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油缸清洗机设计【5张图纸】【优秀】【机械毕业设计】

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[A0067]油缸清洗机设计.zip

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关键词：: a0067 清洗设计

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摘要- 1 -

Abstract- 2 -

1 引言- 3 -

1.1课题的背景和意义- 3 -

1.1.1课题的背景- 3 -

1.1.2课题的意义- 3 -

1.2国内外油缸清洗机的研究情况- 3 -

2 油缸清洗机总体设计方案- 6 -

2.1油缸清洗机方案- 6 -

2.2清洗对象及要求- 6 -

2.3清洗工艺流程的选定- 7 -

2.3.1油缸清洗的必要性：- 7 -

2.3.2清洗工艺流程：- 7 -

2.4清洗方案的确定- 8 -

2.4.1清洗剂的设选择- 8 -

2.4.2高压水射流清洗- 8 -

2.4.3清洗头的确定- 9 -

2.4.4工作台设计- 10 -

2.5 内壁清洗时的工作介绍- 10 -

2.6 外壁清洗方案的确定- 11 -

3.1液压系统的设计- 12 -

3.1.1总体设计- 12 -

3.1.2液压传动原理- 12 -

3.1.3各原件的作用- 13 -

3.2油缸的设计- 14 -

3.2.1油缸参数的确定- 15 -

3.2.2液压油缸工作压力的确定- 16 -

3.2.3 速比（φ）- 16 -

3.2.4 液压油缸内径和活塞杆直径的确定- 16 -

3.2.5其它部位尺寸的确定- 18 -

3.2.6液压油缸壁厚的确定- 18 -

3.2.7 缸筒长度L- 18 -

3.3辅助元件- 19 -

3.3.1管道- 19 -

3.3.2油管厚度- 19 -

3.3.3油管厚度- 21 -

4 清洗机的结构件设计- 22 -

4.1内壁清洗部件选择- 22 -

4.2外壁清洗参数- 23 -

4.3轴的力学分析- 23 -

5 总结与体会- 26 -

5.1总结- 26 -

5.2设计体会- 26 -

参考文献- 27 -

致谢- 28 -

摘要

通过对当今油缸清洗机的行业的调查研究，研发出一种具有清洗液压油缸的清洗机是很适应市场需求的。本说明书主要详细介绍了油缸清洗机的结构组成、工作原理、工作流程以及控制系统等方面的相关内容，为油缸清洗机的产业化提供了理论依据。由于油缸清洗机的进给特点，有电力驱动和液压驱动两种驱动方式。本设计采用了两种驱动，提高清洗效率。由于油缸清洗机具有节约大量的人力，物力和财力从而得到广大客户的青睐。本文主要研究的内容包括：一、油缸清洗机的总体方案设计；二、油缸清洗机液压系统的设计；三、油缸清洗机外壁喷淋系统的设计；四、油缸清洗机进给系统的设计；五、油缸清洗机水循环处理系统方案。

关键词：油缸清洗机：液压系统：自动清洗

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

A2机架.jpg

QQ截图20150610014122.jpg

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烘干箱A3.jpg

空心长轴A3.jpg

移动托架A3.jpg

油缸清洗机装配图.jpg

内容简介：: 目录摘要- 1 -ABSTRACT- 2 -1 引言- 3 -1.1课题的背景和意义- 3 -1.1.1课题的背景- 3 -1.1.2课题的意义- 3 -1.2国内外油缸清洗机的研究情况- 3 -2 油缸清洗机总体设计方案- 6 -2.1油缸清洗机方案- 6 -2.2清洗对象及要求- 6 -2.3清洗工艺流程的选定- 7 -2.3.1油缸清洗的必要性：- 7 -2.3.2清洗工艺流程：- 7 -2.4清洗方案的确定- 8 -2.4.1清洗剂的设选择- 8 -2.4.2高压水射流清洗- 8 -2.4.3清洗头的确定- 9 -2.4.4工作台设计- 10 -2.5 内壁清洗时的工作介绍- 10 -2.6 外壁清洗方案的确定- 11 -3.1液压系统的设计- 12 -3.1.1总体设计- 12 -3.1.2液压传动原理- 12 -3.1.3各原件的作用- 13 -3.2油缸的设计- 14 -3.2.1油缸参数的确定- 15 -3.2.2液压油缸工作压力的确定- 16 -3.2.3 速比（）- 16 -3.2.4 液压油缸内径和活塞杆直径的确定- 16 -3.2.5其它部位尺寸的确定- 18 -3.2.6液压油缸壁厚的确定- 18 -3.2.7 缸筒长度L- 18 -3.3辅助元件- 19 -3.3.1管道- 19 -3.3.2油管厚度- 19 -3.3.3油管厚度- 21 -4 清洗机的结构件设计- 22 -4.1内壁清洗部件选择- 22 -4.2外壁清洗参数- 23 -4.3轴的力学分析- 23 -5 总结与体会- 26 -5.1总结- 26 -5.2设计体会- 26 -参考文献- 27 -致谢- 28 -摘要通过对当今油缸清洗机的行业的调查研究，研发出一种具有清洗液压油缸的清洗机是很适应市场需求的。本说明书主要详细介绍了油缸清洗机的结构组成、工作原理、工作流程以及控制系统等方面的相关内容，为油缸清洗机的产业化提供了理论依据。由于油缸清洗机的进给特点，有电力驱动和液压驱动两种驱动方式。本设计采用了两种驱动，提高清洗效率。由于油缸清洗机具有节约大量的人力，物力和财力从而得到广大客户的青睐。本文主要研究的内容包括：一、油缸清洗机的总体方案设计；二、油缸清洗机液压系统的设计；三、油缸清洗机外壁喷淋系统的设计；四、油缸清洗机进给系统的设计；五、油缸清洗机水循环处理系统方案。关键词：油缸清洗机：液压系统：自动清洗AbstractThrough 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 cleaning1 引言1.1课题的背景和意义1.1.1课题的背景由于液压油缸在加工过程中含有大量的毛刺、切屑、灰尘、焊渣和油漆等污染物，这些污染物不利于油缸的安装和使用。为了使油缸能够更稳定的工作。所以就需要一种能冲洗清理油缸内外壁的装置来清洗油缸内外壁，虽然现在有很多清洗机，但都比较单一。1.1.2课题的意义油缸清洗机清洗系统是现代社会一项先进技术，它减少了人力物力和财力的浪费，它是通过对清洗系统的控制，在规定时间内对油缸进行上料、内壁清洗机、外壁清洗、下料的机器，漂洗过程中不再需要大量的人力便可顺利完成。液压支架的油缸密封普遍采用高端组合密封，对组装条件要求较高，同时支架普遍采用液控先导或电液先导控制技术，对缸体的清洁度要求更高，所以在油缸制造( 和大修) 组装时，对缸体内壁附着的灰尘、铁屑和油污进行专业清除成为必须解决的问题。目前由于没有专用的清理设备，一直采用人工的方法进行清理，不止工人劳动强度大、工作效率低，并且清洗之后效果差，直接影响制造质量。本设计主要详细讲述了油缸清洗概念、机构以及清洗办法，油缸清洗机的基本机构及其设计方法。此设计除了解决油缸内外壁的清洗，完善喷淋系统的设计，还对油缸使用的可靠性和使用寿命有重要的意义。1.2国内外油缸清洗机的研究情况本课题国内外研究现状述评国内外油缸清洗机一般为机械步进通过式油缸缸筒自动刷洗机，主要是清洗那些大批量，清洁度要求高的液压油缸缸筒。为了使清洗液、漂洗液顺力的从缸筒中流出，缸筒与水平方向形成3倾斜角，在清洗机的下方开通孔。多组气缸带通的喷管可以对油缸外表面进行喷洗。油缸内腔用采用旋转刷头进行刷洗，漂洗。设备通过PLC系统进行中心控制，除上下料需要人工进行，其余动作均由自动系统完成，自动化水平高。国内外这种设备相比较看，各有优势。国外的设备比较昂贵，但技术先进，自动化程度高，不过维修费用较高；国内的设备价格便宜，但技术不够完善，但可以满足清洗的需求。步进通过式油缸清洗机（图1-1）由于探杆需要伸入缸筒的内腔，将尼龙刷头安装在探杆头部处，喷水孔设置在清洗刷的刷头上，从而使探杆带动刷头进入缸筒内腔进行刷洗。对于零件的缸径不同的情况下，由于此设备装配有探杆升降机构，可以市探杆和缸筒始终位于同一中心位置。缸筒外表面采用喷管喷淋清洗，待洗油缸输送方式采用步进通过式，适用于油缸的大批量清洗。图1-1步进通过式油缸清洗机往复式油缸清洗机（图1-2）图1-2 往复式油缸清洗机 “超声波清洗机工艺技术”是指物体表面上的污物在超声波的空化作用下发生撞击、剥离，进行清洗工件的目的。由于此清洗机具有清洗洁净度高、清洗速度快和清洗剂无残留等特点，而且在对无法看见的孔和各种奇特的几何状物体的清洗时，独有奇特的清洗手段和清洗效果是其他清洗机器无法拥有的洗净效果，所以该技术发展迅速。不过由于超声波清洗机价格昂贵，维修复杂，从而不能在大部分的清洗机行业普及。(图1-3)图1-3 超声波清洗机1.3研究的主要内容及方法本课题主要是对油缸清洗机的主要结构和工作原理进行研究，详细分析阐述了其功能和工作原理，详细分析阐述了其功能及作用效果，同时提出油缸清洗机依然存在的问题，并通过案例分析和实验观察法解决油缸清洗机不足之处。本课题通过对文献分析和案例、实验分析的方法进行研究。通过文献研究，提出油缸清洗机明细等相关问题；并用过案例分析说明油缸清洗机功能，同时解决油缸清洗机依然存在的不合理之处。所取得的研究材料均来自于学校阅览室的各期刊报纸、校图书馆、网上数据库和社会、企业以及校园的调查研究。2 油缸清洗机总体设计方案2.1油缸清洗机方案本设计的目的是提供一种清洗洁净度好、清洗效率高的油缸清洗机方案。为完成上述目标，本设计采用的技术方案为：一种油缸清洗机，含有主架，在主架的滑动处连接有移动架，主架上固定装配有清理组件电机，清理组件电机传动连接着空心长轴，空心长轴的尾端安装有清洗刷和清洗喷头，清洗喷头上开有径向通孔。（图2-1）设计的油缸清洗机空心长轴外面密闭安装有清洗机配水装置，配水装置与空心长轴密闭相通，供水管路与而且配水装置密闭连通。另外在移动架上固定安装有固定托架，主架上安装有移动托架，移动托架与固定托架相互对应。主架与移动架之间通过滑动连接，待洗油缸的一端固定安装在主架上，待洗油缸的另一端固定安装在移动架上，待洗油缸与压力泵相连，通过压力泵进行进给。由于清洗组件电机的转速与空心长轴转速不一样，所以需要在清理组件电机与空心长轴之间传动连接有减速器，减并且速器两侧通过第一联轴节和第二联轴节分别与清理组件电机和空心长轴相连。主架上面开有液箱回液口。本设计是一种油缸制造( 和大修) 组装时对缸体进行除尘、除屑和清理油污的设备，替代了人工操作，清理效果好、工作效率高，能够提高油缸组装质量，满足电液控系统对油缸高清洁度的要求。图2-1清洗机方案2.2清洗对象及要求清洗对象：液压油缸缸筒油缸缸筒长度含底盖、油管：3米缸筒外径300mm清洗效率：满足每天（工作时间8小时）清洗100件工件清洗后应具有短期防锈功能清洗介质用电加热清洗介质符合国家有关环保要求清洗工艺流程简单，易操作，清洗要求：清洗液压油缸的内外壁、活塞杆表面污渍、油渍，以及清除掉各种焊接后油管组件油孔内的污渍，焊接产生的氧化物及加工产生毛刺、切屑。清洗后的活塞杆、缸筒及油管满足油缸装配所需求的清洁度标准（清洁度等级NAS1638，8级）2.3清洗工艺流程的选定2.3.1油缸清洗的必要性：液压油缸由于在加工过程中产生了毛刺、切屑、灰尘、焊渣以及油漆等污染物。为了使油缸能够更稳定的工作。所以就需要一种能冲洗清理油缸内外壁的装置来清洗油缸内外壁。采用清洗机清洗可以提高清洗效率，节约人力物力和财力，还能够进一步的增加油缸的使用寿命。2.3.2清洗工艺流程：清洗机工作时，根据缸体长度控制油缸推出移动架，调整移动托架至清洗头处的极限位置，将缸体放置在移动托架和固定托架上，对缸体进行定位并支撑。控制油缸收缩带动移动架和其上的缸体向左移动使清洗头进入缸体，并启动清理组件电机和压力泵。此时清理组件电机通过第一联轴器、减速器、第二联轴器带动中空长轴和清洗头低速旋转，对缸体内壁上的油污等进行清理，压力泵输出的清洗液经由供水管路进入配水装置，沿中空长轴输送至清洗头，并从清洗头的径向通孔喷出，清洗头的旋转运动和缸体的轴向运动实现了本设计对缸体内壁灰尘、油污的清洗；同时外部喷淋系统对外壁进行清洗；电磁吸盘随着清洗装置一起运动，可对机加工或磨损的铁屑进行吸附清理。清理完成后移动架在油缸的作用下向右移动，使清洗头离开清洗的缸体，从而完成一件缸体的一个工作循环。2.4清洗方案的确定2.4.1清洗剂的设选择由于液压油缸内壁含有加工产生的各种污染物，例如油污，切屑等。直接靠水清洗无法清洗干净，必须在配合清洗机才能清洗干净。进过比较市面上的一些清洗剂，决定采用一种高PH的新型水处理清洗剂，此清洗机专门清除有机物，污泥以及其他油污，切屑等污染物。这种高性能的工业清洗剂具有以下特点：1、由高性能的聚合物配成2、在室温和较高温度下均高效3、除了醋酸纤维素膜以外，适合于所有的膜。4、简单的冲洗和重启系统5、pH 120.5可调清洗剂：水基清洗液清洗介质：水一种高浓度、PH值温和的部件清洗/防腐蚀剂，在温和PH值条件下表现最先进的清洁性能，不留粉状残余物，在常规操作温度下，用于清洗机喷淋时能保持低泡，能分离出油沫、使其浮于清洁槽表面、以利其液被移除，PH值温和，清洗后能够对油缸提供防腐除锈的功能，对油缸的安装有显著的效果。2.4.2高压水射流清洗超高压水射流技术是最近几年发展迅速的一种高效技术，可用于多种途径，比如清洗和切除。高压水射流技术就是利用高压水泵对普通水流进行加压处理从而达到数百甚至数千大气压，然后产生的高压水射流通过喷嘴处的细小喷孔喷射出来一种能量高度集中的水流，该水流由于流速极快，所以具有极大的冲击力以及打击力。由于在加工过程中会产生毛刺、污染物，这些污染物会对机械零件特别是精密零件产生不良的影响，利用超高压水射流的强大打击力可以去除毛刺和污染物，具备其他清除方法无法替代的优点，高压水射流非常适合那些复杂的机械零件几何孔、深孔的去刺以及清洗。高压水射流清洗技术是一项具有广阔前景、效率极高、经济使用的清洗技术。高压水射流清洗具有以下有点：1、清洗质量好2、清洗速度快3、对环境无污染4、适用范围广泛5、易于机械化、自动化6、节能、节水、清洗成本低7、在设备维修中能较好恢复设备性能、延长设备寿命2.4.3清洗头的确定缸筒内的清洗不仅要求在轴向上反复刷洗，必须在径向上也要旋转刷洗，这样菜能确保缸筒内孔的清洁质量。不同的缸径，其中心高也要可调，保证刷头与内孔的同轴度。探管旋转由摆线针轮减速电机，万向节连接带动转动。在空心长轴尾部安装清洗尼龙刷，在清洗尼龙刷的中间处设有喷水孔，从而实现旋转与刷洗同时进行的动作（如图2-2）。图2-2 清洗头结构2.4.4工作台设计工作台基本构造是由面板和支撑部分组合而成。工作台材质大都采用优质冷轧钢板制作而成，外表经过静电喷涂处理，从而使工作桌框架牢固平稳，均匀承重大。而且由于水平台的表面经过了特殊处理,具备防止腐蚀，增强冲击力能力，不易使工作台变形，提高工作台的使用寿命。由于工作台的组合形式不同，工作台一般由桌式工作台、柜式工作台和平台式工作台这三种构成。由于平台式工作台具有构造简单且敦实的特点，根据油缸清洗机的机构方案决定选用平台式工作台。由于油缸清洗机的工作流程是由右边移动到左边，所以工作台采用x-y工作台。图2-3 工作台2.5 内壁清洗时的工作介绍由于液压油缸在加工过程中含有大量的毛刺、切屑、灰尘、焊渣和油漆等污染物，为了使油缸能够更稳定的工作，需要对油缸内壁进行清洗。由于待洗油缸的长度较长，要想清洗干净，需要进行特殊清理。以水基清洗剂作为清洗液体，通过高压水射流的冲击力和尼龙刷头进行刷洗，清洗缸筒内腔。（如图2-4）。内壁清洗选用刷头和喷淋结合清洗，刷头可以保证把一些粘在内壁上的切屑、灰尘、等污染物洗刷干净，然后用洗刷头内的高压水射流一边刷一边冲洗干净。长缸筒内孔的清洗不仅要求在轴向上反复刷洗，必须在径向上也要旋转刷洗，这样才能确保缸筒内孔的清洁质量。图2-4 内壁清洗2.6 外壁清洗方案的确定1、同内壁清洗一样，使用刷头加高压水射流冲洗2、直接使用高压水射流清洗因外壁不需要进行工作，防止刷头的毛刷在刷洗外壁时损坏，从而增加成本，所以对外壁只进行高压水射流冲洗。外壁清洗方案有高压喷头、基座和空心长轴等组成。（见图2-5）图2-5 外壁清洗3 液压系统3.1液压系统的设计3.1.1总体设计因为本设计是了对液压油缸进行清洗，而液压油缸又由于是管状物体，所以在清洗油缸内壁时需要由液压油缸的管口进入管底，那么就需要有进给装置让液压待洗油缸缓慢进给，这样的进给装置虽然可以由电机来控制但是由于电机存在着一定的不稳定性，它控制的进给过程中可能存在着速度的不均匀性和水平方向的上下震动这样不利于油缸的清洗，和对液压油缸清洗部件造成损坏。而液压系统控制的进给装置能很好的解决速度的不均匀性和水平方向的上下震动，因此本设计选择液压系统来实现进给，油缸清洗时清洗机的清洗头进入待洗油缸清洗时的进给系统。液压系统的动力来源是由电机提供的电能，然后通过液压泵的工作原理将机械能转化为液压油压力推进的能量系统。液压油的流动方向是由液压油流量通过控制各种阀门而实现的，然后使液压油缸产生运动，然后在不同的冲程中，以及不同的运动方向下，顺利完成各种设备需要的动作。由于液压系统的多样性以及稳定性，高效性，所以越来越多的生产部门都有液压系统的设备运行，而且先进的设备，其液压系统所占的部分就越多。3.1.2液压传动原理1快速进给：当按下开关时二位四通电磁换向阀（4）通电泵（1）输出的压力油进入液压油缸（7）左腔，右腔油液经行程节流阀（3）、二位四通电磁换向阀（4）左位流回邮箱，活塞向右快速运动。2工作进给：当活塞右行到设计好的位置时与活塞相连的运动部件上的挡块（6）压下行程阀（3）的触头，使节流阀的开口减小，这样就使油缸的回油速度变慢活塞速度变慢进行工作进给。3 快速退回：当工作进给结束后活塞上的设计的挡块压上行程开关（8），此时开关（8）发信号使换向阀（4）电磁铁断电使（4）回到之前的位置而挡块压着节流阀（3）压力油就经过单向阀（5）进入油缸（7）右腔。活塞快速向左退回。图3-1 行程节流阀的速度切换图1泵；2溢流阀；3行程节流阀；4二位四通换向阀；5单向阀；6行程挡块；7液压油缸；8行程开关3.1.3各原件的作用1 动力元件：（液压泵）是将原动机的机械能转换成液体的压力能（表现为压力、流量）的装置，其作用是为液压系统提供压力油，是系统的能量来源，液压系统的动力就是由动力元件提供。 2 节流阀：节流阀是由于节流截面或节流长度发生改变从而造成流体流量被控制的阀门。节流阀和单向阀并联形成单向节流阀。并且节流阀没有液体流量负反馈功能，负载变化所产生的速度不稳定是无法补偿的，所以只能用于负载变动程度不大或者对速度稳定性要求不高的场合下使用。 3 普通单向阀：使液压油液只能按照给定的特定方向流动，如果想进行反方向流动则被截止的方向阀。图3-2单向阀4 换向阀：换向阀是利用阀芯在阀体孔内产生相对运动，从而使液压油路接通或切断而改变液压油流动方向的阀。5 溢流阀：在溢去系统中多余的油液的同时使液压泵的供油压力得到调整并保持基本稳定的阀。溢流阀一般有两种结构：1、直动型溢流阀。2、先导式溢流阀。液压滑台是由滑台、滑座和油缸这三部分构成。滑台如果需要在滑座上产生运动,是需要借助于压力油通入固定在滑台下的油缸前腔或后腔实现自动工作循环的。1,滑台:滑台装在滑座的矩形或山形导轨上。不论采用那一种导轨,滑台都采用这种结构经过实践证明:去掉镶条,改进了滑台体的加工工艺性能,同时调整也较为简便。2.滑座:液压滑台用的滑座有两种结构不同的导轨:一种是矩形导轨,另一种是山形导轨。采用两种导轨主要是为了改善导轨受力情况,滑台设计如图3-3图3-3滑台示意图3.2油缸的设计油缸即液压油缸，液压油缸是指活塞有效面积和输出力与两边的压力差形成正比的直线运动式执行元件。是一种将液压能转边成机械能的运动机构。在液压油缸的流体中流量和压力的输出，输入具有一种直线方向的速度和力的运动机构。由于活塞是做直线往复运动，所以活塞的运动行程是有限的。液压油缸是一种将液压油的液压能转换成线性机械能的能量转换机构。液压油缸基本组成上都是由油缸盖和油缸筒，活塞和活塞杆，缓冲装置和密封装置等机构组成。缓冲装置与排气装置视详细工作场合而定，其余装置则必不可少，缸筒由于是液压油缸的主要机构，所以其内孔的加工工艺一般采用铰孔、镗削、滚压等精密工艺制造而成，要求表面粗糙度介于0.10.4um，为了活塞及其密封件、支承件能够平滑的进行滑动，从而保证密封的效果，减少机构之间的损耗；缸筒因为承受的液压力较大，为了保护缸筒不受破坏，所以缸筒必需具备足够的强度和刚度，防止产生破坏的情况。缸筒一般采用圆通结构，如图3-6所示图3-6 缸筒的结构3.2.1油缸参数的确定右眼液压系统必须完成从工件加紧工作台快进工进工作台换向快退到工件松开完整工作循环要求。根据工作要求自定义其工作台工作时进给速度为v1=0.05m/s，快退时的速度为v2=0.08m/s。工作行程为2m，液压系统换向时间为0.05s，通过水平导轨装置滑动，摩擦系数f=0.1。待洗油缸500kg，材料用无缝钢管。3.2.2液压油缸工作压力的确定液压油缸需要承受的负载包含有效的工作压力负载、摩擦阻力和惯性力等。液压油缸工负载的大小决定其工作压力。对于在不同用途的液压设备，由于其设备存在不同的工作条件，所以采取的压力范围也不同。由于其工作时要带动整个移动主架移动，清洗机的移动主架总重量大约为60KN，动摩擦系数大约为0.3，换向的工夫为0.05s，根据油缸的设计要求可知其工作最大负载：（3.1）F工=6KN，用一个油缸来分担， F=6KN。3.2.3 速比（）速比是指活塞杆缩回v2与伸出的速度v1之比。表3.1 速比工作压力/MPap1010p20p20速比1.331.4622由表3.1可知：10MPap20MPa ，则取p=12MPa。3.2.4 液压油缸内径和活塞杆直径的确定液压油缸的内径D根据液压油缸的总负载了力F和工作压力p来计算，即：查液压系统简明设计手册中（GB2348-80）取：D=100mm所以其活塞杆直径可以根据以下公式计算，即：查液压系统简明设计手册中（GB2348-80）取：d=63mm活塞杆直径d的强度校核：式中：F液压油缸的负载力；活塞杆材料的许应用力，常用液压油缸材料的许用应力:无缝钢管为100110MPa，锻钢为100120MPa，铸钢的为100110MPa，铸铁为60MPa。=110MPa，抗拉强度=220MPa, n为安全系数所以取n=2.即适宜活塞杆的强度。活塞杆大部分是采用35、45钢加工而成。不过对于有些冲击振动很大的活塞杆，为了保证安全性，也可以采用55钢或40Cr钢。方法加工可以采用冷拉棒材的处理方案，可以大大降低材料的加工余量，甚至不需要进行材料的加工。选用冷拉棒材式的耐蚀性不锈钢活塞杆15。 3.2.5其它部位尺寸的确定导向长度：H=+=202000+2100=150mm（L为液压油缸最大行程）活塞宽度B=(0.61.6)D=（60160，取活塞宽度B=mm。有缸盖滑动支承面长度A=(0.61.0)d=(37.863）（D150mm）取A=40mm3.2.6液压油缸壁厚的确定液压油缸的强度条件来决定了液压油缸的壁厚，对于工程机械的液压油缸，一般采用无缝钢管加工而成，由于钢管大多都是薄壁圆筒的结构，所以薄壁厚度的计算可以按照薄壁圆筒的公式来得出式中：液压油缸壁厚(m)；液压油缸内径(m)；试验压力，取1.5P（MPa）；缸筒材料的许用应力，取110MPa；，取=16所以液压油缸外径D1=232。3.2.7 缸筒长度L缸筒长度L是根据工作最大行程长度加上各种构造需求的长度来确定，即：L=l+B+A+M+C式中：l为活塞的最大任务行程；B为活塞的宽度，大概为(0.6-1)D;A为活塞杆的导向长度，取(0.6-1.5)D;M为活塞杆的密封长度，由密封方案决定；C为其他长度。L=2000+150+100+M+C由液压油缸的最大行程、活塞宽度、活塞杆的导向套长度、活塞杆的密封长度和特殊要求的其余长度来进行确定，为了降低加工难度，一般液压油缸缸体均为内径的20-30倍。所以液压油缸的缸体长度为2400mm。对于选择缸筒材料和毛坯，主要是对机械性能的考虑，此外还需要统筹它的工艺性和经济性。液压油缸筒常用的加工材料和毛坯有以下几种：无缝钢管无缝钢管作缸筒毛胚由于具有加工余量小，工艺性能好，产品准备周期短等优点，一般在大批量的加工中采用。大部分的标准液压油缸均使用无缝钢管作为缸筒毛胚。基本上使用调质的45号钢。在焊接使用时，需要考虑焊接性能，所以一般选用焊接性能较好的钢材。卷焊管卷焊管主要用于薄壁低压液压油缸的加工，一般使用2035号钢。不过这种管道由于需要它具备较高的焊接技术以及拥有完善的探伤、质量鉴定措施从而不是被大批量的采用。铸件对于形状复杂的缸筒毛坯需要采用铸造才能获得，铸件具有机械加工工艺性好，生产率高等优点。不过由于子啊铸造过程中容易出现气孔、疏松、偏析、砂眼等铸造缺陷，所以是铸造的废品率较高。针对本设计，本设计运用于行程较远对缸筒压性能要求高，材料选用45钢，并调质到241285HB,缸体为避免产生腐蚀和提高工件使用寿命，所以在内径的表面镀一层0.03至0.04mm左右厚度的硬铬，再对缸体进行抛光处理，缸体外涂耐蚀油漆。3.3辅助元件3.3.1管道在液压传动装置中，一般有以下几种管道可供选择，例如钢管、铜管、胶管、尼龙管、以及塑料管等。管道材料的选择不仅用根据液压系统的工作的安全可靠性、流畅性还有安装合理性、维修方便性等方面也有重要的影响。由于本液压要求的选用管道不仅需要承受高压，而且需要价格相比其他材料较低并且耐油、抗腐蚀和刚性都较好，因此管道选用无缝钢管。无缝钢管的一般816MPa，在本设计中选10MPa。3.3.2油管厚度油管计算公式为:(m) （3.1）式中，q通过油管的流量m3/s；v流速。对于吸油管，v12(m/s),对于压油管， 36（m/s）,压力高、管道或油的黏度小时取达值，反之取小。局部或特殊情况可取10（m/s）；对回油管，1.52.5（m/s）。吸油管d：计算其最大值取v管=1m/sD=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选d=65压油管d：计算其最大值v管=3m/s （3.4）（3.5）q=A1*v1=A2*v管=0.002512d=29mm，由表2-2选d=32回油管：计算其最大值v管=2m/s （3.6）（3.7）q=A1*v1=A2*v管=0.002512d=40mm，由表2-2选d=403.3.3油管厚度通过计算出管道的内径后可查表得到其他相应的数据，查表3.2可知表3.2 钢管外径、外径、公称压力、推荐流量表钢管外径（mm）公称压力（MPa）推荐管路通过流量L/min2.58162531.5管子厚度（mm）311111.40.633222.5456250402.534.55.57400653.54.568101000由上表可知吸油管厚6mm，压油管4.5mm，回油管4mm4 清洗机的结构件设计4.1内壁清洗部件选择油缸清洗机内壁清洗采用清洗头进行清洗，该清洗头运行稳定，其流速、压降、打击力等参数非常稳定，去刺质量与清除效率大幅提高，现就该清洗头的基本性能做一介绍。1）流速与打击力目前，清洗头的压力为 50 MPa，流量 16 L min，喷嘴直径 05 mm（有时候需要调整喷嘴直径），分别依据速度、打击力公式有： vj =10Q/Ao 其中：Ao= 4 z i=1 d2 i 式中：vj水射流的喷速，m/s； Q通过喷头的流体总流量，L/s； Ao喷嘴出口的横截面积，cm2 ； di喷嘴的直径，cm。代入数据，可得 vj=1 375 m/s。 Fj = Q2 100Ao 式中：Fj水射流冲击力，kN；流体密度，g/cm3 。代入数据得 Fj=370 N，该清洗头拥有很快的水流速度与较大的打击力。2）清洗效率清除效率与机床导轨的线速度、零件大小、装夹方式、工作台大小、清洗方式等条件有关。 4.2外壁清洗参数由于液压油缸在加工过程中，外壁上存在一些毛刺、切屑、灰尘、焊渣和油漆等污染物。所以就需要对外壁进行清洗，经过清洗方案分析，决定对外壁采用高压水射流喷淋系统清洗。如图所示，外壁清洗装置有箱体、空心管、喷头等部分组成。其中箱体提供清洗剂，流经空心管，在喷头处喷出对待洗油缸外壁进行清洗。(图4-1)4-1外壁清洗机构4.3轴的力学分析空性长轴的工作长度为2.1m外径R65mm，内径为30mm，并与清洗头相连。当工作时空心长轴转速设为300r/min。传动功率为60kw。轴的传动方程：（Nm） (4.1)式中：Nk为输出功率，单位kW；N为传动轴的转速，单位r/min；M为作用于传动轴的力偶距，单位Nm。由式（4-1）有 =1910(Nm)轴的扭矩为： T（x）=m=1910（Nm）轴的横截面积的切应力为：（x，r）=T（x）r/Ip (4.2)式中，Ip = 称为极惯性矩，T（x）为扭矩，r半径。（x，r）为切应力。圆周截面由于有实心和空心两种：Ip=D4/32 （实心圆轴） (4.3)Ip=D4/32 (1-4)（空心圆轴） (4.4)式中，D是圆轴的外径，=d/D是空心长轴内外径之比。由于本设计是用空心长轴所以用式(4.4)Ip=420557.378mm4Wp称为抗扭截面系数Wp=D4/32 （实心圆轴） (4.5)WpD4/32 (1-4)（空心圆轴） (4.6)则（x，r）=| T（x）/Wp（x）| (4.7)由式(4.6)得Wp=40954.89mm3由式(4.7)算的max=46.3Mpa2圆轴扭转时即不伸长也不缩短，只是横截面绕轴线彼此之间产生相对转动，相对转动的角度就是圆轴的变形。则圆轴的两端相对转角为：（4-8）式中，l是圆轴的长度。GIp称为圆轴的抗扭刚度。材料相对切变模量如表4.2序号材料名称弹性模量/E/pa切变模量/ G/ Gpa1合金钢26079.382碳钢196206793铸钢1722024球墨铸铁14015473765灰铸铁、白口铸铁113157446冷拔纯铜1274878轧制纯铜轧制锰青铜1081083939表4.2材料对应的弹性模量根据要求可知空心长轴材料为碳钢，由表4-2可知其切变模量为79Gpa由此可由以下公式计算得，单位长度的扭转角度来度量圆轴的扭转变形程度，(。/m) (4.9)由式(4-9)算得=0.329。/m其变化范围在（02）。之间满足设计要求。5 总结与体会5.1总结通过对油缸清洗机的大体介绍,我想各位对我的设计方案有了相对系统的理解,本清洗机结合了现有的同类清洗机的一些设计要点,在设计上主要从清洗机的构造上进行改造,对现有的清洗机类型进行分析,机构决定采用卧式清洗机构,液压系统带动待洗油缸左右运动,电机驱动清洗刷旋转清洗以增大清洗的清洁度。由于采用液压系统的进给方式,可以提高待洗油缸进入的稳定性以提高清洗效率,使得操作性更好。不过由于对设计的经验不足,免不了在有些设计参数的选择上不够合理,计算不够准确,但是最重要的是可以通过这次的毕业设计,了解到一个完整的设计所需要经历的过程。虽然毕业设计过程较为艰难,但是在导师和同学的鼎力帮忙指导下还是克服了重重难关,最终在规定的时间内完成了这次的毕业设计,这就是我这次毕业设计收获最大的方面。5.2设计体会通过这三个多月的努力,总算是规定的时间内完成了这次的毕业设计,顺利的完成了大学生涯的最后一次设计,为本人的大学四年生涯画上了一个圆满的句号。这个毕业设计的完成,是对大学四年所学专业知识的一次综合运用,也是为结业之后走上工作岗位,顺利适应未来工作任务的一次重要试练。经过这次的毕业设计,我理解到了一个完整的设计进程中所必需的经过的几个阶段以及每个阶段必须经历什么样的工作过程,一个产品的设计从最初的课题选择到最后面论文的发表都不是那么容易的一件事。参考文献1刘俊，秦臻. 高压水射流清洗作业中喷嘴的设计原理和选型依据. 2007年第5期.2宋波. 高压水射流清洗机喷枪设计. 2005年第4期.3许福玲，陈尧明. 液压与气压传动. 机械工业出版社.4杨利平 . 液压传动系统及设计 . 化学工业出版社5刘绍英，朱达晟，泵与原动机选用手机.中国石化出版社.6郭书君. 电控式配水系统执行机构的研究与实现7王刚. 清洗机列的设计与参数选择 2008年第3期8成大先，王德夫，姬奎生. 机械设计手册. 第四版. 第四卷. 化学工业出版社9第二版，机械设计手册5 机械工业出版社10成大先主编，机械设计手册(减（变）速器，电机与电器）.化学工业出版社11吴永平，姚怀新. 工程机械设计. 人民交通出版社12周开勤主编，机械零件手册. 高等教育出版社，1994年13邓兴中主编，机电传动控制.华中科技大学出版社，2001年14孙恒，陈作模，机械原理M .高等教育出版社，1999年15史美堂，金属材料M .上海科学技术出版社，1996年16莴延年.机电一体化系统设计M，北京机械工业出版社，2004年17艾小洋.中国工业清洗领域的现状与发展趋势，现代制造，2004（2）：58-6018李尧忠.轴承清洗机液压系统的设计，液压系统，2009（7）：11-1419李玉刚，吴欲璇，王宇等.油缸清洗机.中国专利.102389883A.2012-03-2820梁治齐.实用清洗技术手册.化学工业出版社，2000年21周燕辉.HCC1000数控高压清洗机清洗头的设计2012年22周燕辉.50MPa超高压数控清洗头的设计 2014年23吴连杰.基于超声波的自动清洗机设计 2013年致谢毕业设计终于在紧张的备战中完成了，心中感慨万千。回首大学的四年，有成功的喜悦，也有失败的无奈，一路走来，感谢身边一直有那么多的师长，亲人，同学的帮助和鼓舞，没有他们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。本毕业设计是在导师张翔院长的悉心指导下顺利完成的，不管是从最初的论文的课题的选择到

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