油箱設(shè)計要點 1）油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能的滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時應(yīng)能容納系統(tǒng)的所有工作介質(zhì)；而工作時又能保持適當(dāng)?shù)囊何弧? 2）吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的3倍?；赜凸芤獌A斜45度角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉淀物，同時也有利于散熱。 3）為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣過濾器，注油及通氣一般都由一個空氣過濾器來完成。為便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最底處設(shè)置放油閥。對于不易開啟的油箱要設(shè)置開啟孔，以便于油箱內(nèi)部的清理。 考慮到油箱內(nèi)部表面的的防腐處理時，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入之間的的時間間隔以及經(jīng)濟性，條件允許時采用不銹鋼制油箱。 5.2 油箱容量設(shè)計 油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大容量的3~5倍。另外，油箱容量大小可以從散熱角度設(shè)計。計算出系統(tǒng)發(fā)熱量與散熱量，在考慮冷卻器散熱后，從熱平衡角度計算出油箱容量。而本次設(shè)計中是腳踏驅(qū)動，只需根據(jù)足夠的容量確定。由以上計算的Q=0.52L/min，外加油管儲油 等估算油箱的容量為V=1.5L。 6. 管路 在液壓傳動中常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。本次設(shè)計中液壓系統(tǒng)的壓力在2~3MPa為低壓系統(tǒng)，采用尼龍管。 6.1 管子內(nèi)徑計算 管子內(nèi)徑d（單位mm），按流速選?。? （6.1） — 液體流量（） — 流速（）對于壓力機取 代入估算得 。根據(jù)膠管內(nèi)徑系列取 。 6.2．管接頭 根據(jù)機械設(shè)計手冊（第二版）5，表43.9—5管接頭類型，選取卡套式管接頭結(jié)構(gòu)。利用卡套變形進行密封，結(jié)構(gòu)先進，性能良好，重量輕，體積小，使用方便，廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中。工作壓力可達(dá)31.5MPa，要求管子尺寸精度高，需用冷拔鋼管。卡套精度亦高。更適用于油、氣一般腐蝕性介質(zhì)的管路系統(tǒng)。 7．液壓油的選用 液壓傳動所用液壓油一般為礦物油。它不僅是液壓系統(tǒng)傳遞能量的工作介質(zhì)，而且還有潤滑，冷卻和防銹的作用。液壓油質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能。 為了更好地傳遞運動和動力，液壓油應(yīng)具備如下性能： (1)潤滑性能好； (2)純凈度好，雜質(zhì)少； (3)合適的粘度和良好的粘溫特性； (4)抗泡沫性，抗乳化性和防銹性好，腐蝕性??； (5)對熱，氧化，水解都有良好的穩(wěn)定性，使用壽命長； (6)對液壓系統(tǒng)所用金屬及密封件材料等有良好的相容性； (7)比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點和燃點高，流動點和凝固點低。 一般根據(jù)液壓系統(tǒng)的使用性能和工作環(huán)境等因素確定液壓油的品種。當(dāng)品種確定后，主要考慮油液的粘度。在確定油液粘度時主要應(yīng)考慮系統(tǒng)工作壓力，環(huán)境溫度及工作部件的運動速度。當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力大，環(huán)境溫度較高，工作部件運動速度較大時，為了減少泄漏，宜采用粘度較高的液壓油。當(dāng)系統(tǒng)工作壓力小，環(huán)境溫度較低，而工作部件運動速度較高時，為了減少功率損失，宜采用粘度較低的液壓油。 當(dāng)選購不到合適粘度的液壓油時，可采用調(diào)和的方法得到滿足粘度要求的調(diào)和油。當(dāng)液壓油的某些性能指標(biāo)不能滿足某些系統(tǒng)較高要求時，可在油中加入各種改善其性能的添加劑，如抗氧化，抗泡沫，抗磨損，防銹以及改進粘溫特性的添加劑，使之適用于特定的場合。 根據(jù)實際要求選用46號抗摩液壓油。 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計是本學(xué)期學(xué)習(xí)階段的一次難得的理論結(jié)合實際的機會，通過這次比較系統(tǒng)完整的拆機械壓力機構(gòu)的設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識的學(xué)習(xí)和實際設(shè)計的結(jié)合，鍛煉我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高了我查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計手冊，以及電腦制圖等相關(guān)專業(yè)的能力水平，而且通過對整體設(shè)計的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。 在設(shè)計過程中一些系統(tǒng)的設(shè)計讓我很頭痛，原因是由于本身設(shè)計受到機械本身的框定，而又必須考慮本專業(yè)的一些要求規(guī)范，從而形成了一些矛盾點，這些矛盾在處理上讓人很難斟酌，正是基于這種考慮我意識到：要向更完美的進行一次設(shè)計，搜集完整的資料，和其他專業(yè)人才的交流是很有必要的。這其中也包括更好的理解本行業(yè)對該機器的各種要求，更要從祖國的高度看待一些大局上的問題更好的處理各種矛盾。 提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝通力和理解力。 順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。 因為知識的欠缺，時間的限制，資料不全等原因，使我的設(shè)計存在嚴(yán)重的不足。不過，這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯浚玫膭?chuàng)造的最大動力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進的知識，更好的為祖國建設(shè)服務(wù)。 致 謝 本文主要對拆卸卸壓力機構(gòu)進行了設(shè)計，首先，我對液壓有濃厚的興趣。同時，受我主修專業(yè)的影響，我已經(jīng)習(xí)慣于關(guān)注現(xiàn)階段工程前沿遇到的難題。 此次設(shè)計雖凝聚著自己的汗水，不能算是我一個人的成果，沒有導(dǎo)師的指引和贈予，沒有朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長肯定會大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達(dá)終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。 首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師，本次畢業(yè)設(shè)計歷時一個多月，從選題、開題答辯到繪制裝配圖、零件圖，完成說明書。其間每一個過程他都給予了很多的指導(dǎo)，花費了很多的心血，使我最后圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計。在悉心教導(dǎo)的這段時間里，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的知識，正直的人格，給我留下了極為深刻的印象，為我今后的工作、生活樹立了良好的榜樣。 再次由衷感謝答辯組的各位老師對學(xué)生的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報母校的培育之情，爭取使自己的人生對社會產(chǎn)生些許積極的價值！ 其次，要感謝有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和教師，在我們進行設(shè)計的過程中提供的各種便利條件。 最后，我要感謝我的同學(xué)，他們給予了我無私的愛，對我的學(xué)習(xí)給予了大力的支持，使我順利的完成了學(xué)業(yè)。 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝．機械設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1993. [2] 左鍵明．液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005. [3] 屈維得．機械振動手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1992. [4] 楊黎明．機電一體化手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1994. [5] 左鍵明．液壓與氣壓傳動[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2005. [6] 吳宗澤．機械設(shè)計實用手冊[M]．北京；化學(xué)工業(yè)出版社，1999. [7] 肖龍，陸立穎．液壓傳動技術(shù)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2001. [8] 雷天覺．液壓工程手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1994. [9] 雷天覺．新編液壓工程手冊[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社，1998. [10] 張利平．液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1997. [11] 李昌熙,喬石．礦山機械液壓傳動[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，1985. [12] 何存興．液壓傳動與氣壓傳動[M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000. [13] 吳慧中．機械設(shè)計專家系統(tǒng)研究與實踐[M]．北京：中國鐵道出版社，1994. [14] 戴紹誠．高產(chǎn)高效綜合機械化采煤技術(shù)與裝備[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，1998. [15] 周恩濤．可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用[M] .北京：機械工業(yè)出版,2003. [18] Shirley，J．E．：MBCHANIC L ENGINEERING DESIGN，New York：Mcgraw—Hill, [19] Kolstge，H .M ：MACHINE DESIGN FOR MECHANTCAL TECHNOLOGY,CBS . [20] Hakan Gultekin, M. Selim Akturk, Oya Ekin Karasan Scheduling in a three-machine robotic flexible manufacturing cell Computers & Operations Research ，2007.