毕业设计（论文）-卧式铆压机液压系统设计

绪论1.1题目背景及研究意义液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫布拉曼(JosephBraman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机[1]。1905年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是1920年以后，发展更为迅速。液压元件大约在19世纪末20世纪初的20年间，才开始进入正规的工业生产阶段。1925年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20世纪初康斯坦丁尼斯克(GoConstantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究；1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展[2]。第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20多年。在1955年前后，日本迅速发展液压传动,1956年成立了“液压工业会”。近20-30年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。1.2国内外研究情况卧式铆压机是一种铆接机的一种机械，用于汽车、桥梁、锅炉、建筑施工、汽车制造中的铆接作业。铆压机对板件表面无任何要求，连接点处板件表面原有的镀层、漆层不受损伤。连接过程自动化程度高，可单点或多点同时连接，能进行无损伤连接强度检测及全过程自动监控，生产效率高。无铆钉连接技术是一种逐步取代传统落后连接工艺的新型连接方法。目前国内所使用铆压机多为人工手动操作或半自动操作，铆压的一致性不好，即同一批次组装件的铆压力不同，造成超频质量不稳定，产品合格率不高，另外，较高的人工成本及较低的生产效率，不利于产品的市场竞争[3]。2研究方案及系统原理2研究方案及系统原理2.1液压系统的组成及其作用一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。柱塞泵额定压力高，适用于工作压力较大的场合，故本次设计采用柱塞泵作为动力元件。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。本设计采用的执行元件是一个单活塞杆液压缸。控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件是指液压系统中出去以上三种元件的装置[4]，包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量和信号的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类[5]。2.2卧式铆压机液压系统2.2.1液压系统及其工作原理铆压机的液压系统的油源为变量液压泵（斜轴式轴向柱塞泵），其最高工作压力由溢流阀设定，三位四通电磁换向阀用于控制液压泵的卸荷和供油。系统的执行器为单柱式活塞液压缸，其液压缸的运动方向均采用电磁换向阀作为导阀的液控顺序阀控制。液压缸进回油路中并联的顺序阀和单向阀用于该缸差动反馈连接，液控顺序阀在缸差动时关闭回油路，在非差动时，提供回油路。压力表及其开关分别用于调整系统最高压力和压力继电器的动作压力时的显示和观测。卧式铆压机的液压系统原理如图2.1，系统的油源为变量液压泵（柱塞泵）1，其最高工作压力由溢流阀3设定。系统的执行器为单柱式活塞压缸，其运动方向采用电磁换向阀6作为导阀的三位四通换向阀5控制。液压缸进回油路中串联的可调单向节流阀7、8用于该缸差动反馈连接。压力表及其开关3、2用于调整系统最高压力的显示和观测。当点击启动时，电磁换向阀6换至左位1YA，左位导通，经可调单向节流阀7使三位四通换向阀5左位导通，使液压油经阀5左位流至液压缸无杆腔，产生压力使活塞杆向前行进，此时可通过液压泵调节流量来改变行进速度，完成快进及工进过程；当电磁换向阀6换至右位2YA，右位导通，经可调单向节流阀8使三位四通换向阀5右位导通，使液压油经阀5右位流至液压缸有无杆腔，无杆腔液压油顺管道流回油箱，产生压力使活塞杆回收。1-斜轴式轴向柱塞泵2-压力表3、4-溢流阀5-三位四通换向阀6-三位四通电磁换向阀7、8-可调单向节流阀图2.1卧式铆压机液压系统原理图2.2.2技术特点a.卧式铆压机的液压系统采用变定量泵供油的单回路形式，没有流量阀及其带来的节流和溢流能量损失；单柱式活塞液压缸采用差动连接实现快速变向，减小了液压泵的规格[6]。b.采用电磁换向阀作先导阀，三位四通换向阀作主阀构成液压缸的换向阀，不致因系统高压而影响换向的灵敏。c.采用压力控制（压力继电器）及一些其他电器元件实现工作循环的电动，调整方便，性能可靠。2.2.3技术参数该卧式铆压机选用液压系统压力26MPa；额定功率为11Kw；铆压工作速度为1.5m/Min；最大铆压力500KN；铆压速度15-20次/分；铆接压触头行程为50mm。2.3液压系统方案选择铆压机的设计过程包括：提供铆压压力的液压缸，将铆钉铆压成型的铆压触头等装置。针对液压缸的设计是实现整个卧式铆压机工作的基础，重点设计了液压缸的结构、铆压装置、机架。并根据系统压力、流量选择了液压阀、电机、泵。本文的设计能够满足制钉机要求具有方便快捷铆压的特点。2.3.1确定液压泵的类型及调速方法参考同类铆压机，选用斜轴式轴向柱塞泵供油、调速阀进油节流调速的开式回路，溢流阀作定压阀[7]。2.3.2选用执行元件在本系统动作循环中要求正向快进和工作，反向快退，并且快进和快退速度相等，因此选用单活塞杆液压缸，快进时差动连接。2.3.3快速运动回路和速度换接回路在本次设计中，调速方案选用差动连接，在差动连接时液压缸的推力较小，速度比非差动连接大，可是在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度。2.3.4换向回路的选择由于该液压系统工作压力高，换向冲击大，因此选用电液换向阀，实现平稳换相机自动控制[8]。3液压系统设计计算3液压系统设计计算3.1系统液压可以完成的工作循环a.快进b.工进c.快退3.2液压执行元件的配置由于卧式铆压机要求卧式布置，行程较小，故选用缸筒固定的卧式单杆活塞杆（取缸的机械效率）。作为执行元件，驱动滑块及铆压机构对铆钉进行铆压。3.3负载分析计算系统各项数据如下表所示：表3.1系统要求启动时间（s）负载力（N）移动体重力（N）0.55000001000速度V（m/min）行程（mm）快进工进快退快进快退51.555050因采用单向恒压变量泵，故可将背压近似选为0，即不考虑回油腔的背压力，而液压缸的密封装备产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑[8]。则液压缸所受的外负载F包括3种类型，即:(3.1)式中为工作负载，对于铆接机即为活塞运动的铆接力，本设计中为500kN；为运动部件速度变化时的惯性负载;为摩擦力由液压缸的密封阻力与活塞运动时的摩擦力组成。其中 (3.2)(3.3)因轻载取小值所以总负载力为:3.4确定液压缸主要尺寸要求动力滑台的快进、快退速度相等，现采用活塞杆固定的单杆式液压缸，预设压力26MPa，取缸的机械效率。快进时采用差动联接。(3.4)垂直液压缸内径（活塞直径）(3.5)按GB/T2348-1993，将液压缸内径圆整为标准值D=180mm=18.0cm。根据快速下行和快速上升的速度比确定活塞杆直径d：由于d=0.7D=0.7=118.09mm取标准值d=125mm=12.5cm。从而可算得垂直液压缸无杆腔和有杆腔的实际有效面积为(3.6)(3.7)3.5活塞杆强度校核活塞杆在稳定工作下，如果仅受轴向拉力或压力载荷时，便可以近似的采用直杆承受拉、压载荷的简单强度计算公式进行计算，活塞杆应力(3.8)或(3.9)式中P—活塞杆所受的轴向载荷d—活塞杆直径—活塞杆制造材料的许用应力由上可知可见，活塞杆的强度满足要求。3.6液压缸活塞的推力和拉力计算液压油作用在液压缸活塞上的作用力P，对于一般活塞杆液压缸来说，当活塞杆前进时的推力：(3.10)当活塞杆后退时的拉力：(3.11)当活塞杆差动前进时（即活塞的两侧同时进压力相同的压力油）的推力：(3.12)液压缸活塞的推力及拉力可以直接从附录中的有关计算中查出；大部分也可以从机械设计手册[9]表11-133中直接读出。表11-133为活塞杆直径d采用速度比计算得出，不同液压缸直径D和压力下液压缸活塞上的推力及拉力数值。图3.1液压缸活塞的受力3.7活塞最大容许行程根据《机械设计手册》表11-141和表11-142即可以概略的求出液压缸的最大容许行程。两个液压缸均采用如图固定—自由模式进行安装。图3.2液压缸安装简图根据长度公式(3.13)(3.14)可知液压缸活塞杆计算长度l和实际行程S分别为==57.53cm=57.53-7=51.53cm3.8液压缸缓冲装置设计3.8.1设置缓冲装置的目的和要求液压缸带动工作部件运动时，因运动件的质量较大，运动速度较高，则在到达行程终点时，会产生液压冲级，甚至使活塞与筒之间产生机械碰撞。为防止这种现象的产生，在行程末端设置缓冲装置[10]。通常液压缸在工作压力≤100KN、活塞速度≤0.1m/s时，可以不考虑缓冲装置；否则，应当采用带缓冲装置的液压缸或其他缓冲办法。然而这也只能是一个参考条件，主要还是要看具体情况和油缸的用途来决定。液压缸的缓冲装置可以设在液压缸的内部也可以设在液压缸外部回路中。本设计采用设在液压缸内部的缓冲装置。3.8.2缓冲装置的原理及要求尽管缓冲装置的结构类型很多，然而它的缓冲原理则基本相同。即当活塞在到达行程末端之前的一定距离内，设法把液压缸排油腔内的油液的一部分或者全部封闭起来，使通过节流小孔（或缝隙）排出，从而使被封闭的液压油，产生适当的反压力（缓冲压力），作用在活塞的排油侧上，与活塞的惯性力相对抗，以达到减速制动的目的。对于缓冲装置的要求，最理想的情况是使活塞的运动在整个缓冲过程中，能均匀的减速下来，不会出现尖峰的不能容许的缓冲制动压力，使液压缸的负荷达到最小。3.8.3缓冲装置的类型液压缸缓冲装置的类型有很多，但是可以根据节流孔（或缝隙）的通流面积，在缓冲过程中能否自动改变，大致可以分为恒节流面积缓冲装置和变节流面积缓冲装置两类。恒节流面积缓冲装置，在缓冲过程中，由于其节流面积不变，故在缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，但很快就降低下来了，最后不起什么作用，其缓冲效果并不是很好。但在一般系列化标准液压缸中，由于事先无法知道液压缸活塞的运动速度，以及运动部分的质量和承受的载荷等，因此为了使结构简单，便于设计，降低成本，故多采用此种方法。在本设计中也采用恒节流面积缓冲装置。3.9液压缸长度及壁厚的确定3.9.1液压缸内经计算当F和p已知，则液压缸内径D可按公式得：(3.15)式中：F-活塞杆上的总作用力，Np-液压油工作压力，KN易知液压缸的内径为180mm3.9.2液压缸壁厚计算液压缸的壁厚一般是指钢桶结构中最薄处的厚度，从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒[10]。液压缸的内经D与其壁厚的比值的圆筒称为薄壁圆筒。工程机械的液压缸，一般采用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构。则(3.16)其中-缸体材料须用应力,无缝钢管MPap-液压缸内工作压力，Pa应当注意，当计算出的液压缸壁较薄时，要按结构需要适当加厚。因此，根据上式可得，故液压缸的壁厚为21.3mm，为安全取壁厚30mm3.10液压缸筒与缸底的连接计算前后脚架连接螺栓计算缸体与工作台用前后脚架连接，螺栓的强度计算如下：螺纹处的拉应力：(3.17)螺纹处的剪应力：(3.18)合成应力：(3.19)式中Z—螺栓或拉杆的数量—材料为45钢时，=304原件选型及系统压力验算4元件选型及系统压力验算液压系统的组成元件包括标准元件和专用元件。在满足系统性能要求的前提下，应尽量选用现有的标准液压元件，不得已时才自行设计液压元件[11]。选择液压元件时一般应考虑一下问题：a.应用方面的问题，如主机的类型、原动机的特性、环境情况、安装型式及外形连接尺寸、货源情况及维修要求等。b.系统要求，如压力和流量的大小、工作介质的种类、循环周期、操纵控制方式、冲击振动情况等。c.经济性问题，如使用量，购置及更换成本，货源情况及产品质量和信誉等。d.应尽量采用标准化、通用化及货源条件较好的产品，以缩短制造周期，便于互换和维护。4.1液压泵及电机确定液压执行元件的形式液压执行元件大体分为液压缸或液压泵。前者实现直线运动，后者完成回转运动，二者的特点及适用场合见下表5.1表4.1各执行元件的特点名称特点适用场合双活塞杆液压缸双向对称双作用往复运动柱塞缸结构简单单向工作，靠重力或其他外力返回齿轮泵结构简单，价格便宜高转速低扭矩的回转运动叶片泵体积小，转动惯量小高转速低扭矩动作灵敏的回转运动摆线齿轮泵体积小，输出扭矩大低速，小功率，大扭矩的回转运动轴向柱塞泵运动平稳，扭矩大，转速范围宽大扭矩的回转运动径向柱塞泵转速低，结构复杂，输出大扭矩低速大扭矩的回转运动常用液压泵主要有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等类型，各种泵间的特性有很大差异。选择液压泵的主要依据是其最大工作压力和最大流量。同时还要考虑定量或变量、原动机类型、转速、容积效率、总效率、自吸特性、噪声等因素。这些因素通常在产品样本中均有反映。轴向柱塞泵具有耐高压。效率高、传输功率大、转速范围宽、寿命长、双向变量能力好等显著优点。故选用轴向柱塞泵作为系统的油源。通过查找资料，得知轴向柱塞泵的额定压力32MPa，高压，公称排量为2.5400ml/r，最高转速10001500r/min，最大功率200kW，容积效率85%95%，总效率75%90%，自吸能力好，功率质量比大，输出压力脉动小，污染敏感度大，叶片磨损后效率下降较小，黏度对效率的影响较小，噪声小~中，价格中，主要用于中高压、高压和超高压液压系统中的液压源，如液压机、工程机械、冶金矿山机械等[12]。4.1.1计算液压泵的最大工作压力液压泵的最大工作压力取决于执行元件（液压缸或液压马达）的最大工作压力，即ppp1+(4.1)式中p1——液压缸或液压马达的最大工作压力，26MPa；——系统进油路上的总压力损失[系统管路未曾确定前，可按经验进行估取，简单系统取Pa,复杂系统取Pa，该系统中取Pa。故可知pp=26.5Pa，即液压泵的最大工作压力为27MPa。4.1.2计算液压泵的最大流量主液压缸的最大流量（）取决于系统所与流量对于采用差动回路的系统，液压泵的最大流量为(4.2)式中A1、A2——液压缸无杆腔与有杆腔的有效面积，m3；Vmax——液压缸的最大移动速度，m/s；K——系统的泄漏系数，一般选1.11.3（大流量取小值，小流量取大值）则：取液压泵的最大流量为4.1.3选择泵的规格按照液压系统图中拟订的液压泵的型式及上述计算得到的pp和qP值，由产品样本或手册选取相应的液压泵规格。为了保证系统不致因过渡过程中过高的动态压力作用被破坏，液压泵应有一定的压力储备量，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大25%~60%（高压系统取小值，中低压系统取大值[13]）。关于泵的流量，在实际选择中，由于产品样本上通常给出泵的排量、转速范围及典型转速下不同压力下的输出流量，故在系统所需流量已知的情况下，泵的流量（L/min）、转速n（r/min）与排量(ml/r)应综合考虑。事实上，由于泵的输出流量为:(4.3)式中——泵的容积效率说以，一般首先根据系统所需流量（L/min）和初选的液压泵转速n1(r/min)及泵的容积效率（可查产品样本或估取为0.92），计算泵排量参考值：(4.4)然后再倒算（复算）出泵的实际流量即可，对于定量泵，最终选择的泵流量尽可能与系统所需流量相符合。根据上述计算公式，可知泵的输出流量根据以上数据最终选取80PCY14-1B泵，该泵的基本转速为1500r/min，排量80ml，额定压力32MPa，电机转速1500r/min，容积效率0.92，总效率为0.85。4.1.4计算泵的驱动功率并选原动机a.驱动功率的计算若工作循环中，泵的压力和流量比较恒定（即工况图上p-t曲线和q-t曲线变化较为平稳），则液压泵驱动功率应按下式计算(4.5)式中为液压泵的最大工作压力（Pa）和最大流量（m/s）；为液压泵的总效率，取85%，预设额定功率为11KW。KW11KW故选功率为11KW。b.电动机的选择固定设备的液压系统，其液压泵通常用电动机驱动。根据上述计算出的功率和液压泵的转速及其使用环境，从产品样本或手册中选定其型号规格[额定功率、转速、电源、结构型式（立式、卧式，开式、封闭式等），并对其进行超载能力核算，以保证每个工作阶段电动机的峰值超载量都低于25%~50%[15]。根据《液压传动系统设计与使用》的参数信息，选择同步转速为1500r/min的Y160M-4三相异步电动机。满载转速为1450r/min，额定功率为11kW。4.2其他液压元件的选择4.2.1液压阀及过滤器的选择根据液压阀在系统中的最高工作压力与通过该阀的最大流量，可选出这些元件的型号及规格。卧式铆压机系统中，所有液压阀的额定压力都为26MPa，额定流量根据各阀通过的流量，所有元件的规格型号列于下表中。过滤器按液压泵额定流量的两倍选取吸油用线隙式过滤器。表中序号与系统原理图中的序号一致。表4.2液压元件明细表序号元件名称最大通过流量/L·型号1斜轴式柱塞泵11080PCY14-1B2压力表K-6B3、4溢流阀4Y-10B5三位四通换向阀3235D1-63BY6三位四通电液换向阀3235D1-63BY7、8可调单向换向阀4.2.2油管的选择在液压传动装置中，常用的管子有钢管、铜管。胶管、尼龙管和塑料管等。钢管能承受较高的压力，价廉；但弯曲比较困难，弯曲半径不能太小，多用在压力较高、装配位置比较方便的地方。一般用无缝钢管，当工作压力小于1.6MPa时，也可以选用焊接钢管。紫铜管能承受的压力较低（6.3~10MPa）,经过加热处理后，紫铜管软化，装配时可按需要进行弯曲；但价贵且抗震能力较弱。尼龙管用于低压系统；塑料管一般用作回油管。胶管用作连接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢丝编织体为骨架活钢丝缠绕体为骨架的胶管，可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻线或棉线编织体为骨架的胶管，多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难，成本高，因此非必要时尽量不用[15]。在本次设计中采用钢管连接。根据选定的液压阀的连接油口尺寸确定管道尺寸。液压缸的进、出油管按输入、排出的最大流量来计算。由于本系统液压缸差动连接快进快退时，油管内通油量最大，其实际流量为泵的额定流量的两倍达216L/min。综上所述，液压缸进、出油管直径d按产品样本，选用公称为32mm，外径为42mm的10号冷拔无缝钢管。4.2.3油箱容积的确定在确定油箱尺寸时，一方面要满足系统供油的要求，还要保证执行元件全部排油时，油箱不能溢出，以及系统最大可能充满油时，油箱的油位不低于最低限度。初设计时，按经验公式(4.6)式中——液压泵每分钟排出压力油的容积 ——经验系数,按下表取=5：表4.3各系统经验系数系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金机械1～22～45～76～1210高压系统的油箱容积一般取液压泵额定流量的6~12倍，故油箱容积为=7110=770L又因为在设备停止运转后，设备中的那部分油液会因重力作用而流回液压油箱。为了防止液压油从油箱中溢出，油箱中的液压油为不能太高，一般不应超过液压油箱的80%[16].故选择油箱容量为800L。4.3系统压力损失验算验算的目的在于了解执行元件能否得到所需工作压力。系统进油路上的压力损失由管道的沿程压力损失、局部压力损失两部分组成，即=+（Pa）(4.7)沿程压力损失=（Pa）(4.8)式中—沿程阻力系数，可按《液压传动系统设计与使用》表2-34相应的公式进行计算，也可以由图2-14查得；—管道长度，m；—液体密度，；—液流平均速度，。因此由公式可得沿程压力损失=0.0786（Pa）局部压力损失（Pa）(4.9)式中—局部阻力系数，其具体数值与局部阻力装置的类型和雷诺数有关，通常，当Re＞时，；—液体密度，；—液流平均速度，。因此由公式可得局部压力损失（Pa）5液压缸各部分的结构、材料及制造技术条件5液压缸各部分的结构、材料及制造技术条件5.1缸体5.1.1缸体端部连接结构采用简单的焊接形式，其特点：结构简单，尺寸小，重量轻，使用广泛。缸体焊接后可能变形，且内径不易加工。所以在加工时应小心注意。主要用于活塞式液压缸。5.1.2缸体材料液压缸缸体的常用材料为20、35、45号无缝钢管。因20号钢的机械性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件需要焊接时，则应采用焊接性能比较好的35号钢，粗加工后调质。一般情况下，均采用45号钢，并应调质到241~285HB。缸体毛坯可采用锻钢，铸铁或铸铁件[16]。铸刚可采用ZG35B等材料，铸铁可采用HT200~HT350之间的几个牌号或球墨铸铁。特殊情况可采用铝合金等材料。5.1.3缸体技术条件a.缸体内径采用H8、9配合。表面粗糙度：当活塞采用橡胶密封圈时，Ra为0.1~0.4，当活塞用活塞环密封时，Ra为0.2~0.4。且均需衍磨。b.热处理：调质，硬度HB241~285。c.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。d.缸体端面T的垂直度公差可按7级精度选取。e.当缸体与缸头采用螺纹联接时，螺纹应取为6级精度的公制螺纹。f.当缸体带有耳环或销轴时，孔径或轴径的中心线对缸体内孔轴线的垂直公差值应按9级精度选取。g.为了防止腐蚀和提高寿命，缸体内表面应镀以厚度为30~40的铬层，镀后进行衍磨或抛光。5.2活塞5.2.1活塞和活塞杆的联接方式表5.1活塞与活塞杆的联接型式联接方式备注说明整体联接用于工作压力较大而活塞直径又较小的情况螺纹联接常用的联接方式半环联接用于工作压力、机械振动较大的情况下这里采用螺纹联接。5.2.2活塞的密封活塞与缸体的密封结构，随工作压力、环境温度、介质等条件的不同而不同。常用的密封结构见下表表5.2常用的密封结构密封形式备注说明间隙密封用于低压系统中的液压缸活塞的密封活塞环密封适用于温度变化范围大，要求摩擦力小、寿命长的活塞密封O型密封圈密封密封性能好，摩擦系数小；安装空间小，广泛用于固定密封和运动密封Y型密封圈密封用在20MPa下、往复运动速度较高的液压缸密封结合本设计所需要求，采用O型密封圈密封比较合适。5.2.3活塞的材料液压缸活塞的材料为耐磨铸铁、灰铸铁（HT300、HT350）、钢及铝合金等，这里采用45号钢5.2.4活塞的技术要求a.活塞外径D对内径的径向跳动公差值，按7、8级精度选取b.断面T对内径轴线的垂直度公差值，应按7级精度选取c.外径D的圆柱度公差值，按9、10或者11级精度选取图5.1活塞5.3活塞杆5.3.1端部结构活塞杆的端部结构分为外螺纹、内螺纹、单耳环、双耳环、球头、柱销等多种形式。根据本设计的结构，为了便于拆卸维护，可选用内螺纹结构。5.3.2端部尺寸如图，为内螺纹联接简图。查表11-148，按照本设计要求，选用直径螺距-螺纹长=。图5.2螺纹连接简图5.3.3活塞杆结构活塞杆有实心和空心两种，如下图。实心活塞杆的材料为35、45号钢；空心活塞杆材料为35、45号无缝钢管。本设计采用实心活塞杆，选用45号钢。图5.3空心活塞杆图5.4实心活塞杆5.3.4活塞的技术要求a.活塞杆的热处理：粗加工后调质到硬度为HB229~285，必要时，再经过高频淬火，硬度达HRC45~55[17]。在这里只需调质到HB230即可。b.活塞杆的圆度公差值，按9~11级精度选取。这里取10级精度。c.活塞杆的圆柱度公差值，应按8级精度选取。d.活塞杆的径向跳动公差值，应为0.01mm。e.端面T的垂直度公差值，则应按7级精度选取。f.活塞杆上的螺纹，一般应按6级精度加工（如载荷较小，机械振动也较小时，允许按7级或8级精度制造）。g.活塞杆上工作表面的粗糙度为Ra0.63,为了防止腐蚀和提高寿命，表面应镀以厚度约为40的铬层，镀后进行衍磨或抛光。5.4活塞杆的导向、密封和防尘5.4.1导向套a.导向套的导向方向、结构表5.3导向套的导向方式导向方式备注说明缸盖导向减少零件数量，装配简单，磨损相对较快管通导套可利用压力油润滑导向套，并使其处于密封状态可拆导向套容易拆卸，便于维修。适用于工作条件恶劣、经常更换导向套的场合球面导向套导向套自动调整位置，磨损比较均匀本设计采用缸盖导向。b.导向套材料导向套的常用材料为铸造青铜或耐磨铸铁。由于选用的是和缸盖一体的导向套，所以材料和缸盖的材料是相同的，都选用耐磨铸铁。c.导向套的技术要求导向套的内径配合一般取为H8/f9，其表面粗糙度为Ra0.63~1.25。5.4.2活塞杆的密封和防尘这里仍采用O型密封圈，材料选择薄钢片组合防尘圈，防尘圈与活塞杆的配合可按H9/f9选取。薄钢片厚度为0.5mm。5.5液压缸安装联接部分的形式及尺寸5.5.1液压缸进出油口的联接螺纹尺寸按《液压传动系统设计与使用》表11-154选取标准值,公称直径螺距数量=5.5.2液压缸为单耳型的主要尺寸按《液压传动系统设计与选用》表11-154选取：D=50，R=50，W=60，Y=60。5.5.3活塞式液压缸端部形式及尺寸根据所选择的液压缸的缸径，按照《液压传动系统设计与选用》表11-157确定液压缸缸盖端部的尺寸（均为对应的标准尺寸）。图5.5缸体端部5.5.4缸盖的材料液压缸的缸盖可选用35、45号锻钢或ZG35、ZG45铸钢或HT200、HT300、HT350铸铁等材料。在这里选择ZG45铸钢。缸盖按9、10或11级精度选取。5.6液压缸排气装置排气阀用于排除