畢業(yè)設計----鋼管彎曲成形專用設備設計

1、<p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　本次設計題目是鋼管彎曲成形專用設備設計，在設計過程中，要求我們運用機電液的知識完成，其設計的內(nèi)容主要包括，液壓缸的設計，液壓控制系統(tǒng)設計，液壓站的設計，液壓滑臺，電氣系統(tǒng)設計等內(nèi)容。</p><p>　　對專用機構中液壓缸的設計主要是下滑臺液壓缸的設計，前后滑臺液壓缸，彎曲液壓缸的設計。其中具體寫了設

2、計步驟以及對液壓缸性能參數(shù)的計算，其中包括液壓缸的輸出力，液壓缸的輸出速度計算，計算液壓缸的主要結構尺寸，選用標準參數(shù)以及計算其輸出功率等?；钊麠U直徑的計算，液壓缸行程的確定以及對液壓缸結構強度計算與穩(wěn)定性校核。</p><p>　　液壓控制系統(tǒng)設計設計內(nèi)容主要為明確設計要求，制定基本方案，繪制液壓系統(tǒng)圖，并且確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)包括載荷的組成和計算，計算液壓缸的主要結構尺寸，對其它液壓元件

3、的選擇具體以及專用件也給予慎重考慮。</p><p>　　液壓站的設計主要是滿足機床對液壓系統(tǒng)的要求，液壓站是一種標準化的液壓傳動裝置，它是由油箱，液壓泵裝置和液壓集成系統(tǒng)等三部分組成。</p><p>　　液壓滑臺機構總體設計包括對機構的其它部分設計和液壓缸的安裝及空間布局。</p><p>　　根據(jù)鋼管彎曲成形的本道工序的生產(chǎn)要求，批量，工藝特性，還需進行夾具的

4、設計，由于工件簡單，夾緊較方便，故采用手動裝置，采用雙V形的夾緊方式，采用左右旋螺紋進行夾緊和松開，以便提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　電氣系統(tǒng)的設計就是運用機電傳動的知識，即PLC系統(tǒng)進行控制，PLC控制系統(tǒng)有西門子系統(tǒng)，歐姆龍系統(tǒng)等。</p><p>　　關鍵詞：鋼管，液壓缸，液壓滑臺，液壓站，彎曲成形，機電液</p><p><b>　　Abst

5、ract</b></p><p>　　This design topic is the steel pipe curving forming special purpose equipment design , in the design process , requests our utilization machine battery solution the knowledge to compl

6、ete , its design content mainly includes , the hydraulic cylinder design , the hydraulic control system design , the hydraulic pressure stands design , hydraulic pressure sliding table , content and so on electrical syst

7、em design.</p><p>　　To the special-purpose organization in the hydraulic cylinder design mainly is under the sliding table hydraulic cylinder design, around sliding table hydraulic cylinder, curving hydrauli

8、c cylinder design，has written the design procedure as well as to the hydraulic cylinder performance parameter computation specifically, including the hydraulic cylinder output strength, the hydraulic cylinder output spee

9、d computation, calculates the hydraulic cylinder the main structure size, selects the standar</p><p>　　The hydraulic control system design content mainly for is clear about the design request, formulation ba

10、sic plan, plan hydraulic scheme, and the determination hydraulic system main parameter, the hydraulic system main parameter including the load composition and the computation, calculates the hydraulic cylinder the main s

11、tructure size, is concrete as well as special-purpose to other hydraulic pressure parts choices also gives careful consideration.</p><p>　　The hydraulic pressure stands the design mainly is satisfies the eng

12、ine bed to the hydraulic system request, the hydraulic pressure station is one kind of standardized hydraulic gear, it is by the fuel tank, the hydraulic pump installment and the hydraulic pressure integrative system and

13、 so on three parts is composed.</p><p>　　Hydraulic pressure sliding table organization system design including to organization other parts of designs and hydraulic cylinder installment and spatial layout.<

14、;/p><p>　　According to steel pipe curving forming this working procedure production request, batch, craft characteristic, but also must carry on the jig the design, because the work piece is simple, clamps conv

15、eniently, therefore uses the hand gear, uses a pair of V shape to clamp the way about, uses turns on lathe the thread to carry on clamps with the pine opens, in order to enhancement production efficiency.</p><

16、p>　　The electrical system design is the utilization mechanical and electrical transmission knowledge, namely the PLC system carries on the control, the PLC control system has the Simens system, the ohmdragon system an

17、d so on.</p><p>　　Keyword: Steel pipe, hydraulic cylinder, hydraulic pressure sliding table, hydraulic pressure station, curving forming, machine battery solution</p><p><b>　　前 言</b>

18、</p><p>　　畢業(yè)設計是學生的最后一個教學環(huán)節(jié)，全國高教機械設計及制造專業(yè)教學指導委員會第三次會議記要指出，“畢業(yè)設計題目應該以產(chǎn)品（或工程）設計類題目為主，尤其要鼓勵去工廠從高真實產(chǎn)品設計”。在實際工程設計中，學生可以得到所學過的理論基礎，技術基礎，專業(yè)課全面的訓練，為將來做好機械設計工程師的工作，提供全面的鍛煉機會。</p><p>　　我們這次畢業(yè)設計題目，是結合老師的具體研

19、制項目設立的，我們在實習廠所參觀的并以以往設備為參考，結合所學機械各方面知識，在老師指導下，查閱許多手冊，經(jīng)過不斷的改進，最終設計出了此次沖底專用機構，從而避免了加工質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低，設備昂貴的問題。</p><p>　　我此次畢業(yè)設計的任務是鋼管彎曲成形專用設備設計，在xx老師的輔導下，對原有的結構進行了改進，從而可以減少勞動強度。計算正確，四張零號圖紙，符合工作量的要求。</p><p&

20、gt;　　通過這次畢業(yè)設計，我在計算，制圖，公差與技術測量，機械原理，機械設計，金屬材料與熱處理，機械制造工藝方面的知識都受到全面的綜合訓練，在機電液的結合方面使我受益匪淺。特別是xx老師在工作中對我的耐心輔導，他對學生強烈的責任感和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，無不給我以深刻的影響。</p><p>　　由于類似的大型課題第一次接觸，經(jīng)驗能力方面的欠缺，錯誤之處一定存在，懇請各位老師給予批評指正。</p>&l

21、t;p><b>　　目　　錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………………………………..…1　</p><p>　　Abstract…………………………………………………………………….……………………………………2 </p><p>　　前言………………………………………………

22、…………………………………………………..4</p><p>　　第1 章 機床專用夾具的設計…………………………………………………….….……………………..1</p><p>　　1.1夾具設計的基本要求………………………………………………………………………….1</p><p>　　1.2夾具設計方法和步驟…………………………………………………….……………

23、………1</p><p>　　1.3 繪制夾具總圖……………………………………………………………………………...3</p><p>　　第2章 下滑臺液壓缸的設計計算………………….………………………………………………………4</p><p>　　2.1液壓缸設計計算步驟………………………………………………………….………………4</p><

24、p>　　2.2液壓缸性能參數(shù)的計算……………………………………………………….. ……………..4</p><p>　　2.2.1 液壓缸的輸出力……………………………………………………….………………5</p><p>　　2.2.2液壓缸的輸出速度計算………………………………………………………………..6</p><p>　　2.2.3 液壓缸的作用時間…

25、………………………………………………………………….7</p><p>　　2.2.4 液壓缸的儲油量…………………………………………………………………....7</p><p>　　2.2.5液壓缸的輸出功率………………………………………………………………….8</p><p>　　2.3 液壓缸主要尺寸的計算………………………………………………………………….9

26、</p><p>　　2.3.1 液壓缸內(nèi)徑的計算……………………………………………… ……………….10　</p><p>　　2.3.2 活塞桿直徑的計算………………………………………………………………..11</p><p>　　2.3.3 液壓缸行程S的確定……………………………………………………………..11</p><p>　　2

27、.4 結構強度計算與穩(wěn)定性較核…………………………………………………………...12</p><p>　　2.4.1 缸筒外徑的確定…………………………………………………………………..13</p><p>　　2.4.2液壓缸的穩(wěn)定性和活塞桿的強度驗算…………….……………………………………13</p><p>　　2.4.3液壓缸的結構設計………….………………

28、………………………………………………14</p><p>　　第3 章　前后液壓滑臺的設計計算………………………………...…………………………….15</p><p>　　3.1.　液壓缸基本參數(shù)的確定……………………………………………………………..16</p><p>　　3.2　液壓缸性能參數(shù)的確定……………………………………………………………...16&l

29、t;/p><p>　　3.3　結構強度計算與穩(wěn)定性較核………………………………………………………...17</p><p>　　第4章　彎曲液壓缸的設計計算………………………………...……………………………….22</p><p>　　4.1.　液壓缸基本參數(shù)的確定……………………………………………………………..22</p><p>　　4.

30、2　液壓缸性能參數(shù)的確定……………………………………………………………...23</p><p>　　4.3　結構強度計算與穩(wěn)定性較核………………………………………………………...24</p><p>　　第5章 液壓滑臺的設計……………….…………………………………………………………25</p><p>　　5.1 液壓滑臺的結構………………………………………

31、………………….…………....25</p><p>　　5.2 液壓滑臺的液壓系統(tǒng)………………………………………………………………….25</p><p>　　5.3 液壓滑臺的技術性能………………………………………….………………………25</p><p>　　第6章 液壓傳動系統(tǒng)設計…………………………………….………………………………...26</p

32、><p>　　6.1 明確設計要求……………………………………………………………...…………..26</p><p>　　6.2制定液壓系統(tǒng)基本方案…………….….…….…. .……………………………………27</p><p>　　6.2.1 設計課題…………………………………………………………………………….27</p><p>　　6.2.

33、2 設計要求………………………………………………… …………………………28</p><p>　　6.2.3 確定液壓執(zhí)行元件的形式………………………………………….………………28</p><p>　　6.2.4 擬訂液壓執(zhí)行元件運動控制回路…………………………………………………..28</p><p>　　6.2..5 液壓源系統(tǒng)………………………………………

34、………………..………………29</p><p>　　6.3 繪制液壓系統(tǒng)圖………………………………………………………….…………....30</p><p>　　6.4 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)…………………………………………………………....31</p><p>　　6.4.1 載荷的組成與計算………………………………………………….…………….. .32&l

35、t;/p><p>　　6.4.2 初選系統(tǒng)工作壓力………………………………………………………………...32</p><p>　　6.4.3 計算液壓缸的主要結構尺寸………………………………………,………………32</p><p>　　6.5 液壓元件的選擇和專用件選擇……………………………………………………….33</p><p>　　6.5

36、..1 液壓泵的選擇……………………………………………………………………..34</p><p>　　6.5..2 液壓閥的選擇……………………………………………………………………..34</p><p>　　6.5..3 輔助裝置的選擇……………………………………………………………….35</p><p>　　6.6 畫液壓系統(tǒng)圖……………………………………

37、……………………......…………...36</p><p>　　第7章 鋼管彎曲專用機構總體設計……………………………………………….……………37</p><p>　　第8章 液壓站的總體設計……………………………………………………………………….37</p><p>　　7.1 型號說明…………………………………………………………............

38、.…………....37</p><p>　　7.2 外形尺寸…………………………………………………………..............…………...38</p><p>　　7.3油箱設計…………………………………………………………...............…………...38</p><p>　　7.4 液壓站的總成……………………………………………………...…

39、………………..39</p><p>　　第9章 電氣控制系統(tǒng)設計…………………………………………………………………….39</p><p>　　結論……………………………………………………………………………………………………39</p><p>　　致　　謝……………………………………………………………………...............………………..39

40、</p><p>　　參 考 文 獻……………………………………………………………………...........………………40</p><p><b>　　機床專用夾具的設計</b></p><p><b>　　夾具設計的基本要求</b></p><p>　　對機床的夾具設計基本要求可以概括為四個方

41、面：</p><p>　?。?）穩(wěn)定的保證工件的加工技術要求</p><p>　　夾具設計首先應保證工件的位置精度要求，其次應保證工件的尺寸精度，粗糙度及其技術指標的要求。</p><p>　?。?）提高機械加工的勞動生產(chǎn)率，降低工件的成本</p><p>　　專用夾具設計是，既要提高勞動生產(chǎn)率，又要降低成本。夾具的復雜程度和工作效率必須與生

42、產(chǎn)規(guī)模相適應，才能良好的經(jīng)濟效益。因此應根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小，選擇夾具結構，防止盲目的采用高效率先進的結構和傳動裝置，造成夾具結構復雜而加大制造成本。同時盡量采用標準零部件，降低夾具制造成本。盡可能采用多件加工或機動時間與輔助時間重合的結構，以減少單件加工的時間，提高勞動生產(chǎn)率，降低工件的成本。</p><p>　?。?）結構簡單，便于制造與維修</p><p>　　專用夾具應有良好的結

43、構工藝性，便于零件的制造與夾具的裝備，結構實際是應便于易損零件的更換和維修。</p><p>　?。?）操作安全，方便</p><p>　　夾具結構設計應使工人操作方便，省力，便于裝卸工件及清理切屑，創(chuàng)造文明的生不得有影響操作者安全的突出部分，保證工人的人身安全。</p><p>　　總之，設計夾具是必須兼顧質(zhì)量，生產(chǎn)率，勞動條件和經(jīng)濟性等諸方面的要求，有時也有所側

44、重，如對位置精度要求很高的工件，夾具往往著眼于保證精度要求，對于位置精度要求度不太高而加工批量大的情況，提高生產(chǎn)率便成為主要矛盾，則著重考慮提高夾具的工作效率。</p><p><b>　　夾具設計方法和步驟</b></p><p>　　1．研究原始資料，明確設計任務</p><p>　?。?）分析工件的產(chǎn)品圖</p><p

45、>　　通過分析工件的零件圖，了解被加工工件的形狀和結構特點，材料及毛坯制造方法，加工技術要求，零件各表面間的尺寸要求，加工余量大小及生產(chǎn)類型等。</p><p>　　此設計所要加工的零件是鋼管，且為無縫鋼管，因為是薄壁零件，用雙V形塊來定位夾緊。</p><p>　?。?）了解工具車間的生產(chǎn)能力和技術水平</p><p>　　通過調(diào)查研究，掌握工具車間制造夾具

46、的生產(chǎn)能力和技術水平，使所設計的夾具盡可能自己制造和裝配，從而保證夾具制造質(zhì)量和降低制造成本。</p><p>　　2．夾具結構方案的設計</p><p>　　（1）確定工件的定位方式，設計定位裝置，分析定位誤差。</p><p>　?。?）確定工件的夾緊方式和設計夾緊裝置。</p><p>　?。?）確定工件的夾緊方式和設計夾緊裝置。<

47、;/p><p>　　計算夾緊工件所需要的夾緊力，分析夾緊力對工件正確定位和加工精度的影響，確定夾緊裝置，選擇夾緊力源及其傳遞方式，設計合理的夾緊機構。</p><p>　?。?）確定其它元件或裝置結構形式</p><p>　?。?）考慮各種元件，裝置的布局，確定夾具體及總體布局，繪制夾具方案總圖</p><p>　　3．夾具的動力裝置設計<

48、/p><p>　　采用手動夾緊的夾具，一般情況下其結構都比較簡單，制造成本都比較低下，在生產(chǎn)中得到廣泛的應用。</p><p><b>　　4．夾具力的計算</b></p><p>　　(1) 為防止工件繞軸線轉(zhuǎn)動所需夾緊力：</p><p>　　= D=28mm</p>&l

49、t;p>　　k=1.21.21.01.01.31.01.5=2.81 </p><p>　　Wk===466KN</p><p>　　(2) 為防止工件在軸向上Px作用下移動所需夾緊力：</p><p>　　Wk===466KN</p><p><b>　　繪制夾具總圖</b></p><p&

50、gt;<b>　　如圖所示：</b></p><p>　　第2章 下滑臺液壓缸的設計計算</p><p>　　2.1 液壓缸設計計算步驟</p><p>　　(1) 根據(jù)主機的運動要求，選擇液壓缸的類型，根據(jù)機構的結構要求，選擇液壓缸的安裝方式。</p><p>　　(2) 根據(jù)主機的動力分析和運動分析，確定液壓缸的主要

51、性能參數(shù)和主要尺寸。</p><p>　　(3) 根據(jù)選定的工作壓力和材料進行液壓缸的結構設計，如缸體壁厚，缸蓋結構，密封形式，排氣與緩沖等。</p><p>　　(4) 液壓缸性能的驗算。</p><p>　　2.2 液壓缸性能參數(shù)的計算</p><p>　　2.2.1 液壓缸的輸出力</p><p>　　單桿活

52、塞式液壓缸的推力F1 </p><p>　　F1=P1A1103</p><p>　　式中 F1-----液壓缸推力KN</p><p>　　P1----工作壓力MPa</p><p>　　A1----活塞桿的作用面積m2</p><p><b>　　A1=Ф2AL/4</b></p>

53、;<p>　　ФAL----活塞直徑m</p><p>　　P1=25MPa ФAL=0.1m</p><p>　　A1=Ф2AL/4=0.00785m2=7.8510-3 m2</p><p>　　F1=251037.8510-3=196KN</p><p>　　速度比 ψ＝V2/V1=D2/(D2-d2) =0

54、.12/(0.12--0.072)=2</p><p>　　查閱《機械設計手冊》第5卷知：單桿活塞式液壓缸的輸出推力為196.35KN，輸出拉力為100.14KN。</p><p>　　2.2.2 液壓缸的輸出速度計算</p><p>　　(1) 單桿活塞式液壓缸活塞外伸時的速度</p><p><b>　　V1=60Q/A1&

55、lt;/b></p><p>　　式中 V1-----活塞的外伸速度m/min</p><p>　　Q----進入液壓缸的流量m3/s</p><p>　　A1-----活塞的作用面積m2 ，A1=7.8510-3 m2</p><p><b>　　Q=q.n/60</b></p><p>

56、;　　式中 q ----泵的排量m3/r；2.5~210ml/r</p><p>　　n----泵的轉(zhuǎn)速r/min；1450~4000r/min</p><p>　　Q=q.n/60=15010-62000/60=0.005m3/s</p><p>　　V1=60Q/A1=600.005 / (7.8510-3)=38.22m/min</p><

57、;p>　　(2) 單桿活塞式液壓缸活塞縮入時的速度</p><p><b>　　V2=60Q/A2</b></p><p>　　式中 V2-----活塞的縮入速度m/min；</p><p>　　Q----進入液壓缸的流量m3/s；</p><p>　　A2-----液壓缸有桿腔作用面積m2 ，</p&g

58、t;<p>　　A2=3.14 (0.12--0.072)/4=0.004m2</p><p>　　V2=60Q/A2=60*0.005/0.004=75m/min</p><p><b>　　液壓缸的作用時間</b></p><p>　　液壓缸的作用時間t為：</p><p>　　t=V/Q=AS/Q&l

59、t;/p><p>　　式中 t----液壓缸的作用時間s；</p><p>　　V----液壓缸的容積m3；</p><p>　　A----液壓缸的作用面積m2</p><p>　　活塞桿伸出時 A=0.00785 m2</p><p>　　活塞桿縮入時 A=0.004 m2 </p><p>

60、;　　S----液壓缸的行程m；S=630mm </p><p>　　Q----進入或流出液壓缸的流量m3/r， Q=0.005m3/r </p><p>　　t1=0.007850,63/0.005=1s</p><p>　　t2=0.004 0.63/0.005=0.5 s</p><p>　　.2.2.4 液壓缸的儲油量<

61、;/p><p>　　液壓缸的儲油量 V=AS</p><p>　　V=0.007850,63=0.005 m3</p><p>　　2.2.5 液壓缸的輸出功率 </p><p>　　液壓缸的輸出功率：N=Fv </p><p>　　式中 N----液壓缸的輸出功率KW；</p><p>

62、;　　F----液壓缸的輸出力KN；F=196KN</p><p>　　v----液壓缸的輸出速度m/s，v=38.22m/s </p><p>　　N=Fv=19638.22/60=125KW</p><p>　　2.3 液壓缸主要尺寸的計算</p><p>　　2.3.1 液壓缸內(nèi)徑的計算</p><p>　　

63、根據(jù)載荷的大小和選定的系統(tǒng)壓力來計算液壓缸的內(nèi)徑ФAL</p><p>　　ФAL＝3.57 0.01</p><p>　　式中 F----液壓缸的推力KN；F=196KN </p><p>　　P----選定的工作壓力MPa； P=25 MPa</p><p>　　ФAL=3.57 0.01=0.1m=100mm</p>

64、<p>　　2.3.2 活塞桿直徑的計算</p><p>　　根據(jù)速度比的要求來計算活塞桿的直徑ФMM</p><p>　　ФMM=ФAL=0.1=0.07m</p><p><b>　　=70mm</b></p><p>　　2.3.3 液壓缸行程S的確定</p><p>　　液壓

65、缸行程S主要依據(jù)機構的運動要求確定，采用標準系列值取為S＝630mm。</p><p>　　液壓缸的筒壁厚的計算</p><p><b>　　缸筒壁厚</b></p><p>　　式中Py――實驗壓力</p><p>　　Py＝1.5P＝1.525＝37.5MPa</p><p>　　鋼管使用應力

66、＝170MPa</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　取壁筒厚度為10mm</p><p>　　結構強度計算及穩(wěn)定性校核</p><p>　　2.4.1 缸筒外徑的確定</p><p>　　缸體內(nèi)徑確定后，由強度條件計算壁厚，求出缸筒外徑D1</p><

67、;p>　　D1＝D+2 D=100mm ＝10mm</p><p>　　D1=D+2＝100＋210＝120mm</p><p>　?。?）液壓缸的穩(wěn)定性驗算</p><p>　　根據(jù)材料力學的理論，一根受壓的直桿，在其軸線負載超過穩(wěn)定臨界力時，即失去原有的直線狀態(tài)下的平衡，或稱為失穩(wěn)。對于液壓缸其穩(wěn)定條件為</p><

68、;p><b>　　Fr</b></p><p>　　當l / d大于10時，要進行穩(wěn)定性驗算</p><p>　　此缸l / d＝1708/70=24 > 10</p><p>　　L---------活塞桿計算長度，即活塞桿在最大伸出時，活塞桿端支點和液壓缸安裝點間的距離 m。 </p><p>　　所以應

69、校核活塞桿的縱向彎曲強度或穩(wěn)定性的計算</p><p>　　由材料力學知，受壓細長桿當載荷力接近某一臨界值時，桿將產(chǎn)生縱向彎曲且其撓度值隨壓縮載荷的增加而急劇增大，以至屈曲破壞。</p><p>　　對于沒有偏心載荷的細長桿，其縱向彎曲強度的臨界值，可按等截面法來計算。</p><p><b>　　由 </b></p>

70、<p>　　當活塞桿細長比l / k m時，用歐拉公式計算臨界載荷Pk值，此時： </p><p>　　Pk= （37.7----60a）</p><p>　　Pk-------活塞桿縱向彎曲破壞的臨界載荷 N</p><p>　　n--------末端條件系數(shù)</p&

71、gt;<p>　　K--------活塞桿斷面的回轉(zhuǎn)半徑 m</p><p><b>　　實心活塞桿：K==</b></p><p>　　E-------活塞桿材料的彈性模量，對于鋼，取為E＝2.110Pa</p><p>　　J--------活塞桿截面的轉(zhuǎn)動慣量 m</p><p>　　實心活塞桿：J＝

72、 m</p><p>　　------活塞桿直徑 m</p><p>　　m------柔性系數(shù)</p><p>　　l=1708mm k==0.0175mm J＝＝1.210 m n=</p><p><b>　　Pk==0.2 N</b></p><p>　　由圖

73、37.7-46知：[Pk]＝3 N</p><p>　　一般在實際應用中，為了保證活塞桿不產(chǎn)生縱向彎曲，活塞桿實際承受的壓縮載荷要遠小于極限載荷。即：</p><p><b>　　Pk</b></p><p>　　式中 n------安全系數(shù)，一般取n＝2～4</p><p><b>　　取n＝4<

74、;/b></p><p>　　則Pk＝0.2<=7.5N</p><p>　　所以活塞桿的縱向彎曲強度或穩(wěn)定性符合要求。</p><p>　?。?）活塞桿的強度計算</p><p>　　如果活塞桿受到較大的彎曲作用時，則應按壓（拉）彎聯(lián)合強度考慮，此時：</p><p>　　式中 ------活塞桿應力

75、 Pa </p><p>　　F----活塞桿的輸出力 N</p><p>　　A-------活塞桿面積 m2</p><p>　　對于實心活塞桿，則為A=m2</p><p>　　ФMM------活塞桿直徑 m</p><p>　　------活塞桿最大撓度 m </p><p>　　W-

76、------活塞桿斷面的抗彎模量 m</p><p><b>　　所以強度足夠</b></p><p>　　2.4.3 液壓缸的結構設計</p><p>　　液壓缸主要尺寸確定以后,就進行各部分的結構設計。主要包括:缸體與缸蓋的連接結構、活塞桿與活塞的連接結構、活塞桿導向部分結構、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結構等。由于工作

77、條件不同,結構形式也各不相同。設計時根據(jù)具體情況進行選擇。</p><p>　　缸體與缸蓋的連接形式</p><p>　　缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關.在結構簡單、容易加工、便于裝拆的前提下,采用內(nèi)六角圓柱螺釘進行連接。</p><p>　　(2)活塞桿與活塞的連接結構</p><p>　　為了使結構簡單,采用

78、整體式結構。</p><p>　　(3)活塞桿導向部分的結構</p><p>　　活塞桿導向部分的結構,包括活塞桿與端蓋導向套的結構,以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導向套的結構可以做成端蓋整體式直接導向,也可以做成與端蓋分開的導向套結構。后者導向套磨損后便于更換,所以應用較普遍。導向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側,也可以裝在外側。機床和工程機械中一般采用裝在內(nèi)側的結</p>&l

79、t;p>　　有利于導向套的潤滑；而油壓即常采用裝在外側的結構,在高壓下工作時,使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開,以提高密封性能。</p><p>　　活塞桿處的密封形式有O形、V形、Y形和Yz形密封圈.為了清除活塞桿處外露部分沾附的灰塵,保證油液清潔及減少磨損,在端蓋外側增加防塵圈。常用的有無骨架防塵圈和J形橡膠密封圈,也可用毛氈圈防塵。為了結構簡單,夾緊液壓缸的活塞桿導向部分的結構是把導向套和下端蓋以及缸體

80、做成一體,活塞桿與導向部分采用O形密封圈進行密封即可。</p><p>　　(4)活塞及活塞桿處密封圈的選用</p><p>　　活塞及活塞桿處的密封圈的選用,應根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈?；钊盎钊麠U與密封腔體處的密封均采用O形密封圈進行密封即可。</p><p>　　(5)液壓缸的緩沖裝置</p>&

81、lt;p>　　液壓缸帶動工作部件運動時,因運動件的質(zhì)量較大,運動速度較高,則在到達行程終點時,會產(chǎn)生液壓沖擊,甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機械碰撞。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設置緩沖裝置。常用的有以下幾種：環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置、三角槽式節(jié)流緩沖裝置和可調(diào)節(jié)流緩沖裝置，本處采用的是節(jié)流調(diào)速閥來達到緩沖的目的。必須指出的是上述緩沖裝置，只能在液壓缸全行程終了時才起緩沖作用，當活塞在行程過程中停止運動時，上述緩沖裝置不起緩沖作

82、用。這時在回油路上可設置行程閥來實現(xiàn)緩沖。</p><p>　　(6)液壓缸的安裝連接結構</p><p>　　液壓缸的安裝連接結構包括液壓缸的安裝結構、液壓缸進出油口的連接等。</p><p><b>　?、僖簤焊椎陌惭b形式</b></p><p>　　根據(jù)安裝位置和工作要求不同，有長螺栓安裝、腳架安裝、法蘭安裝、軸銷

83、和耳環(huán)安裝等形式，沖壓液壓缸采用直立的形式支撐在空心軸上，其重心作用于導軌上。</p><p>　　②液壓缸進、出油口形式及大小的確定</p><p>　　液壓缸的進、出油口，可布置在端蓋或缸體上，對于活塞桿固定的液壓缸，進、出油口可設在活塞桿端部。如果液壓缸無專用的排氣裝置，進、出油口應設在液壓缸的最高處，以便空氣能首先從液壓缸排出。進、出油口的形式一般選用螺孔或法蘭連接。根據(jù)夾緊缸的內(nèi)

84、徑，確定螺孔連接油口的安裝尺寸為M27×2。</p><p>　　夾緊液壓缸的整體結構和公差配合見裝配圖，各零件的具體結構、尺寸、技術要求、公差及表面粗糙度詳見零件圖。</p><p>　　第3章 前后液壓滑臺的設計計算</p><p>　　3.1 液壓缸性能參數(shù)的計算</p><p>　　3.1.1 液壓缸的輸出力</p

85、><p>　　單桿活塞式液壓缸的推力F1 </p><p>　　F1=P1A1103</p><p><b>　　A1=Ф2AL/4</b></p><p>　　P1=25MPa ФAL=0.063m</p><p>　　A1=Ф2AL/4=0.003m2=310-3 m2</p&

86、gt;<p>　　F1=25103310-3=75KN</p><p>　　速度比 ψ＝V2/V1=D2/(D2-d2) =0.0632/(0.0632--0.00452)=2</p><p>　　查閱《機械設計手冊》第5卷知：單桿活塞式液壓缸的輸出推力為77.93KN，輸出拉力為38.17KN。</p><p>　　3.1.2 液壓缸的輸出速度計算

87、</p><p>　　(1) 單桿活塞式液壓缸活塞外伸時的速度</p><p><b>　　V1=60Q/A1</b></p><p>　　A1=310-3 m2</p><p><b>　　Q=q.n/60</b></p><p>　　Q=q.n/60=15010-620

88、00/60=0.005m3/s</p><p>　　V1=60Q/A1=600.005 / (3-3)=100m/min</p><p>　　(2) 單桿活塞式液壓缸活塞縮入時的速度</p><p><b>　　V2=60Q/A2</b></p><p>　　A2=3.14 (0.0632--0.0452)/4=0.0

89、02m2</p><p>　　V2=60Q/A2=60*0.005/0.002=150m/min</p><p>　　3.1.3 液壓缸的作用時間</p><p>　　液壓缸的作用時間t為：</p><p>　　t=V/Q=AS/Q</p><p>　　活塞桿伸出時 A=0.003 m2</p>&

90、lt;p>　　活塞桿縮入時 A=0.002m2 </p><p>　　S=630mm Q=0.005m3/r</p><p>　　t1=0.0030.63/0.005=0.24s</p><p>　　t2=0.004 0.63/0.005=0.16s</p><p>　　.3.1.4 液壓缸的儲油量</p>

91、<p>　　液壓缸的儲油量 V=AS</p><p>　　V=0.007850,63=0.0012 m3</p><p>　　3.1.5 液壓缸的輸出功率 </p><p>　　液壓缸的輸出功率：N=Fv </p><p>　　F=75KN v=100m/s</p><p>　　N=F

92、v=196100/60=125KW</p><p>　　3.2 液壓缸主要尺寸的計算</p><p>　　3.2.1 液壓缸內(nèi)徑的計算</p><p>　　根據(jù)載荷的大小和選定的系統(tǒng)壓力來計算液壓缸的內(nèi)徑ФAL</p><p>　　ФAL＝3.57 0.01</p><p>　　F=75KN P=25 M

93、Pa</p><p>　　ФAL=3.57 0.01=0.063m=63mm</p><p>　　3.2.2 活塞桿直徑的計算</p><p>　　根據(jù)速度比的要求來計算活塞桿的直徑ФMM</p><p>　　ФMM=ФAL=0.063=0.045m</p><p><b>　　=45mm</b>

94、;</p><p>　　3.2.3 液壓缸行程S的確定</p><p>　　液壓缸行程S主要依據(jù)機構的運動要求確定，</p><p>　　采用標準系列值取為S＝400mm</p><p>　　液壓缸的筒壁厚的計算</p><p><b>　　缸筒壁厚</b></p><p>

95、;　　Py＝1.5P＝1.525＝37.5MPa</p><p>　　鋼管使用應力＝170MPa</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　取壁筒厚度為8mm。</p><p>　　結構強度計算及穩(wěn)定性校核</p><p>　　3.3.1 缸筒外徑的確定</p>

96、<p>　　缸體內(nèi)徑確定后，由強度條件計算壁厚，求出缸筒外徑D1</p><p>　　D1＝D+2 D=63mm ＝8mm</p><p>　　D1=D+2＝63＋28＝79mm</p><p>　　3.3.2 液壓缸的穩(wěn)定性和活塞桿的強度驗算</p><p>　　按速度比要求初步確定活塞桿直徑后，還必

97、須滿足液壓缸的穩(wěn)定性及其強度</p><p>　?。?）液壓缸的穩(wěn)定性驗算</p><p>　　根據(jù)材料力學的理論，一根受壓的直桿，在其軸線負載超過穩(wěn)定臨界力時，即失去原有的直線狀態(tài)下的平衡，或稱為失穩(wěn)。對于液壓缸其穩(wěn)定條件為</p><p><b>　　Fr</b></p><p>　　當l / d大于10時，要進行穩(wěn)

98、定性驗算</p><p>　　此缸l / d＝550/45=12.2 > 10 </p><p>　　所以應校核活塞桿的縱向彎曲強度或穩(wěn)定性的計算。</p><p>　　對于沒有偏心載荷的細長桿，其縱向彎曲強度的臨界值，可按等截面法來計算。</p><p><b>　　由 </b></p>

99、<p>　　當活塞桿細長比l / k m時，用歐拉公式計算臨界載荷Pk值，此時： </p><p>　　Pk= （37.7----60a）</p><p>　　l=0.55m k==0.01125mm n= J＝＝2.010 m </p><p><

100、b>　　Pk==3.4 N</b></p><p>　　由圖37.7-46知：[Pk]＝2 N</p><p>　　一般在實際應用中，為了保證活塞桿不產(chǎn)生縱向彎曲，活塞桿實際承受的壓縮載荷要遠小于極限載荷。即：</p><p><b>　　Pk</b></p><p>　　則Pk＝3.4<=5N&

101、lt;/p><p>　　所以活塞桿的縱向彎曲強度或穩(wěn)定性符合要求。</p><p>　?。?）活塞桿的強度計算</p><p>　　如果活塞桿受到較大的彎曲作用時，則應按壓（拉）彎聯(lián)合強度考慮，此時：</p><p><b>　　所以強度足夠</b></p><p>　　第4章 彎曲液壓缸的設計計算&

102、lt;/p><p>　　4．1 液壓缸基本參數(shù)的確定</p><p>　　1．液壓缸缸筒內(nèi)徑D=63mm</p><p>　　2．液壓缸缸筒外徑D=79mm</p><p>　　3．缸筒臂后＝8mm</p><p>　　4. 液壓缸活塞桿直徑d=32mm</p><p><b>　　5．

103、工作負載</b></p><p>　　輸出推力為77.93 KN</p><p>　　輸出拉力為57.82 KN．</p><p><b>　　6．工作速度及速比</b></p><p>　　ψ＝V2/V1=D2/(D2-d2) =0.0632/(0.0632--0.0322)=2</p>&l

104、t;p>　　4．2 液壓缸性能參數(shù)的計算</p><p>　　1．單桿活塞式液壓缸的推力F1 =75KN</p><p>　　2．單桿活塞式液壓缸活塞外伸時的速度V1=100 m/min</p><p>　　3．單桿活塞式液壓缸活塞縮入時的速度V2=130 m/min</p><p>　　4．液壓缸的作用時間t</p>

105、<p>　　活塞桿伸出時t=0.24s</p><p>　　活塞桿縮入時t=0.18s</p><p>　　5．液壓缸的儲油量V=0.0012 m3</p><p>　　6．液壓缸的輸出功率N=125 KW</p><p>　　7．液壓缸行程S=400mm</p><p>　　4．3 結構強度計算及穩(wěn)定性校

106、核</p><p>　　按速度比要求初步確定活塞桿直徑后，還必須滿足液壓缸的穩(wěn)定性及其強度</p><p>　?。?）液壓缸的穩(wěn)定性驗算</p><p>　　根據(jù)材料力學的理論，一根受壓的直桿，在其軸線負載超過穩(wěn)定臨界力時，即失去原有的直線狀態(tài)下的平衡，或稱為失穩(wěn)。對于液壓缸其穩(wěn)定條件為</p><p><b>　　Fr</b

107、></p><p>　　當1/d大于10時，要進行穩(wěn)定性驗算</p><p>　　此缸l/d＝340/32=11</p><p>　　所以要進行穩(wěn)定性計算。</p><p>　　對于沒有偏心載荷的細長桿，其縱向彎曲強度的臨界值，可按等截面法來計算。</p><p><b>　　由 </b

108、></p><p>　　當活塞桿細長比l / k m時，用歐拉公式計算臨界載荷Pk值，此時： </p><p>　　Pk= （37.7----60a）</p><p>　　l=0.34m k==0.008mm n= J＝＝5.010 m </p>

109、;<p><b>　　Pk==2.2 N</b></p><p>　　由圖37.7-46知：[Pk]＝3.4 N</p><p>　　一般在實際應用中，為了保證活塞桿不產(chǎn)生縱向彎曲，活塞桿實際承受的壓縮載荷要遠小于極限載荷。即：</p><p><b>　　Pk</b></p><p>

110、;<b>　　取n＝4</b></p><p>　　則Pk＝2.2<=8.5N</p><p>　　所以活塞桿的縱向彎曲強度或穩(wěn)定性符合要求。</p><p>　?。?）活塞桿的強度計算</p><p>　　如果活塞桿受到較大的彎曲作用時，則應按壓（拉）彎聯(lián)合強度考慮，此時：</p><p>

111、;<b>　　所以強度足夠</b></p><p>　　第5章 液壓滑臺的設計</p><p>　　滑臺與滑座配套組成一個獨立的動力部件―――動力滑臺，滑臺在滑座導軌上移動，實現(xiàn)機床的進給運動?；_上可以安裝各種功用的切削頭或安裝動力箱和主軸箱。</p><p>　　此外，滑臺還可以用作夾具和工件的輸送部件。</p><p&

112、gt;　　滑臺的主要參數(shù)規(guī)定為臺面寬度尺寸，機床的各種通用部件的品種，規(guī)格及其配套關系也以滑臺寬度尺寸為標準，其理由是：</p><p>　?。?）滑臺臺面寬度是一個主要結合尺寸，結合面尺寸的標準化能使機床各部件外形協(xié)調(diào)。</p><p>　?。?）滑臺臺面寬度作為通用部件配套標準，使機床受力合理，提高機床的剛度。</p><p>　　5.1 液壓滑臺的結構<

113、/p><p>　　液壓滑臺是由滑臺，滑座和油缸三部分組成，油缸固定在滑座上，活塞桿則固定在滑臺下面。當壓力油進入油缸的前腔或后腔時，便可實現(xiàn)滑臺沿滑座的導軌向前或向后移動?？刂苹_各種運動的液壓系統(tǒng)裝置，則可根據(jù)滑臺動作順序另外配置。液壓滑臺可實現(xiàn)的典型自動循環(huán)。</p><p>　　滑座與滑臺配置山－矩形導軌用于精加工，滑座與滑臺配置雙矩形導軌，用于粗加工。</p><p

114、>　　液壓滑臺既可以配置臥式機床又可配置立式機床。</p><p>　　5.2 液壓滑臺的液壓系統(tǒng)</p><p>　　液壓滑臺實現(xiàn)一次進給工作循環(huán)的液壓系統(tǒng)，在液壓系統(tǒng)中采用變量葉片泵供油，進口節(jié)流調(diào)速，各液壓元件按集成塊式連接配置。</p><p>　　5.3 液壓滑臺的技術性能</p><p>　　表5－1 下液壓滑臺的技術性能

115、</p><p>　　表5－2 前后液壓滑臺的技術性能</p><p>　　第6章 液壓傳動系統(tǒng)設計</p><p>　　液壓傳動具有許多優(yōu)點，如結構緊湊，體積小，重量輕，反應快，承載能力大；較易實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速比大；運動平穩(wěn)；易于實現(xiàn)自動化；特別是采用電—液聯(lián)合傳動時，能實現(xiàn)較復雜的自動化工作循環(huán)；具有自潤滑能力；磨損小，壽命長；液壓元件易于實現(xiàn)通用化、標準化，

116、便于大批量生產(chǎn)。液壓傳動有如此多的優(yōu)點，因此，本次所設計的機械手的驅(qū)動方式就采用液壓驅(qū)動，并由PLC來控制。</p><p>　　液壓系統(tǒng)的設計大致按以下幾個步驟：</p><p><b>　　提出設計參數(shù)；</b></p><p><b>　　草擬液壓系統(tǒng)圖；</b></p><p>　　確定液壓

117、系統(tǒng)的工作壓力和流量；</p><p><b>　　擬定液壓系統(tǒng)圖；</b></p><p>　　設計或選擇液壓元件和輔助液壓裝置；</p><p>　　從安全、可靠，使用、維護，經(jīng)濟效果等方面檢查整個設計。</p><p>　　6．1 明確設計要求</p><p>　　設計要求是進行每項工程設

118、計的依據(jù)。在制定基本方案并進行進一步液壓系統(tǒng)各部分設計之前，必須把設計要求以及與設計內(nèi)容有關的其它方面的情況了解清楚。</p><p>　　主機的概況：用途，性能，工藝流程，作業(yè)環(huán)境，總體布局等；</p><p>　　液壓系統(tǒng)要完成那些動作，動作順序及彼此聯(lián)鎖關系如何；</p><p>　　液壓缸驅(qū)動機構的運動形式，運動速度；</p><p>

119、;　　各動作機構的載荷大小及其性質(zhì)；</p><p>　　對調(diào)速范圍，運動平穩(wěn)性，轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；</p><p>　　自動化程度，操作控制方式的要求；</p><p>　　對防塵，防燥，噪音，安全可靠性的要求。</p><p>　　6.2 制定液壓系統(tǒng)基本方案</p><p><b>　　6.2