资源描述
买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑摘 要本文针对液压压力机进行设计，液压压力机采用三梁四柱式，此结构应用广泛，公称力设计为 75KN，通过更换模具可适应多种不同形状尺寸零件的加工，也可进行冲压、挤压等加工，具有很广的使用范围。其结构包括液压缸、横梁、立柱及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、控制系统、电动机、压力阀、方向阀等组成。液压压力机通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。在本设计中，通过查阅大量文献资料，设计了液压缸的尺寸、液压压力机本体，拟订了液压原理图，并且按压力和流量的大小选择了液压泵，电动机，控制阀，过滤器等液压元件和辅助元件。最后还使用 AutoCAD 软件绘制了该液压压力机的装配图和主要零件图。关键词：液压压力机；液压缸；液压系统买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑AbstractIn this paper, the design of hydraulic presses, hydraulic presses, three-beam four-wide application of this structure, designed for nominal force 75KN, through the replacement of mold can be adapted to a variety of different shapes and sizes of parts of the processing, but also for stamping, extrusion, etc. processing, with a very wide range. The structure includes a hydraulic cylinder, beams, columns and filling devices. Power sector by tanks, high pressure pumps, control systems, motors, pressure valves, directional valves and other components. Hydraulic presses through the pump and cylinder and various hydraulic valves energy conversion, regulation and delivery, to complete the cycle of various crafts movement.In this design, through access to a large number of documents, the design of the hydraulic cylinder size, hydraulic press body, developed a hydraulic schematics, and according to the size of the pressure and flow of selected pumps, motors, control valves, hydraulic filters, etc. components and auxiliary components. Finally, the use of AutoCAD software to draw a diagram of the hydraulic press and the main assembly parts diagram.Keywords: Hydraulic presses; Hydraulic cylinder; Hydraulic system买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑目 录摘 要 .IAbstract .II第一章 绪论 .11.1 选题目的和意义 .11.2 压力机概述 .11.2.1 压力机发展的概况 .11.2.2 压力机工作原理 .21.3 液压传动的优缺点 .3第二章 液压压力机总体设计 .42.1 总体方案选定 .42.1.1 总体结构选定 .42.1.2 总体技术参数选定 .52.2 工况分析 .62.2.1 工作循环分析 .62.2.2 负载分析 .6第三章 液压系统的设计 .83.1 确定液压系统方案 .83.1.1 快速行程方式 .83.1.2 调速方式 .83.1.3 保压方式 .83.1.4 泄压换向方法 .93.1.5 互锁控制回路 .93.2 液压原理图的拟定 .93.3 液压元件的计算与选择 .113.3.1 液压泵的选择 .113.3.2 电动机的选择 .113.3.3 液压阀的选择 .123.3.4 辅助元件的设计 .133.3.5 液压系统性能验算 .15第四章 液压缸设计 .164.1 液压缸的基本结构设计 .164.1.1 液压缸的类型 .164.1.2 钢筒的连接结构 .16买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑4.1.3 缸底结构 .164.1.4 油缸放气装置 .174.1.5 缓冲装置 .174.2 缸体结构的基本参数确定 .174.2.1 直径参数 .174.2.2 主缸进油流量与排油流量 .184.3 液压缸设计计算与校核 .194.3.1 筒壁厚 计算与校核 .194.3.2 缸筒底部计算与校核 .204.3.3 缸筒端部法兰设计与校核 .204.3.4 螺栓的设计与校核 .22第五章 液压压力机机体设计 .245.1 立柱设计 .245.1.1 立柱设计计算 .245.1.2 连结形式 .255.1.3 立柱的螺母及预紧 .265.1.4 立柱的导向装置 .275.1.5 限程套 .285.2 底座设计 .285.3 横梁设计 .285.3.1 上横梁结构设计 .285.3.2 活动横梁结构设计 .295.3.3 下横梁结构设计 .295.3.4 各横梁参数的确定 .29总 结 .30参考文献 .31致 谢 .32买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第一章 绪论1.1 选题目的和意义本课题的主要目的是对液压压力机的研究设计，通过本次设计可以提高液压系统工作时的稳定性以及液压冲击对设备的可靠性等。另外，通过本次设计可以巩固和深化所学知识、掌握液压压力机设计的一般方法步骤、培养自己发现问题解决问题的能力。1.2 压力机概述1.2.1 压力机发展的概况压力机的发展历史只有 100 年。压力机是伴随着工业革命的的进行而开始发展的，蒸汽机的出现开创了工业革命的时代，传统的锻造工艺和设备逐渐不能满足当时的要求。因此在 1839 年，第一台蒸汽锤出现了。此后伴随着机械制造业的迅速发展，锻件的尺寸也越来越越大，锻锤做到百吨以上，即笨重又不方便。在 1859-1861年维也纳铁路工厂就有了第一批用于金属加工的 7000KN、10000KN 和 12000KN 的液压压力机，1884 年英国罗切斯特首先使用了锻造钢锤用的锻造液压压力机，它与锻锤相比具有很好的优点，因此发展很快，在 1887-1888 年制造了一系列锻造液压压力机，其中包括一台 40000KN 的大型水压机，1893 年建造了当时最大的12000KN 的锻造水压机。在第二次世界大战后，为了迅速发展航空业。美国在 1955 年左右先后制造了两台 31500KN 和 45000KN 大型模锻水压机。近二十年来，世界各国在锻造操作机与锻造液压压力机联动机组，大型模锻液压压力机，挤压机等各种液压压力机方面又有了许多新的发展，自动测量和自动控制的新技术在液压压力机上得到了广泛的应用，机械化和自动化程度有了很大的提高。再来看一下我国的情况，在解放前，我国属于半殖民地半封建社会的国家，没有独立的工业体系，也根本没有液压压力机的制造工业，只有一些修配用的小型液压压力机。解放后我国迅速建立独立自主的完整的工业体系，同时仿造并自行设计各种液压压力机，同时也建立了一批这方面的科研队伍。到了六十年代，我国先后成套设计并制造了一些重型液压压力机，其中有 300000KN 的有色金属模锻水压机，120000KN 有色金属挤压水压机等。特别是近十年来，又有了一些新的发展。比如，设计并制造了一批较先进的锻造水压机，并已向国外出口，与此相应的，我国也陆液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑续制造了各种液压压力机的系列及零部件标准。但是，我们也应清楚地意识到我们与发达国家相比还有很大的差距，还不能满足国民经济和国防建设的需要。许多先进的设备和大型机仍需进口，目前应充分发挥我们的优势，加强我国在这方面的竞争力，这不仅是有助于我们从制造业大国向制造业强国的转变也是国家安全的需要。1.2.2 压力机工作原理（1）压力机功能简介压力机是利用液压传动技术进行压力加工的设备，广泛用于金属锻压、冷挤压、粉末冶金以及金属、橡胶和塑料等成型制品加工的压力机械，也是最早应用液压技术的机械之一。与其他压力机相比，它具有压力和速度可在大范围内无极调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力、结构布置灵活，各执行结构可很方便地达到所希望的动作配合等优点。压力机有多种型号规格，其工进力从几十吨到上万吨。按工作介质可分为水压机和油压机两种。用乳化液做介质的液压压力机，称为水压机，其工进力很大，多用于重型机械厂和造船厂等。用矿物油型液压有做介质的液压压力机成为油压机，产生的压智力较水压机小，在许多工业部门得到广泛的应用。图 1-1 压力机液压压力机的类型很多，多为立式,其中四柱式液压压力机最为典型，应用也最为广泛。其基本结构如图 1-1。（2）压力机的工作原理简介该机的四根立柱上安装有驱动上滑块的液压缸。液压压力机的工进工艺要求液压缸的工作循环为：快速下行慢速加压保压延时快速返回原位停止;并且压液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑力速度和保压时间可调节。工艺循环图如图 1-2 所示。图 1-2 压力机工艺循环图1.3 液压传动的优缺点液压传动是利用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式，与机械传动、电气传动相比，液压传动的主要优点：（1）液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置；（2）重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快；（3）操作控制方便，易于实现较大范围内的无级变速；（4）一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；（5）可以实现快速而且无冲击的变速和换向；（6）与机械传动相比易于布局和操纵；液压传动的主要缺点：（1）由于流体流动的阻力损失和泄露较大，所以效率较低；（2）工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作；（3）液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵；（4）由于液体介质的泄露及可压缩性影响，不能得到严格的定比传动；（5）液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平2。液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第二章 液压压力机总体设计2.1 总体方案选定2.1.1 总体结构选定图 2-1 为液压压力机系统原理基本组成。我们可以通过它进一步理解一般液压压力机系统应具备的基本性能和组成情况。图 2-1 液压压力机在图 2-1 中，液压压力机是利用液压泵将原动机的机械能通过液压控制系统换液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和液压控制管路的传递进入油缸，推动固定在上横梁上的主缸带动上下活动梁来回移动，由四个立柱导向将上下模具闭合，工进所需要的工件，再于顶出缸把工进好的工件顶出。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。液压系统主要由：动力元件（油泵） 、执行元件（油缸或液压马达） 、控制元件（各种阀） 、辅助元件和工作介质等五部分组成。（1）动力元件（油泵） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。（2）执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。（3）控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。（4）辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式） 、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。（5）工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。综上述该液压压力机需要完成的动作循环为：主缸活塞滑块快速下行主缸活塞滑块慢速加压主缸保压主缸卸压主缸活塞滑块回程顶出缸活塞顶出顶出缸活塞退回2.1.2 总体技术参数选定已知：参数：F=75KN 行程 600mm 速度：工进 20mm/s 快进 200mm/s因此选定本次液压压力机基本技术参数如下：（1）主缸公称压力 75KN1F（2）主缸回程力 30KN2（3）顶出缸公称压力 10KN3（4）顶出缸回程力 6KN4F（5）滑块距工作台最大距离 800mm（6）滑块行程 600mm（7）顶出行程 200mm液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑（8）工作压力 20MPa（9）滑块速度 快进速度 200mm/s1V工进速度 20mm/s2回程 200mm/s3（10）顶出速度 顶出 100mm/s4V回程 150mm/s52.2 工况分析2.2.1 工作循环分析根据上述液压压力机液压系统的分析可知，液压系统的工作循环为：主缸：快速下行慢速加压保压卸压快速回程原位停止顶出缸：慢速顶出快速退回故绘制出液压压力机液压系统的工作循环图，如图 2-2 所示：图 2-2 液压压力机工作循环图2.2.2 负载分析根据提供的工况条件，立式安装的主液压缸活塞杆带动滑块及动横梁在立柱上滑行时，运动部件的质量为 300Kg。（1）工作负载工作负载：37510tFN（2）摩擦负载由于导柱与滑块垂直，摩擦负载较小，可忽略不计，故：静摩擦阻力： 0fs液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑动摩擦阻力： 0fdFN（3）惯性负载 .2()3nvFmt60.251.0b自重: 94GgN（4）液压缸在各工作阶段的负载值：液压缸的机械效率，一般取 =0.9-0.97。本处取 =0.9mmm表 2-1 工作循环各阶段的外负载工况 负载组成 推力 F/启 动 60bfsFGN6.7N加 速 3fdn 40快进 bf .工进 7506fdtFGN83N快退 94fbF60根据主缸的工艺要求和参数，将各执行元件在各阶段的速度用图 2-3 所示的速度-位移（ v-s）曲线表示。将各执行元件在各阶段所需克服的负载用图 2-4 所示的负载-位移（ F-s）曲线表示。液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑图 2-2 主缸速度循环图 图 2-3 主缸负载循环图第三章 液压系统的设计3.1 确定液压系统方案液压机的特点是在行程中压力变化很大，所以在行程中不同阶段保证达到规定的压力是系统设计中首先要考虑的。确定液压系统方案时要重点考虑下列问题：3.1.1 快速行程方式液压机液压缸的尺寸较大，在快速下行时速度也较大，从工况图看出，此时需要的流量较大（289.4 L/min），这样大流量的油液如果由液压泵供给；则泵的容量会很大。液压机常采用的快速行程方式可以有许多种，本机采用自重快速下行方式。因为压机的运动部件的运动方向在快速行程中是垂直向下，可以利用运动部件的重量快速下行；在压力机的最上部设计一个充液筒（高位油箱），当运动部件快速下行时高压泵的流量来不及补充液压缸容积的增加，这时会形成负压，上腔不足之油，可通过充液阀、充液筒吸取。高压泵的流量供慢速工进和回程之用。此方法的优点为不需要辅助泵和能源，结构简单。3.1.2 调速方式液压机的运动部件在下行行程中快接近制件时，应该由快速变换为较慢的工进速度。减速方式主要有压力顺序控制和行程控制两种方式；压力顺序控制是利用运动部件接触制件后负荷增加使系统压力升高到一定值时自动变换速度。本系统拟选用机动控制的伺服变量轴向柱塞泵（CCY 型）作动力源，液压泵的输出流量可由行程挡块来控制，在快速下行时，液压泵以全流量供油，当转换成工作行程（工进）液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑时，行程挡块使液压泵的流量减小，在最后 20 mm 内挡块使液压泵流量减到零；当液压缸工作行程结束反向时，行程挡块又使液压泵的流里恢复到全流量。与液压泵的流量相配合（协调），在液压系统中，当转换为工作行程时，电气挡块碰到行程并关，发信号使电磁换向阀 5 的电磁铁 3YA 得电，控制油路 K 不能通至液控单向阀 8，阀 8 关闭，此时单向顺序阀 2 不允许滑块等以自重下行。只能靠泵向液压缸上腔供油强制下行，速度因而减慢。3.1.3 保压方式在工进行程中不同阶段的系统压力决定于负载，为了保证安全，应该限制液压系统的最高压力，本系统拟在变量泵的压油口与主油路间并联一只溢流阀作安全阀用。有时工进工艺要求液压缸在工进行程结束后保压一定时间，保压方法有停液压泵保压与开液压泵保压两种，本系统根据压机的具体情况拟采用开液压泵保压；此法的能量消耗较前一种大。但系统较为简单。3.1.4 泄压换向方法液压机在工进行程完毕或进入保压状态后，主液压缸上腔压力很高，此时由于主机弹性变形和油液受到压缩，储存了相当大的能量。工作行程结束后反向行程开始之前液压缸上腔如何泄压（控制泄压速度）是必须考虑的问题，实践已证明，若泄压过快，将引起剧烈的冲击、振动和惊人的声音，甚至会因液压冲击而使元件损坏。此问题在大型液压机中愈加重要。各种泄压方法的原理是在活塞回程之前，当液压缸下腔油压尚未升高时，先使上腔的高压油接通油箱，以一定速度使上腔高压逐步降低。本例采用带阻尼状的电液动换向阀，该阀中位机能是 H 型，控制换向速度，延长换向时间，就可以使上腔高压降低到一定值后才将下腔接通压力油（见图 3-1）。此法最为简单，适合于小型压机。3.1.5 互锁控制回路为保障顶出缸的安全，在主缸动作时，必须保证顶出缸的活塞下行到最下位置。本例采用两个换向阀适当串联的方法来实现两缸的互锁控制（见图 3-1）。从图 3-1中可见，只有在阀 6 处于右位工作时，即顶出缸活塞是下行状态时压力油才会通入换向阀 4，主缸才能动作。当阀 6 处于左位工作，顶出缸为上行状态时，只有压力很低的回油通至阀 4，主缸才不能动作。3.2 液压原理图的拟定在以上分析的基础上，拟定的液压系统原理图如图 3-1 所示。液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑123456791 01 11 21 31 21 31 21 381 Y A2 Y A4 Y A5 Y A3 Y A图 3-1 液压机液压系统原理图系统的工作过程如下：液压泵起动后，电液换向阀 4 及 6 处于中位，液压泵输出油液经背压阀 7 再经阀 6 的中位低压卸荷，此时主缸处于最上端位置而顶出缸在最下端位置，电磁铁2YA 得电，换向阀 6 在右位工作，此时 5YA 得电，换向阀 4 也在右位工作，液压泵输出的压力油进入主缸上腔，此时 3YA 也得电，控制油路经阀 5 通至液控单向阀3，使阀 3 打开，主缸下腔的油能经阀 3 很快排入油箱，主缸在自重作用下实现快速空程下行，由于活塞快速下行时液压泵进入主缸上腔的流量不足，上腔形成负压，充液筒中的油液经充液阀（液控单向阀）1 吸入主缸。当电气挡块碰到行程开关时 3YA 失电，控制油路断开，阀 3 关闭，此时单向顺序阀（平衡阀）2 使主缸下腔形成背压，与移动件的自重相平衡。自重快速下行结束。与此同时用行程挡块使液压泵的流量减小，主缸进入慢速下压行程，在此行程中可以用行程挡块控制液压泵的流量适应工进速度的要求。由压力表刻度指示达到工进行程的终点。行程过程结束后，可由手动按钮控制使 5YA 失电，4YA 得电，换向阀 4 换向，由于阀 2 带阻尼器，换向时间可以控制，而阀 4 的中位机能是 H 型，阀处于中位时使主缸上腔的高压油泄压，然后阀 4 再换为左位，此时压力油经阀 2 的单向阀进入主缸下腔，由于下腔进油路中的油液具有一定压力；故控制油路可以使阀 1 打开，主缸上腔的油液大部分回到充液筒，一部分经阀 4 排回油箱，此时主缸实现快速回程。充液筒油液充满后，溢出的油液可经油管引至油箱。液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑回程结束后，阀 4 换至中位，主缸静止不动。1YA 得电，2YA 失电，阀 6 换至左位，压力油进入顶出缸下腔，顶出缸顶出制件，然后 1YA 失电，2YA 得电，阀 6 换至右位，顶出缸回程；回程结束后，2 YA失电，阀 6 换至中位，工作循环完成，系统回到原始状态。3.3 液压元件的计算与选择3.3.1 液压泵的选择 液压泵的最高工作压力就是液压缸慢速下压行程终了时的最大工作压力pp = = =19.6MPaFcmA1 1.81060.910.0804因为行程终了时流量 q0，管路和阀均不产生压力损失；而此时液压缸排油腔的背压已与运动部件的自重相平衡，所以背压的影响也可不计。 液压泵的最大流量qpK（q ）max泄漏系数 K = 1.11.3，此处取 K = 1.1。由工况图知快速下降行程中 q 为最大（q = 289.41 L/min） ，但此时已采用充液筒充液方法来补充流量，所以不按此数值计算，而按回程时的流量计算。qmax=q3=59.9 L/minqp =1.1q3=1.159.9=65.9 L/min 根据已算出的 qP 和 pP，选轴向杜塞泵型号规格为 63CCY14-1B，其额定压力为 32 MPa，满足 2560压力储备的要求。排量为 63m L/r，电动机同步转速为1500 r/min，故额定流量为：q=qn= =94.5L/min6315001000额定流量比计算出的 qP 大，能满足流量要求，此泵的容积效率 v =0.92。3.3.2 电动机的选择电动机功率：驱动泵的电动机的功率可以由工作循环中的最大功率来确定；由工况分析知，最大功率为 5.76 kW，取泵的总效率为 泵=0.85 ，则：P= = =6.78 kWPmaxp 5.760.85选用功率为 7.5 kW，额定转速为 1440r/min 的电动机。电动机型号为：Y132m-4（Y 系列三相异步电动机） 。3.3.3 液压阀的选择液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑液压控制阀是液压系统中用来控制液流的压力、流量和流动方向的控制元件,是影响液压系统性能，可靠性和经济性的重要元件。（1）方向控制阀的选择方向控制阀简称方向阀，主要用来通断油路或切换油液流动的方向，以满足对执行元件的启停和运动方向的要求。其中有单向阀和换向阀两种。（2）压力控制阀的选择在液压传动中，用来控制和调节液压系统压力高低的阀类称压力控制阀。按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和背压阀等。（3）流量控制阀的选择调速阀是进行了压力补偿的节流阀。它由单向阀和节流阀并联而成，节流阀用来调节通过的流量，单向阀则用来控制油液流动方向，防止油液反向流动。阀 2、4、6、7 通过的最大流量均等于 qP，而阀 1 的允许通过流量为 q：q =q1qP=289.465.9=223.5 L/min阀 3 的允许通过流量为q =q1 =289.4 =67.9 L/minA2A1 188.5804阀 8 是安全阀，其通过流量也等于 qP。以上各阀的工作压力均取 p32 MPa。本系统所选用的液压元件见表 3.1。表 3.1 液压机液压元件型号规格明细表表 3.1 液压元件明细表序 号 名 称 型 号1 液控单向阀 SV30P-30B2 单向顺序阀（平衡阀） DZ10DP1-40BY3 液控单向阀 SV20P-30B4 电液换向阀 WEH25H20B106AET5 电磁换向阀 3WE4A10B6 电液换向阀 WEH25G20B106AET7 顺序阀 DZ10DP140B210M8 溢流阀（安全阀） DBDH20P10B9 轴向柱塞泵 63CCY14-1B10 主液压缸 自行设计液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑11 顶出液压缸 自行设计12 压力表 Y-10013 压力表开关 KF-L8/20E3.3.4 辅助元件的设计（1）滤油器的选择在系统中安装一定精度的滤油器，是保证液压系统正常工作的必要手段。根据设计规格和尺寸参数选择滤油器型号：XU-22X100 16。（2）油管的选择油管内径 d 按下式计算：vqd4其中， -油管的最大流量；查文献资料得工况中系统的最大流量为vq18.6L/min。-管道内允许的流速，一般吸油管取 0.55m/s，压力油管取 2.55 m/s，回油管取 1.52 m/s。表 3.2 各管路流速选值管道 流速（m/s）回油管路 2吸油管路 1.3压力油管路 4计算出内径 d 后，按标准系列选出相应的管子。油管壁厚 按下式计算：2/Pd其中， -管内最大工作压力，根据设计手册查得最大工作压力为 30MPa；P管道内径；d-管道材料的许用应力；= ；nb/管道材料的抗拉强度；根据设计手册查得，其抗拉强度取 340MPa;-安全系数，钢管 P7 MPa 时，取 =8；P17.5 MPa 时，取 =6；nnP17.5 MPa 时，取 =4，所以安全系数取 =4。n液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑根据计算出的油管内径和壁厚，查手册选取标准规格油管 18。表 3.3 标准规格油管管路名称允许流速/ s)(m管道内径/实际取值/m壁厚/ m吸油管 1.3 0.0174 0.018 3.5压油管 4 0.0099 0.011 2回油管 2 0.0014 0.015 3（3）油箱容量的选择初步确定油箱的有效容积,跟据经验公式来确定油箱的容量：qvV其中， -液压泵每分钟排出的压力油的容积；qv-经验系数。已知所选泵的总流量为 20L/min,这样，液压泵每分钟排出的压力油体积为20L，查表 3.4 选取 =41819，故： L8024V表 3.4 油箱经验系数表系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金系统12 24 57 612 10根据上述液压元件的选择，各个液压元件型号如下：表 3.5 液压元件的型号序号 元件名称 型号1 单向阀 I-10B2 三位四通电磁阀 24D-25B3 两位四通电磁阀 4WE6D61B4 行程阀 XQ2506125 背压阀 DB10K2-4X-100YV6 减压阀 J-25B7 调速阀 2FRM-168 滤油器 XU-22X1003.3.5 液压系统性能验算因为慢速加压在工作循环中所占的时间最长，所以系统发热和油箱升温可按慢液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑速加压工况来计算。通过查得液压缸卸荷阀的流量 ，取压力损失值min/2.1Lq， 。0.5MPap1.6/minnqL慢速加压时的压力损失： 2()nqpMPa8.06.1502慢速加压时泵的工作压力：(取 ) pp 4.917.021qW647.01/4. 36慢速加压时液压缸的输入功率查表 4-1 可知为 18.8W。 系统总发热功率：PH2.458.1621有效散热面积：320.5AV322.0.m取油箱散热系数： 9/kWmC油箱升温为： HtKA7.163.09245设环境温度 则热平衡温度为：2TCC705T4.25T121 此热平衡温度小于允许范围，故该液压系统不必设置冷却器 20。液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第四章 液压缸设计4.1 液压缸的基本结构设计4.1.1 液压缸的类型图 4-1 双作用单活塞杆液压缸液压缸选用双作用单活塞杆液压缸，活塞在行程终了时缓冲。因为工作过程中液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑需要往复运动，从图可见，油缸被活塞头分隔为两腔，侧面有两个进油口，因此，可以获得往复的运动。实质上起到两个柱塞缸的作用。此种结构形式的油缸，在中小型液压机上应用最广。4.1.2 钢筒的连接结构在设计中上、顶出缸都选择法兰连接方式。这种结构简单，易加工，易装卸。主缸采用前端法兰安装，顶出缸采用后端法兰安装。缸口部分采用了 Y 形密封圈、导向套、O 形防尘圈和锁紧装置等组成，用来密封和引导活塞杆。由于在设计中缸孔和活塞杆直径的差值不同，故缸口部分的结构也有所不同。4.1.3 缸底结构缸底结构常应用有平底、圆底形式的整体和可拆结构形式。平底结构具有易加工、轴向长度短、结构简单等优点。所以目前整体结构中大多采用平底结构。圆底整体结构相对于平底来说受力情况较好，因此，在相同应力，重量较轻。另外，在整体铸造的结构中，圆形缸底有助于消除过渡处的铸造缺陷。但是，在液压机上所使用的油缸一般壁厚均较大，而缸底的受力总是较缸壁小。因此，上述优点就显得不太突出，这也是目前在整体结构中大多采用平底结构的一个原因。然而整体结构的共同缺点为缸孔加工工艺性差，更换密封圈时，活塞不能从缸底方向拆出，但由于较可拆式缸底结构受力情况好、结构简单、可靠，因此在中小型液压机中使用也较广。在设计中选用的是平底结构。4.1.4 油缸放气装置通常油缸在装配后或系统内有空气进入时，使油缸内部存留一部分空气，而常常不易及时被油液带出。这样，在油缸工作过程中由于空气的可压缩性，将使活塞行程中出现振动。因此，除在系统采取密封措施、严防空气侵入外，常在油缸两腔最高处设置放气阀，排出缸内残留的空气，使油缸稳定的工作排气阀的结构形式包括整体式和组合式。在设计中选用的是整体式。整体式排气阀阀体与阀针合为一体，用螺纹与钢筒或缸盖连接，靠头部锥面起密封作用。排气时，拧松螺纹，缸内空气从锥面间隙中挤出，并经斜孔排出缸外。这种排气阀简单、方便、但螺纹与锥面密封处同心度要求较高，否则拧紧排气阀后不能密封，会造成泄露。4.1.5 缓冲装置缓冲装置的工作原理是使钢筒低压腔内油液(全部或部分)通过节流把动能转换为热能，热能则由循环的油液带到液压缸外缓冲装置的结构有恒节流面积缓冲装置和变节流型缓冲装置。在设计中我采用的是恒节流面积缓冲装置，此类缓冲装置在液压压力机设计图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑缓冲过程中，由于其节流面积不变，故在缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，但很快就降低下来，最后不起什么作用，缓冲效果很差。但是在一般系列化的成品液压缸中，由于事先无法知道活塞的实际运动速度以及运动部分的质量和载荷等，因此为了使结构简单，便于设计，降低制造成本，仍多采用此种节流缓冲方式。4.2 缸体结构的基本参数确定4.2.1 直径参数 （1）主缸的内径（注：所用公式都来源于文献【10】 【17】 ）= = =0.206m1DpF1464105.238按标准取整 =0.220m（2）主缸活塞杆直径= = =0.175m1dPF224632105.4.0按标准取整 =0.180m（3）主缸实际压力:= 实1PKND9.4105.2.04621 （4）主缸实际回程力:=实2d 4.3105.2)18.02.(4)(4 621（5）活塞杆直径 d 的校核表 4-3 活塞杆所选材料型号 MPabMPas%s45MnB 1030 835 94Fd4.103m2d=0.05m 满足要求F活塞杆上的作用力液压压
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