150t四柱液压机液压系统设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

150t四柱液压机液压系统设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

B 32 通径， 32MPa 15 上 液压缸 16 下 液压缸 17 单向 节流阀 48 ALF3－ E10B 10 通径 ， 16MPa 18 单向 单向阀 48 ALF3－ E10B 10 通径， 16MPa 19 三位四通电磁换向阀 25 34DOB10HT 20 减压阀 40 JF310B 沈阳化工大学本科毕业设计计算说明书 14 管件的选择及计算 1）管路、管接头的选择 管件包括管道和管接头、液压系统中元件与元件之间的连接，液压能量的输送是借助于硬管、软管、油路块及连接板中的流道来实现的。 本设计系统中采用精密无缝钢管，因其能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好：卡套式管接头适用于油、气及一般腐蚀性介质的管路系统。 这种管接头结构简单、 性能良好、重量轻、体积小、使用方便、不用焊接，是液压系统中较为理想的管路连接件。 因此钢管的接头采用卡套式锥螺纹直通管接头按（ GB/） 选取，这些钢管均要求在退火状态下使用，管道连接采用 55176。 非密封管螺纹，液压元件及其连接板油口主要使用米制螺纹中的普通细牙螺纹（ M） 和米制锥螺纹（ ZM）。 细牙螺纹的密封性好，常用于高压系统，但需采用组合垫圈或 O 型密封圈进行端面密封。 2） 确定油管的内径 油管的管径不宜选得过大，以免使液压装置的结构庞大；但也不能选得过小，以免是管内液体流速加大，系统压力损失加大 或产生振动和噪声，影响正常工作。 在强度保证的情况下管壁可尽量选的薄些。 薄壁易于弯曲，规格较多，装接较易，采用它可减少管接头数目，有利于解决系统的泄漏问题。 液压系统中的泄漏问题大部分出现在管系的接头上，为此对接头形式的确定，管系的设计及设计管道的安装应具体考虑。 管道的内径 d=VQ4 式中： Q—— 通过管道的流量； m3/s V—— 管内允许流速 ； m/s 表 32 允许流速的推荐值 液体流经的管道 推荐速度 m/s 液压泵吸油管道 ，一般常取 1m/s 液压系统压油管道 36，压力高，管道短，粘性小，取最大值 液压系统回油管道 (1). 液压泵压油管道的内径： 取 v=4m/s 4Qdmv 沈阳化工大 学本科毕业设计计算说明书 15 34 4 5 0 1 0 1 6 . 36 0 3 . 1 4 4Qd m m mv   根据《机械设计手册》成大先 P20641 查得：取 d=20mm,钢管的外径 D=28mm。 管接头联 接螺纹 M27 2。 (2). 液压泵回油管道的内径 ： 取 v= 4Qdmv 34 4 7 0 . 6 5 1 0 256 0 3 . 1 4 2 . 4Qd m m mv   根据《机械设计手册》成大先 P20641 查得：取 d=25mm,钢管的外径 D=34mm。 管接头联接螺纹 M33 2。 3） 管道壁厚  的计算 2[ ]pd m  式中： p—— 管道内最高工作压力 Pa d—— 管道内径 m [] —— 管道材料的许用应力 Pa， []bn  b —— 管道材料的抗拉强度 Pa n—— 安全系数，对钢管来说， 7p MPa 时，取 n=8； MPa 时， 取 n=6； MPa 时，取 n=4。 根据上述的参数可以得到： 我 们 选 钢 管 的 材 料 为 45 钢 ， 由 此 可 得 材 料 的 抗 拉 强 度 b =600MPa。 6 0 0 M Pa[ ] 1 5 0 M Pa4  (1). 液压泵压油管道的壁厚 633 1 . 2 5 1 0 2 0 1 0 2 . 12 [ ] 2 1 5 0pd m m mM P a       (2). 液压泵回油管道的壁厚 沈阳化工大学本科毕业设计计算说明书 16 633 1 . 2 5 1 0 2 5 1 0 2 . 62 [ ] 2 1 5 0pd m m mM P a       所以所选管道适用。 4 液压缸的设计 液压缸是液压系统中的执行元件，它是一种把液体的压力能转换成机械能的能量转换装置。 液压缸在液压系统中的 作用是将液压能转变成机械能，使机械实现直线往复运动或小于 360176。 的往复摆动运动。 液压缸结构简单，工作可靠，在液压系统中得到了广泛的应用。 液压缸常用类型 [9] 随着液压技术的飞速发展和普遍应用，液压缸的类型也逐渐繁多。 液压缸可分为推力液压缸和摆动液压缸，推力液压缸又可分为活塞缸、柱塞缸两类，活塞缸和柱塞缸的输入为 压力和流量，输出为推力和速度。 本设计课题为组合机床液压机，专门传递推力，属于中压缸。 柱塞缸只能实现一个方向的运动，反向运动要靠外力。 通常成对反向布置使用，这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运 动时由缸盖上的导向套来导向，不但结构复杂，而且动作不够灵敏，不能满足本设计的要求；双作用单活塞杆液压缸结构简单，制造便宜，容易操作，安装面积小，可以满足力和运动的要求。 综上所述，液压缸选用单作用活塞缸。 双作用活塞杆液压缸的活塞、活塞杆和导向套上都装有密封圈，因而液压缸被分隔为两个互不相通的油管，当活塞腔通入高压油而活塞杆腔回油时可实现工作进程，当从反方向进油和回油时可实现快速回程。 液压缸主要零部件设计 通用液压缸用途广泛，适用与机床、车辆、重型机械、自动控制等机械的液压传动。 已有国标和国际标准规定其安装尺寸。 液压缸的结构基本上可以分为缸筒、缸盖、活塞、活塞杆、密封装置、导向装置和缓冲装置等。 在设计过程中，根据要求结合实际设计要求设计出结构合理，并能实现工作要求的液压缸。 1）缸筒的设计 a． 缸筒结构和材料 通常根据缸筒与端盖的连接形式选用，而连接形式又取决于额定工作压力、用途和使用环境等因素。 缸筒的材料一般要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接的缸筒还要求有良好的焊接性能。 该设计液压缸筒采用 45 号钢，缸筒和缸盖之 间连接用螺栓连接，虽然外形尺寸较大，重量大，但结构通用性好，缸体加工容易，装卸方便，能充分满足设计要求。 b. 对缸筒的要求 缸筒要有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态试验压力而不至产生永久变形；缸筒要有足够的刚度，能承受活塞侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲；缸筒内表面与活塞密封件及导向环的摩擦力的作用下，能长期工作而磨损少，尺寸公差等级和沈阳化工大 学本科毕业设计计算说明书 17 形位公差等级足以活塞密封件的密封性；需要焊接的缸筒还要求有良好的 可焊性，以便在焊上法兰或管接头后不至于产生裂纹或过大的变形。 c. 缸 筒的强度校验 在前一节中我们已经确定了缸筒的外径和内径，分别为 320mm 和 280mm，现在我们来校验它的强度。 额定工作压力 Pn 应低于一定极限值，以保证工作安全即： Pn≤ s(D2 1 D2)/ D2 1Mpa （ 41） 式中： Pn—— 液压缸额定压力 D 1—— 缸外径 D—— 缸内径 δ s—— 材料的极限应力 δ s =340Mpa 所以 Pn≤ （ 32022802） /3202 340 = 本设计课题给定的 Pn 为 Mpa，所以缸筒工作安全。 ds≥][ ZkF （ 42） 式中： Z—— 固定螺栓数，取 Z=6（均布）； F—— 液压缸负载； K—— 螺纹拧紧系数 k=，这里取 ； [σ ]—— σ s/(), σ s 为材料的屈服极限 因为： Z 取得较小的值时，螺栓的直径将会变大，从而加大安装空可能会发生安装是干涉的情况；如果 Z 值取的较大，则势必加大调整时的难度，经过综合考虑，这里取 Z=10. 所以： ds≥   在该设计中选取标准值为 12mm。 根据实际情况，选取 普通圆柱螺栓。 由《机械设计指导》查的该螺栓的规格为 M12 80。 e．缸筒制造加工要求 热处理：调质，硬度为 HB≥ 241285。 缸体内表面镀铬，厚度为 3040um，镀后需进行研磨。 缸筒内径 D 的圆度公差值可按 11 级精度选取，圆柱度公差值应该按照 8 级精度选取。 缸筒端面对内径的垂直度公差值可按照 7 级精度选取。 缸筒的零件图如下图所示： 沈阳化工大学本科毕业设计计算说明书 18 图 41 缸筒 2) 缸盖的设计 缸盖分为左缸盖和右缸盖。 缸盖的材料为铸铁 a. 缸盖的尺寸的 确定 缸盖的尺寸是有导向套、缸筒、活塞杆及固定装置的尺寸来确定。 其法兰的尺寸由安装条件确定。 缸盖与缸筒的内壁的接触面为其定位基准。 缸盖与缸体的内壁接触处采用了O 型密封圈进行密封。 为了保证缸盖与缸筒两者轴线的同轴度，其装配面要经过磨削加工，且要保证柱面轴线与法兰面的加工表面有一定的垂直度要求。 左缸盖的进油口安置在上方，而右缸盖的 出油口安排在侧面，为了防止漏油，采用直角油管接出 . 一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度 t 按强度要求可用下面两式进行近似计算。 无孔时  ypDt  有孔时   02224 3 dD DpDt y   式中 t—— 缸盖有效厚度 (m)； 2D —— 缸盖止口内径 (m)； 0d —— 缸盖孔的直径 (m)。 液压缸： 无孔时 3 2 2 . 90 . 4 3 3 3 2 0 1 0 6 3110t m m m     取 t=65mm 沈阳化工大 学本科毕业设计计算说明书 19 有孔时 39。 3 2 2 . 9 3 1 00 . 4 3 3 0 . 3 1 1 0 4 9 . 61 0 0 2 7 0t m m m     取 t’ =50mm b. 缸盖的技术要求 缸盖的内孔和外圆的圆柱度公差值，应该按 照 或者 11 级精度选取。 缸盖的零件图具体如下： 图 左端盖 图 右端盖 3） 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，既不沈阳化工大学本科毕业设计计算说明书 20 能太紧，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；配合过大，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。 根据密封装置形式来选用活塞结构形式。 液压缸的内径和其受力大小来决定。 活塞材料用耐磨铸铁，活塞与缸筒之间的密封圈用 O 型密封圈， O 型密封圈耐高压，耐磨性好，低温性能好。 活塞的宽度一般为活塞外径的 倍。 活塞的外径稍小于缸筒的内径，活塞与缸筒之间是用密封圈连接起来的，因为缸筒的内径为 280mm，则取活塞的外径为 280mm，其内孔的大小是根据与之相配合的活塞杆的直径来确定的。 活塞外 径的配合一般采用 f9，外。