LG916四合一铲斗开启缸的设计【毕业作品】

集装载、推土、刮平、装夹四中作业于一体的多功能工作机具。具体的目标如下：对液压缸进行设计计算对液压缸主要零件的结构、材料的选择对液压缸的调整维护及故障排除学习缸体、活塞、活塞杆的材料及技术要求毕业设计说明书及答辩用资料一份[2]雷天觉主编.液压工程手册.北京：机械工业出版社，1990.07[3]姚云英主编.公差配合与测量技术.北京：机械工业出版社，2005.06设计各阶段名称1开题报告和开题答辩2014年3月12日前2液压缸的设计计算2014年3月12日一2014年4月18日3液压缸的结构材料选择2014年4月19日一2014年5月30日4液压缸的调整与维护2014年5月31日一2014年6月13日5定稿装订，毕业答辩2014年6月14日一2014年6月20日LG916四合一铲斗开启钢的设计hydrauliccylinderandpistondideterminethethicknessofthecylinderheadthelengthofpistonandthegKeywordshydrauliccyli 使开启缸活塞杆运动，开启的前斗回收，以前、后斗夹住物体，完2.1.1液压缸的类型的选择液压缸的类型主要有单作用液压缸，双作用液压缸，缓冲式液压缸，多级液压缸，组合液压缸等类型。如表2.1.1所示：表2.1.1液压缸的类型名称示意图符号计算式说明单作用液压缸活塞式液压缸v—液压缸输出速度F—液压缸输出力D—活塞直径qv—流入液压缸的流量p—工作压力活塞仅能单向运动，其反向运动需由外力来完成。柱塞式液压缸D—柱塞直径同上，但其行程一般较活塞式液压缸大。伸缩式液压缸动速度F—第j级活塞的推力有多个依次运动的活塞，个活塞逐次运动时其输出速度和输出力均是变化的。双作用液压缸单活塞杆无缓冲式d—活塞杆直径注：脚标1用于正向活塞双向运动生产推、拉力。活塞在行程终了时不减速。不可调缓冲式活塞双向运动生产推、拉力。活塞在行程终了时减速制动，减速值不可调缓冲式活塞双向运动生产推、拉力。活塞在行程终了时减速，减速值可调节。双活塞杆差动式注：脚标3用于差动联接活塞两端面积差较大，是活塞往复运动时输出速度及力差值较大。差动联接用于快速等速等行程式活塞两端杆径相同，活塞正反运动速度和推力均相等。双向式两活塞相反方向运动，其输出速度和输出力相等伸缩式套筒液压缸有多个可依次活动的活塞，其行程可变，活塞可双向运组合式液压串联式当液压杆直径受到限制而长度不受限制时，用以获得较大的推力。缸增压式i—增压比多位式活塞A可有三个位置。齿条传动活塞液压缸p—工作压力φ—输出轴角速度T一输出轴转矩qv—流入液压缸的流量D—活塞或柱塞的直径d—齿轮分度圆直径经齿轮齿条传动，将液压缸的直线运动转换成齿轮的回转运动齿条传动柱塞液压缸注：(1)带*者为GB/T786.1-1993末作规定的符号，仅使用时参考。(2)表中给出的计算式末考虑液压缸的容积效率和机械效率。根据主机运动要求，本设计选用双作用单活塞杆式液压缸，其特点是占有空间范围小，结构简单，能承受高压，应用也较为普遍。2.1.2液压缸的安装形式的选择液压缸的安装形式有：如表2.1.2所示类有安装简图说明法兰型头部法兰外法兰头部法兰型安装时，安装螺钉受拉力较大；尾部法兰型安装时；安装螺钉受拉力尾部法兰十十++十十++销轴型头部销轴十十十十十十十十液压缸在垂直面内可摆动。头部销轴型安装时，活塞杆受弯曲作用较小；中间销轴型次之；尾部销轴型之最中间销轴十中十中+尾部销轴+十+十十十耳环型头部耳环++++++++液压缸在垂直面内可摆动。头部耳环型安装时，活塞杆受弯曲作用较小；尾部耳环型之较大。尾部耳环底座型径向底座径向底座型安装时，液压缸受倾翻力矩较小；切向底座型和轴向底座型较大。切向底座++++++++座轴座轴向底球头型尾部球头+年++年+液压缸可在一定空间内摆2.2液压缸主要几何尺寸的计算2.2.1液压缸内径D的计算(式2.2.1)缸内径D圆整为80mmF——液压缸推力(m);2.2.2活塞杆直径d的计算时(式2.2.2)活塞杆直径d圆整为45mm式中d——活塞杆直径(mm);F——液压缸输出推力(kN);2.2.3活塞杆强度的计算故活塞杆为45mm时可以保证工作是的安全2.2.4活塞稳定性验算,由于该活塞杆的材料采用的是45钢故m为110,该设计采用两端铰式中l——安装长度为680mmK——活塞杆断面的回转半径m——柔性系数，查表为85 末端条件系数为1活塞杆为实心杆，并用钢铁材料制造时(式2.2.4)式中P——活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷2.3液压缸结构参数的计算2.3.1缸筒壁厚的计算(式2.3.1a)液压缸缸筒厚度取整值为15mmPy=1.5P;当工作压力P≥16MPa时Py=1.25P;缸筒的材料是45钢，其许应力o。为600MPa,δ液压缸缸筒厚度(m);D——液压缸内径(m);[σ]——缸体材料的许用应力(MPa);(式2.3.1b)。——缸体材料的抗拉强度对于：锻钢[σ]=100～120MPa钢管[σ]=100～110Mpa铸铁[σ]=60MPa2.3.2缸筒壁厚的验算(式2.3.2)n额定工作压力P应低于其极限值P,以保证工作安全缸筒壁厚可以取到15mm2.3.3缸体的外径的计算D=D+2δ=80+2×15=110mm(式2.3.3)缸体外径取圆整为110mm式中D——缸体外径(m),2.3.4液压缸油口直径的计算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(式2.3.4) (式2.3.5)2.3.6活塞长度的计算2.3.7导向套的长度计算应满足2.4液压缸的联接计算2.4.1缸盖的联接计算(1)焊接联接的计算液压缸采用对焊是，焊缝的拉应力为(式2.4.1)所以满足要求式中F——液压缸输出的最大推力(N)D——液压缸直径(m),σ——45钢的拉应力(N/mm)P——系统最大压力(MPa),D.——焊缝底径(m),n——焊接效率，通常取n=0.72.4.2活塞与活塞杆的联接计算拉应力为164.797MPa,切应力为切应力为87.787MPa合应力为(式2.4.2a)n动载是取k=2.5～4此设计中k为静载荷所以取1.3液压缸输出拉力(N)n——安全系数，通常取1.5~2.5本式取1.5。故活塞与活塞杆联接的强度符合强度要求[σ]——活塞(或活塞杆)材料的许用应力MPa)由于工作压力为25MPa,耳环宽度为(式2.4.3)3.液压缸主要零件的结构、材料及技术要求3.1缸体3.1.1缸体的材料3.1.2缸体的技术要求(1)缸体内径采用H8、H9配合。表面粗糙度：当活塞采用橡胶密封圈密封时，Ra为0.1～0.4μm,当活塞用活塞环密封时，Ra为0.2～0.4μm。且均需磨。如图3.1.2(1)所示图3.1.2(1)(2)缸体内径D的圆度公差值可按9、10或11级精度选取，圆柱度公差值应按8级精度选取。如图3.1.2(1)所示(3)缸体端面T的垂直度公差值可按7级精度选取。如图3.1.2(1)所示(4)当缸体与缸头采用螺纹联接时螺纹应取6级精度的米制螺纹。的垂直度公差值应按9级精度选取。如图3.1.2(2)所示图3.2.2缸体(6)为了防止腐蚀和提高寿命，缸体内应表面镀以厚度为30～40μm的铬层，图3.1.2(2)液压缸的缸盖可选用35、45号锻钢或ZG35、ZG45铸钢或HT300、HT200、HT3503.2.2缸盖的技术要求如图3.2.2所示密封圈外径)的圆柱度公差值，应按9、10或11级精度选取.(2)D2、D3与d的同轴度公差值为0.03mm(3)端面A、B与直径轴心线的垂直度公差值，应按7级精度选取.(4)导向孔的表面粗糙度为Ra1.25μm3.3活塞活塞结构如图3.3所示：联接型式有整体联接、螺纹联接、半环联接3.3.2活塞与缸体的密封的密封结构有间隙密封、活塞环密封、密封圈密封，其中密封圈密封又分为0型密封套有尼龙66、尼龙1010或夹布酚醛料的耐磨环)及铝合金等。(1)导向套结构导向套的结构有：缸盖导向和导向套导向，其中导向套导向有可分为：普通导向套、可拆导向套、球面导向套。(2)导向套材料导向套材料常用材料为铸造青铜或耐磨铸铁。3.5.2活塞杆的密封与防尘结构圈)、U形夹织物密封圈(毛毡圈、滑架式防尘圈、)、0形密封圈(三角形防尘圈、03.6液压缸的缓冲装置缓冲装置是为了防止或减小液压缸活塞在运动到两个端点是因惯性力造成的冲的运动速度，以减小冲击。其结构如图3.6所示：A图3.6液压缸的缓冲装置3.7中隔圈在长行程液压缸内，由于安装方式及负载的导向条件可能使活塞杆导向套受到过大的侧向力而导致严重磨损，因此在大行程液压缸内须活塞有杆侧端盖之间安装一个中隔圈(也称限位圈)使活塞杆全部外伸时仍能有足够的支撑长度。活塞杆缸内支撑长度L的最小值应满足下式G3.8.1排气装置液压系统在安装或停止工作以后会渗入空气，这样就会使运动部件的运动速度不均匀，产生低速爬行以及机床工作台的换向精度下降，严重的在开车时还会产生运动部件突然冲击的现象，因此在设计液压系统时，必须考虑排气装置，一般是在慢、容积最大的油缸中设置排气孔，因为液压系统中的空气容易集中在这里，油缸中的排气孔一般开在油缸安装后两端的最高处，通过管路和排气阀相连接，在液压缸常工作以前，必须打开排气阀，将液压系统中的空气排除。其结构如图3.8.1所示： 图3.8.1放气装置1—缸盖—放气小孔3—缸体4—活塞杆此处就选为高处设置排气装置，可在液压缸的最高处设置排气装置把气带走。密封装置是液压缸和其他元件不可缺少的部分，其作用是防止泄漏(包括内泄和4.液压缸的调整与维护（1）在拆卸液压缸前，先松开溢流阀，将系统压力将为零，再切断电源，系统（4）活塞杆导向套的内表面活塞杆导向套内表面的不均匀磨损深度在0.2~a①毛刺和锐角的清除。为了保护密封圈的唇边，常常在②使用润滑脂的效果。在装拆液压缸中，首先将各部分用汽油洗净凉干，然后④注意密封圈的挤出和拧扭。为防止密封圈的挤出现象，（2）耐压试验后应再次紧固有关螺栓（螺钉）在耐压试验后，应再度扳紧拉杆根据使用条件，应确定定期检查结果作详细记录，入设备技术档案备查。5.液压缸故障排除液压缸的故障和排除方法现象措施爬行混入空气增加排