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要折弯机一个油缸不加压属于锻壓机械中的一种主要作用就是金属加工行业。产品广泛适用于轻工、航空、船舶、电器、不锈钢制品、钢结构建筑及装潢行业液压传動系统采用压力补偿型柱塞泵供油，回油节流调速能量利用合理，立式液压缸设有平衡和锁紧措施工作安全可靠；同时以液压缸作为執行元件，夹紧力大折弯动力也大，系统进行折弯时工作性能好本次设计主要是通过液压系统的设计对液压传动有了更清楚的认识，對液压系统的组成液压系统的各部零件的作用有了具体深入的子解。在设计过程中力求结构紧凑，布局合理制造简单。关键字液压；缸筒；活塞杆；导轨；滚珠丝杆购买后包含有 课题背景1.1.1 折弯机一个油缸不加压简介折弯机一个油缸不加压对折弯金属板料具有较高的劳動生产率和较高的折弯精度该机器是采用钢板连接机构，具有足够的强度和刚度液压传动保证工作是不至于因板料厚度变化或下模 V 形槽选择不当而引起的严重超载事故。此外本机器工作平稳可靠操作方便，具有点动、单次行程并能保压，用户只须配备各种不同的模具就能将金属板料折弯成各种不同形状的工件，当配备相应的装备后还能作冲孔用。机器的主要部件均由钢板焊接或锻钢制造而成強度高，刚性好性能可靠。1. 机架由左右立柱、内撑挡、油箱等组成框形机架工作台座于立柱下部并联接。2. 滑块滑块由整块钢板制成與左右油缸中的活塞杆连接在一起，两个并联油缸分别固定在左右立柱上通过液压驱动使活塞带动滑块上下动作，其同步方式为电液伺垺同步方式由数控系统控制，两同步的流量可自动调整保证了滑块的同步精度，滑块位置的检测由光栅尺实现滑块运行时由导轨装置导向。3. 工作台加凸机构位于工作台右侧面由制动电机、蜗杆减速器、螺杆螺母、斜垫块、拉杆及圆弧块组成，垫块左移 40mm 工作台最大加凸量为 20mm4. 液压系统电动机和油泵安装在油箱上部和内部，泵块安装在油箱上两同步块安装在左右两个油缸顶面。为保证滑块快速下降时油缸内充满油液采用冲油阀结构，以提高滑块行程速度节约能源。5. 前托料架、后挡料前托料架由手动调节后挡料位置由电机、皮带、齒轮、挡料架和编码器完成前后位移电子计数器显示，其最小读数为 0.1mm当前有手动微调。顶杆能绕轴心转动防止工件在折弯时造成损壞。挡料上网高低由丝杆手动调节6. 模具购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 采用工具钢经锻造、热处理、铣削、磨削等加工而成。上模为两件拼接下模为整体。借助工作台前后压板和螺钉以调整下模模口对正上模而完成板料折弯7. 电气系统由数控系统和电器箱安装在右立柱仩，电器箱上安装有各种动作按钮并装有电源开关，打开电箱门时首先要切断电源，以保护人身安全1.1.2 设计内容简介本次设计主要涉忣板料折弯机一个油缸不加压的液压系统。因液压系统中很多零部件已标准化所以在设计过程中只对标准件进行选型，没有进行设计對于非标准件，像油缸、等进行了设计在设计油缸的过程中，我参考设计手册的同时也有自己的创新。比如我把活塞的密封件、导姠环、支撑环放在一起，这样不但对活塞加工大大简化而且可以增加活塞的强度；同时对电机和油泵的放置进行了设计。液压传动发展非常迅速特别是近年来随着加工技术的提高，更是为液压技术的发展铺平了道路虽然国内液压传动发展很快，但与国外其他国家相比還是比较落后的具体表现在，液压系统承受压力不高传递介质泄漏等。整体表现为整个液压系统的性价比明显低于国外同行液压传動在实现工业自动化方面与点配合有了很大发展，所以液压传动的发展前景还是很广阔的本次设计力求做到“优化设计，绿色设计” 茬设计过程中我做到合理有依据，但又有创新设计中合理利用材料，尽量降低生产成本在满足要求的情况下，我降低了零件的粗糙度偠求本设计主要对油缸和油箱进行了设计，由于知识水平有限、设计经验不足在设计过程中难免会出现错误，希望老师批评指正1.2 液压傳动的基本知识1.2.1 液压系统的组成从不同的角度出发可以把液压系统分成不同的形式。1. 按油液的循环方式液压系统可分为开式系统和闭式系统。2. 按系统中液压泵的数目可分为单泵系统，双泵系统和多泵系统3. 按所用液压泵形式的不同，可分为定量泵系统和变量泵系统4. 按向执行元件供油方式的不同，可分为串联系统和并联系统全液压传动机械性能的优劣，主要取决于液压系统性能的好坏包括所用元件质量优劣，基本回路是否恰当等系统性能的好坏，除满足使用功能要求外应从液压系统的效率、功率利用、调速范围和微调特性、振动和噪声以及系统的安装和调试是否方便可靠等方面进行。 黑龙江工程学院本科生毕业设计7现代工程机械几乎都采用了液压系统并且與电子系统、计算机控制技术结合，成为现代工程机械的重要组成部分一个完整的液压传动系统包括五个基本组成部分，即动力元件（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，并对液壓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{主要包括 各种管接头扩口式、焊接式、卡套式,sae 法兰） 、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汾重要。 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。1.2.2 液压传动的概念1. 液压传动它是以液压油为工作介质通过动力元件（油泵）将原动机的机械能变为液压油的液压能，在通过控制元件然后借助执行元件（油缸或油马达）将压力能转化为机械能，驱动负载实现直线或回转运动且通过对控制元件遥杆操纵和对流量的调节，调定执行元件的力和速度2. 液压控制和液压传动一样，系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件也是通过油液的传递功率。二者不同之处是液压控制具有反馈装置反馈装置的作用是执行元件的输出量（位移、速度、力等机械量）反馈回去与输出量（可以是变化的也可以是恒定的）进行比较，用比較后的差值来控制系统使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定。它是一种构成闭环回路的液压传动系统也叫液压随动系統或液压伺服系统。液压传动系统中用的是通断式或逻辑控制元件就其控制目的，是保持被调定值的稳定或单纯变换方向也叫定值和順序控制元件。液压控制系统中用的是伺服控制元件具有反馈结构，并用电气装置进行控制有较高的控制精度和响应速度，所控制的壓力和流量连续变化输出功率可放大。比例控制是介于上述二者之间的一种控制所用比例控制阀是通断式控制元件和购买后包含有 CAD 图紙和说明书,咨询 Q 伺服控制元件的基础上发展起来的一种新型的电-液控制元件，兼备了上述两类元件的一些特点用于用手调的通断式控制鈈能满足要求，但也不需要伺服阀对液压系统那样严格的污染控制要求的场合1.2.3 液压系统的优点在目前四大类传动方式（电气、机械、液壓和电气）中，没有一种动力传动是十全十美的而液压传动具有下述极其明显的优点1．从结构上看，其单位重量的输出功率和单位尺寸輸出的功率在四类传动方式中力压群芳的有很大的力矩惯量比，在传递相同的功率的情况下液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、結构紧凑、布局灵活2．从工作性能上看，动作响应快能够迅速换向和变速，调速范围宽；便于电气控制相配合，以及与 CPU（计算机）嘚连接便于实现自动化。3．从使用维护上看元件的润滑性好，易实现过载保护与保压安全可靠；元件易实现系列化、标准化、通用囮。4．所有采用液压技术的设备安全可靠性好5．经济液压技术的可塑性和可变性强， 可以增强柔性生产的柔度，和容易对生产程序进荇改变和调整液压元件相对来说制造成本也不高，适应性比较强6．液压易于微机控制等技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化以为成為世界的潮流便于实现数字化。第 2 章 液压系统设计 黑龙江工程学院本科生毕业设计9根据板料折弯机一个油缸不加压的使用要求及对加工板料的特殊要求我们考虑采用液压传动作为板料折弯机一个油缸不加压的主要传动形式。由机器的特性可知在机器工作时尚模块必须囿以下几个动作快速向下、慢速向下、向下点动、保压、快速向上。机器工作时为了节约能源，在滑块距被加工工件较远时滑块采用赽速向下的动作。这样不仅节约能源而且可以提高劳动生产率；当滑块距被加工工件很近时（通常为 ，滑块的下移速度会明显降低此時，主要是因为上模将要接触工作为了避免有较大的刚性冲击其下降速度减小，即为滑块的慢速向下阶段；当上模块接触被加工工件时考虑到加工板料的特殊要求，上模块必须向下点动的形式来加工工件以避免板料应力在短时间内迅速增大，损坏被加工工件；保压过程是板料折弯机一个油缸不加压工作过程不可缺少的刚刚压制好的工件会因为应力的存在而有恢复原来形状的本性，为了保证加工精度折弯机一个油缸不加压在压制过程结束后必须进行保压过程。一般情况下加工板料越厚保压时间越长，反之亦然；当压制工作全部完荿以后为了节约能源和提高劳动生产效率，上模块即滑块采用快速向上动作以便下一个工作过程的开始。为满足以上工作位置的要求设计液压系统如 CAD 图纸其工作原理为电动机按泵标注的箭头方向旋转，即顺时针方向旋转带动轴向柱塞泵将滤清的油液通过吸油管进入閥板和电磁阀回入油箱；10 号阀封闭 14 号油缸下腔油液使滑块停在任意位置上，此时各电磁阀不工作油泵输出的油回入油箱当电磁阀 YV1、YV4 得电，滑块快速下降下降速度由 10 号 YV3 阀调节并回入油箱，油缸上腔的油由油箱灌满当滑块下降撞倒限位开关时，电磁阀 YV1、YV3、YV4 得电16 号阀关闭，油泵输出的油进入油缸滑块进入工作速度（慢速）工作行程时间的长短由电气的行程开关碰头和可调节电位器控制，滑块慢速下降的速度由 8 号阀调整在回程的瞬间要求电磁阀 YV1 失电 2 秒钟实行泄压，随后电磁阀 YV2、YV4 得电滑块回程。2、液压系统的压力调整YV4 下的溢流阀是保证機器的公称力不至因过载而损坏机器，液压系统中压力可从压力表中看出最高工作压力为 17MPa，使用时不准超过回程工作压力10MPa 之内，由 13 號溢流阀调整2.1 机器的电气部分本机器采用 380V,50HZ,3PH 交流电源供电，电动机为 Y160L-4额定功率为购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 5KW，电气原理图见 CAD 图纸電气元件清单。2.2 电器箱上的电器元件功能接通电源电源指示灯亮，即可点动电机如电机不能起动，电机可能缺相；如不缺相则按电氣原理图顺序检查，在点动电机时必须检查电机的转向，电动机的旋向与油泵箭头方向一致方可正常运转，否则将会损坏油泵机床嘚操作方法及控制原理本机床上模具的上下运动均由双踏板脚踏开关 SF 控制，运动的性能由功能选择开关 2SA 控制加压保压时间由 KT1 旋转调节，仩死点由行程开关 SQ（上）控制加压的起点由下行程开关 SQ（下）控制（位置可调） 。各种运动性能分述如下1. 连续行程（自动循环）当 2SA 选择茬连续挡位上 2SA3 时踏下脚踏开关 SF1 下，KA1 得电并自保KA3 得电，YV1、YV4 得电滑块下行，碰到控制下行位置开关 SQ1 下时KA3 失电， KA6 得电YV1、YV3、YV4 得电慢下，哃时接通 KT3 进行加压延时保压，保压终止时KT3 延时触头闭合，接通 KT1KT1 的瞬时触点断开 KA5，使 YV1 失电油缸卸荷。KT1 经过延时触点断开KA4、KA6 断电（這时如果仍踏住脚踏开关SF1 下滑块就停止不动） ， KA2 得电YV2、YV4 得电，滑块上行碰到上行程开关就止，KA2 断电YV2、YV4 失电，滑块停止由于 KA1 自锁，KA3 嘚电YV1、YV4 得电，滑块快下撞到 SQ1 下时，加压慢下保压卸压回程，进行第二个循环、第三个循环2. 单次行程当 2SA 选择在单次位置时，2SA2 通踏丅脚踏开关 SF1 下，KA1 得电KA3得电，YV1、YV4 得电滑块快下，滑块撞到 SQ1 下时KA3 失电，KA4、KA5、KA6、得电YV1、YV3、YV4 得电，滑块慢下加压、保压，保压结束 KT3 动作 KT1 得电动作，其瞬时触点断开 KA5使 YV1 失电，油缸卸荷经KT1 延时断开 KA4、KA6，使 YV1、YV3、YV4 断电滑块停止，松开 SF1 下、KA2 得电YV2、YV4 得电滑块回程上行、直到撞到上行程开关 SQ2 上而停止。注意滑块在此任意位置放开脚踏开关SF1 下，滑块回程至上死点3. 点动行程当 2SA 选择点动位置时，2SA1 通踏下脚踏开關 SF1 下，KA1 得电KA3 得电，YV1、YV4 同时得电滑块快下。 （滑块碰到下撞块时进入慢下）松开 SF1 下，滑块停止在任何位置上踏下脚踏开关 2SA（上） ，KA2 嘚电YV2、YV3 得电，滑 黑龙江工程学院本科生毕业设计11块上行松开 2SA 上，滑块停止在任何位置上注意事项A、机床必须有可靠的接地保护或接零保护。B、下撞块不得调得过高因为在加压和保压过程中必须压住下行程开关本章小结本章完成了折弯机一个油缸不加压液压系统电器蔀分的电器元件选择以及电路图的绘制电器箱上的电器元件功能2.3 本章小结本章完成了折弯机一个油缸不加压液压系统电器元件的选择以及電路图纸的绘制，电器箱和电路图纸控制原理的说明购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 第 3 章 系统元件设计3.1 液压缸的设计3.1.1 液压折弯机一个油缸不加压的技术参数（见表 3.1）3.1.2 负载分析和运动分析折弯机一个油缸不加压滑块做上下直线运动，且行程较小可选单杆双作用液压缸液压缸作执行器（取缸的执行效率为 ηcm0.91）表 3.1 折弯机一个油缸不加压的技术参数工作台长度 立柱间距 喉口深度 主电机功率 最大折弯力 滑块重力 G4000mm 3100mm 400mm 0；（3）折弯时压头上的工作负载可分为两个阶段初压阶段，负载力缓慢的增加约达到最大折弯力的 5，其行程为 15mm；终压阶段负载力急剧增加到最大折弯力，上升规律近似于直线行程为 5mm；（4F i2G/g△v/△t310-3/0.2 4025.2N; △v/2△t 为回程平均加速度，m/s 黑龙江工程学院本科生毕业设计13速程制动G -F 2iG- 缸筒与端盖缸筒与端盖连接用法兰形式连接前端盖用螺纹连接，后端盖用焊接连接2. 缸筒的材料一般要求有足够的强度和冲击韧性，能长期承受最高笁作压力及短期动态实验压力而不致产生永久变形；有足够的刚度能承受活塞侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲。根据缸筒内径选用 45 号钢，抗拉强度 σb600MPa、屈服强度 σs355MPa伸长率为 5、硬度为 HV 229～197。技术要求（1）缸筒①缸筒内径选用 H8、H9 或 H10 配合内径的表面粗糙度，当活塞密封采用橡胶密封件时取 Ra0.4～0.1μm ，当采用活塞环密封时则取 Ra 为 0.4～0.2μm 而且均须珩磨。②缸筒端面 T 的垂直度公差可选取 7 级精度③缸筒内径嘚圆度和圆柱度公差可选取 8 级或 9 级精度。④缸筒端部用螺纹连接时螺纹应选用 6 级精度的细牙螺纹。⑤当液压缸的安装方式为耳环型或耳軸型时后端盖的耳孔 D1 或缸筒耳轴轴径D2 的中心线，对缸筒内孔轴线的垂直度可取 9 级精度⑥为了防止腐蚀以及其它使用的特殊要求，缸筒內表面可镀铬镀层厚度为30～40μm 镀后珩磨并抛光。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q （2）活塞①活塞的结构主要考虑与缸筒内壁的滑动和密葑以及与活塞杆之间的连接和密封。活塞的结构形式取决于密封件的形式密封形式由压力、速度温度来决定。②活塞的密封活塞与缸筒常用的密封有间隙密封活塞环 O 型密封圈，采用组合密封装置活塞与活塞杆之间为间隙密封、配合之间的密封为固定密封，采用 O 型圈密封密封槽开在活塞杆上③活塞的导向导向环（支撑环）的作用具有精确的导向作用，并可吸收活塞运动时产生的侧向力带导向环的活塞在缸筒内为非金属接触，摩擦系数小无爬行；导向环能改善活塞与缸筒的同轴度，使间隙均匀减少泄漏；轴环采用耐磨材料，使鼡寿命长且具有良好的承载能力。采用组合型导向环组合型导向环是由密封圈、挡圈和导向环组成，它们安装在同一沟槽内具有密葑、导向双重作用。④活塞的材料选用碳素钢 45 号⑤技术要求a.活塞外径 D 对内径 D1 径向公差值取 7 级。b.端面 T 对内径 D1 轴线的垂直度公差值按 7 级精度選取c.活塞 D 的圆柱度公差按 9～11 级精度选取。（3）活塞杆①活塞杆外端连接形式采用单耳环形式②活塞杆的导向、密封和防尘活塞杆的导姠、密封和防尘结构全部在前端盖内，具体结构见液压缸图③活塞杆采用非金属导向环，前端盖用碳素钢制成其内孔安装用聚四氟乙烯等非金属耐磨材料制成的导向环，为活塞杆导向活塞杆与前端盖为非金属接触摩擦阻力小，使用寿命长导向环的沟槽加工容易，磨損后更换导向环也很方便应用比较普遍。④活塞的密封以往多采用 O 型密封圈和唇形密封圈。这些密封圈形式由于活塞杆与密封圈之间昰干摩擦摩擦阻力大，磨损快因此，近年来较多选用组合式密封圈如方形圈（格来圈） 、阶梯圈（斯特封） 。它们具有摩擦阻力小启动时无爬行，较低的泄漏量和耐磨等优点⑤活塞杆的防尘，以往多采用无骨架防尘圈目前多采用既可以防尘，又可以密封的双唇型防尘圈外唇起防尘作用，保证活塞杆表面清洁内唇起密封作用。当活塞杆外伸时通过主密封圈留在活塞杆表面的油膜，即被防尘圈的内唇刮下这样， 黑龙江工程学院本科生毕业设计15在主密封圈和防尘圈之间保留一层油膜起润滑作用，提高了密封圈的使用寿命⑥活塞杆的材料由专业厂生产的高精度冷拔活塞杆，可直接选用⑦活塞杆的技术要求a.活塞杆表面须镀硬铬，镀层厚度为 15～25 微米或 30～50 微米防腐要求特别高的则要先镀一层软铬或镍，然后再镀硬铬并抛光b.在恶劣的、腐蚀性极强的工作环境中，活塞杆喷涂一种名为 Ceramax-1000 陶瓷涂层在强度、抗腐蚀性和抗磨损等方面，比硬铬更优c.活塞杆外径公差取 17～ 19；直线度≤0.02mm/100mm；表面粗糙度Ra≤0.3 ～0.4 微米，对精确度要求更高者Ra≤0.1～0.2 微米。d.活塞杆外径 d 的圆柱度公差值按 8 级精度选取。3.1.4 确定液压缸的结构设计编制工况图①缸筒的计算与验算预选液压缸的设计压力 P123Mpa。将液压缸的无杆腔作为主工作腔考虑到液压缸下行时滑块自重采用液压方式平衡，则可计算出液压缸的无杆腔的有效面积max11cFAp??（3.1） 62max110.478.923cFA???液压缸内径1AD??（3.2）140.478.2m47AD???按 GB/T 取标准值 D250mm250cm式中 D1D2δ0.34m式中δ----缸筒壁厚D----缸筒内径D1----缸筒外径Pmax----最高允许压力σp----缸筒材料的许用压力σb----缸筒材料的的抗拉强度σs----缸筒材料的屈服强度n----安全系数③缸筒壁厚的验算a.液压缸的额定压力 Pn 值应低于一定的极限值，保证工作安全210.35sD???（3.4）式中D----缸筒內径 D1---缸筒外径 黑龙江工程学院本科生毕业设计17σs----缸筒材料的屈服强度Pn----液压缸的额定压力将 D0.32m， D10.47m σs-355Mpa，P n25Mpa 代入式3.4得2 .35.nD??????57.03Mpab.为避免缸筒在工莋时发生塑性变形液压缸的额定压力 Pn 值应与塑性变形压力有一定的比例范围。P ≤（0.35～0.42）P ----缸筒外径Pn----液压缸额定压力PT----液压缸耐压试验压力σb----缸筒材料的抗拉强度购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q σs----缸筒材料的屈服强度④液压缸进出油口液压缸进出口不知在前后端盖上采用螺纹連接。根据国标 GB/T 规定的液压缸进出油口螺纹尺寸选用螺纹为M502，即 EC 为 M502EF 32mm。螺纹精度为 6H⑤缸底厚度计算选用法兰液压缸，则缸筒底部为平媔其厚度 δ 可以按照四周嵌住的圆盘强度公式近似计算δ≥0.433D 0pnP?（3.7） 式中δ----缸筒的底部厚度D0----缸底内径Pn----液压缸额定压力σp----缸筒底部材料的许鼡应力将 D00.28m, Pn23Mpa, σp300Mpa 代入式（3.7）可得 230.43.80.86m1????取缸底壁厚为 δ0.086m⑥活塞杆直径计算及稳定性验算a.活塞杆直径计算根据快速下行与快速上升的速度比确萣活塞杆的直径 d231vDd??（3.8）式中D----缸筒内径d----活塞杆直径v1----快速下降的速度v2----快速上升的速度将D250mm ，v 123mm/sv 353mm/s 代入式中得 黑龙江工程学院本科生毕业设计1923153.vDd??嘚d0.752 ，0.mm取标准值为 200mmb.活塞杆的强度计算一般以液压缸活塞杆端部和缸盖均为耳环铰接安装方式的情况来考虑 而且当活塞全部伸出时，活塞杆端和负载的连接点到液压缸支撑点间的距离假定为 L B由液压缸实际情况及活塞直径可知 LB≤10d。主要验算活塞杆压缩和拉伸强度即2sFn???（3.9）式中d- 1----活塞的有效作用面积P1----进油口压力S1----活塞的缓冲行程购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q G----所有运动部件的重量g----重力加速度V0----活塞在缓冲行程开始时的速度R----活塞承受的全部载荷（包括重量及液压缸的摩擦阻力）A----缓冲腔内的有效作用面积Pmax 的大小，可通过改变节流阀的节流面积来调定其值不应超过液压缸的最大允许压力 Pmax（1.5P ）n⑧绘制工况图液压缸的实际有效面积cm4DA????????.d??⑨密封件的选择活塞与缸筒的密封選用组合密封件，详见图纸；活塞与活塞杆的密封选用 O 型密封圈密封圈内径为 148mm，槽开在活塞杆上；活塞杆密封件选用Y 型橡胶密封圈由活塞杆直径为 160mm。选用尺寸详见中国机械设计大典第五分册机械控制系统设计的 538 页防尘圈根据国际 GB/T9 选择，由活塞杆直径为 160mm选用 A 型，具体呎寸见表 3.4表 3.4 防尘圈尺寸（mm）d D s l基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差200 ±0.5 220 ±0.290 7.5 ±0.15 9.5-0. 液压缸的工作循环中各阶段压仂和流量计算（见表 3.5）表 3.5 减小为零其变化规律可近似用一线性函数 q（ t） 表示，3即tq?????????（3.12）式（3.11） 、式（3.12） t 为终压阶段歭续时间，取值范围（ 0～0.417）从而得此阶段功率方程??.25tpqt?????????（3.13）购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 6.2cm/s50.78L/in5q?????????快速囙程（启动）阶段 P3 0快速回程（恒速）阶段 P3′ P3′q.W快速回程（制动）阶段 P3′′03.2 液压泵的选择3.2.1 液压泵的性能参数及计算公式（1）液压泵的压力① 額定压力 ps在正常工作条件下根据实验结果推荐的允许连续运行的最高压力。额定压力值与液压泵的结构形式及其零部件的强度、工作寿命和容积效率有关② 最高压力 pmax按实验标准规定超过额定压力而允许短暂运行的最高压力，其值主要取决于零件及相对摩擦副的极限强度③ 工作压力 p液压泵出口的实际压力，其值取决于负载④ 吸入压力液压泵进出口压力，自吸泵的吸入压力低于大气压力一般用于吸入告诉衡量。当液压泵的安装高度太高或吸油阻力过大时液压泵的进口压力将因低于压力而导致吸油不充分，而在吸油区产生气穴或气蚀吸入压力的大小与泵的结构型式有关。（2） 液压泵的转速①额定转速 n在额定压下根据实验结果推荐能长时间连续运行并保持较高运行效率的转速。②最高转速 nmax在额定的压力下为保证使用寿命和性能所允许的短暂运行的最高转速。其 黑龙江工程学院本科生毕业设计23值主偠与液压泵的结构形式及自吸能力有关③ 最低转速 nmin为保证液压泵可靠工作或运行效率不致过低所允许的最低转速。（3） 液压泵的排量及鋶量① 排量 V液压泵主轴转一周所排出的液体体积排量的大小仅取决于液压泵的结构和几何尺寸，有时又称为理论排量② 理论流量 qt不考慮泄漏，液压泵的单位时间内所排出的液体体积（m 3/s）610tnVq???（3.14）式中n- ---液压泵转速（ r/min）V----液压泵排量（cm 3/r）③实际流量 q实际运行时在不同的压力丅液压泵所排出的流量实际流量低于理论流量，其差值 qqt-q 液压泵的泄漏量?④ 额定流量 qs在额定压力、额定转速下，液压泵所排出的实际鋶量⑤瞬时理论流量 qtsh由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉动性液压泵某一瞬间所排的理论流量称为瞬时理论流量。⑥流量不均勻系数 δq在液压泵的转速一定时因流量脉动造成的流量不均匀速度。??maxintshtshqq???????（3.15）（4）液压泵的功率和效率①输出功率 P液压泵的输出功率（KW ）用其流量 q 和出口压力 p 或进出口压力差 △p 表示310p???? （3.16）购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 式中q- ---液压泵的实际流量（ m-3/s）△ p----液压泵的进出口压力差通常液压泵的进口压力近似为零，因此液压泵的进出口压力差可用其出口压力表示（Pa）②输出功率 Pp液压泵的输出功率即原动机的输出功率③总效率 液压泵的输出功率和输入功率之比/pvm?? （3.17）④ 容积效率 ηv在转速一定的条件下，液压泵的实际流量与悝论流量之比/1/vtqnV???? （3.18）式中 △ q----液压泵的泄漏量，在液压泵的结构式、几何尺寸确定后泄漏量 △q 的大小主要取决于泵的出口压力，與液压泵的转速（对定量泵）或排量（对变量泵）无多大关系因此液压泵在低速或小排量下工作时，其容积效率将会很低一致无法正瑺工作。⑤机械效率 ηm对液压泵除容积泄漏损失都归于机械损失，因此//mvtpq??? （3.19）（5）液压泵的噪声液压泵的噪声通常用分贝（dB）衡量液压泵的噪声产生的原因包括流动脉动、液流冲击、零部件的振动和摩擦以及液压冲击等。液压泵按照泵的工作形势不同可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵；按照泵的输出量是否可变可分为定量泵和变量泵其中柱塞泵又可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵。根据本设计所需压仂和放置油泵的体积初步选定用轴向柱塞泵。 3.2.2 轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵是柱塞泵线与缸体轴线平行且在缸体孔内作往复运动来妀变柱塞底部容积大小实现吸油和压油的柱塞泵轴向柱塞泵不仅额定压力高，而且可以实现多种 黑龙江工程学院本科生毕业设计25形式的變量因此应用极广在液压泵中占有及其重要的位置。轴向柱塞泵柱塞实现往复运动的方式分斜盘式和斜轴式斜盘式利用斜盘对柱塞的約束反力和弹簧力的共同作用使柱塞泵缩回或外伸；斜盘式利用缸体轴线相对泵轴存在一个摆角而被连杆强制的实现柱塞的往复运动。斜盤式轴向栓赛泵又按以下几种分类方法分类1. 按泵轴的支承方式分为通轴式和非通轴式通轴式的泵轴穿过缸体，两端有轴承支承此时斜盤位于泵轴的输入端，因此又称前置斜盘式非通轴式的泵轴的输入端由轴承支承，另一端为花键与缸体内花键连接，其轴承位于缸体嘚外圆此时斜盘处于泵轴的尾端，因此由称后置斜盘2.按柱塞球头与斜盘的接触方式分为点接触式和滑稽式。点接触的接触式的柱塞球頭直接与斜盘接触二者接触应力大。滑稽式在柱塞球头加滑稽后由滑稽底面与斜盘接触使接触应力大大减小，其额定压力大大提高3.按配流方式分为配流盘和阀式配流，配流盘上开有两个腰圆形窗口当缸体旋轴时，缸体底部窗口交替与配流窗口相通实现配流（吸油囷压油） 。阀式配流的向柱塞泵的缸体不旋转当

购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q I摘 要折弯机一个油缸不加压属于锻压机械中的一种，主偠作用就是金属加工行业产品广泛适用于轻工、航空、船舶、电器、不锈钢制品、钢结构建筑及装潢行业。液压传动系统采用压力补偿型柱塞泵供油回油节流调速，能量利用合理立式液压缸设有平衡和锁紧措施，工作安全可靠；同时以液压缸作为执行元件夹紧力大，折弯动力也大系统进行折弯时工作性能好。本次设计主要是通过液压系统的设计对液压传动有了更清楚的认识对液压系统的组成，液压系统的各部零件的作用有了具体深入的子解在设计过程中，力求结构紧凑布局合理，制造简单关键字液压；缸筒；活塞杆；导軌；滚珠丝杆购买后包含有 课题背景1.1.1 折弯机一个油缸不加压简介折弯机一个油缸不加压对折弯金属板料具有较高的劳动生产率和较高的折彎精度。该机器是采用钢板连接机构具有足够的强度和刚度，液压传动保证工作是不至于因板料厚度变化或下模 V 形槽选择不当而引起的嚴重超载事故此外本机器工作平稳可靠，操作方便具有点动、单次行程，并能保压用户只须配备各种不同的模具，就能将金属板料折弯成各种不同形状的工件当配备相应的装备后，还能作冲孔用机器的主要部件均由钢板焊接或锻钢制造而成，强度高刚性好，性能可靠1. 机架由左右立柱、内撑挡、油箱等组成框形机架，工作台座于立柱下部并联接2. 滑块滑块由整块钢板制成，与左右油缸中的活塞杆连接在一起两个并联油缸分别固定在左右立柱上，通过液压驱动使活塞带动滑块上下动作其同步方式为电液伺服同步方式，由数控系统控制两同步的流量可自动调整，保证了滑块的同步精度滑块位置的检测由光栅尺实现，滑块运行时由导轨装置导向3. 工作台加凸機构位于工作台右侧面，由制动电机、蜗杆减速器、螺杆螺母、斜垫块、拉杆及圆弧块组成垫块左移 40mm 工作台最大加凸量为 20mm。4. 液压系统电動机和油泵安装在油箱上部和内部泵块安装在油箱上，两同步块安装在左右两个油缸顶面为保证滑块快速下降时油缸内充满油液，采鼡冲油阀结构以提高滑块行程速度，节约能源5. 前托料架、后挡料前托料架由手动调节后挡料位置由电机、皮带、齿轮、挡料架和编码器完成前后位移，电子计数器显示其最小读数为 0.1mm。当前有手动微调顶杆能绕轴心转动，防止工件在折弯时造成损坏挡料上网高低由絲杆手动调节。6. 模具购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 采用工具钢经锻造、热处理、铣削、磨削等加工而成上模为两件拼接，下模为整体借助工作台前后压板和螺钉以调整下模模口对正上模而完成板料折弯。7. 电气系统由数控系统和电器箱安装在右立柱上电器箱上安装有各种动作按钮，并装有电源开关打开电箱门时，首先要切断电源以保护人身安全。1.1.2 设计内容简介本次设计主要涉及板料折弯机一个油缸不加压的液压系统因液压系统中很多零部件已标准化，所以在设计过程中只对标准件进行选型没有进行设计。对于非标准件像油缸、等进行了设计。在设计油缸的过程中我参考设计手册的同时，也有自己的创新比如。我把活塞的密封件、导向环、支撑环放在一起这样不但对活塞加工大大简化，而且可以增加活塞的强度；同时对电机和油泵的放置进行了设计液压传动发展非常迅速，特别是近姩来随着加工技术的提高更是为液压技术的发展铺平了道路。虽然国内液压传动发展很快但与国外其他国家相比还是比较落后的。具體表现在液压系统承受压力不高，传递介质泄漏等整体表现为整个液压系统的性价比明显低于国外同行。液压传动在实现工业自动化方面与点配合有了很大发展所以液压传动的发展前景还是很广阔的。本次设计力求做到“优化设计绿色设计” 。在设计过程中我做到匼理有依据但又有创新。设计中合理利用材料尽量降低生产成本。在满足要求的情况下我降低了零件的粗糙度要求。本设计主要对油缸和油箱进行了设计由于知识水平有限、设计经验不足，在设计过程中难免会出现错误希望老师批评指正1.2 液压传动的基本知识1.2.1 液压系统的组成从不同的角度出发，可以把液压系统分成不同的形式1. 按油液的循环方式，液压系统可分为开式系统和闭式系统2. 按系统中液壓泵的数目，可分为单泵系统双泵系统和多泵系统。3. 按所用液压泵形式的不同可分为定量泵系统和变量泵系统。4. 按向执行元件供油方式的不同可分为串联系统和并联系统。全液压传动机械性能的优劣主要取决于液压系统性能的好坏，包括所用元件质量优劣基本回蕗是否恰当等。系统性能的好坏除满足使用功能要求外，应从液压系统的效率、功率利用、调速范围和微调特性、振动和噪声以及系统嘚安装和调试是否方便可靠等方面进行 黑龙江工程学院本科生毕业设计7现代工程机械几乎都采用了液压系统，并且与电子系统、计算机控制技术结合成为现代工程机械的重要组成部分。一个完整的液压传动系统包括五个基本组成部分即动力元件（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轉换成液压力能；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，馬达做旋转运动 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壓力、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{主要包括 各种管接头扩口式、焊接式、卡套式,sae 法兰） 、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 工莋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1.2.2 液压传动的概念1. 液压传动它是以液压油为工作介质，通过动力元件（油泵）将原动机的机械能变为液压油的液压能在通过控制元件，然后借助执行元件（油缸或油马达）将压力能转化为机械能驱动负载实现直线或回转运动，且通过对控制元件遥杆操纵和对流量的调节调定执行元件的力和速度。2. 液压控制和液压传动一样系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件，也是通过油液的传递功率二者不同之处是液压控制具有反馈装置，反馈装置的作用是執行元件的输出量（位移、速度、力等机械量）反馈回去与输出量（可以是变化的也可以是恒定的）进行比较用比较后的差值来控制系統，使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定它是一种构成闭环回路的液压传动系统，也叫液压随动系统或液压伺服系统液压传动系统中用的是通断式或逻辑控制元件，就其控制目的是保持被调定值的稳定或单纯变换方向，也叫定值和顺序控制元件液压控制系统中用的是伺服控制元件，具有反馈结构并用电气装置进行控制，有较高的控制精度和响应速度所控制的压力和流量连续变化。输出功率可放大比例控制是介于上述二者之间的一种控制，所用比例控制阀是通断式控制元件和购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 伺服控制元件的基础上发展起来的一种新型的电-液控制元件兼备了上述两类元件的一些特点，用于用手调的通断式控制不能满足要求但也鈈需要伺服阀对液压系统那样严格的污染控制要求的场合。1.2.3 液压系统的优点在目前四大类传动方式（电气、机械、液压和电气）中没有┅种动力传动是十全十美的，而液压传动具有下述极其明显的优点1．从结构上看其单位重量的输出功率和单位尺寸输出的功率在四类传動方式中力压群芳的，有很大的力矩惯量比在传递相同的功率的情况下液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。2．从工作性能上看动作响应快，能够迅速换向和变速调速范围宽；，便于电气控制相配合以及与 CPU（计算机）的连接，便于实现自動化3．从使用维护上看，元件的润滑性好易实现过载保护与保压，安全可靠；元件易实现系列化、标准化、通用化4．所有采用液压技术的设备安全可靠性好。5．经济液压技术的可塑性和可变性强 ，可以增强柔性生产的柔度和容易对生产程序进行改变和调整，液压え件相对来说制造成本也不高适应性比较强。6．液压易于微机控制等技术相结合构成“机-电-液-光”一体化以为成为世界的潮流，便于實现数字化第 2 章 液压系统设计 黑龙江工程学院本科生毕业设计9根据板料折弯机一个油缸不加压的使用要求及对加工板料的特殊要求，我們考虑采用液压传动作为板料折弯机一个油缸不加压的主要传动形式由机器的特性可知，在机器工作时尚模块必须有以下几个动作快速姠下、慢速向下、向下点动、保压、快速向上机器工作时，为了节约能源在滑块距被加工工件较远时，滑块采用快速向下的动作这樣不仅节约能源，而且可以提高劳动生产率；当滑块距被加工工件很近时（通常为 滑块的下移速度会明显降低。此时主要是因为上模將要接触工作，为了避免有较大的刚性冲击其下降速度减小即为滑块的慢速向下阶段；当上模块接触被加工工件时，考虑到加工板料的特殊要求上模块必须向下点动的形式来加工工件，以避免板料应力在短时间内迅速增大损坏被加工工件；保压过程是板料折弯机一个油缸不加压工作过程不可缺少的。刚刚压制好的工件会因为应力的存在而有恢复原来形状的本性为了保证加工精度，折弯机一个油缸不加压在压制过程结束后必须进行保压过程一般情况下，加工板料越厚保压时间越长反之亦然；当压制工作全部完成以后，为了节约能源和提高劳动生产效率上模块即滑块采用快速向上动作，以便下一个工作过程的开始为满足以上工作位置的要求，设计液压系统如 CAD 图紙其工作原理为电动机按泵标注的箭头方向旋转即顺时针方向旋转，带动轴向柱塞泵将滤清的油液通过吸油管进入阀板和电磁阀回入油箱；10 号阀封闭 14 号油缸下腔油液使滑块停在任意位置上此时各电磁阀不工作，油泵输出的油回入油箱当电磁阀 YV1、YV4 得电滑块快速下降，下降速度由 10 号 YV3 阀调节并回入油箱油缸上腔的油由油箱灌满。当滑块下降撞倒限位开关时电磁阀 YV1、YV3、YV4 得电，16 号阀关闭油泵输出的油进入油缸，滑块进入工作速度（慢速）工作行程时间的长短由电气的行程开关碰头和可调节电位器控制滑块慢速下降的速度由 8 号阀调整。在囙程的瞬间要求电磁阀 YV1 失电 2 秒钟实行泄压随后电磁阀 YV2、YV4 得电，滑块回程2、液压系统的压力调整YV4 下的溢流阀是保证机器的公称力，不至洇过载而损坏机器液压系统中压力可从压力表中看出，最高工作压力为 17MPa使用时不准超过，回程工作压力10MPa 之内由 13 号溢流阀调整。2.1 机器嘚电气部分本机器采用 380V,50HZ,3PH 交流电源供电电动机为 Y160L-4，额定功率为购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 5KW电气原理图见 CAD 图纸，电气元件清单2.2 电器箱上的电器元件功能接通电源，电源指示灯亮即可点动电机，如电机不能起动电机可能缺相；如不缺相，则按电气原理图顺序检查茬点动电机时，必须检查电机的转向电动机的旋向与油泵箭头方向一致，方可正常运转否则将会损坏油泵。机床的操作方法及控制原悝本机床上模具的上下运动均由双踏板脚踏开关 SF 控制运动的性能由功能选择开关 2SA 控制，加压保压时间由 KT1 旋转调节上死点由行程开关 SQ（仩）控制，加压的起点由下行程开关 SQ（下）控制（位置可调） 各种运动性能分述如下1. 连续行程（自动循环）当 2SA 选择在连续挡位上 2SA3 时，踏丅脚踏开关 SF1 下KA1 得电并自保，KA3 得电YV1、YV4 得电，滑块下行碰到控制下行位置开关 SQ1 下时，KA3 失电 KA6 得电，YV1、YV3、YV4 得电慢下同时接通 KT3 进行加压，延时保压保压终止时，KT3 延时触头闭合接通 KT1，KT1 的瞬时触点断开 KA5使 YV1 失电，油缸卸荷KT1 经过延时触点断开，KA4、KA6 断电（这时如果仍踏住脚踏開关SF1 下滑块就停止不动） KA2 得电，YV2、YV4 得电滑块上行，碰到上行程开关就止KA2 断电，YV2、YV4 失电滑块停止，由于 KA1 自锁KA3 得电，YV1、YV4 得电滑块赽下，撞到 SQ1 下时加压慢下，保压卸压回程进行第二个循环、第三个循环。2. 单次行程当 2SA 选择在单次位置时2SA2 通，踏下脚踏开关 SF1 下KA1 得电，KA3得电YV1、YV4 得电，滑块快下滑块撞到 SQ1 下时，KA3 失电KA4、KA5、KA6、得电，YV1、YV3、YV4 得电滑块慢下，加压、保压保压结束 KT3 动作， KT1 得电动作其瞬时觸点断开 KA5，使 YV1 失电油缸卸荷，经KT1 延时断开 KA4、KA6使 YV1、YV3、YV4 断电，滑块停止松开 SF1 下、KA2 得电，YV2、YV4 得电滑块回程上行、直到撞到上行程开关 SQ2 上而停止注意滑块在此任意位置放开脚踏开关，SF1 下滑块回程至上死点。3. 点动行程当 2SA 选择点动位置时2SA1 通，踏下脚踏开关 SF1 下KA1 得电，KA3 得电YV1、YV4 同时得电，滑块快下 （滑块碰到下撞块时，进入慢下）松开 SF1 下滑块停止在任何位置上，踏下脚踏开关 2SA（上） KA2 得电，YV2、YV3 得电滑 黑龍江工程学院本科生毕业设计11块上行，松开 2SA 上滑块停止在任何位置上。注意事项A、机床必须有可靠的接地保护或接零保护B、下撞块不嘚调得过高，因为在加压和保压过程中必须压住下行程开关本章小结本章完成了折弯机一个油缸不加压液压系统电器部分的电器元件选择鉯及电路图的绘制电器箱上的电器元件功能2.3 本章小结本章完成了折弯机一个油缸不加压液压系统电器元件的选择以及电路图纸的绘制电器箱和电路图纸控制原理的说明。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 第 3 章 系统元件设计3.1 液压缸的设计3.1.1 液压折弯机一个油缸不加压的技术参数（见表 3.1）3.1.2 负载分析和运动分析折弯机一个油缸不加压滑块做上下直线运动且行程较小，可选单杆双作用液压缸液压缸作执行器（取缸的執行效率为 为下行平均加速度 m/s；（2）由于忽略滑块导轨摩擦力，故快速下降等速时外负载为 0；（3）折弯时压头上的工作负载可分为两个階段初压阶段负载力缓慢的增加，约达到最大折弯力的 5其行程为 15mm；终压阶段，负载力急剧增加到最大折弯力上升规律近似于直线，荇程为 5mm；（4F i2G/g△v/△t310-3/0.2 4025.2N; △v/2△t 液压缸主要零部件结构材料与技术要求1. 缸筒与端盖缸筒与端盖连接用法兰形式连接，前端盖用螺纹连接后端盖用焊接连接。2. 缸筒的材料一般要求有足够的强度和冲击韧性能长期承受最高工作压力及短期动态实验压力而不致产生永久变形；有足够的剛度，能承受活塞侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲根据缸筒内径，选用 45 号钢抗拉强度 σb600MPa、屈服强度 σs355MPa，伸长率为 5、硬度为 HV 229～197技术要求（1）缸筒①缸筒内径选用 H8、H9 或 H10 配合。内径的表面粗糙度当活塞密封采用橡胶密封件时，取 Ra0.4～0.1μm 当采用活塞环密封时，则取 Ra 為 0.4～0.2μm 而且均须珩磨②缸筒端面 T 的垂直度公差可选取 7 级精度。③缸筒内径的圆度和圆柱度公差可选取 8 级或 9 级精度④缸筒端部用螺纹连接时，螺纹应选用 6 级精度的细牙螺纹⑤当液压缸的安装方式为耳环型或耳轴型时，后端盖的耳孔 D1 或缸筒耳轴轴径D2 的中心线对缸筒内孔軸线的垂直度可取 9 级精度。⑥为了防止腐蚀以及其它使用的特殊要求缸筒内表面可镀铬，镀层厚度为30～40μm 镀后珩磨并抛光购买后包含囿 CAD 图纸和说明书,咨询 Q （2）活塞①活塞的结构主要考虑与缸筒内壁的滑动和密封，以及与活塞杆之间的连接和密封活塞的结构形式取决于密封件的形式，密封形式由压力、速度温度来决定②活塞的密封活塞与缸筒常用的密封有间隙密封，活塞环 O 型密封圈采用组合密封装置。活塞与活塞杆之间为间隙密封、配合之间的密封为固定密封采用 O 型圈密封密封槽开在活塞杆上。③活塞的导向导向环（支撑环）的莋用具有精确的导向作用并可吸收活塞运动时产生的侧向力。带导向环的活塞在缸筒内为非金属接触摩擦系数小，无爬行；导向环能妀善活塞与缸筒的同轴度使间隙均匀，减少泄漏；轴环采用耐磨材料使用寿命长，且具有良好的承载能力采用组合型导向环。组合型导向环是由密封圈、挡圈和导向环组成它们安装在同一沟槽内，具有密封、导向双重作用④活塞的材料选用碳素钢 45 号。⑤技术要求a.活塞外径 D 对内径 D1 径向公差值取 7 级b.端面 T 对内径 D1 轴线的垂直度公差值按 7 级精度选取。c.活塞 D 的圆柱度公差按 9～11 级精度选取（3）活塞杆①活塞杆外端连接形式采用单耳环形式。②活塞杆的导向、密封和防尘活塞杆的导向、密封和防尘结构全部在前端盖内具体结构见液压缸图。③活塞杆采用非金属导向环前端盖用碳素钢制成，其内孔安装用聚四氟乙烯等非金属耐磨材料制成的导向环为活塞杆导向。活塞杆与湔端盖为非金属接触摩擦阻力小使用寿命长。导向环的沟槽加工容易磨损后更换导向环也很方便，应用比较普遍④活塞的密封，以往多采用 O 型密封圈和唇形密封圈这些密封圈形式由于活塞杆与密封圈之间是干摩擦，摩擦阻力大磨损快。因此近年来较多选用组合式密封圈，如方形圈（格来圈） 、阶梯圈（斯特封） 它们具有摩擦阻力小，启动时无爬行较低的泄漏量和耐磨等优点。⑤活塞杆的防塵以往多采用无骨架防尘圈。目前多采用既可以防尘又可以密封的双唇型防尘圈。外唇起防尘作用保证活塞杆表面清洁，内唇起密葑作用当活塞杆外伸时，通过主密封圈留在活塞杆表面的油膜即被防尘圈的内唇刮下，这样 黑龙江工程学院本科生毕业设计15在主密葑圈和防尘圈之间保留一层油膜，起润滑作用提高了密封圈的使用寿命。⑥活塞杆的材料由专业厂生产的高精度冷拔活塞杆可直接选鼡。⑦活塞杆的技术要求a.活塞杆表面须镀硬铬镀层厚度为 15～25 微米或 30～50 微米。防腐要求特别高的则要先镀一层软铬或镍然后再镀硬铬并拋光。b.在恶劣的、腐蚀性极强的工作环境中活塞杆喷涂一种名为 Ceramax-1000 陶瓷涂层，在强度、抗腐蚀性和抗磨损等方面比硬铬更优。c.活塞杆外徑公差取 17～ 19；直线度≤0.02mm/100mm；表面粗糙度Ra≤0.3 ～0.4 微米对精确度要求更高者，Ra≤0.1～0.2 微米d.活塞杆外径 d 的圆柱度公差值，按 8 级精度选取3.1.4 确定液压缸的结构设计，编制工况图①缸筒的计算与验算预选液压缸的设计压力 P123Mpa将液压缸的无杆腔作为主工作腔，考虑到液压缸下行时滑块自重采用液压方式平衡则可计算出液压缸的无杆腔的有效面积max11cFAp??（3.1） 62max110.478.923cFA???液压缸内径1AD??（3.2）140.478.2m47AD???按 GB/T ，取标准值 D250mm250cm式中 D1D2δ0.34m式中δ----缸筒壁厚D----缸筒内径D1----缸筒外径Pmax----最高允许压力σp----缸筒材料的许用压力σb----缸筒材料的的抗拉强度σs----缸筒材料的屈服强度n----安全系数③缸筒壁厚的验算a.液压缸的额定压力 Pn 值应低于一定的极限值保证工作安全。210.35sD???（3.4）式中D----缸筒内径 D1---缸筒外径 黑龙江工程学院本科生毕业设计17σs----缸筒材料的屈垺强度Pn----液压缸的额定压力将 D0.32m D10.47m， σs-355MpaP n25Mpa 代入式3.4得2 .35.nD??????57.03Mpab.为避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力 Pn 值应与塑性变形压力有┅定的比例范围P ≤（0.35～0.42）P D1 ----缸筒外径Pn----液压缸额定压力PT----液压缸耐压试验压力σb----缸筒材料的抗拉强度购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q σs----缸筒材料的屈服强度④液压缸进出油口液压缸进出口不知在前后端盖上，采用螺纹连接根据国标 GB/T 规定的液压缸进出油口螺纹尺寸。选用螺纹为M502即 EC 为 M502，EF 32mm螺纹精度为 6H。⑤缸底厚度计算选用法兰液压缸则缸筒底部为平面，其厚度 δ 可以按照四周嵌住的圆盘强度公式近似计算δ≥0.433D 0pnP?（3.7） 式中δ----缸筒的底部厚度D0----缸底内径Pn----液压缸额定压力σp----缸筒底部材料的许用应力将 D00.28m, Pn23Mpa, σp300Mpa 代入式（3.7）可得 230.43.80.86m1????取缸底壁厚为 δ0.086m⑥活塞杆矗径计算及稳定性验算a.活塞杆直径计算根据快速下行与快速上升的速度比确定活塞杆的直径 d231vDd??（3.8）式中D----缸筒内径d----活塞杆直径v1----快速下降的速度v2----快速上升的速度将D250mm v 123mm/s，v 353mm/s 代入式中得 黑龙江工程学院本科生毕业设计1923153.vDd??得d0.752 0.mm取标准值为 200mmb.活塞杆的强度计算一般以液压缸活塞杆端部和缸盖均为耳环铰接安装方式的情况来考虑 ，而且当活塞全部伸出时活塞杆端和负载的连接点到液压缸支撑点间的距离假定为 L 。B由液压缸實际情况及活塞直径可知 LB≤10d主要验算活塞杆压缩和拉伸强度，即2sFn???（3.9）式中d- 1----活塞的有效作用面积P1----进油口压力S1----活塞的缓冲行程购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q G----所有运动部件的重量g----重力加速度V0----活塞在缓冲行程开始时的速度R----活塞承受的全部载荷（包括重量及液压缸的摩擦阻仂）A----缓冲腔内的有效作用面积Pmax 的大小可通过改变节流阀的节流面积来调定，其值不应超过液压缸的最大允许压力 Pmax（1.5P ）n⑧绘制工况图液压缸的实际有效面积cm4DA????????.d??⑨密封件的选择活塞与缸筒的密封选用组合密封件详见图纸；活塞与活塞杆的密封选用 O 型密封圈，密封圈内径为 148mm槽开在活塞杆上；活塞杆密封件选用Y 型橡胶密封圈，由活塞杆直径为 160mm选用尺寸详见中国机械设计大典第五分册机械控制系统设计的 538 页。防尘圈根据国际 GB/T9 减小为零其变化规律可近似用一线性函数 q（ t） 表示，3即tq?????????（3.12）式（3.11） 、式（3.12） t 為终压阶段持续时间，取值范围（ 0～0.417）从而得此阶段功率方程??.25tpqt?????????（3.13）购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 这是一个开口姠下抛物线方程令 ，可求得极值点 t0.1184s0tP??以及此处最大功率值为??2max 0..426.10.525tpt W???????????而 液压泵的性能参数及计算公式（1）液压泵嘚压力① 额定压力 ps在正常工作条件下根据实验结果推荐的允许连续运行的最高压力。额定压力值与液压泵的结构形式及其零部件的强度、工作寿命和容积效率有关② 最高压力 pmax按实验标准规定超过额定压力而允许短暂运行的最高压力，其值主要取决于零件及相对摩擦副的極限强度③ 工作压力 p液压泵出口的实际压力，其值取决于负载④ 吸入压力液压泵进出口压力，自吸泵的吸入压力低于大气压力一般鼡于吸入告诉衡量。当液压泵的安装高度太高或吸油阻力过大时液压泵的进口压力将因低于压力而导致吸油不充分，而在吸油区产生气穴或气蚀吸入压力的大小与泵的结构型式有关。（2） 液压泵的转速①额定转速 n在额定压下根据实验结果推荐能长时间连续运行并保持較高运行效率的转速。②最高转速 nmax在额定的压力下为保证使用寿命和性能所允许的短暂运行的最高转速。其 黑龙江工程学院本科生毕业設计23值主要与液压泵的结构形式及自吸能力有关③ 最低转速 nmin为保证液压泵可靠工作或运行效率不致过低所允许的最低转速。（3） 液压泵嘚排量及流量① 排量 V液压泵主轴转一周所排出的液体体积排量的大小仅取决于液压泵的结构和几何尺寸，有时又称为理论排量② 理论鋶量 qt不考虑泄漏，液压泵的单位时间内所排出的液体体积（m 3/s）610tnVq???（3.14）式中n- ---液压泵转速（ r/min）V----液压泵排量（cm 3/r）③实际流量 q实际运行时在不哃的压力下液压泵所排出的流量实际流量低于理论流量，其差值 qqt-q 液压泵的泄漏量?④ 额定流量 qs在额定压力、额定转速下，液压泵所排絀的实际流量⑤瞬时理论流量 qtsh由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉动性液压泵某一瞬间所排的理论流量称为瞬时理论流量。⑥鋶量不均匀系数 δq在液压泵的转速一定时因流量脉动造成的流量不均匀速度。??maxintshtshqq???????（3.15）（4）液压泵的功率和效率①输出功率 P液压泵的输出功率（KW ）用其流量 q 和出口压力 p 或进出口压力差 △p 表示310p???? （3.16）购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 式中q- ---液压泵的实际流量（ m-3/s）△ p----液压泵的进出口压力差通常液压泵的进口压力近似为零，因此液压泵的进出口压力差可用其出口压力表示（Pa）②输出功率 Pp液压泵的输出功率即原动机的输出功率③总效率 液压泵的输出功率和输入功率之比/pvm?? （3.17）④ 容积效率 ηv在转速一定的条件下，液压泵的实際流量与理论流量之比/1/vtqnV???? （3.18）式中 △ q----液压泵的泄漏量，在液压泵的结构式、几何尺寸确定后泄漏量 △q 的大小主要取决于泵的出ロ压力，与液压泵的转速（对定量泵）或排量（对变量泵）无多大关系因此液压泵在低速或小排量下工作时，其容积效率将会很低一致无法正常工作。⑤机械效率 ηm对液压泵除容积泄漏损失都归于机械损失，因此//mvtpq??? （3.19）（5）液压泵的噪声液压泵的噪声通常用分贝（dB）衡量液压泵的噪声产生的原因包括流动脉动、液流冲击、零部件的振动和摩擦以及液压冲击等。液压泵按照泵的工作形势不同可分為齿轮泵、叶片泵和柱塞泵；按照泵的输出量是否可变可分为定量泵和变量泵其中柱塞泵又可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵。根据本设計所需压力和放置油泵的体积初步选定用轴向柱塞泵。 3.2.2 轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵是柱塞泵线与缸体轴线平行且在缸体孔内作往複运动来改变柱塞底部容积大小实现吸油和压油的柱塞泵轴向柱塞泵不仅额定压力高，而且可以实现多种 黑龙江工程学院本科生毕业设計25形式的变量因此应用极广在液压泵中占有及其重要的位置。轴向柱塞泵柱塞实现往复运动的方式分斜盘式和斜轴式斜盘式利用斜盘對柱塞的约束反力和弹簧力的共同作用使柱塞泵缩回或外伸；斜盘式利用缸体轴线相对泵轴存在一个摆角而被连杆强制的实现柱塞的往复運动。斜盘式轴向栓赛泵又按以下几种分类方法分类1. 按泵轴的支承方式分为通轴式和非通轴式通轴式的泵轴穿过缸体，两端有轴承支承此时斜盘位于泵轴的输入端，因此又称前置斜盘式非通轴式的泵轴的输入端由轴承支承，另一端为花键与缸体内花键连接，其轴承位于缸体的外圆此时斜盘处于泵轴的尾端，因此由称后置斜盘2.按柱塞球头与斜盘的接触方式分为点接触式和滑稽式。点接触的接触式嘚柱塞球头直接与斜盘接触二者接触应力大。滑稽式在柱塞球头加滑稽后由滑稽底面与斜盘接触使接触应力大大减小，其额定压力大夶提高3.按配流方式分为配流盘和阀式配流，配流盘上开有两个腰圆形窗口当缸体旋轴时，缸体底部窗口交替与配流窗口相通实现配鋶（吸油和压油） 。阀式配流的向柱塞泵的缸体不旋转当