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液压 卷花机 设计 CAD 图纸

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攀枝花学院毕业设计（论文） 摘要I摘 要本次毕业设计题目是液压卷花系统设计。任务限制只能用液压来实现。本人致力于整机系统的设计，即机械结构的设计，液压系统方案的拟定，液压油箱的设计，液压缸的设计，液压站的设计。设计思路是从卷花机的性能和动作要求入手，并以国内的质量和技术性能接近设计要求的卷花机为基础，研究国外的先进机型，开发出自己的全套液压系统方案。图纸采用 Auto CAD 绘制。经过认真地设计计算,查找资料撰写设计论文。本液压卷花机的优点是传动平稳，输出力矩大，用模具来实现花形的变化，且同一批形状的一致性好，液压机造型美观。设计出来的液压卷花系统具有，尺寸精确，生产效率高，劳动强度低，产品质量好的优点。广泛应用于铁艺行业中。由该机器生产的各种花形可用在围栏、大门、台、椅、扶梯、窗、招牌、艺术品等制作的地方。关键词 液压卷花机，液压系统，铁艺 攀枝花学院毕业设计（论文） ABSTRACTIIABSTRACTMy graduation project topic is the Volume hydraulic system design. The duty limit only uses the hydraulic pressure to realize. I have carried on the whole design，namely, the mechanism design, hydraulic system plan drawing up, the hydraulic fluid tank design, the hydraulic cylinder design, the hydraulic pressure stands design and so on. The design start at the volume flowers machine performance and the movement, taking the home existing volume flower machine as the foundation, their quality and the technical performance approach to this design request, and has studied the overseas advanced type, developed own complete set hydraulic system plan. The blueprint draws up with Auto CAD. After earnestly calculated, has consulted the correlation data, I have composed this design paper.The volume flowers machine merit is the transmission steady, out put moment of force big, realizes the flowered shape change with the mold, also identical batch of product uniformity good, the volume flowers machine Modeling is artistic. The system of the volume flowers machine has the merit, such as, size precisely, the production efficiency high, the labor intensity is low, the product quality is good and so on. This machine is widely applied in the steel art profession, and can product several kinds of flowers for fences, gates, place, chairs, elevator, windows, signs, art and so on.Key words volume hydraulic machine， hydraulic system，steel art 攀枝花学院毕业设计（论文） 目录目 录摘摘 要要.I IABSTRACT.IIII1 1 绪论绪论.11.11.1 本课题研究的目的意义本课题研究的目的意义.11.21.2 本课题国内外发展概况及存在的问题本课题国内外发展概况及存在的问题.11.31.3 本课题解决的主要问题本课题解决的主要问题.22 2 液压卷花机系统分析与设计液压卷花机系统分析与设计.32.12.1 设计思想设计思想.32.22.2 液压卷花机系统分析液压卷花机系统分析.32.2.1 本机设计要求及具体的技术参数.32.2.2 卷花机的液压系统.32.2.3 液压卷花机系统方案的比较与选用.33 3 液压系统的计算液压系统的计算.73.13.1 弯矩力的计算弯矩力的计算.73.1.1 材料力学的角度.73.1.2 采用类比法.103.23.2 齿轮齿条传动设计齿轮齿条传动设计.113.33.3 载荷组成和计算载荷组成和计算.133.43.4 卷花机液压系统设计卷花机液压系统设计.163.4.1 负载分析.163.4.2 初选液压系统工作压力.163.4.3 液压缸的类型及安装方式.163.4.4 液压缸的主要结构尺寸.163.4.5 压杆稳定性验算.173.4.6 按最低速度要求验算液压缸尺寸.183.4.7 计算液压缸所需流量.183.4.8 绘制液压系统工况图.193.4.9 制定基本方案确定液压系统原理图.213.53.5 液压系统的计算和选择液压元件液压系统的计算和选择液压元件.223.5.1 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格.22 攀枝花学院毕业设计（论文） 目录3.5.2 液压阀的选择和部分液压辅助元件选择.243.5.3 油箱容量的初步确定及油液的选择.273.63.6 液压系统性能验算液压系统性能验算.283.6.1 压力损失及调定压力的确定.283.6.2 系统温升验算.304 4 液压缸的设计液压缸的设计.324.14.1 选择液压缸类型安装方式选择液压缸类型安装方式.324.24.2 液压缸的主要性能参数和主要尺寸液压缸的主要性能参数和主要尺寸.324.34.3 液压缸的参数计算液压缸的参数计算.324.3.1 缸筒壁厚的计算.324.3.2 液压缸活塞行程.334.3.3 液压缸油口直径计算.334.3.4 缸底厚度计算.334.3.5 缸头厚度计算.344.3.6 最小导向长度的计算.344.3.7 缸体长度的确定.344.44.4 活塞的设计活塞的设计.354.4.1 活塞的结构形式.354.4.2 活塞与活塞杆的连接.354.4.3 活塞的密封.364.4.4 活塞材料.394.4.5 活塞尺寸及加工公差.394.54.5 活塞杆活塞杆.394.64.6 活塞杆的导向套、密封和防尘活塞杆的导向套、密封和防尘.404.74.7 液压缸缓冲装置的设计液压缸缓冲装置的设计.414.7.1 间隙缓冲.414.7.2 阀式缓冲.414.84.8 排气阀排气阀.425 5 液压站的设计液压站的设计.445.15.1 确定液压站的结构类型方案确定液压站的结构类型方案.445.1.1 分散配置型液压装置.445.1.2 集中配置型液压装置.445.1.3 确定液压站的方案.445.25.2 液压控制装置（液压阀站的集成设计）液压控制装置（液压阀站的集成设计）.44 攀枝花学院毕业设计（论文） 目录5.2.1 有管集成.455.2.2 无管集成.455.2.3 确定液压控制装置.455.35.3 液压动力源装置（液压泵站）的设计液压动力源装置（液压泵站）的设计.475.3.1 液压泵组布置方式的确定.475.3.2 液压油箱的设计.485.45.4 液压泵组的结构设计液压泵组的结构设计.545.4.1 液压泵组的布置方式.545.4.2 液压泵组的连接和安装方式.545.55.5 液压站的结构总成液压站的结构总成.555.5.1 管路的选择.555.5.2 电气控制装置的设计与布置.555.65.6 液压站总图的设计与绘制液压站总图的设计与绘制.566 6 机械结构的设计机械结构的设计.576.16.1 齿轮齿条传动设计齿轮齿条传动设计.576.26.2 轴的设计轴的设计.576.2.1 求输出轴上的功率 P,转速 n 和转矩 T.576.2.2 求作用在齿轮上的力.576.2.3 初步确定轴的最小直径.576.2.4 轴的结构设计.576.36.3 求轴上载荷求轴上载荷.606.46.4 按弯扭合成应力校核轴的强度按弯扭合成应力校核轴的强度.616.56.5 卷花机的内部结构示意图卷花机的内部结构示意图.62结结 论论.63参参 考考 文文 献献.64致致 谢谢.65 攀枝花学院毕业设计（论文） 目录1 绪论1.1 本课题研究的目的意义液压卷花机是一种利用液体压力来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机床。由该机器生产的各种花形可用在围栏，大门，台，椅，扶梯，窗，招牌，艺术品等地方。随着人民生活水平提高，这些铁艺制品必然会有较大需求。另一方面，用液压来实现，能满足用户任意设计的图案，效率高，花形同一性好，体积小，重量轻，功能多，施工方便，劳动强度轻，随着新工艺及新技术的应用，卷花机在金属加工及非金属成形方面的应用越来越广泛，在铁艺行业中的占有份额正在大幅度攀升。1.2 本课题国内外发展概况及存在的问题目前，用来制作卷花的设备还非常落后，按动力的来源角度，大体分为四种方式来实现：一、采用手工。该方法一般为小作坊生产，批量不大，生产效率低，但也能满足个性化的需要，因为它可任意改变花形，但劳动强度高。代表型号有北京光大利克经贸有限责任公司生产的手动式铁艺轧花工装设备。二、采用机械方式来实现。效率有所提高，但制作了的花形的尺寸有限，主要是受动力的限制。噪声大，能耗大，不能完全满足市场需求。代表型号有石家庄安邦机械公司的电动卷花机, AB-DW10A, AB-DW10B; 东北林业大学机械厂的万能铁艺成形机;宁夏富盛机械制造有限公司的电动金属扭曲机。三、采用锻造方式。锻造方式来实现的，材料局限性较大，不能用厚板，也加工不出开关复杂的尾部曲卷，效率不高。代表型号有广州郎亚公司的锻铁液压装置。四、采用液压来实现。采用该方式的优点比较明显在，下面将要介绍。在铁艺行业市场中，它们四种方式对应对的装备的使用比例大概为2：4：3：1；可见,使用机械方式来加工的占了大多数，使用液压的较少。在总结目前国内外卷花机的发展现状以及今后的发展趋势的情况下，当前卷花机还有着以下的几点不足：1、能耗较大，不够环保。现在有的卷花机的能源利用率不能，仅有 50%左右，因为主要是采用的是机械方式作为动力，热损耗较大。不符合当今提倡的节约型社会的要求。而且，机械方式的噪音较大，对工人及周边的损害也严重，不人性化。2、卷花机体积大,占地面积较多。对企业来说不是一件好事。3、加工的料的尺寸有限，花形较少。这主要受动力的限制。不能完全满足当前的市场需求,在模具上,也可在进行改进。 4、自动化程度不高，生产率也就不高。5、现在使用的模具较复杂。 攀枝花学院毕业设计（论文） 目录1.3 本课题解决的主要问题设计出的卷花机能满足当前市场的需要。有效地规避了当前卷花机的不足。采用液压力传动来代替机械传动，并且用模具来实现花形的变化。采用液压液压传动能有效地克服，上面所说的不足，并且传动平稳，出力较大，从整体来看单位体积的出力比机械的传动方式大得多，体积小。采用模具来加工，在需要改变花形时，只需要改变模具的形状即可，扩充了机器的加工范围，且又能很好地保证同一批产品形状的一致性。设计出来的液压卷花系统具有，尺寸精确，生产效率高，劳动强度低，产品质量好的优点。攀枝花学院Panzhihua University本科毕业设计（论文）文献综述院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 03级机械二班 学生姓名： 王友 学 号: 200310622031 2007 年 4 月 25 日文献综述：液压卷花机综述1 前言液压卷花机是一种利用液体压力来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机床。由该机器生产的各种花形可用在围栏，大门，台，椅，扶梯，窗，招牌，艺术品等地方。1随着人民生活水平提高，这些铁艺制品必然会有较大需求。另一方面，用液压来实现，能满足用户任意设计的图案，效率高，花形同一性好，体积小，重量轻，功能多，施工方便，劳动强度轻，随着新工艺及新技术的应用，卷花机在金属加工及非金属成形方面的应用越来越广泛，在铁艺行业中的占有份额正在大幅度攀升。22 卷花机的应用领域卷花机是用在铁艺行业,用来生产铁艺制品的基本单元-C、S、P、E 四种基本花型和5个几何形态（圆o）、（角/）、（曲线）、（螺旋线）和（麻花）。卷花机正是用于加工出这些形状的铁艺制品的机器装备。33 卷花机的发展现状及主要产品介绍目前，用来制作卷花的设备还非常落后，按动力的来源角度，大体分为四种方式来实现：一、采用手工。该方法一般为小作坊生产，批量不大，生产效率低，但也能满足个性化的需要，因为它可任意改变花形，但劳动强度高。二、采用机械方式来实现。效率有所提高，但制作了的花形的尺寸有限，主要是受动力的限制。噪声大，能耗大，不能完全满足市场需求。三、采用锻造方式。锻造方式来实现的，材料局限性较大，不能用厚板，也加工不出开关复杂的尾部曲卷，效率民不高。四、采用液压来实现。采用该方式的优点比较明显在，下面将要介绍。在铁艺行业市场中，它们四种方式对应对的装备的使用比例大概为2：4：3：1；可见，4使用机械方式来加工的占了大多数，使用液压的较少。3.1 手动方式的代表型号有北京光大利克经贸有限责任公司生产的手动式铁艺轧花工装设备。它是一种手动式铁艺轧花工装设备，其包括机座，该机座的前部安装有固定模座，在该固定模座上安装有固定模具，在机座的后部安装有固定的丝母，丝杠以螺合方式穿过丝母，通过旋转丝杠，可使该丝杠相对丝母作往复运动，在丝杠的前端按照随该丝杠移动而不随丝杠旋转的方式安装有移动模座，在该移动模座上安装有与上述固定模具配合的移动模具，在上述丝杠的后端安装有于持操作部。5 3.2 机械方式代表性的型号有3.2.1 石家庄安邦机械公司的电动弯花机 AB-DW10B6加工能力： 弯花、弯圆弧、折角：扁钢8mm50mm，方钢：25mm25mm，方管：10mm；弯小圆：圆钢：12mm，方钢：12mm12mm；主要特点：1、最大特点为A型机体动力为母机，通过特殊连接件使各机构与A型机动力输出端实现动力联接由此实现了一机多能，可随时升级。2、各另加机构可与弯花机模具盘更换使用，电动弯花机弯花功能不受任何影响。3、使用摆线针轮减速机运转平稳，省力、省工、效率高，加工强度大。4、生产加工的产品尺寸准确，形状规范，一致性好，加工能力大，适于批量生长。它的出现使铁艺制作出现一个飞跃式的革命。该机是以AB-DW10A型电动弯花机为机体，通过电动弯花机主轴传递动力，配置弯圆弧机构、折角机构和弯小圆弹簧机构，构成AB-DW10B全能型电动弯花机。该全能型弯花机除具有A型电动弯花机的全部功能特点外，又通过三个机构，增加了弯弧弯圆、捋直、折角、批量弯小圆的功能。卷曲部份特点分述如下： 弯圆弧机构：该机构安装在电动弯花机台面上，通过电动弯花机主轴传递动力，完成圆钢、方钢、扁钢弯圆、弧、捋直的工作过程。该机构的两个主动滚轴由上半轮、下半轮、中间垫片组成，通过变换组合它们的组合位置，可以得到十五种不同的组合尺寸，即可以完成50*10以下各种扁铁、10*10以下各种方钢、10以下各种圆钢的弯曲加工工作。该机构通过控制被动滚轮的压入尺寸大小，可完成不同弧度产品零件的生产加工。该机构完全使用电动弯花机的电器控制系统控制，操作简便，效率高，适用性好。弯小圆（弹簧）机构：该机构安装在电动弯花机上，通过弯花机主轴传递动力，完成方钢、圆钢弯弹簧，剖开得到尺寸一致的批量小圆圈。其操作方法是，将被加工材料装卡在本机构的卡料槽内，开动机器使被加工材料缠绕在轴套的外圆上，形成弹簧，将弹簧切开，断口焊接后磨平即成为所需要的圆形产品。本机构所生产的产品由于已轴套外圆定位，所以弯成的圆尺寸准确、形状规范，一致性好。3.2.2 东北林业大学机械厂的万能铁艺成形机7 “万能铁艺成形机”是由电动机驱动蜗杆减速器，实现低转速大扭矩输出，在机座上安装有牙嵌式离合器来控制加工件的扭曲变形，通过计数控制器可以自动控制扭曲工件的圈数及角度，来实现工件的变形。当主运动需要垂直时，转动手轮，通过连杆机构，使蜗轮轴由水平方向翻转到垂直方向，以适应不同形状工件的加工需要。该机结构简单，造价低廉，使用方便，利用胎具可以把多种金属型材料加工成麻花形、圆弧形、梅花形等多种形状，它适用于建筑，装修，环境建设等多方面。3.2.3 宁夏富盛机械制造有限公司的电动金属扭曲机8一种用于对方钢或扁铁之类的型材进行扭曲加工(铁艺)的电动金属扭曲机，包括固定夹头和扭曲夹头，其特点在于固定夹头的底部与固定在机体上的导轨滑动相联；扭曲夹头与固定夹头相对而固定在一设在机体内的减速机的输出轴上，减速机的输入轴与一固定在机体内的电动机相联，在输入轴上还设有一用来检测其转数的光电偶合检测器，其与一用来控制电动机运转的电控装置内的电子计数器相联。通过电控装置上的按钮可以自动控制工件的扭曲成型，具有节省人力、高效、加工精度高、批量一致性好等优点。3.3、锻造方式的代表型有：广州郎亚公司的锻铁液压装置9 该机械装置,包括机壳、带输出轴的电机、液压传动部分、液压缸、模具，液压传动部分把电机上的动力转化为压力，液压传动部分向液压缸传递动力，液压缸端部有一可伸缩柱塞，柱塞推动两模具挤压锻铁形成所需的弯曲形状。解决了手工工具加工铁艺产品工作效率低，加工的不够规范的问题。弥补了不能对大尺寸的锻铁进行冷弯加工的缺点。弯出的铁艺花型更美观。模具可以更换，适应不同花型的要求。 4 卷花机的发展方向和趋势41多工位卷花机的需求将会大幅度增加。由于加工设备、技术等原因，现在国内多工位卷花机不是很多。多工位卷花机有很多优点：一，多道工序在一台卷花机中不同的工位完成，减少了卷花机的台数，进而减少了设备占用面积；二，减少了设备的中间送料程序和操作人员；三，提高了生产效率；四，减少了投资成本。现在一大型的卷花机生产企业在加工及技术上已经具备了多工位卷花机的设计及生产能力。未来几年内， 国内多工位卷花机将在某些行业具有广泛的应用。 42 快速、高速卷花机在批量生产中能成倍地提高效率。如果卷花机的效率能提高一倍，则一条生产线可代替两条生产线， 在用户投资增加不大的情况下一条线即可代替两条线。卷花机的及效率的提高还有很大的潜力， 各制造商应加这方面的研究与开发， 在配合自动上下料装置础上，实现高效率工作。43 在环保、节能方面，今后在卷花机的设计及制造中应引起各制造企业的足够重视。这方面要做好以下几点： 减少卷花机的装机功率，减少工作中的能量损失。液压系统中尽量减少溢流、节流，合理设计液压系统。比如一台依靠溢流阀溢流保压的卷花机消耗的能源可能是闭泵保压的卷花机的2倍，依靠蓄能器提高空载速度的系统比快速缸系统浪费能源至少两倍以上。 提高密封质量，减少液压油泄漏对环境的污染。 减少噪声，对大的噪声源进行隔离和封闭。5 总结在总结目前，国内外卷花机的发展现状以及今后的发展趋势的情况下，我认当前卷花机还有着以下的几点不足：1、能耗较大，不够环保。现在有的卷花机的能源利用率不能，仅有50%左右，4因为主要是采用的是机械方式作为动力，热损耗较大。不符合当今提倡的节约型社会的要求。而且，机械方式的噪音较大，对工人及周边的损害也严重，不人性化。2、卷花机体积大,占地面积较多。对企业来说不是一件好事。3、加工的料的尺寸有限，花形较少。这主要受动力的限制。不能完全满足当前的市场需求,在模具上,也可在进行改进。7 4、自动化程度不高，生产率也就不高。5、现在使用的模具较复杂。经过综合比较，可采用液压力传动来代替机械传动，并且用模具来实现花形的变化。采用液压液压传动能有效地克服，上面所说的不足，并且传动平稳，出力较大，从整体来看单位体积的出力比机械的传动方式大得多，体积小。采用模具来加工，在需要改变花形时，只需要改变模具的形状即可，扩充了机器的加工范围，且又能很好地保证同一批产品形状的一致性。设计出来的液压卷花系统具有，尺寸精确，生产效率高，劳动强度低，产品质量好的优点。设计过程也可能遇到以下的问题及解决办法：1、加工件在弯曲过程中力的变化的计算。难以准确计算出来。现在拟采用外端回转的非接触型平面蜗卷弹簧，相关的公式来近似得出。因为该弹簧的弯曲过程与卷化过程相似，在工程上完全可以。2、在卷花过程力是一个变量，在算液压系统的计算，可把它当成一个常量来看待，以最大的转矩来计算。3、模具来实现弯花的机械部份与液压部份的结合。在此采用牙嵌式离合器的原理来使模具与输出动力轴相联接。4、液压系统的设计。查资料就解决。对于该设计我以机械设计手册新版4为主要参考资料，该书的主要内容：液压传动与控制、气压传动与控制、液压传动。在该设计中主要用到：液压传动与控制，液压传动。这本书中，我能够能够选出适合于本系统要求的液压回路，并且能够用这些加路，设计出液压系统图来。再参照机械设计手册单行本液压传动成大先主编的，可进行液压系统的设计。对于设计过程中要进行齿轮齿条设计可参照机械设计手册新版3中的齿轮传动一章来进行计算。模具所需弯曲力的计算主要是参考了，机械设计手册新版2中的第7篇弹簧中的第5章平面蜗卷弹簧，来近似计算，然后用材料力学（）中的第五章来针对实际的模具形状来进行验算。机构的设计及其布局还参照了阎晓军等的铁艺制作中的第十七章弯花机及扭花机。参 考 文 献1 徐刚，鲁 洁，黄才元金属板材冲压成形技术与装备的现状与发展锻压装备及控制技术2 2004年机床行业企业主要经济指标分析汇总中国机床工具协会。3 李贵闪，翟华电液比例控制技术在卷花机中的应用 2005，(6)4 阎晓军等.铁艺制作.黑龙江科学技术出版社.5 李运华，史维祥流体动力技术的现状与发展J机床与液压J994(4) 6 田晋跃工程机械液压传动新技术J液压与气动，1996(3)7 ILHYDRAUUC PREES DRIVES PAHNKE ENGINEERING8 中川威雄，阿部帮雄，等著郭青山，杨友志，等译板料液压加工天津科学技术出版社，19829 俞新陆，主编液压机北京：机械工业出版社，l982攀枝花学院本科毕业设计（论文）液压卷花系统设计学生姓名： 王 友 学生学号： 200310622031 院（系）： 机电工程学院 年级专业：2003 级机械设计制造及其自动化指导教师： 张勇 讲师 二七年六月 攀枝花学院毕业设计（论文） 摘要I摘 要本次毕业设计题目是液压卷花系统设计。任务限制只能用液压来实现。本人致力于整机系统的设计，即机械结构的设计，液压系统方案的拟定，液压油箱的设计，液压缸的设计，液压站的设计。设计思路是从卷花机的性能和动作要求入手，并以国内的质量和技术性能接近设计要求的卷花机为基础，研究国外的先进机型，开发出自己的全套液压系统方案。图纸采用 Auto CAD 绘制。经过认真地设计计算,查找资料撰写设计论文。本液压卷花机的优点是传动平稳，输出力矩大，用模具来实现花形的变化，且同一批形状的一致性好，液压机造型美观。设计出来的液压卷花系统具有，尺寸精确，生产效率高，劳动强度低，产品质量好的优点。广泛应用于铁艺行业中。由该机器生产的各种花形可用在围栏、大门、台、椅、扶梯、窗、招牌、艺术品等制作的地方。关键词 液压卷花机，液压系统，铁艺 攀枝花学院毕业设计（论文） ABSTRACTIIABSTRACTMy graduation project topic is the Volume hydraulic system design. The duty limit only uses the hydraulic pressure to realize. I have carried on the whole design，namely, the mechanism design, hydraulic system plan drawing up, the hydraulic fluid tank design, the hydraulic cylinder design, the hydraulic pressure stands design and so on. The design start at the volume flowers machine performance and the movement, taking the home existing volume flower machine as the foundation, their quality and the technical performance approach to this design request, and has studied the overseas advanced type, developed own complete set hydraulic system plan. The blueprint draws up with Auto CAD. After earnestly calculated, has consulted the correlation data, I have composed this design paper.The volume flowers machine merit is the transmission steady, out put moment of force big, realizes the flowered shape change with the mold, also identical batch of product uniformity good, the volume flowers machine Modeling is artistic. The system of the volume flowers machine has the merit, such as, size precisely, the production efficiency high, the labor intensity is low, the product quality is good and so on. This machine is widely applied in the steel art profession, and can product several kinds of flowers for fences, gates, place, chairs, elevator, windows, signs, art and so on.Key words volume hydraulic machine， hydraulic system，steel art 攀枝花学院毕业设计（论文） 目录目 录摘摘 要要.I IABSTRACT.IIII1 1 绪论绪论.11.11.1 本课题研究的目的意义本课题研究的目的意义.11.21.2 本课题国内外发展概况及存在的问题本课题国内外发展概况及存在的问题.11.31.3 本课题解决的主要问题本课题解决的主要问题.22 2 液压卷花机系统分析与设计液压卷花机系统分析与设计.32.12.1 设计思想设计思想.32.22.2 液压卷花机系统分析液压卷花机系统分析.32.2.1 本机设计要求及具体的技术参数.32.2.2 卷花机的液压系统.32.2.3 液压卷花机系统方案的比较与选用.33 3 液压系统的计算液压系统的计算.73.13.1 弯矩力的计算弯矩力的计算.73.1.1 材料力学的角度.73.1.2 采用类比法.103.23.2 齿轮齿条传动设计齿轮齿条传动设计.113.33.3 载荷组成和计算载荷组成和计算.133.43.4 卷花机液压系统设计卷花机液压系统设计.163.4.1 负载分析.163.4.2 初选液压系统工作压力.163.4.3 液压缸的类型及安装方式.163.4.4 液压缸的主要结构尺寸.163.4.5 压杆稳定性验算.173.4.6 按最低速度要求验算液压缸尺寸.183.4.7 计算液压缸所需流量.183.4.8 绘制液压系统工况图.193.4.9 制定基本方案确定液压系统原理图.213.53.5 液压系统的计算和选择液压元件液压系统的计算和选择液压元件.223.5.1 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格.22 攀枝花学院毕业设计（论文） 目录3.5.2 液压阀的选择和部分液压辅助元件选择.243.5.3 油箱容量的初步确定及油液的选择.273.63.6 液压系统性能验算液压系统性能验算.283.6.1 压力损失及调定压力的确定.283.6.2 系统温升验算.304 4 液压缸的设计液压缸的设计.324.14.1 选择液压缸类型安装方式选择液压缸类型安装方式.324.24.2 液压缸的主要性能参数和主要尺寸液压缸的主要性能参数和主要尺寸.324.34.3 液压缸的参数计算液压缸的参数计算.324.3.1 缸筒壁厚的计算.324.3.2 液压缸活塞行程.334.3.3 液压缸油口直径计算.334.3.4 缸底厚度计算.334.3.5 缸头厚度计算.344.3.6 最小导向长度的计算.344.3.7 缸体长度的确定.344.44.4 活塞的设计活塞的设计.354.4.1 活塞的结构形式.354.4.2 活塞与活塞杆的连接.354.4.3 活塞的密封.364.4.4 活塞材料.394.4.5 活塞尺寸及加工公差.394.54.5 活塞杆活塞杆.394.64.6 活塞杆的导向套、密封和防尘活塞杆的导向套、密封和防尘.404.74.7 液压缸缓冲装置的设计液压缸缓冲装置的设计.414.7.1 间隙缓冲.414.7.2 阀式缓冲.414.84.8 排气阀排气阀.425 5 液压站的设计液压站的设计.445.15.1 确定液压站的结构类型方案确定液压站的结构类型方案.445.1.1 分散配置型液压装置.445.1.2 集中配置型液压装置.445.1.3 确定液压站的方案.445.25.2 液压控制装置（液压阀站的集成设计）液压控制装置（液压阀站的集成设计）.44 攀枝花学院毕业设计（论文） 目录5.2.1 有管集成.455.2.2 无管集成.455.2.3 确定液压控制装置.455.35.3 液压动力源装置（液压泵站）的设计液压动力源装置（液压泵站）的设计.475.3.1 液压泵组布置方式的确定.475.3.2 液压油箱的设计.485.45.4 液压泵组的结构设计液压泵组的结构设计.545.4.1 液压泵组的布置方式.545.4.2 液压泵组的连接和安装方式.545.55.5 液压站的结构总成液压站的结构总成.555.5.1 管路的选择.555.5.2 电气控制装置的设计与布置.555.65.6 液压站总图的设计与绘制液压站总图的设计与绘制.566 6 机械结构的设计机械结构的设计.576.16.1 齿轮齿条传动设计齿轮齿条传动设计.576.26.2 轴的设计轴的设计.576.2.1 求输出轴上的功率 P,转速 n 和转矩 T.576.2.2 求作用在齿轮上的力.576.2.3 初步确定轴的最小直径.576.2.4 轴的结构设计.576.36.3 求轴上载荷求轴上载荷.606.46.4 按弯扭合成应力校核轴的强度按弯扭合成应力校核轴的强度.616.56.5 卷花机的内部结构示意图卷花机的内部结构示意图.62结结 论论.63参参 考考 文文 献献.64致致 谢谢.65 攀枝花学院毕业设计（论文） 1 绪论11 绪论1.1 本课题研究的目的意义液压卷花机是一种利用液体压力来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机床。由该机器生产的各种花形可用在围栏，大门，台，椅，扶梯，窗，招牌，艺术品等地方。随着人民生活水平提高，这些铁艺制品必然会有较大需求。另一方面，用液压来实现，能满足用户任意设计的图案，效率高，花形同一性好，体积小，重量轻，功能多，施工方便，劳动强度轻，随着新工艺及新技术的应用，卷花机在金属加工及非金属成形方面的应用越来越广泛，在铁艺行业中的占有份额正在大幅度攀升。1.2 本课题国内外发展概况及存在的问题目前，用来制作卷花的设备还非常落后，按动力的来源角度，大体分为四种方式来实现：一、采用手工。该方法一般为小作坊生产，批量不大，生产效率低，但也能满足个性化的需要，因为它可任意改变花形，但劳动强度高。代表型号有北京光大利克经贸有限责任公司生产的手动式铁艺轧花工装设备。二、采用机械方式来实现。效率有所提高，但制作了的花形的尺寸有限，主要是受动力的限制。噪声大，能耗大，不能完全满足市场需求。代表型号有石家庄安邦机械公司的电动卷花机, AB-DW10A, AB-DW10B; 东北林业大学机械厂的万能铁艺成形机;宁夏富盛机械制造有限公司的电动金属扭曲机。三、采用锻造方式。锻造方式来实现的，材料局限性较大，不能用厚板，也加工不出开关复杂的尾部曲卷，效率不高。代表型号有广州郎亚公司的锻铁液压装置。四、采用液压来实现。采用该方式的优点比较明显在，下面将要介绍。在铁艺行业市场中，它们四种方式对应对的装备的使用比例大概为2：4：3：1；可见,使用机械方式来加工的占了大多数，使用液压的较少。在总结目前国内外卷花机的发展现状以及今后的发展趋势的情况下，当前卷花机还有着以下的几点不足：1、能耗较大，不够环保。现在有的卷花机的能源利用率不能，仅有 50%左右，因为主要是采用的是机械方式作为动力，热损耗较大。不符合当今提倡的节约型社会的要求。而且，机械方式的噪音较大，对工人及周边的损害也严重，不人性化。2、卷花机体积大,占地面积较多。对企业来说不是一件好事。3、加工的料的尺寸有限，花形较少。这主要受动力的限制。不能完全满足当前的市场需求,在模具上,也可在进行改进。 4、自动化程度不高，生产率也就不高。5、现在使用的模具较复杂。 攀枝花学院毕业设计（论文） 1 绪论21.3 本课题解决的主要问题设计出的卷花机能满足当前市场的需要。有效地规避了当前卷花机的不足。采用液压力传动来代替机械传动，并且用模具来实现花形的变化。采用液压液压传动能有效地克服，上面所说的不足，并且传动平稳，出力较大，从整体来看单位体积的出力比机械的传动方式大得多，体积小。采用模具来加工，在需要改变花形时，只需要改变模具的形状即可，扩充了机器的加工范围，且又能很好地保证同一批产品形状的一致性。设计出来的液压卷花系统具有，尺寸精确，生产效率高，劳动强度低，产品质量好的优点。 攀枝花学院毕业设计（论文） 2 液压卷花机系统分析与设计32 液压卷花机系统分析与设计2.1 设计思想 本课题是以机器使用功能多样、经济性好、人性化设计、环境友好性好、可靠性高、寿命长、结构简单、可维修性好为设计思想。2.2 液压卷花机系统分析2.2.1 本机设计要求及具体的技术参数 在现有的机械卷花机系统的基础上进行改造。根据机械卷花的原理，设计相应的液压系统来代替机械卷花系统。实现液压自动化、效率高、多花形、经济实用的要求。目前市场上常用的加工件的最大加工规格及其种类为：扁钢 30X10；方钢16X16；圆钢。本设计中的卷花机也要求能加工出它们。卷花时最小花形是16F标准弧中的 61035 的上半部，最大的花形是标准弧中的 6110 下半部份（来自资料5） 。加工出的花形的最大旋转圈数为 2 圈。考虑到铁艺行业中用来制作各种花形的材料，常用普通碳素钢中的甲类钢,A0,A1,A2,A3A7。它们有良好的塑性，韧性，故广泛用于铁艺行业中。在本设计中选 A5 计算。查资料7P303 附录 B 常用材料的力学性能：旧牌号 A5 对应 Q275，其中，275saMPd=490 630baMPd=2.2.2 卷花机的液压系统卷花机是把一定长度的工件（棒料、方钢、扁铁） ，通过压力作用，使之弯曲曲服，从而实现所需的花形。通过分析机械卷花机，当用液来压来代替时.需要实现主轴的旋转运动。即用液压能来驱动输出主轴进行旋转。2.2.3 液压卷花机系统方案的比较与选用 用液压能够实现旋转运动的有很多种方式，其中有:1.液压缸加齿轮齿条；2.齿轮缸；3.液压马达；4.摆动缸等，都是能够实现旋转运动的方式。第四种即摆动缸，当它通入压力油后，通常主轴只能输出小于 360 度的摆运动，常用于工夹具夹紧装置、养料装置、转位装置以及需要周期性进给的系统中。在此它并不适合。第二种即齿轮缸，它在市场上比较少见，生产厂家比较少。并不常用。在此排除。在此着重比较用第一种，和第三种。因为这两种在工程上用的比较多，市场上标准系列产品，且实现起来相对容易些。用液压马达与液压缸加齿轮齿条方案的比较： 攀枝花学院毕业设计（论文） 2 液压卷花机系统分析与设计4从执行元件性能方面来比较用液压马达来实现，它的所能输出转矩较小，起始负载转矩也不能太大。且有泄漏；液压缸能输出较大的推力（通过改变活塞的有效面积来实现） ，无泄漏，效率高于液压马达，无噪声。液压缸优于液压马达。从经济性方面比较 一般来说，液压马达的价格比液压缸的高，但它的寿命不如液压缸长，且液压马达的可维修性不如液压缸，使用成本也较高。 从空间的占用方面比较 液压缸的占用的空间较液压马达的小，液压马达可选用双速马达，分别实现工进与快退。从整体系统性能方面比较 初步拟定两种方式的液压系统图，对比分析它们的优缺点。用液压马达来实现的系统图如下： 攀枝花学院毕业设计（论文） 2 液压卷花机系统分析与设计5图 2.1 卷花机系统原理图 1用液压缸来实现的系统图如下：图 2.2 卷花机系统原理图 2 攀枝花学院毕业设计（论文） 2 液压卷花机系统分析与设计6从上面两个图中可以看，原理图 1 中的 11 是双速马达，通过 12 来改变速度，系统控制比较简单，速度已定，不可调，能够实现自动控制；原理图 2 是通过节流阀 5 来实现速度的变化;原理图 1 用的元件除液压马达外比原理图 2 的便宜，大多数为普通元件；原理图 1 的系统可靠性不如 2，它的速度控制是通过液压缸来控制，不如 2 中用直接控制方式。综上，选原理图 2，即用液压缸来实现，较优为合理。机械方面在此采用模具来弯曲工件，弯制出所需的花形。模具的形状与所需的花形一致。当卷花机的动力头带动模具旋转时，工件则缠绕在模具上，并在上面产生塑性变形，即可制出所需要的花形。当加工圆钢和方钢在加工前要将夹紧的一端头部需压制为鱼尾状，头部厚度就小于 10mm，这是为了便于把加工件放入模具的槽内。并在模具的插口内安装一对偏心轮，作用是防止在弯制的过程中工件脱出来。要实现上述模具的旋转，必然有一个带动其转动的主轴。这就是卷花机的动力头，用来输出转矩。因控制系统已选用上述的原理图 2，用液压缸作为动力输出。那么这之间还缺少一个机构，它的作用是能够把直线运动，转换向旋转运动。经过分析，本设计中采用齿轮齿条来实现直线运动转换为旋转运动。在此,为了简化结构,把齿条和液压缸筒融为一体,即把齿条用螺钉固定在缸筒上，缸筒采用铸造的形式（要铸造出承受力的凸台） 。在弯制工件时，导轨和凸台相接触，由导轨来承受垂直于齿条的力（由齿轮传来） 。 导轨采用双矩形导轨,该导轨结构简单,易制造和承载能力大,安装调整方便.缺点是导轨面磨损后不能自动补偿。但在该机器中轨导面的磨损对加工精度和过程 影响不大,可忽略不计。 攀枝花学院毕业设计（论文） 2 液压卷花机系统分析与设计7 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算73 液压系统的计算要进行液压系统计算，先应计算要把工件弯曲成所需的形状需要多大的力，即卷花机的动力头应该输出多大的转矩，这对后面计算与设计有着重要的意义。这也是决定卷花机功率的依据。但卷花机在卷制工件的过程是一个较为复杂的过程，在这个过程中，主要是工件的塑性变形，还有摩擦，弹性恢复，并且在每一个接触点处的力（工件产生塑性变形所需要的力）是不同的。如果要把这个过程的力分析清楚，每个接触点处的力计算出来，这是不可能的，在本设计中也是没有意义的。为了简化计算，在此只进行粗略估算，并留下一定的余量。估算出一个在整个卷花过程中的最大转矩，然后以这个最大转矩作为卷花机的动力计算依据，使卷花机输出这个最大的恒定转矩，那么应能满足最大规格以下的工件弯制。做这样的简化，在这种类型的机械上是可行的，工程是也是允许的。3.1 弯矩力的计算本设计的卷花机的三种规格的工件中，通过比较分析，卷制 16X16 的方钢时，所需的转矩是最大的，固以下的转矩 T 的计算均以它作为工件加工来计算。在此，通过三种不同的角度来初步估算卷花机所需的弯矩。工件在加工过程中,与模具的相对位置如下图所示:图 3.1 加工示意图3.1.1 材料力学的角度工件在弯曲变形的过程也就是工件产生塑性变性的过程，利用材料力学公被加工的工件模具与动力头相连的方形槽转矩 T有挡块 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算8式，即要想工具变形，模具对工件产生的最大应力 大于工件本身的屈sddd服应力。sd经分析，一方面，弯曲得越厉害，所需要的力也就越大。另一方面，用模具来弯制工件时,在弯制到末位时,工件受力点与主轴轴心的直线距离是最大的距离,有可能存在着最大的力臂。所以，按照此方法来算转矩，可通两个极限位置来定-开始弯曲时的起始点、弯制到末位时的终点，取这两个位置分别用应力计算公式来算，得出的最大力作为计算卷花机主轴的依据。弯制时,最大正应力设为,由7P143 : maxd 式（3.1）maxmaxzMWd=而矩形截面的抗弯截面系数为: 式（3.2）26ZbhW =不管是在弯制起时点,还是终了位置。其受力分析的方法是一样的，分析过程如下：先求弯曲时的最大弯矩：maxM在弯曲时的受力情况可等价为悬臂梁： 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算9图 3.2 受力图由上面的图可知，在截面 A 处是最大弯矩的点，由材料力学可知： 式（3.3）maxMFL=代（3.2） （3.3）入（3.1） ，有： 式（3.4）max2266FLFLbhbhd=要使工件弯曲成型，需要求 即： ，推出：maxsdd26sFLbhd 式（3.5）26sbhFLd 即工作所受的力达到 时，工作就发生塑性变形。 26sbhLd则：此时，主轴上所需要的转矩：T= 式（3.6）F aA a-为模具与工件作用点处的力臂 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算10代（3-5）入（3-6） ， 推出：T= 式（3.7）26sbhaLd本设计中，上面公式（3-7）中的相关变量。在加工起始点设为 a1,终点 a2 经测量:； 1262,92aa=12196,14LL=故可得：起始点的主轴转矩：=603610.016275 100.06260.196T=N MA 加工终了时的主轴转矩:3620.016275 100.092123360.014TN M=A综上: ,应该用作为计算主轴转矩的依据。21TT2T3.1.2 采用类比法找相同或相近的机器。在此参照广州郎亚公司的机械卷花机，其参数见下表。表 3.1 朗亚牌弯花机的主要技术参数最大加工规格30X10 扁钢16X16 方钢16 圆棒主轴转速15r/min电动机性能220V380v,50HZ1400r/min,2.2KW外形尺寸850X80X820净重220kg由上表作如下的分析：输入总功率，传入机器后，分成两部份，一方面，由主轴输出2.2PKW=总有用功，另一方面，损失功率，主要作为热量消耗。在这里，假9550TnP =出P损设=0,即，假设输入的所有功率都作为有用功率输出。P损， 即，2.29550TnPPKW=出总152.29550T= 转矩1400.67TN M=A在此根据前面确定的主轴转矩取主轴转矩 T=2000，即把它作为卷花机N MA要输出的转矩。在这下面的章节中，将把前面算得的动力转矩 T，转化为液压缸的的推力。 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算113.2 齿轮齿条传动设计齿轮齿条的设计参数与要求先进行所需要的齿轮齿条传动设计，其要求如下：由工作要求知：轴输出功率200015 /min153.14195509550TnN MrPKWKW=A设计齿轮转速，工作寿命 15 年（设每年工作 300 天） ，两班制，15 /minnr=卷花机工作平稳，单向受力弯制工件，反向时齿轮无外负载（不考虑） 。选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数。1）选直齿轮圆柱齿轮传动。传动方案如下图：2）卷花机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度。 （GB10095-88）3）材料选择。资料8表 10-1 选择齿轮材料为 40（调质） ，硬度为rC280HBS，齿条材料的选择 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。4）根据齿数初步选择原则、卷花机的安装位置要求及相类似机构的比较。在此，初步确定此卷花机齿轮齿数为 Z=30。按齿根弯曲强度计算模数本设计中的卷花机为一般机器，传动方式选开式传动。传动精度不高，为动力传动。则有只需按弯曲强度来设计即可。由8式(10-5） ，得弯曲强度的设计公式为: 式(3.8)1322()FaSadFY YKTmZsF1)确定公式内的各计算数值。由8中图 10-20C 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限，齿条的弯1500FEaMPs=曲疲劳强度极限；2380FEaMPs=由8图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数，卷花机齿轮120.93,0.98FNFNKK=的转速： ，齿轮每转一圈同一齿面啮合次数，齿轮工作寿命15 /minnr=1j =，又因在一个工作循环周期中，加工时速度与返2 8 300 1572000( )hLh=回时的速度为 1：2，可知整个寿命中加工的时间为27200048000( )3hLh=则：应力循环次数由8公式 10-13 计算： 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算12 式(3.9)716060 15 1 480004.32 10hNnjL= 因为本设计中，卷花机的模具是按转 2 圈来设定的。分析可知，在弯制工件时，齿条在工进阶段，齿轮的一个齿要与齿条接触两次，对齿条而言，则在工进阶段，只有一个齿参加工作。在整个寿命中，齿条的应力循环次数为：2N77124.32 102.16 1022NN=2)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，由式（10-12）得： 1110.93 500332.141.4FNFEFaKMPSss=2220.98 3802661.4FNFEFaKMPSss=3)计算载荷系数 K： 式(3.10)1 1.12 1.2 1.351.814AVFFKK K KKab= =4)查取齿形系数：由资料8表 10-5 查得：122.52,2.28FaFaYY=5)查取应力校正系数：由8表 10-5，121.625,1.73SaSaYY=6)计算并加以比较：FaSaFY Ys ；1112.52 1.6250.01233332.14FaSaFYYs=2222.28 1.730.01483266FaSaFYYs=比较可知,齿条的数值大。7)设计计算，代值上面的数值入(3.8)式：3322 1.8142000 100.014834.9261 30mmm就近圆整为标准值 m=5mm;计算几何尺寸因齿轮齿数 Z=30,则:1)齿轮分度圆直径1305150dm Zmm=A2)齿轮中心到齿条基准线距离 H=115007522dx mmm+=+=A 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算13计算齿轮宽度：。取齿轮宽为 B1=150mm，齿条11 150150dbdmm= F= =A宽也为 150mm。因齿轮齿条传动要使齿轮最多转 2 圈，则齿条的工作长度：L=2取 L=1m。1942.48,dmmp=3.3 载荷组成和计算液压缸所需的外负载 F，包括二种类型的力，即wmFFF=+是作用在活塞杆上外部载荷；wF是活塞与缸壁以及活塞杆与导向套之间的密封阻力。mF而，其中，是工作载荷；是导轨的摩擦力；是由wgfaFFFF=+gFfFaF于速度变化而产生的惯性力。计算上面各个力的大小：计算工作载荷gF在此，工作载荷就是齿条在运动方向上的推力。齿轮与齿条在啮合过程中，把齿轮对齿条的力分解为两个相互垂直的方向上。齿轮对齿条的力如图 3.3，其中，齿轮切向方向对液压缸的力就是工作载荷，法向方向的力就是使液压缸产生摩擦力的正压力。齿轮面面导轨底座齿条液压缸示意图(a) 齿轮与齿条在啮合主视图 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算14正向（b）齿轮与齿条啮合俯视图图 3.3 齿轮与齿条啮合液压缸与导轨的接触面 A 产生摩擦力；B 面产生摩擦力；为齿fsAF-fsBF-tF轮对齿条切向的力；G 为液压缸及齿条的重力；是齿轮对齿条的法向力；rF“正向”是指弯制工件的方向。；311222000 1026666.67150tTFNd=0tan26666.67tan209705.9rtFFaN=A由以上分析：26666.67gtFFN=求摩擦力fF工作时齿条运动速度：，其中，为齿轮分度圆直径（mm） ；1 160 1000d npu=1d为齿轮转速（） 。1n/minr 代入值得，工进时的齿条的速度为：150 150.1178/60 1000m spu=根据资料9，本设计中选用的导轨类型为滑动导轨（平导轨） ，铸铁对铸铁的相对运动。启动时为静摩擦力，启动后为动摩擦力。查资料1表 23.4-1，取静摩擦系数为 0.2，动摩擦系数为 0.1由，来求摩擦力。()fNFGFm=+其中， 上面所提及的摩擦系数；m齿条齿轮 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算15G液压缸的重力，在此为 1000N；作用于导轨上正压力（N） ，即上面的静摩擦阻力NFrF求静摩擦力：0.20.20.2 10000.29705.92141.18fSfFGFN=+=+=求动摩擦力：0.10.10.1 10000.1 9705.91070.59fafFGFN=+=+=惯性载荷：aF由公式，来求。其中，G 为重力；g 为加速度取aGVFgtD=DA9.81；为速度变化量（m/s） ，在此，=0.1178m/s; 为起运或制动2/m sVDVDtD时间（s）, =0.1s。tD在此: 0.1178120.089.810.1aGFN=A求：mF 由于各种缸的密封材质和密封形式不同，密封阻力难以精确计算，一般估算为：，其中，为液压缸的机械效率，一般取 0.900.95,在此(1)mmFFh=-mh取=0.93,其中，F 为活塞杆的总的负载。mh综上各阶段的外负载如表 3.2 表 3.2 工作循环各阶段外负载工况计算公式外负载(N)启动fsgmFFFF=+30976.18加速fagmaFFFFF=+29954.13稳定工进fagmFFFF=+29825.01反向起运0.2mFGF=+ 0.2(10.93)GF=+-215.05加速0.1maFGFF=+ 0.23560.1(10.93)9.810.1GGF+-+A365.77快退0.1mFGF=+ 0.1(10.93)GF=+-107.53 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算163.4 卷花机液压系统设计 液压系统要实现加工的目的，完成的工作循环是：工进停止（10s）快退。停止 10s 是为了让工件彻底变形。运动部件（液压缸）的重力为1000N，工进时，模具转速为 15r/min;快退时模具转速为 30r/min,活塞行程1000mm。初选系统工作压力。3.4.1 负载分析 液压缸所受负载 F,已在前面已经算得。3.4.2 初选液压系统工作压力根据资料1表 23.42-2，初选工作压力为 4MPa3.4.3 液压缸的类型及安装方式液压缸类型选双作用液压缸，不可调质缓冲式，活塞行程终了时减速制动，减速值不变。安装方式选径向底座型（液压缸所受倾翻力矩较小） 。3.4.4 液压缸的主要结构尺寸计算中要用到的相关参数说明如下：无杆腔活塞有效作用面积（）24ADp=12m有杆腔活塞有效作用面积（）22()4ADdp=-22m液压缸工作腔压力。1P液压缸回油腔压力，即背力。其值可根据回路的具体情况而定，预2P算时可参照1表 23.4-4 取值。在此因回油路较短，且直接回油箱，忽略不计。20P =D活塞直径（m）;d活塞杆直径（m）一般，液压缸在受压状态下工作，其活塞面积为： 式(3.11)2FP AAP+=211运用上式事先确定与的关系,或是活塞杆径 d 与活塞直径 D 的关系,按A12A1表 23.4-6 按速比要求确定,取/d D0.71dDf= 根据公式1式 23.4-18 求活塞直径 D: 式(3.12)2624430976.18(1)4 100(10.71 )FDPPpfp=-1299.30mm= 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算17根据,则活塞杆直径取 d=0.71D，d=0.7199.30=70.503mm0.71dDf=又根据表 23.6-33、34 活塞直径 D=100mm，活塞杆直径取 d=70mm;根据表23.6-35,液压缸活塞行程取，因行程与活塞杆直径比1000lmm=，需要做压杆稳定性验算。100014.31070ld=3.4.5 压杆稳定性验算在此，因是没有偏心载荷的细长杆，按等截面计算法来验算。计算细长比，其中 k 为活塞杆断面回转半径（m） ，对,1 ()llmk=活塞行程实心杆： ； 式0.01754JdkmA=(3.13)故：，而，可知：157.1430.0175lk=85 4170m n =57.143170lm nk=可采用戈登兰金公式（资料1式 23.6-57） ，计算临界载荷： 6322490 103.85 101621.67911( )5000157.1434ckf ApKNa ln k-=+上面的参数解释如下： m 为柔性系数，因活塞杆材料选用 45 钢，参照1表 23.6-64，m=85，a=，；1/5000490afMP= n参照1表 23.6-63，它是根据液压缸的末端条件来选择的。本设计中，液压缸受力情况如图 3.7 所示，是两端固定，固取n=4。一般实际使用时，为了保证活塞杆不产生纵向弯曲，活塞杆实际承受的压缩载荷要远小于极限载荷。即实际载荷 P 要满足：kp，其中， 安全系数，取 4。16216794054kkppKNn=kn 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算18图3.4 液压缸末端条件 卷花机在加工过程中最大力，故，在加工过程30.97618405pKNKN=达到所需低速。3.4.7 计算液压缸所需流量, 其中，A 为液压缸有效作用面积（） ；V 为活塞与缸体相对速VqAv=2m 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算19度（m/s） 。工进时的流量：；214qD vp=A工进20.10.117855.5 /min4Lp=快退时的流量：22222()(0.10.07 )0.235656.64 /min44qDdvLpp=-=-=A快退有效作用面积：3224 10Am-=3.4.8 绘制液压系统工况图绘制液压缸工况图如下，工况图包括压力图，流量循环图，和功率循环图。它们是调整系统参数，选择液压泵，阀等元件的依据。工作循环中工作阶段的液压缸压力和功率如表 3.3 所示。表 3.3 工作过程中的各参数工况压力（）/ap MP流量（）/min/Lq功率（）/P W起动395加速382稳定工进3805553515反向起运123反向加速127反向稳定快退12566411328以上在算反向压力时，取背压为 0.6MPa，由公式：来计算；2112FP APA+=计算正向压力时，背压取为 0，由来计算。11FPA=由上表绘制出液压缸工况图如下所示： 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算20图 3.5 液压系统工况图 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算213.4.9 制定基本方案确定液压系统原理图制定基本方案制定基本方案1)调速回路和动力源。本机对速度的稳定性要求不高，从经济性上考虑，采用节流阀，而不是采用调速阀的节流调速回路。在弯花过程中不存在速度的换接，在刚开始起运时，就有较大的外负载，故采用进油节流调速时，完全可避免前冲，且在弯制工件时，活塞杆的进度较低，在低速时，进油节流调速回路的节流阀通流面积比回流时的大。因此，进油节流在低速时不易堵塞。进油节流调速回路能获得更低的稳定速度。故，此系统可采用节流阀的进油节流调速回路。该液压系统在整个工件循环中需油量变化不大。另从经济上考虑，此处选用单定量泵供油。2)油路循环方式：由于已选用节流调速回路系统必然为开式循环方式。3)换向回路：综合考虑到卷花机的自动化程度要求，在此选用三位四通 Y 型中位机能的电磁滑阀作为系统的主换向阀。4)压力控制回路：在泵出口并联一先导式溢流阀，实现系统的定压溢流同时在该溢流阀的远程控制口连接一个二位二通电磁换向阀，以便于通过电信号来控制泵的卸载。5)保压回路：当液压缸在弯制工件到末位时，需要进行保压，以便让工件彻底塑性变形。考虑到此力较大。采用蓄能器来提供能量来保压，同时单向阀关闭。保压时间可灵活控制（时间继电器来实现） 、压力稳定、压力保持也可靠。确定液压系统原理图根据前面第二章中初步拟定的液压系统原理图。经过修改和更正后，使之更符合本设计的要求，再由上述计算结果和技术要求，在主回路初步选定基础上，只要再增加一些必要的辅助回路便可组成较完整的液压系统了。所拟定的液压系统原理图如图 3.9 所示，系统的电磁铁动作顺序见图 3.10。 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算22图 3.6 液压系统原理图电磁铁动作表信号来源 动作名称 1按下起运按钮 工作台工进 + - - +压下行程保压 - - - -时间继电器时间到 取工件 - - + - 返回按钮 返回 - + + +压下行程开关卸荷 - - + -图 3.7 系统电磁铁动作顺序图3.5 液压系统的计算和选择液压元件3.5.1 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格泵的最大工作压力pp 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算23考虑到正常工作中进油管路上有一定压力表损失所以泵的工作压力为： 式(3.15)1ppp+Dp其中：液压缸最大工作压力；1p进油管路中压力表损失，准确计算要待元件选定并给出管路图pD时才能进行。对进口有单向阀,节流阀,取=0.51.5,在此取 1;pDMPaMPa (3.951)4.95pMPaMPa+=p所得的泵的最大工作压力是系统静态压力,考虑到各种工况的过渡阶段出pp现的动态压力往往超过静态压力值。另外考虑到泵要有一定的压力贮备，并确定泵的寿命，因此泵的额定压力应满足。在此取=1.25pp(1.25 1.6)ppnppn，所以，把它作为泵的最大工作压力。pp1.254.956.19pMPa=n泵的流量液压缸工作时，泵的输出流量应为： 式(3.16)max()VpVqKq式中，K系统泄漏系数，一般取 K=1.11.2，在此取 K=1.2；同时动作的液压缸或液压马达最大总流量可从（）上查maxVqVqt-得。对于在工作过程中用节流调速的系统，还须加上溢流阀的最小流量，一般取,即 3L/min。430.5 10/ms- 所以，max()1.2(56.643)71.57 /minV pVqKqL=+=选择泵的规格：根据前面求得的值，按系统中拟定的液压泵的形式，从资料1表V ppqn和23.5-21 中选择相应的液压泵。型单级叶片泵能满足上述估算出的压力和流量要求，该泵的额定180YB -压力为 6.3，公称排量 V=80mL/r,额定转速驱动功率MPa960 /min,nr=12KW，重量为 20Kg 由公式，q=vn 计算得，流量为 76.8L/min,现在取泵的容积效率，那么泵的实际流量0.95vh=76.8 /min 0.9572.96 /minpqLL=确定液压泵的驱动功率。查电机产品目录、工况图,可知，最大功率出现在工进阶段，查资料3表 7-108，取泵的总效率，则泵的输入功率：0.85ph= 式(3.17)633.95 1072.96 105.50.8760pppp qNKWh-=p选择电机型号：根据3表 7-134 查得：Y132M2-6，额定功率 5.5KW,转速为 960r/min。根据所选择的液压泵规格及系统工作情况，可算出液压缸在各阶段的实际进出流量，运动速度和持续时间，见表如下，从而为其他液压元件的选择及系 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算24统的性能计算奠定基础。 液压缸在各阶段的实际进出流量、运动速度和持续时间见下表。表 3.4 液压缸在各阶段的实际进出流量、运动速度和持续时间流量（L/min）工作阶段无杆腔有杆腔速度（m/s）时间（s）工进55.5q=进21AqqA=出进334 1055.57.85 10-=28.28=11qVA=进3355.5 10607.85 10-=0.1178=3943 100.1178t-=8s=快退12AqqA=出进337.85 1072.964 10-=143.18472.96qq=p进22qVA=进 3372.96 10604 10-=0.3043943 100.304t-=3.10上表中，；3217.85 10Am-=3224 10Am-=3.5.2 液压阀的选择和部分液压辅助元件选择液压阀的选择选择液压阀主要根据阀的工作压力和通过阀的流量。本系统工作压力在 6左右，所以阀都选用中、高压阀。查资料3，所选阀的规格型号见下表：aMp表 3.5 液压卷花机液压阀和部分辅助元件的型号名细表名称实际流量（）/minL额定压力（）aMP额定流量（）/minL规格额定压降（）aMP三位四通电磁换向阀55.5166034DF3Y-E10B0.25先导式溢流阀72.966.3120YF3-20B0.15二位二通电磁阀2.46.31022D-10BH0.2单向阀55.51680AF3-Eb10B0.2节流阀55.516100LF3-E10B0.2二位三通电磁阀143.1841613023DF3-E20B0.3 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算25续压力继电器10HED40H15/10 滤油器72.96WU-1001800.02截止阀AQJ-L20H1蓄能器NXQ1-L1/10-H注：考虑到液压系统的最大压力均小于 6.3 ，故选用的主要是广州机aMP床研究所的 GE 系列中高压系列液压元件；节流阀的最小稳定流量，小于系统最低工进速度时的流量，能满足需要。管道的确定1）管道的设计由下面的式子来计算 式4vqdvp=（3.17）其中，通过管道内的流量（） ；vq3/ms管内允许流速。v/m s计算出内径 d 后，按标准系列选取相应的管子，由前表可知，流经液压缸无杆腔和有杆腔油管的实际最大流量分别为：143.184L/min 和 72.96L/min，按 1 表 23.4-10 允许流速推荐值取压油管内油液的允许流速为 5m/s，回油管道为2m/s。 则：无杆腔端的油管直径为：344 143.184 1024.6605qdmmvpp-=无有杆腔端的油管直径为：34472.96 1027.8602qdmmvpp-=有2）油管的选择油管常称为管道，它在液压系统中将各个液压元件连接起来，以保证液压系统的能量传递。因此要求油液通过管道的压力损失要小，承受系统油压要高，管路自身强度要高，池漏量了也要小。根据油管的用途和系统压力的不同，液压系统中常用的油管有钢管、铜管、 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算26塑料管、尼龙管、橡胶软管等。各种管材及应用场合见表 3.6。表 3.6 管材及应用场合种类用途优缺点紫铜管常在折装方便处用作压力管道(中,高压用无缝管,低压用焊接管)能承受高压,油液不易氧化,价格低廉,但装配弯曲较困难紫铜管在中,低压系统中采用.机床中应用较多,常配以扩口管接头装配时弯曲方便,抗振能力较弱,易使液压油氧化尼龙管在,低压系统中使用,耐压可达2.58MPa能代替部分紫铜管,价格低廉,弯曲方便,但寿命短橡胶软管适用于中,高压的动连接装配方便,能减轻液压系统的冲击,价格贵,寿命短分析比较，考虑到设计中,卷花机的液压缸是运动的,活塞杆固定这一特点。查资料3表 JB827-66，表 5-2，同时考虑制作方便，两根油管均选用 28 2（外径为 28mm，壁厚 2mm）的橡胶软管（YB231-70） ；查手册得管材的抗拉强度为 412 ，由书中表 1-15，取安全系数 n=8，按书中式（1-10）对管aMP子的强度进行校核如下：，所以选的管子6366.19 10(2822) 10821.422412 10bPdnmmmmd-D =壁厚安全。其他油管，可直接按所连接的液压无、辅件的接口尺寸决定其管径大小。3）管接头的确定 管接头是油管与油管，油管与液压元件间的连接件。它应满足连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通油能力大、压力损失小、拆装方便及工艺性好等要求。管接头的种类很多，按管接头的通路数量和油流方向分为直通、直角、三通和四通等型式；按油管和管接头的连接方式不同可分为扩口式接头、焊接式接头、卡套式接头、可拆式接头等。现选用扩口式管接头。查3中表 7-76，选扩口式端直通管接头，选用 M33X2。蓄能器的设计蓄能器是一种将储存液体压力能在需要时把它释放出来的能量储存装置。 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算27蓄能器在液压系统中的功能是存储能量、吸收脉冲压力和冲击压力，同时也可作为辅助能源和应急能源使用。在本设计中，它是起到蓄能保压的作用。1)蓄能器的类型选择蓄能器按结构不同，分为弹簧式、重锤式和充气式等三类。目前，前两种已很少采用。充气式蓄能器按构造不同，又分为气液直接接触式、隔膜式、气囊式和活塞式等几种，机械工业主要应用气囊式和活塞式。根据设计选取气囊式蓄能器，其结构简图如下图图 3.8 气囊式蓄能器气囊 4 用特殊耐油橡胶制成，固定在壳体 3 的上半部，气体（一般是氮气）从气门 1 充入，气囊外部是压缩油。保护帽 2 是用来保护气门，蓄能器下部有一受弹簧 6 作用的提升阀 5，用于防止油液全部排除时，气囊胀出壳体。气囊式蓄能器的优点是胶囊惯性小，反应快，油气严格分开，结构紧凑，尺寸小，重量轻，安装和维护都很方便。本设计就拟定选用这种类型。2）蓄能器型号选择根据蓄能器在系统中的功用，确定其类型和主要参数在此选用气囊式，油气隔离，油不易热氧化油中不易混入气体，反应灵敏，尺寸小，重量轻。因蓄能器在本设计中起保压作用，对单向阀及液压缸活塞的泄漏补偿，保证在加工完后，有一定的保压时间（10s） ，所以，蓄能器的体积不是选择的主要依据而主要是由压力来选择。由资料1表 23.8-5 选液压油为：NXQ1-L1/10-H(H:矿物油)，压力为 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算2810MP，公称容积 1L，螺纹连接，接口直径 M27X2。3.5.3 油箱容量的初步确定及油液的选择按资料1式（23.4-31）油箱体积： 式(3.18)Vaq=v其中,a为经验系数，由1表 234-11，a 取 6；液压泵每分钟排出压力油的容积，在本设计中qv; 72.96 /minqqL=vp V为油箱容量；则：672.96437.76VL=查资料3表 4-5 中，标准油箱的外形尺寸。现在暂时取为 400L，在后面的系统温升验算时将进行核算。液压油液：根据所选用液压泵类型和1中的表 1-17，选用牌号为 L-HL32 的油液。3.6 液压系统性能验算3.6.1 压力损失及调定压力的确定在快退时系统压力相对工进时的要低很多，所以不必验算，因而必须以工进为依据来计算卸荷阀和溢流阀的调定压力。已知该液压系统中进回油管的内径为 24mm，各段管道的长度分别为：AB=1.5m，CD=1.2m,选用 L-HH32 液压油，室温油的温度为，查得此温度015 C时的液压油的运动粘度为，油的密度为。21.5/cmsu=3920/Kg m沿程压力损失首先要判断管中的流态。运动部件工作时的速度为 7.068，进给时/minm的最大流量为，则液压油在管内的流速为为：55.5 /minL1v 式（3.19）31224455.5 102.04/603.140.024qvm sdp-=管管道流动雷诺数为：1eR 式（3.20）11422.04/0.02432623001.5 10/ev dm smRmsu-=可见液流在管道内的流态为层流，其沿程阻力系数为，175750.23326eRl=则进油路上的沿程压力损失为： 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算29 式（3.21）212lPvdlrlD=21.59200.232.040.0242=0.028aMP=局部压力损失：局部压力损失包括管道安装和管接头的压力损失和通过液压阀的局部压力损失，前者视管道具体安装结构而定，一般取沿程压力损失的 10%，而后者则与通过阀的流量大小有关，若阀的额定流量和额定压力损失为，则当nnqPD和通过阀的流量为的压力损失为：qvPD 式（3.22）2()vnnqPPqD= D在进油路上有一个三位四通电磁阀，一个节流阀，一个单向阀。由前面的液压阀名细表：三位四通电磁阀的压力损失：2155.50.25()0.1280vaPMPD=节流阀的压力损失：2255.50.2()0.06100vaPMPD=单向阀的压力损失：2355.50.3 ()0.036160vaPMPD=管路的局部压力损失：310%0.0028aPPMPlD= D=工进时回油路上的流量，则回油路中的流速为：28.28 /minqL=；32224428.28 101.042/603.140.024qvm sdp-=管其对应的雷诺数为：，可知也为层流状态。241.0420.024166.7223001.5 10evdRu-=+ D=综上，上述验算表明，系统在工进时，没有超过泵能达到的最高压力，无需修改原来的设计。压力阀的调定值根据上述计算可知，液压泵溢流阀的调整压力应为工进阶段的系统工作压力和压力损失之和；(4.950.255)5.205paapMPMP+=即可以把先导式溢流阀的调定压力值定为 5.3。aMP系统中的压力继电器作为系统的过载保护装置。当系统中的压力大于了继电器的调定压力时，它使系统的电器控制部分复位。压力继电器调定压力应大于溢流阀调定压力，所以，取压力继电器调定压力为 5.7。0.3 0.5aMPaMP3.6.2 系统温升验算 在整个工作循环中，工进阶段所占的时间最长，为了简化计算，主要考虑工进时的发热量。计算液压系统的发热功率在此根据以下公式来估算系统的总发热量： ，(1)PiHNh=-pcAhh h h=而其中，液压泵输入功率； 系统的总效率；PiNh液压泵的总效率，前面已选为 0.85；ph液压缸的总效率，前面选为 0.93；Ah液压回路的效率；要根据如下方法下确定：ch 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算31， 式（3.24）1 1cppp qp qh=其中，液压负载压力； 负载流量输入；1p1q液压泵供油压力；输出流量。pppq 在此，则：，足见工进3.95 55.50.575.372.96ch=0.570.850.930.45h=时液压系统效率很低，这主要是由于溢流损失和节流损失造成的。根据系统的发热量计算公式，可算得工进阶段的发热功率（参照资料3）： 式（3.25）633.8 1055.5 10(10.45)2274600.85HW-=-=由下面的公式来计算系统温升： 式（3.26）320.065HK vD =t其中， K散热系数。取；V油箱有效容量（L） ，取0A219w / (mC )V=400L 则： 03222740.065 19400D =t=33. 9 C 可见未超出了选用范围,从而满足许用温升要求。035D=m axtC 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计32 4 液压缸的设计根据选定的工作压力和材料进行液压缸的结构设计，如缸体壁厚，缸盖结构，密封形式，排气与缓冲装置等。4.1 选择液压缸类型安装方式根据主机的要求，按资料1表 23.6-39 选择液压缸类型为：双作用液压缸不可调缓冲式；根据机构的结构要求，按资料1表 23.6-40 选择液压缸的安装方式为：径向底座型。4.2 液压缸的主要性能参数和主要尺寸液压缸的主要性能参数和主要尺寸前面已确定,在此不在赘述。4.3 液压缸的参数计算4.3.1 缸筒壁厚的计算由于该系统为中低压系统，按公式计算所得的液压缸厚度往往很小，使缸体的刚度往往很不够，如在切削过程中变形、安装变形等引起液压缸工作过程卡死或漏油。因此一般不作公式计算，按经验选取，然后按下式进行校核： 式2 yp Dds（4.1）式中， 液压缸缸筒的厚度s 试验压力（Mpa） ，因工作压力有：yp ； 16,1.51.5 3.955.925ayapMPpPMP=查手册4, 有: D 液压缸内径（m） 缸体的许用应力（Mpa） 。由下面的公式来计算： s，缸体材料的抗拉强度（Mpa） ，n 是安全系数，取 bnss=bs5。则：400 805aMPs= 选缸体材料为铸钢 ZG200-400。=400MPa，由前面知，液压缸内bsD=100mm，先预选缸的外径为 120mm（查1表 23.6-59 工程机械液压缸外径系列） ，所以壁厚为 10mm。 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计33因，而已取的壁厚为 10mm4mm，故，满5.9250.10.003742 2 80yp Dmmms=足要求。4.3.2 液压缸活塞行程本设计中计算得出活塞行程为，查查1表 236-35 液压缸活塞942.48mm第一行程系列选取活塞行程为 1000mm。4.3.3 液压缸油口直径计算根据油缸的整体设计，将液压缸进、出油口分别设计在缸底和缸头上，同时进、出口连接形式采用螺孔联接。液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度和油口最高液流速度而定。u0u参照资料1中，由下式来计算： 式000.13dDuu=（4.2）其中： 液压缸油口直径（m） ；D液压缸内径（m） ；0dv液压缸最大输出速度，V=0.272m/min；油口液流速度（m/s） 。0u则；016.30.13 0.1244.72dmm=查3表 7-12，以及考虑到后面的油管所用的管接头(因管子选用的是外径为 28mm,查资料3表 7-76,扩口式端直通管接头 d=33mm),选取油口安装尺寸为 M33X2。4.3.4 缸底厚度计算 一般液压缸为平形缸底，在本设计中缸底有油孔，按123.6-28 公式来计算缸底盖的厚度：h ， 式（4.3）00.433() yp DhDDds=-式中, h缸底厚度（m） D液压缸内径（m） 试验压力，由前面计算得 5.925 ；ypaMP 缸底油孔直径（m） ，在此为 0.024m。0d 缸体的许用应力（Mpa） 。为 80，缸底与缸筒的材料是相 saMP 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计34同的。 代入数据，则：5.9250.10.433 0.10.0170917(0.10.024)50hmm=-4.3.5 缸头厚度计算由于在液压缸缸头上有活塞杆导向孔，因此其厚度的计算方法与缸底有所不同。但考虑到缸头端容腔所受的压力比缸底端容腔的小得多， （在工进时缸头在液压缸的回油腔调）故，在此为了简化计算，取缸头的厚度与缸底相同H=17mm。4.3.6 最小导向长度的计算 当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点到的距离H 称为最小导向长度,见下图。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度（间隙引起的挠度）增大，影响液压缸的稳定性。因此 ，设计时必须保证有一定的最小导向长度。 图 4.1 液压缸示意图对一般的液压缸，最小导向长度 H 应满足以下要求 式202LDH +（4.4）式中， L液压缸的最大行程。为 1000mm。 D液压缸的内径。为 100mm。所以 ： min1000100100202Hmm=+=活塞宽度 B 一般取，在此取：(0.6 1.0)BD=。0.80.8 10080BDmm=缸盖滑动支承面的长度 ，即导向套长度，根据液压缸内径 D 而定（参考资料1l6） ，因 D=10080，取=0.8X70=56mm。d 为活塞杆直径。1(0.6 1.0)ld=为保证最小导向长度，若过分增大 和 B 都是不适宜的。在此，用在minH1l 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计35活塞与导向导之间的缸头的厚度来保证。即缸头的轴向长度至少要达到 a：=32mm111()100(5680)22aHlB=-+=-+4.3.7 缸体长度的确定液压缸缸体的内部长度应等于活塞的行程和活塞宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端盖的厚度，同时液压缸缸体的长度不应大于内径的 2030 倍。缸筒长度 S：；8010001080SBLmm=+=+=缸筒外形长度=1080+32+56+30+40=1238mm；（其中，121lSalKK=+总为缸底总长度 30；为缸头总长度取 40mm） ，一般应小于 20D，即1K2K20X100=2000mm。因 12382000，所以满足要求。4.4 活塞的设计 由于活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此，它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的滑动配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄漏，降低容积效率，使液压缸达不到要求的设计性能。4.4.1 活塞的结构形式根据密封装置的形式来选用活塞的结构形式（密封装置则按工作条件选定） 。通常分为整体活塞和组合活塞两类。整体活塞在活塞周围上下开沟槽，安装密封圈，结构简单，但给活塞的加工带来难度，密封圈安装时也容易拉伤和扭曲。组合式活塞结构多样，主要受密封型式决定。组合式活塞大多数可以多次拆装，密封件使用寿命长。随着耐磨的导向套环的大量使用，多数密封圈与导向套环联合使用，大大降低了活塞的加工成本。所以在该设计中选用组合式活塞。4.4.2 活塞与活塞杆的连接液压缸的活塞与活塞杆的连接方式很多种型式，所有型式均需要锁紧措施，以防止工作时由于往复运动而松开，同时在活塞与活塞杆之间需要设置静密封。油缸在一般的工作条件下，活塞与活塞杆的连接采用螺纹连接，但当油缸工作压力较大、工作机械振动较大时，采用半环连接。根据具体情况，也有把活塞与活塞杆做成一个整体。所以根据系统工作条件在本设计中选用螺纹连接。活塞多采用此种结构，该结构不仅应用在机床上，工程机械也广泛采用。连接方式分为1）卡环型 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计36 图 4.2 卡环型两半环卡入环槽后回松脱，需要套上卡环帽，再装上弹性挡圈。装拆方便，低速时使用广泛。2） 轴套型3） 螺母型 图 4.3 螺母型4）锁紧螺母型图 4.4 锁紧螺母型5）焊接型根据设计要求，选用螺母型连接方式，最适用本设计要求。4.4.3 活塞的密封间隙密封 间隙密封是依靠相对运动的零件的配合表面间的微小缝隙来防止泄漏，活塞上一般做出环槽，如下图所示。其目的是为了使径向压力平衡，并改善密封性，环形槽的形状主要有矩形，V 形和半圆形。 间隙密封应用较广，特别在各种阀类中得到广泛的应用，其密封性能与间隙大小、压力差、配合表面的长度和直径尺寸以及加工质量等有关，其中间隙大小及均匀与否影响最大。这种密封 间隙密封装置结构简单，摩擦力小，但它不能随压力的增大而提高其密封性能。对于圆柱形表面，制造精度较易保证， 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计37但摩损后无法补偿。对平面配合，制造较困难，但摩损后可以采取自动压紧等措施进行补偿。对尺寸较大的液压缸，由于配合尺寸较大，要达到间隙密封所要求的加工精度比较困难，而且也不经济。因此，间隙密封仅用于尺寸较小，压力较低，运动速度较高的液压缸。当采用间隙密封时，应考虑零件材料的耐磨性，通常采用耐磨铸铁制造活塞。图 4.5 间隙密封O 形密封圈密封图 4.6 O 型密封圈 上图所示是一种断面形状为圆形的 O 形密封圈。O 形密封 圈通常安装在矩形的沟槽中，用于固定件或往复运动件间的密封为了使密封圈保持良好的密封性能而又不致产生过大的摩擦力，O 形密封圈安装在槽中应当有适当的预压量。预压量的大小，对密封性能影响很大。过小，密封性能不好，易泄漏；过大，则压缩形密封圈力增加，摩擦力增大，使密封圈容易在沟槽中产生扭曲，加快磨损，缩短寿命。 O 形密封圈的预压缩量大小及压力分布，如下图所示。 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计38图 4.7 O 型密封圈预压缩量及压力分布O 形密封圈具有结构简单，密封性能良好，动摩擦阻力小，制造容易，成本低，安装方便等优点，所以在液压系统中应用十分广泛。可用于直线往复运动和回转运动的动密封，也可用于无相对运动的静密封，可用于外径密封，也可用于内径密封等。一般使用工作压力小于 30MPaY 形密封圈密封 图 4.8 Y 型密封圈Y 形密封圈是一种断面形状为形的密封元件，如图 2-3-1 所示，图中尺寸d 和 D 是 Y 形密封圈的公称外径和内径。形密封圈分为等高唇和不等高唇两种。 Y 形密封圈的应用如图 2-3-2(a) 所示。是依靠密封圈的两唇边和轴或孔的表面相接触而起密封作用如图 2-3-2(b)所示，随着工作油压升高，两唇的张开力也增大，使密封圈唇边和轴或孔的表面贴得更紧，密封效果好，并能补偿磨损的影响。 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计39图 4.9 Y 型密封圈的应用V 型密封圈V 形密封圈主要用于压力较高（如油压机）和更换密封圈较困难的场合。在相对运动速度。不太高的活塞杆处常常使用这种密封圈。图 4.10 V 型密封圈图 4.11 V 型密封圈的结构使用 V 形密封圈的优点是：（1）适宜在工作压力小于 50MPa，温度在-4880条件下工作，安装时也应注意方向，即密封环的开口，应面向压力。（2）密封性能好，寿命长。若有泄漏，只要重新压紧就可继续使用。 （3）可用于活塞密封，也可用于活塞杆密封。缺点是： （1）摩擦阻力大 （2）调整困难。如调整不当，可能会引起爬行，因此，安装时应仔细调整，不可使摩擦力过大。（3）安装尺寸大，并有安装方向要求。（4）结构复杂，成本较高。通过比较，活塞与活塞杆的密封选用 O 密封。 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计40 图 4.12 O 型密封圈4.4.4 活塞材料 无导向套环活塞：用高强度铸铁 HT200300 或墨铸铁。有导向套环活塞：用优质碳素钢 20 号、35 号及 45 号。在本设计中选用 45 号钢。4.4.5 活塞尺寸及加工公差活塞宽度 B 已由前面算得为 80mm。活塞外径的配合一般采用 f9，外径对内孔的同轴度公差不大于 0.02mm，端面与轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，外表面的圆度和圆柱度一般不大于外径公差之差，表面粗糙度结构型式不同而异。4.5 活塞杆杆的结构 活塞杆要连接整形块，需要整形力，选用实心活塞杆，活塞杆的外端头部与载荷的拖动机构相连接，为了避免活塞杆在工作中产生偏心承载力，适应液压缸的安装要求，提高作用效率，应该根据载荷的具体情况，选择适当的杆头连接型式。活塞杆的材料和技术要求 根据资料选用 35 号钢，需要淬火，淬火深度为 0.51mm。活塞杆要在导向套中滑动，一般采用 H8/h7。太紧了，摩擦力大，太松了，容易引起卡滞现象和单边磨损，其圆度和圆柱度公差不大于直径公差之半。安装活塞的轴颈与外圆的同轴度公差不大于 0.01mm，取 0.01mm。 活塞杆的外圆粗糙度 Ra 取 1.6 活塞杆内端的卡环槽、螺纹和缓冲柱塞也要保证与轴线同心。活塞杆弯曲稳定性验算 在本设计中，活塞杆的稳定性校验已经在前面已作了验算。4.6 活塞杆的导向套、密封和防尘 活塞导向套装在液压缸的有杆侧端盖内，用以对活塞进行导向，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。外侧装有防尘圈，以防止活塞杆在后退时把杂质、灰尘及水分带到密封装置处，损坏密封装置。当导向套采用非耐磨材料时，其内圈还可以装设导向环，用作活塞的导向。导向套的典型结构型式有轴套式和端盖式。 结构选用轴套式导向套。 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计41 导向套的材料采用金属导向套，采用摩擦系数小，耐磨性好的青铜材料制作。 导向套的长度的确定1）导向套的尺寸配置导向套的主要尺寸是支承长度，按活塞杆直径、导向套的型式、导向套材料的承压能力、可能遇到的最大侧向负载等因素来考虑。导向套的长度已由前面算出为 L1=56mm. 2）最小导向套长度导向套长度过短，将使缸因配合间隙引起的初始挠度增大，影响液压缸的工作性能和稳定性，因此，设计必须保证缸有一定的最小导向长度，本设计中的最小导向长度已经由前面算得为 100mm。3）加工要求导向套外圆与端盖内径的配合取 H8/f7，内孔与活塞杆外圆的配合取H9/f9。外圆与内孔的同轴度公差不大于 0.03mm，取 0.02mm。圆度和圆柱度公不大于直径公差之半，内孔中的环形油槽和直油槽要浅而宽，以保证良好的润滑。4.7 液压缸缓冲装置的设计4.7.1 间隙缓冲 间隙缓冲装置是利用活塞顶端的凸台和缸盖上的凹槽够成的，其缝隙大小和缓冲力是不可调节的，如图 2-3-6 所示。当活塞运动到靠近缸盖时，凸合逐渐进入凹槽，将存于凹槽中的油液经凸台与凹槽间的间隙逐渐挤出，凹槽由于内部油液受到挤压，产生反压力，活塞受到这个压力的作用，使运动速度减慢下来。间隙缓冲装置的缓冲效果与间隙的大小有关，间隙过大起不到缓冲作用；间隙过小则缓冲时间太长，效果也不好。一般根据经验确定，通常取间隙 图 4.13 间隙缓冲图4.7.2 阀式缓冲这种缓冲装置的特点是在液压缸的两端装上单向阀和节流阀。如图 2-3-7 所 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计42示。当活塞运行到行程末端接近缸盖时，将缸盖的回油道堵死，这时活塞凸台与缸盖间的油液只有经缸盖上的节流阀流回油箱，由于节流阀的阻尼作用，使活塞缓慢地接近缸盖，避免了撞击。并且改变节流阀开口大小就可改变缓冲作用的大小。 图 4.14 阀式缓冲装置结构原理图在本设计中，活塞的运动速度不大，动力部件的质量小（只有 100KG） ，惯性就小，且卷花机对速度的稳定性要要求求不高。通过比较选用间隙缓冲装置，本设计中使用间隙缓冲较经济、实用，液压缸的加工工艺较简单。4.8 排气阀液压缸中（或液压系统）混入了空气，会产生气穴现象，引起活塞运动时的爬行和振动，产生噪声，甚至使整个系统不能正常工作。因此在设计液压系统时，必须考虑排气装置。为了排除积留在液压缸内的空气，可在缸的两端各装一只排气塞。图为排气塞的结构，启动液压系统时拧开排气塞，返行程时再关闭排气塞，使活塞空载全行程往复数次，液压缸内空气通过排气塞锥部缝隙和小孔排出。空气排完后，需把排气塞紧紧关死。排气阀分为组合式排气阀（图 4.16）和整体式排气阀（图 4.17） 。组合式排气阀：阀体与阀针为两个不同零件，拧松阀体螺母后，锥阀在压力的推动下脱离密封面而排出空气，阀体材料用 35 号或 45 号碳素钢，阀针用不锈钢 3Cr13。 攀枝花学院毕业设计（论文） 4 液压缸的设计43图 4.15 组合式排气阀整体式排气阀：阀体与阀针合为遗体，用螺纹与缸筒或缸盖连接，靠头部锥面起密封作用。排气拧松螺母，缸内空气从锥面间隙中挤出，并经斜孔派出缸外这种排气阀简单、方便。阀的材料用 35 或 45 号碳素钢，锥部热处理硬度 3844HRC整体排气阀的实际结构尺寸如下图 4.17。图 4.16 整体式排气阀根据比较选用整体式排气阀。 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计445 液压站的设计5.1 确定液压站的结构类型方案 液压装置按其总体配置分为分散配置型和集中配置型两种主要结构类型，而集中配置型即为通常所说的液压站。5.1.1 分散配置型液压装置 分散配置型液压装置是将液压系统的液压泵及其驱动电机、执行器、液压控制阎相辅助元件按照机器的布局、工作特性相操纵要求等分散安设在主机的适当位置上，液压系统各组成元件通过管道逐一连接起来。例如有的金属加工机床采用此种配置时，可将机床的床身、立柱或底座等支撑件的空腔部分兼作液压油箱，安放动力源，而把液压控制阀等元件安设在机身上操作者便于接近和操纵调节的位置。分散配置型液压装置的优点是节省安装空间和占地面积；缺点是元件布置零乱，安装维护较复杂，动力源的振动、发热还会对机床类主机的精度产生不利影响。所以，此种结构类型主要适宜结构安装空间受限的移动式机械设备采用。5.1.2 集中配置型液压装置集中配置型液压装置通常是将系统的执行器安放在主机上，而将液压砂及其驱动电机、辅助元件等独立安装公司主机之外，即集中设置所谓液压站。液压站的优点是外形整齐美观，便于安装维护，便于采集和检测电液信号以得自动化，可以隔离液压系统振动、发热等对主机精度的影响。缺点是占地面积大，告别是对于有强烈热源和烟雾、粉尘污染的机械设备，有时还需为安放液压站建立专门的隔离房间或地下室。5.1.3 确定液压站的方案对比以上两种布局方式，采用第二种较合适，即集中配置型，再细分的话就是其中的整体式液压站。本机是把液压站放置在卷花机的下面，把安的执行器液压缸放置在下面的空腔内，这样能减少占地面积。而且整洁美观。虽然它会产生热量，但卷花机是一般机械精度不是它的主要考虑的，热源对它的功用影响不大，在此不考虑。5.2 液压控制装置（液压阀站的集成设计）一个液压系统中有很多控制阀,这些控制阀可用不同方式来连接或集成。显然，集成方式合理与否，对液压系统的工作性能及使用维护有着很大影响。液 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计45压控制装可分为有管集成和无管集成两大类集成方式。5.2.1 有管集成有管集成是液压技术中最早采用的一种集成方式。它用管件（管子和接头管）将各管式连接液压控制阀集成在一起。其主要优点是连接方式简单，不需要设计和制造油路板或油路块。缺点是当组成系统的控制元件较多时，要求有较多 多的管子和管接头，上下交叉，纵横交错，占用空间加大，从而使得系统布置相当不便，安装维护和故障诊断困难，系统运行时，压力损失大，且容易产生泄漏，混入空气及振动噪声等不良现象。此种集成方式仅用于较简单的液压系统及有些行走机械设备中。有管集成液压控制装置的设计较为简单，只要按照液压系统原理的油路要求，用与阀的油口尺寸规格相对应的油管和管接头将选定的管式液压控制阀连接起来即可。5.2.2 无管集成无管集成是将液压控制元件固定在某种专用或通用的辅助连接件上，辅助连接件内开有一系列通油孔道，液压控制元件之间的油路联通系通过这些通油孔道来实现。按辅助连接件型式的不同，无管集成可分为 板式、块式、链式、叠加阀式和插装阀式等 5 种主要形式。特点是：油路直接作在辅助元件或液压阀阀体上，省去了大量管件；结构紧凑，组装方便，外形整齐美观；安装位置灵活；油路通道短，压力损失较小，不易泄漏。5.2.3 确定液压控制装置本设计中，考虑到阀的数量不多，液压系统较为简单，通过分析拟选用，板式连接。它是把若干个标准板式液压控制阀用螺钉固定在一块公共底板油路板，亦称阀板)上，按系统要求通过油路板中钻、铁或铸造出的孔道实现各阀之间的油路联系，构成一个回路。对于较复杂的系统，则需将系统分解成若干个回路，用几个油路板来安装板式液压元件，各个油路板之间通过管道来连接。通常将油路板上安装闽的一面称为正面，不安装阀的一面称为背面。根据获取内部孔道方式的不同，油路板可分为整体式油路板和剖分式油路板两种结构形式。在此，选用整体式油路板。阀板的制造工艺较简单，生产成本低，实用性强。在本设计中最为适合，它的外观示意图如下： 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计46图 5.1 液压阀的集成图油路板的安装方式 1)整体式安装 此种安装方式，通过适当增加油路板高度并加工成 L 形，用螺钉实现整个板式集成液压控制装置与油箱顶盖或其他底座的连接安装。此种安装方式刚性好，但油路板加工要求较高。图 5.2 整体式安装图2)支脚式安装 此种安装方式需单独制作 L 形支脚(可用型钢经简单加工而成)，支脚紧固在油路板背面下角，再通过螺钉将油路板与主机附属设备或油箱顶盖连接起来。此安装方式结构简单，但刚性较差，适合单块油路板的装置采用 3)框架式安装 此种安装方式是将油路板固定在一个框架上(如图所示)，或固定在专门的底座上，框架可用铸造或焊接等方法获得。此方式结构稍显复杂。但一个框架上可同时安装几块油路板，故特别适合较复杂的液压系统采用。 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计47图 5.3 框架式安装图确定安装方式本设计采用第一种，整体式安装，用螺栓固定在油箱的盖上。5.3 液压动力源装置（液压泵站）的设计5.3.1 液压泵组布置方式的确定液压动力源一般由液压泵组、油箱组件、控温组件、过滤器组件和蓄能器组件等 5 个相对独立的部分组成。各组件的作用见下表 5.1。表 5.1 液压动力源各组件的作用组成部分包含元器件作用液压泵将原动机的机械能转换为液压能原动机(电动机或内燃机)驱动液压泵联轴器连接原动机和液压泵液压泵组传动底座安装和固定液压泵及原动机油箱储存油液 散发油液热量 逸出空气分离水分沉淀杂质和安装元件液位计显示和观测液面高度通气过滤器过滤空气油箱组件放油塞清洗油箱或更换油液时放油油温计显示观测油液温度温度传感器检测并控制油温加热器油液加热控温组件冷却器油液冷却 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计48 续过滤器组件各类过滤器分离油液中的固体颗粒,防止堵塞小截面流道,保持油液油清洁度等蓄能器蓄能,吸收液压脉动和冲击蓄能器组件支撑台架安装蓄能器 泵组的布置方式的分类：1）上置式液压动力源于。当电动机卧式安装，液压泵置于油箱之上时，称为卧式动力源。当电动机立式安装，液压泵置于油箱内时，称为立式液压动力源。上置式液压动力源占地面积小，结构紧凑，液压泵置于油箱内的立式安装动力源，噪声低且便于收集漏油。 2）非上置式液压动力源。将泵组布置在底座或地基上的非上置式液压动力源。 上置式与非上置式液压动力源装置的综合比较见下表。表 5.2 置式与非上置式液压动力源装置的综合比较项目上置立式上置卧式非上置式振动较大较大小占地面积小小较大清洗油箱较麻烦较麻烦容易漏油收集方便需另设滴油盘需另设滴油盘液压泵的工作条件泵侵在油中，工作条件好一般好液压泵安装要求泵与时机有同轴度要求泵与时机有同轴度要求；需考虑液压泵的吸油高度；吸油管与泵的连接处密封要求严格泵与时机有同轴度要求；吸油管与泵的连接处密封要求严格应用中小型液压站中小型液压站较大型液压站 本设计中，要求机器的占地面积小，且安装空间有限（要求把液压站安放在卷花机的内部） ，那么就对液压站的总高度有限制。通过上面的叙述和分析，拟选用卧式动力源。采用这种方式，由于液压泵置于油箱之上，必须注意各类液压泵的吸油高度，以防液压泵进油口处产生过大的真空度，造成吸空或气穴现象。 5.3.2 液压油箱的设计液压油箱的种类的选择 通常油箱可分为整体式油箱、两用油箱和独立油箱 3 类。1）整体式油箱 是指在液压系统或机器的构件内形成的油箱。这样不需要额外的附加空间。整体式油箱以最小的空间提供最大的性能，并且通常提供特 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计49别整洁的外观。但是必须细心设计以克服可能存在的局部发热和操作者难以接近工作等问题。2）两用油箱 两用油箱是指液压油与机器中的其他目的用油的公用油箱。最大优点是节省空间。但有几个局限性与此优点相抵触。油液必须既满足液压系统对传动介质的要求，又满足传动系齿轮的润滑或工件淬火等其他工艺目的的要求。在某些高性能液压系统中，这些要求可能是几乎互不相容的。此外，油液温度控制可能很困难，因为对于总量减少了的油液来说存在着两个热源。如果必须另设冷却器来控制油温，用冷却器所需的空间可能抵消所节省的空间。3）独立油箱 独立油箱是应用最为广泛的一类油箱，最常用于工业生产设备，它通常做成矩形的，也有圆柱形的或油噶形的。独立油箱的热量主要通过油箱壁靠辐射和对流作用散发，因此油箱应该是尽可能窄而高的形状。本设计中选用独立油箱，开式油箱，就完全能满足需要。油箱的设计1)箱顶、通气器（空气过滤器） 、注油口油箱的箱顶结构取决于它上面安装的元件。本设计中箱顶上要设置通气器、注油口，通气器国附带注口的结构。取下通气帽可以注油，放回通气帽即成通气过滤器。注油过滤器的网眼小于 250，过流量大于 20。mm/minL 油箱顶上的螺纹用盲孔（不通孔） ，以防污染物落入油箱中。箱顶上类元件的设置见下图。 图 5.4 卧式液压泵组及油管及接头图箱顶与箱壁的连接细节如下所示。 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计50图 5.5 箱顶与箱壁的连接细节2）箱壁、清洗孔、吊耳（环） 、液位计 对于钢板焊接的油箱，用来构成油箱体的中碳钢板的最小厚度见下表。表 5.3 标准油箱的外形尺寸 本设计中油箱的公称油箱容量为 400。 因箱顶与箱之间为不可连接，应在箱壁上上设置一个清洗孔。清洗孔的数量和位置应便于用手清理油箱所有内表面。清洗口的法兰盖板应配有可以重复使用的弹性密封件。清洗孔尺寸、法兰盖板及密封件的细节见图所示。图 5.6 清洗孔图 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计51上面以 400L 的来选择各个尺寸，作为本设计的尺寸。 为便于油箱的搬运，应在油箱四角的箱壁垒森严上访焊接吊耳。吊耳有圆柱形和钩形两种。在此，选用钩形焊接吊耳外形及尺寸如下图。图 5.7 钩形焊接吊耳外形及尺寸图液位计设在油箱的外壁上，并近靠注油口，以便注油时观测注面。液压位计的下刻线至少应比吸油过滤器或吸油管口上缘高出 75mm，以防吸入空气。液位计的上刻线对应着油液的容量。液位计与油箱的连接处有密封措施。3）箱底、放油塞、支脚 应在油箱最低点设置放油塞（大于等于 M18X1.5）,以便油箱箱和油液的更换。为此，箱底应朝向清洗孔和放油塞倾斜，通常为 1/251/20；这样可以促使沉积物聚集到油箱中的最低点来。为了便于放油和搬运应该把油箱架起来，油箱底到少离开地面 150MM。油箱应设有支脚。在此，支脚单独制作后焊接在箱底边缘上。支脚上有地脚螺钉用的固定孔，其尺寸与位置前面已经说明。支脚应该有足够大的面积，以便可以用招牌或楔铁来调平。4）隔板、除气网 为了延长油液在油箱中逗留的时间，促进油液在油箱中的环流，促使更多的油液参与在系统中的循环，从而更好地发挥油箱的散热、除气、沉淀等功能，油箱中，尤其在油液容量超过 100L 的油箱中应设置内部隔板。隔板要把系统回油区与吸油区隔开，并尽可能使油液在油箱内沿着油箱壁环流。隔板缺口处要有足够大的过流面积，使环流流速为 0.3 一 0.6m/s。隔板结构有溢流式标准 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计52型、溢流式和回流式等多种型式。在此采用形式如下所示。其中，隔板 1 的高度要高于液压面的高度，作用是把回油侧与吸油侧分开。隔板 2 的作用就相当于除气网的作用，是隔离气泡用的，防止回油侧产生的气泡（在液压上）跑到吸油侧中。这样布置的可以方便清洗吸油侧与回油侧。图 5.8 油箱内的隔板状形图5）管路的配置 液压系统的管路要进入油箱并在油箱内部终结。 (1)吸油管和回油管液压系的吸油管和系统的回油管要分别进入由隔板隔开的吸油区和回油区，管端应加工成朝向箱壁的 45 度的斜口，这样既可增加开口面积，又有利于沿箱壁环流。为防止空气吸入空气(吸油管)或混入(回油管)，以免搅动或吸入箱底沉积物，管口上缘至少要低于最低液面 75mm，管口下缘至少离开箱底最高点50mm。吸油管前安装粗过滤器，以清除较大颗粒杂质保护液压泵。 (2)泄油管 泄油管应尽量单独接入油箱并在液面以上终结。如果泄油管通入液面以下施防止出现虹吸现象。 (3)穿孔的密封油管常从箱顶或箱壁穿过而进入油箱穿孔处要妥为密封。在接口处焊上高出箱顶 20mm 的凸台如下所示，以免维修时箱顶上的污物落入油箱。图 5.9 穿孔的密封图6）过滤器 过滤器的功用是过滤液压油液中的杂质，降低油液污染度，保证液压系统正常工作。由于液压系统的各类故障绝大多数由油液污染造成，而过滤器是保持油液清洁的主要手段，所以合理选择和设置液压系统中的过滤器显得非常重要。(1)过滤器的类型和主要性能按照过滤器在液压系统中安放部位的不同，过滤器有多种类型表 5.4 过滤器的类型序号类型作用 攀枝花学院毕业设计（论文） 5 液压站的设计53在此，因液压泵为叶片泵，需要在吸油口安装一个过滤器，目的是保护泵，根据上表，选用普通过滤器 WU-100X180。7）油箱的工作图样、材料和表面处理 油箱的工作图样是油箱加工和安装的依据。通常应包括油箱的总图和焊接组件图，以及箱顶、箱壁、隔板、放油塞、吊耳、支脚等自制件的零件图。油箱的焊接组件反映了箱顶、箱壁与箱底以及支脚、吊耳等自制零件的焊接关系，主要用于油箱自制件之间的焊接。而油箱的结构总图是在焊接成型后的油箱上安装和固定了通气过滤器、液位计和清洗孔法兰盖板等元件后的部件装配图。油箱的结构总图如下所示（详细结构参照 CAD 图纸） 。焊接组件图略。箱盖按图示焊接在箱壁上图 5.10 油箱示意图5.4 液压泵组的结构设计液压泵组是指液压泵及驱动泵的原动机(固定设备上的电动机和行走设备上的内燃机)和联轴器及传动底座组件。5.4.1 液压泵组