液压缸设计说明书

1、目录一、 设计要求 -11、目的 12、题目 1二、总述 -21、 作者的话 -22、设计提要 3三、 各零部件的设计与验算 -51、缸筒设计 52、法兰设计 143、活塞设计 194、活塞杆设计 215、缓冲装置和排气阀设计 26四、外接线路和程序 -271、液压设配外接线路 272、操作板 283、程序地址分配 294、芯片接线图315、PLC程序指令 -33五、参考文献 38一、设计要求1、目的 、培养学生综合运用所学的根底理论和专业知识，独立进展机电控 制系统的初步设计工作，并结合设计或实验研究课题进一步巩固和扩 大知识领域。 、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具

2、 书籍以与编写技术文件的能力，提高计算、绘图等根本技能。 、培养学生掌握机电产品的一般程序和方法，进展工程师根本素质的训练。 、树立正确的设计思想与严肃认真的工作作风。2、题目液压油缸的压力和速度控制 、执行元件：液压油缸； 、传动方式：电液比例控制； 、控制方式：单片微机控制、PLC空制； 、控制要求：速度控制、推力控制； 、主要设计参数：油缸工作行程600、400mm额定工作油压4MP移动负载质量1000、2000kg;负载移动阻力5000、10000N移动速度控制3、6m/min。、总述1、作者的话液压油缸在现代工程中的使用十分频繁，其工作性能和可靠性直接影响工程的质量和进度；利用数控电

3、液伺服阀来控制液压油缸， 可以实现输出的线性和实 时控制，在很大程度上改善工程油缸的使用性能；本次设计中使用的电液比例换向阀可以实现电机械转换，配合放大器件同时使用，能够对油缸进展良好的控制；实施控制的器件为可编程逻辑控制器Programmable LogicalController 选用德国西门子STEP7-200进展编程，接口简单易懂。因为说明书比拟长，为了方便阅读，在下面的“设计提要中会 先给出液压油缸设计的主要参数和一些部件的选用， 在后续的“各零 部件设计与验算中再加以具体的说明和验证。2、设计提要、液压油缸主要参数给定在设计要求中已经提到的参数这里就不再赘述，下面只给出此次设计中液

4、压油缸主要部件的其他参数：缸内径：D=80mm缸外径：D1=90mrn壁厚： =5mm极限推力：Fmax=30162N速比：=2;活塞杆直径：d0=56mm活塞外推流量：q =/s法兰厚：h=8mm、法兰安装方式 选择后端法兰安装方式，因为是推力，所以选用如下方式:、缓冲机构的选用一般承压在10MP以上应当选用缓冲机构，本次设计中，工作压 力为4MP因此缓冲机构从略。、密封装置选用选用Yx型密封圈，聚氨酯PU和聚四氟乙烯PTFE材料联 合使用，达到良好的密封效果。 、工作介质的选用因为工作在常温下，所以选用普通的是油型液压油即可。 、液压缸的装配装配前必须对各零件仔细清洗；要正确安装各处的密封

5、装置：安装形密封圈时，要注意其安装方 向，防止因装反而漏油，其唇边应对着有压力的油腔。此外，因为是 Yx形密封圈，所以还要注意区分是轴用还是孔用，不要装错；由于密封装置与滑动外表配合，装配时应涂以适量的液压油； 螺纹联接件拧紧时应使用专用扳手，扭力矩应符合标准要求； 活塞与活塞杆装配后，须设法测量其同轴度和在全长上的直线度 是否超差；装配完毕后活塞组件移动时应无阻滞感和阻力大小不匀等现象。三、各零部件的设计与验算1、缸筒设计、缸筒结构的选择连接方式如如下图：选取法兰式连接，并且法兰和缸筒用焊接方式连接其优点是结构简单，易选取、易装卸；缺点是外径较大，比螺纹连接的重量大。、缸筒的要求有足够强度，

6、能够承受动态工作压力，长时间工作不会变形； 有足够刚度，承受活塞侧向力和安装反作用力时不会弯曲； 内外表和导向件与密封件之间摩擦少，可以保证长期使用； 缸筒和法兰要良好焊接，不产生裂纹。、缸筒材料的选取与强度给 疋局部材料的机械性能如下表：缸简用无%音材料机械性能材料/MPa2042025025305003001339540320J74361036014751)5002627SiMn10008501230CrMo950SOU1235CrMIO00B50 12本次设计选取45号钢从表中可以得到：缸筒材料的屈服强度s =360MP缸筒材料的抗拉强度 b=610M ；现在利用屈服强度来引申出：缸筒材

7、料的许用应力=s/n=360/5=72MP。其中n=5是选取的安全系数，来源于下表:掖压缸的安全杀靈材料名称静栽荷交交拿商冲击*荷不对称对称亂锻铁35812、缸筒的计算、液压缸的效率 油缸的效率 由以下三种效率组成：I5亍拭械效率存：由各运动件摩擦规先所造成.在额定压力下通常可取加均山几(B)容裁效率甲由各封密件泄掃所造成，通常 容积效率哲、为戈装弹性体密封圈时阵装活塞环时70*98(椁庇力效率物，由出油口背压所产生的反作 冃力而造:就射=1、液压缸缸径的计算内径D可按下列公式初步计算 植压缸的负我为推力液压缸的貝载为拉力j 4F ,而予 NltrS护 (th) 23,3-2)注：双活塞杆臧压

8、缸芥缸筒内径D由式23-3-2计算式中Fql.Fw鞍压缸实际使用推力，拉力(N);液低缸的负载率见K23,1-H 般取 = 0.5-0.7；7液压缸的总效率见式(23.1- 24)般取耳一 0.70.9；P液压缸的供油压力，一般为農统压 力t (MPa);d洁塞杆直径(m亢Fi=10000NP=4MP1得到内径：D=缸径可以取为80mm 、流量的计算 液压缸流量根据下式计算:当活塞杆外推时比g” (m3/s)(23. 1 厂 25)当酒塞杆内拉时_ 2_(23.1 - 26) %式中 九皿分别为活塞无杆侧及有杆侧有效面积(罔：叽活塞平均线速度(mA) 0设计要求中给定了活塞的平均速度:vm=6

9、m/m in二/s而活塞的面积：实际上这个值可以从手册里面查到A = D2x /4 10 4m2容积效率：=125得到活塞杆外推时的流量:qi =/s因为只使用外推方向，所以回程方向的流量从略。、缸筒壁厚的计算缸筒壁厚可以使用下式进展计算：普时(可用薄壁缸简的实用计算式)P D运囂丁 (m)(23.3-3) 最高允许压见表23丄2和 式(23.1 - I) - (23.1 - 2)因为爆裂压力远大于耐压试验压力，所以完全满足条件11k R J1）、选择油泵工作是否有效如果油泵有效，意味着溢流阀保持在 4MP、正向运行Network 7IQ1Q0.11、负向运行Network BQ02Y O1Q

10、0.1T -1QQ3T R)1 、急停无论正向还是负向运行，都会立即停止Network 9Q0L3C T1Q021Q0.1(R)1 行程始端末端自动停止 、自动回程如果开始选择了自动回程事实上在油缸运作中也可以对此项进展设 置活塞完全伸出后，等待时间为im之后自动返回初始位置。Network 12Q23IQ 4T37INJOINPT100 msMetwofk 13T37Q02 、复位首先全部动作停止Network 1 411.3QD311f q 、1 11QOlI(R )1i之后等待im活塞自动回到初始位置Network 15inTONPT100Q1.310-T3311.3Network 16T38Q0L21五、参考文献3、X辉、林玲，基于PLC控制的液压控制系统，科技动态4、朱明星、李庆峰，PLC在液压传动控制系统中的应用，某某职业技术学院学报，2006年第4期5、 X贤波、