小型液压机液压系统设计.doc

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1、l 重庆大学10级液压传动课程设计（说明书）课题22：小型液压机液压系统设计学 生：王晨懿 20102868组内任务：绘制主油缸装配图，选定主缸零件和装配小 组：倪颖臻（组长）20102907 夏健 20102899李穗文 20102856周彦杰 20102876指导教师：黄国勤专业班级：2010级机械电子工程4班重庆大学机械学院二O一三年七月摘 要液压机是一种以液体为工作介质，根据帕斯卡原理制成的用于传递能量以实现各种工艺的机器。液压机作为一种通用的无削成型加工设备，其工作原理是利用液体的压力传递能量以完成各种压力加工的。液压机一般由本机（主机）、动力系统及液压系统三部分组成。而液压系统则是

2、以油液作为工作介质，利用油液的压力能并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整套装置。一切工程领域，凡是有机械设备的场合，均可采用液压技术。本说明书主要用于说明根据工作进程和一些工作要求设计出的小型液压机的液压系统，包含设计构思，工作原理和过程分析，相关参数计算，元件选型和系统验算等，并以说明书、原理图和主油缸装配图的方式将最终结果表现出来。关键词：液压机，元件选型，原理图，装配图，液压系统设计目 录摘 要1、工况分析及大致方案的拟定11.1 引言（设计任务书）11.1.1课程设计的目的11.1.2课程设计题目11.1.3课程设计主要内容11.1.4任务分配21.2 液压机的工作特性21.3

3、 负载分析和运动分析21.3.1 确定执行元件的形式21.3.2 负载分析与运动分析21.4 拟定基本方案41.4.1系统原理图设计41.4.2系统工作过程62、部分液压元件参数计算与选择62.1 液压泵及其驱动电动机的选择62.1.1确定液压泵的最大工作压力62.1.2确定泵的流量72.1.3选择液压泵的规格72.1.4确定液压泵的驱动功率，驱动电机选型72.2 液压控制阀的选择82.3 确定管道尺寸92.4 确定液压油箱容积93、液压缸设计93.1 液压缸的主要参数计算93.1.1 初选液压缸的工作压力93.1.2 确定液压缸的主要结构参数93.1.3 确定液压缸的流量103.2 液压缸的

4、选择103.2.1缸筒和缸盖组件103.2.2排气装置123.3活塞及活塞杆组件123.3.1 确定活塞及活塞杆的连接形式123.3.2 选择活塞及活塞杆的材料133.3.3 活塞与缸筒的密封结构133.3.4 活塞杆的结构133.3.5 活塞杆的强度校核133.3.6 活塞杆的导向、密封和防尘143.3.7 活塞143.3.8 缓冲装置153.4 缸体长度的确定154、液压系统性能的验算164.1 压力损失的验算164.1.1工作进给时进油路压力损失164.1.2工作进给时间回油路的压力损失164.1.3变量泵出口处的压力174.2 系统温升的验算185、主油缸装配体的CAD绘制19结束心得

5、23参考文献241 工况分析及大致方案的拟定1.1前言（设计任务书）1.1.1课程设计的目的1液压传动与控制课程设计是机械电子工程专业学生在学完流体传动与控制以及其他有关课程，并经过生产实习后进行的一个重要的实践性教学环节。学生通过本课程设计能够进一步熟悉并掌握液压传动与控制的基本概念、熟悉液压元件结构原理、熟悉液压基本回路、掌握液压系统图的阅读方法及基本技能、能够综合运用本课程及工程力学、机械设计等有关课程的知识设计一般工程设备液压系统。同时，学生通过本课程设计可在以下几方面得到训练：正确进行工程运算和使用技术文件、技术资料的能力；掌握系统方案设计的一般方法；正确表达设计思想的方法和能力；综

6、合利用所学知识解决工程实际问题的能力。1.1.2 课程设计题目设计一台小型液压机的液压系统，要求实现快速空程下行慢速加压保压快速回程停止的工作循环。快速往返速度为3m/min，加压速度为50250mmmin，压制力为250kN，运动部件总重量为25kN。1.1.3课程设计主要内容查阅文献，了解并熟悉设计工况；确定液压系统及主油缸的主要参数；绘制系统原理图；计算选择各液压元件；验算系统性能；绘制主液压缸装配图；编制技术文件，撰写课程设计说明书；1.1.4任务分配周彦杰：进行工况分析，绘制负载循环图、速度循环图与液压系统原理图，动作顺序表；李穗文：计算除主油缸外液压系统各元件的相关参数，根据技术手

7、册等相关资料进行选型，并对液压系统进行验算；夏 健：计算主液压缸相关参数，根据技术手册等相关资料进行选型；王晨懿：绘制主液压缸装配图，选择零件型号及装配；倪颖臻（组长）：收集资料，审核数据，并根据其余同学的成果编写课程设计说明书；1.2液压机的工作特性一切工程领域，凡是有机械设备的场合，均可采用液压技术。液压机采用液压系统传动方式的优点有：液压传动装置体积小、结构紧凑、布置灵活；易实现无级调速，调速范围宽，便于与电气控制相配合实现自动化；易实现过载保护和保压，安全可靠；元件易于实现系列化、标准化、通用化；液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化便于实现数字化等等。液压机作为

8、一种通用的无削成型加工设备，其工作原理是利用液体的压力传递能量以完成各种压力加工的。其工作特点之一是动力传动为“ 柔性”传动, 不象机械加工设备一样动力传动系统复杂, 这种驱动原理避免了机器过载的情况。1.3 负载分析和运动分析1.3.1 确定执行元件的形式液压机为立式布置，滑块做上下直线往复运动，往返速度相同。单杆双作用活塞式液压缸 , 是液压系统中作往复运动的执行机构，具有结构简单，工作可靠，装拆方便，易于维修，且连接方式多样等特点，能够满足一般小型液压机的运动要求。故在本次设计中可选缸筒固定的单杆双作用活塞液压缸（取缸的机械效率），作为执行元件驱动滑块进行压制作业。1.3.2负载分析与运

9、动分析根据已知参数对液压缸各工况外负载进行计算，其计算结果见下：工作负载 工件的压制抗力即为工作负载：=250000N 摩擦负载 静摩擦阻力： =0.225000=5000N 动摩擦阻力： =0.125000=2500N 惯性负载 =ma=25000/103/(0.0260)=6250N背压负载 = 30000N(液压缸参数未定，由已知条件估算) 自 重 G=mg=25000N其中： 液压缸的机械效率，一般取=0.9-0.97。则查找参考文献1，工作循环各阶段的外负载见下表：工况负载组成启动F=+ -G=10000N加速F=+-G=13750N快进F=+-G=7500N工进F=+-G=2575

10、00N快退F=+G=57500N故可得液压机的速度循环图和负载循环图见下：1.4 拟定基本方案1.4.1系统原理图设计考虑到液压机工作时所需功率较大，故采用容积调速方式。为满足速度的有极变化，采用压力补偿变量液压泵供油。在快速下降时，液压泵以全流量供油，在慢速加压到保压时，泵的流量逐到零。当液压缸反向回程时，泵的流量恢复到全流量。液压缸的运动方向采用三位四通M型中位机能电液换向阀控制，停机时换向阀处于中位，使液压泵卸荷，快速下降时换向阀处于右位，快速上升时换向阀处于左位。在三位四通电磁换向阀与液压缸之间设置一个液控单向阀，其控油口与液压缸的出油口管路相接，进油口与三位四通电磁换向阀相接，出油口

11、与液压缸进油路相接，形成保压回路。故综合考虑参考文献2和参考文献3可得原理图见下：系统图中个电磁阀的动作顺序见下表。执行其动作电磁铁1YA2YA3YA启动+-快速下行+-慢速加压+-+保压-快速回程-+停止-1.4.2系统工作过程快速空程下行：1YA通电，泵2的流量通过三位四通电磁阀4进入油缸8的上腔，使活塞快速下行。慢速加压：1YA、3YA通电，液压缸形成“差动连接”，使液压缸左右两腔接通，实现活塞杆的“慢伸”。保压：当压力表3达到上限值时，1YA、2YA、3YA均断电，单向阀、三位四通电磁换向阀与液压缸形成保压回路。快速回程：1YA断电、2YA通电、3YA通电，液压油经过三位四通电磁换向阀

12、4的右位，经过单向阀6、二位三通电磁阀7左位进入液压缸下腔，实现快速回程。停止：活塞杆回程后1YA、2YA、3YA均断电，原位停止，油泵卸荷。2 部分液压元件参数计算与选择2.1 液压泵及其驱动电动机的选择2.1.1确定液压泵的最大工作压力 上式中液压泵最大工作压力； 执行元件最大工作压力； 从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间的管路损失。简单系统可取0.20.5Mpa。故可取压力损失上述计算所得的Pp是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过度阶段出现的 动态压力往往超出静态压力，另外考虑到一定的压力储备量，并确保泵的寿命，查找参考文献4，因此选泵的压力值应为因此2.1.2确定泵的流量液压

13、泵工作时，最大流量应该为式中KL油液的泄露系数取同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量故2.1.3选择液压泵的规格根据以上求得的和，按照系统中你定的液压泵的形式，查找参考文献5，选择相应的泵CY14-1B型斜盘轴向式柱塞泵。 每转排量； 额定压力； 电机转速1470r/min 容积效率，总效率2.1.4确定液压泵的驱动功率，驱动电机选型分别算出快进与工进两种不同工况时的功率，取两者较大值作为选择电动机规格的依据。由于在慢进时泵输出的流量减小，泵的效率急剧降低，一般在流量在0.21L/min范围内时，可取。同时还应该注意到，为了使所选择的电动机在经过泵的流量特性曲线最大功率时不至停转，需进行验算

14、，即式中，Pd所选电动机额定功率；Pb内啮合齿轮泵的限定压力；Qp压力为Pb时，泵的输出流量。 首先计算快进时的功率，快进时的外负载为7500N，进油时的压力损失定为0.3MPa。 快进是需要的功率为： 工进时需要的电机功率： Y系列电动机是全封闭自冷式鼠笼型三相异步电动机。其具有高效、节能、起动转矩高、噪声小、可靠性高、寿命长等优点。安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准。采用B级绝缘，外壳防护等级为IP44，冷却方式为IC411。Y系列电机用于一般无特殊要求的机械设备，如风机、水泵、机床、搅拌机等Y系列三相异步电动机不仅满足了国民经济各部门的配套需要，而且还提高了国内外同类产品的互换性，极大

15、地方便了引进设备的配套和维修。因此根据上述所算参数，查找参考文献4电动机产品样本，选用Y系列电动机中的Y90S-4型电动机，其额定功率为1.1KW，额定转速为1400r/min。2.2 液压控制阀的选择根据所拟定的液压系统原理图，查找参考文献5，按通过各元件的最大流量来选择液压元件的规格。则可得所选定的液压元件如下表所示：序号元件名称最大流量（L/min）最大工作压力（Mpa）型号选择1滤油器4525XU-D32X1002液压泵4525CY14-1B3压力表开关2025KF-284三位四通电磁阀452534YF30-E20B5单向调速阀3025AQF3-E20B6单向阀3025AF3-EA20

16、B7二位三通电磁阀452523YF3B-E2032.3 确定管道尺寸 油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可接管路允许流速进行计算，本系统主要路流量为差动时流量Q=38.16Lmin压油管的允许流速取V=3m/s则内径d为 若系统主油路流量按快退时取Q=17.72Lmin，则可算得油管内径d=11.18mm. 综合上述条件则可得d=18mm。即上面各阀的通径取，现查找参考文献5，参照CY14-1B变量泵吸油口连接尺寸，故可取吸油管内径d为42mm。2.4确定液压油箱容积 查找参考文献4可知，根据液压油箱有效容量按泵的流量的57倍来确定，已知液压泵的最大流量为45L/min，则为

17、液压油箱选用容量为400L。3 液压缸设计3.1 液压缸的主要参数计算3.1.1 初选液压缸的工作压力参考同类型液压机，预选液压缸的工作压力3.1.2 确定液压缸的主要结构参数将液压缸的无杆腔作为主工作腔，考虑到液压缸下行时用液压方式平衡，则可算出液压缸无杆腔的有效面积：液压缸内径：跟据参考文献6表3-5，将液压缸内径圆整为标准值，。根据快速上升与快速下降的速度相等，采用液压缸差动连接来实现，从而确定活塞杆直径，由，得： 跟据参考文献6表3-5，将活塞杆直径圆整为标准值，取，从而算得液压缸有杆腔与无杆腔的实际有效面积为： 3.1.3 确定液压缸的流量工作缸快速空程时所需流量 工作缸压制时所需流

18、量 工作缸回程时所需流量 3.2 液压缸的选择3.2.1缸筒和缸盖组件确定液压缸油口尺寸液压缸的油口包括油口孔及连接螺纹。油口可布置在缸筒或缸盖上，油口直径应根据活塞最大速度和油口最高流速确定，计算公式如下：式中D液压缸内经，m； 液压缸最大输出流速，m/min； 油口流动速度，m/min，一般不大于5m/s。油口连接螺纹尺寸见参考文献4，表7-20。对于无杆腔部位油口：见参考文献4，表7-20，选取M502的链接螺纹尺寸。对于有杆腔部位油口：见参考文献4，表7-20，选取M422的螺纹连接尺寸。确定缸筒和缸盖的连接形式查找参考文献4表4-5，在本设计中，缸筒和缸盖的连接形式选用焊接。选择缸筒

19、和缸盖材料缸筒选材：铸钢45 前缸盖选材：铸钢45后缸盖选材：铸钢45计算缸筒和缸盖的结构参数1)缸筒壁厚的计算本次设计的液压系统为高压系统，因此按厚壁缸筒计算式中p液压缸工作压力，MPa；试验压力，MPa，工作压力p16MPa时，=1.5p；工作压力16MPa时，=1.25p；D液压缸内径，m；缸体材料许用应力，MPa，取铸钢=120Pa；2)缸筒外径的计算 见参考文献6表3-11 标准液压缸的缸筒外径系列，选取的液压缸信息如下表：产品系列代号额定压力缸筒内径D/mmE型25125缸筒外径/mm1603)缸底厚度h的计算 当缸底有油口时式中缸底材料许用应力，MPa；4)液压缸法兰安装根据参考

20、文献4表5-24，前部，尾部法兰均取直径280mm,螺钉孔分布圆直径235mm，螺钉孔直径22mm,缸筒与缸盖的配合根据参考文献4查得，一般缸盖与缸筒的配合采用H9/f9的间隙配合；缸筒与导向套采用H7/g6配合；缸底与缸筒采用H7/g6配合。3.2.2排气装置排气装置用于排除液压缸内的空气，使其工作稳定，一般把排气阀安装在液压缸两端的最高位置与压力腔相通，以便安装后、调试前排除液压缸内的空气。对于运动速度稳定性要求较高的机床和大型液压缸，则需要设置排气装置，如排气阀等。排气阀的结构有多种形式常用的有如参考文献4图5-4所示的几种结构，该系统中采用参考文献4图5-4（a）所示的排气阀，该排气阀

21、为整体型排气阀，其阀体与阀芯合为一体，材料为不锈钢3cr13，锥面热处理硬度HRC3844。3.3活塞及活塞杆组件3.3.1 确定活塞及活塞杆的连接形式 活塞与活塞杆的连接结构可分为整体式和装配式，装配式又有螺纹连接、半环连接、弹赞挡圈连接和锥销连接等类型。液压缸在一般工作条件下，活塞与活塞杆采用螺纹连接。但当工作压力较高或载荷较大、活塞杆直径又较小的情况下，活塞杆的螺纹可能过载。另外工作机械振动较大时，固定活塞的螺母有可能振动，因此需要采用非螺纹连接。活塞及活塞杆的常用连接形式见参考文献4,表4-10，本设计根据工作压力及活塞直径、机械振动的大小，选用螺纹连接。3.3.2 选择活塞及活塞杆的

22、材料由参考文献5可选活塞选择ZQSn6-6-3为材料；活塞的材料通常采用钢，耐磨铸铁，灰铁HT15-33, HT20-40和铝合金等。本设计根据条件选择45钢；粗加工后调质到硬度为229285HB，必要时高频淬火达到4555HRC。3.3.3 活塞与缸筒的密封结构活塞与缸筒之间既有相对运动，有需要使液压缸两腔之间不漏油。根据液压缸的工作压力及作用选择Yx型密封圈进行密封。见参考文献4，表5-8。沟槽的公差选取为h9或H9。3.3.4 活塞杆的结构 活塞杆端部与工作机械的连接结构，主要有以下几种形式：焊接式单耳环；整体式单耳环；光滑端部；双耳环；球头；法兰结构形式；外螺纹连接；内螺纹连接。液压缸

23、通常通过活塞杆的端部与其驱动机构相连接。参见参考文献4，表5-3常用活塞杆端部结构形式，则本设计选用法兰结构形式。3.3.5活塞杆的强度校核活塞杆只承受轴向力的作用，因此只进行拉压强度校核，此时3.3.6 活塞杆的导向、密封和防尘活塞杆导向套装在液压缸的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导向，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。外侧装有防尘圈，以防止活塞杆在后退时时把杂质、灰尘和水分带到密封装置处，损坏密封装置。导向套的尺寸配置与最小导向长度导向套的主要尺寸时支承长度，通常按活塞杆直径、导向套的形式、导向套材料承受能力、可能遇到的最大侧向负载等因素来考虑。导向套过短将使缸应配合间隙引起初始挠度增

24、大，影响液压缸工作性能和稳定性，因此，设计时必须保证有一定的导向长度，一般液压缸的最小导向长度应满足：L液压缸最大行程，mm；D缸筒内经，mm；其他尺寸见参考文献4，表5-10导向套的尺寸配置与最小导向长度。其中导向面长度包括了导向套的长度与缸盖厚度部分，参见参考文献4，选择普通导向套。取导向套长度为153mm，端盖总厚度63mm，防尘圈沟槽宽度为16mm。又因导向面总长度为153+63-16=200mm187.5mm，故满足要求。导向套外圆与端盖内孔的配合采用H7/g6。导向套内径的配合一般多为H8/f9（或H9/f9），其表面粗糙度为0.631.25。外圆与内孔的同轴度不大于0.03mm，

25、圆度与同柱度公差不大于直径公差之半，内孔中的环形油槽要浅而宽，以保证良好润滑。活塞杆的密封和防尘参见参考文献4，表8-57活塞杆常用密封与防尘结构，选用J型防尘圈。3.3.7活塞活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此它于缸筒的配合应适当，即不能过紧，也不能间隙过大。设计活塞时，主要任务就是确定活塞的结构形式，其次还有活塞与活塞杆的连接、活塞材料、活塞尺寸及加工公差等。活塞的结构形式：活塞的结构形式分为整体活塞和组合活塞，根据密封装置形式来选用活塞结构形式，参考文献4表4-10、4-12与8-50，活塞及活塞杆的密封圈使用，该系统液压缸中可采用Yx形圈密封。所以，活塞的结构形式可选用组合活塞

26、。3.3.8缓冲装置液压缸的行程终端缓冲装置可使带着负载的活塞，在到达行程终端减速到零，目的是消除因活塞的惯性力和液压力所造成的活塞与端盖的机械撞击，同时也为了降低活塞在改变运动方向时液体发出的噪声，使液压系统速度换接平稳，速度稳定。缓冲装置的工作原理时使缸筒低压油腔内油液（全部或部分）通过节流把动能转化为热能，热能则由循环的油液带到液压缸外。液压缸的活塞速度在0.1m/s时，一般不采用缓冲装置；在0.2m/s时，则必须采用缓冲装置。本设计的液压系统最大速度为3m/min，即0.05m/s小于0.1m/s，但是活塞较大，所以不设置缓冲装置。3.4 缸体长度的确定液压缸的缸体内部长度应等于活塞的

27、行程，活塞的宽度和导向套宽度之和，缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度，一般液压缸缸体长度不大于内径的2030倍,即在本系统中缸体长度不大于7200010800mm。参见参考文献4，则本系统中：活塞行程L=250mm；活塞宽度B=（0.61）D=75125mm，其中D为液压缸内经；导向套滑动面的长度A=（0.61）D=75125mm；取活塞宽度B=75mm，导向套滑动面的长度A=75mm，液压缸缸底厚度H=33mm，液压缸缸盖厚度H=30mm液压缸缸体内部长度为液压缸行程长度、导向套宽度与活塞宽度之和，即：250+153+75=478mm液压缸缸体外形长度为液压缸内部长度与缸盖厚度之和，即：4

28、78+30+33=541mm由于541（10-15）d，所以不需要对活塞杆进行校核。4 液压系统性能的验算4.1 压力损失的验算已知该液压系统中进回油管的内径均为18mm，各段管道的长度分别为：AB=1.5m AC=1m AD=1.5m DE=2m 。选用L-HL32液压油，考虑到油的最低温度为15，则查找参考文献4可查得：15时该液压油曲运动粘度 V=150cst=1.5cms；该液压油的密度=920kgm。4.1.1工作进给时进油路压力损失运动部件工作进给时的最大速度为0.25mmin ，进给时的最大流量为6.13Lmin ，则液压油在管内流速V为：管道流动雷诺数Rel为：Rel=7.38

29、1.81.5=8.86又因Rel2300，可见油液在管道内流态为层流其沿程阻力系数l=75/8.86=8.47，则进油管道的沿程压力损失P为：换向阀的压力损失P=0.05MPa，忽略有野通过管接头出的油压损失，则进油路的总压力损失。4.1.2工作进给时间回油路的压力损失由于选用单活塞杆液压缸且液压缸有杆腔的工作面积为无杆腔的工作面积的二分之一，则回油管道的流量为进油管的二分之一，则 又因Rel2300，可见油液在管道内流态为层流则其沿程阻力系数为：回油管道的沿程压力损失换向阀的压力损失；调速阀的压力损失；故回油路的总压力损失为：4.1.3变量泵出口处的压力由公式可算得 快进时的压力损失，快进时

30、液压缸为差动连接，自会流点A至液压缸进油口D之间的管路DE中，流量为液压泵出口流量即38.16L/min,DE段管路的沿程压力损失为P1-1为 又因Rel2300，可见油液在管道内流态为层流则其沿程阻力系数为： 进油管DE的沿程损失为 同样可求管道AB段及AD段的沿程压力损失见下：则可算得管道雷诺数为 故可算得：查找参考文献5可查得换向阀则综上可得，泵的出口压力损失为：4.2 系统温升的验算 在整个工作循环中，工进阶段所占的时间最长，因此为了简化计算，主要考虑工进时的发热量。一般情况下，工进速度大时发热量较大，由于限压式变量泵在流量不同时，效率相差极大，所以分别计算最大、最小时的发热量，然后加

31、以比较，取数值大者进行分析。当V=5cmmin时 流量Q=V（DD4）=50.1250.1254=0.613Lmin） 此时泵的效率为0.1，泵的出口压力为22.4MPa 则有：P输入=22.40.613（600.1）=2.29（KW） P输出=FV=257500x4600.010.001=0.17（Kw） 此时的功率损失为 P=P输入P输出=2.29-0.17=2.12 (Kw)当V=25cmmin时，Q=3.07Lmin 总效率=0.8 则有：P输入=253.07（600.8）=1.599（Kw） P输出=FV=25750025600.010.001=1.073（Kw） P=P输入P输出=

32、0.526（Kw） 可见在工进速度低时，功率损失为2.12Kw，发热最大 假定系统的散热状况一般，取K=100.001Kw（cm） 油箱的散热面积A为 A=0.065V2/3=6.5m2系统的温升为： T=PKA=2.156（100.0016.6）=33.2验算表明系统的温升在许可范围内。5、 主油缸的装配图绘制与选型绘制主油缸装配图图纸选择A1号图纸，由于图纸较大字体较小，所以放大部分字体根据初步设计，整个主油缸大致分为11个主要零件选型：根据计算，确定主油缸各主要尺寸参数，然后需根据书上选型方法进行选型。1、根据液压传动与控制课程设计指导书表3-1，选定为双作用液压缸，且为单活塞杆，其主要

33、特点是活塞可双向运动，且具有一定的缓冲效果。2、 选择缸的结构类型：根据液压传动与控制课程设计指导书表3-2，分析拉杆型、焊接型、法兰型液压缸的特性。由拉杆型特点可知，其结构简单，制造和安装均较为方便，缸筒是用内径经过研磨的无缝钢管半成品，按行程要求的长度可切割。端盖与活塞为通用件，但这类缸受行程长度、缸内径和额定工作压力的限制。当行程及拉杆长度过长时，安装时容易偏斜，致使缸筒端部泄露。缸筒内经过大或额定工作压力过高时，由于径向尺寸布置和拆装问题，拉杆直径尺寸受到限制，只是拉杆的拉应力可能超过屈服极限，因此这类缸适用于行程1.5m，缸内径250mm，额定工作压力小于20MPA的。而焊接型缸暴漏

34、在外面的零件较少，外表光洁，外形尺寸小，能承受一定的冲击负载和恶劣的外界环境条件。但由于前端盖螺纹强度和预紧时端盖该对操作的限制，因此不适用于过大缸内径和大压力。而法兰型由于尺寸较大，适用于大中型液压缸，能承受较大冲击负荷和恶劣外界环境条件，属于重型缸，多用于重型机械和冶金机械。综合来看，我们选择了拉杆型液压缸，但连接处采用了法兰连接，前段处采用如液压传动与控制课程设计指导书中图3-1所示前端法兰安装方式。3、 选择安装方式：由液压传动与控制课程设计指导书中表3-3、3-4所示，我们设计的是一台小型液压机的液压系统，由于作用力与支撑中心在同一轴线上，负载导向要求为需要导向，因此选择了具有导向套

35、的法兰安装方式。4、 液压缸主要技术性能参数计算见夏健同学部分，由他计算可确定液压缸的各项尺寸参数。5、 缸筒：根据液压传动与控制课程设计指导书中表3-9可知，需选择端盖与缸筒的连接方式。由于我们是小型液压装置，因此选择了端盖与缸筒进行焊接的方式，这种方式通常结构简单、尺寸较小，但缸体容易变形，而我们设计为小型压力，因此可选择此方式连接。在选材方面，由于工作温度、焊接性能、较好的强度和冲击韧性等性质要求，具体包括要有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态试验压力而不致产生永久变形；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；内表面与活塞密封件寄到想换的摩擦力的作用下，能

36、长期工作而且磨损很少，尺寸公差等级形位公差等级足以保证活塞密封件的密封性；需要焊接的缸筒还要有较良好的可焊性，以便在焊接上法兰或者管子接头以后不至于缠身裂纹或过大的变形，因此缸筒和端盖全部采用45号钢，且需进行调质处理6、 缸筒加工要求：由于缸筒内径采用H7或H8级配合，表面粗糙度值应该为0.160.32之间，需要进行研磨。热处理则应进行调质，缸筒内经的圆度、锥度、圆柱度都要有较高的要求。缸筒的直线度公差在500mm长度上不大于0.03mm。通往油口、排气阀控的内孔必须要倒角，不允许有飞边、毛刺，以免划伤密封件，都必须在半精加工以前进行。7、 活塞的结构与连接：根据以上情况分析，活塞我们选择了

37、组合式活塞，其结构多样，主要受密封形式的确定而被影响，组合式活塞大多数可以多次拆装，密封件使用寿命长。根据液压传动与控制课程设计指导书表3-13所示可知，活塞与活塞杆连接形式多样，包括卡环型、轴套型、螺母型，卡环型装拆方便，低速时使用广泛，螺钉固定是不便于设计缓冲柱塞，但由于我们的设计不设计缓冲装置，而螺钉连接较为熟知和常见，因此我们选择了螺母型链接。活塞的密封通过连着使用3个O型密封圈进行密封，以达到所需的密封效果。 活塞材料选择了常见的球墨铸铁，具有良好的机械性能。活塞的同轴度等各项形位公差和尺寸公差都应具有一定的要求，图上未详细注明。根据液压传动与控制课程设计指导书中表3-15所示，活塞

38、杆外部端头连接形式包括小螺栓头、大螺栓头、螺孔头、小球头、大球头、销钉联接、光杆耳环等方式，由于液压系统不能允许有较大程度的摆动，因此选用了缸工作时周线固定不动的大螺栓头连接方式。 活塞杆的粗糙度值选择为0.2如上图中所见，因为太光滑或太不光滑会分别导致不能形成油膜或磨损较大。为提高耐磨和防锈性能需要镀铬处理。 结 束 心 得这次我们课程设计的内容是小型液压机液压系统的设计，对我们来说也是对上一学期流体传动与控制的实践应用。在设计程中，我们由于对整体的观念的欠缺，常常在不经意中，只考虑到满足一个或几个性能要求，而没有以一个整体的思想来考虑问题。比如，我们设计系统图时，很容易忘记考虑系统保压和液

39、压泵卸荷等问题，从而未能实现预定的工作要求。另一方面，我们用到了一些经验公式以及一些在一定范围内取值的数据，而不是以前常用的精确公式和数值的计算，而且在查阅工具书方面的能力还不足，还需要在今后的设计中进一步加强。出现以上的种种缺陷的关键问题在于我们缺乏这方面专业能力的锻炼。通过这次的课程设计，让我们对液压系统以及液压阀件有了更深的认识，大家由于能力所限，在设计过程中都出现了许多不足之处，但大家都在不断的积极改正，每个人也都有了属于自己的认识和体会。倪颖臻：在整个课程设计中，各位组员在设计过程中给了我极大的支持与信任，我们一同积极讨论，分配任务，并在遇到问题和难点时相互求教和讨论结果。在整理其他

40、组员发来的数据时，我从其中发现了不少问题，大家都耐心的一一改正；在编写说明书时，我不断修正说明书的目录，格式等细节问题，以期做到最好。通过这一次课程设计，我付出了不少时间和精力，自身也学到了很多东西，编写论文，配合协作，统筹全局的能力有了进一步提升。王晨懿：在此次课程设计中，我负责绘制主液压缸的装配图。装配图在这次课程设计中所需的所有图中难度最大，细节要求最高，因此我花费了极大的时间和精力去绘制。同时，在绘制过程中因为负责计算的同学在不断地修正数据，我也需配合的同步对装配图进行调整。因此，这不仅锻炼和巩固了我用CAD绘图的能力，也提升了我的配合协调的能力。夏 健：在此次课程设计中，我负责主液压

41、缸的相关参数计算和选型。通过这次设计，我对液压系统中的主液压缸的设计有了初步的了解，对查找技术手册进行元件选型也有了进一步的了解。出于认真负责的态度，我在设计计算的同时也在不断的进行检验和修改，发现和完善了不少不足和缺漏之处，对自身活学活用的能力也有了提升。李穗文：在此次课程设计中，我负责除主液压缸以外的相关液压元件的参数计算和选型，以及对整个液压系统的压力和温升验算。通过这次设计，我对液压系统中的相关液压元件的设计有了初步的了解，对查找技术手册进行元件选型也有了进一步的认识。我在进行元件设计时也了解和学习了一些液压元件的结构特点和工作特性，对流体传动与控制这门课在实际中的应用有了进一步的认识

42、与拓展。周彦杰：在此次课程设计中，我负责进行工况分析，绘制负载循环图、速度循环图、液压系统原理图及其动作顺序表。因为我所负责的任务是对设计题目进行最初的分析和计算，因此我对设计题目有着更深的了解。而系统原理图和动作顺序表则是在负责计算和选型任务的同学的成果的基础上绘制而成的，这锻炼了我的综合与实践能力，以及配合协作能力。参 考 文 献1 重庆大学机械工程学院.液压传动与控制课程指导书M. 2013. 2 李松晶，丛大成，姜洪洲编.液压系统原理图分析技巧M北京：化学工业出版社，2009.3 周忆，于今主编.流体传动与控制M.北京：科学出版社, 2008. 4 张岚 弓海霞 刘宇辉编.新编实用液压手册M. 北京：人民邮电出版社, 2008.5 成大先主编.机械设计手册(第五版)第5卷M.北京：化学工业出版社，2008.6 张仁杰编.液压缸的设计制造和维修M北京：机械工业出版社，1989.7 机械工业部编.液压元件产品样本M北京：机械工业出版社，1985.