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1、题目：四柱万能液压机的液压系统设计此文档存在配套论文、图纸、PPT、及视频，作为学习交流所用，需要请留言QQ:279028320摘 要本次设计的题目是YB32-2500KN万能液压机的设计，它是利用液压传动技术进行压力加工的设备。它是用于锻压、轴类零件的压装或校正、冷挤、冲压、弯曲、压块、粉沫冶金、成型等工艺过程的压力加工机械，与机械压力机相比，它具有压力和速度可在广泛的范围内无级调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力，并能完成压制成型和定程成型等工艺方式，结构布局灵活，各执行机构动作可很方便地达到所希望的配合关系等优点；然而，该液压机也具有一定的缺点：它的机身刚度较小，由于用四立柱作导
2、向，活动横梁内侧导向套与四立柱磨损后不易调整。本次设计采用软件与硬件相结合的方法，设计的液压机是YB32-2500KN四柱万能型，最大压制力为250吨，液压最大工作压力为25MPa，它的加工工艺较其它类型液压机简单。主机为三梁四柱式结构，油缸由四柱导向，顶出缸布置于工作台中间孔内。各操纵调整机构均集中设置在操纵箱面板上，动力机构（包括电动机、泵、阀等元件）设置于右侧。根据给定的有关技术参数绘制液压机的动作线图，从动作线图上可以清楚的反映出各动作行程，速度和它们的配合关系，液压系统和电控系统的设计很重要，包括确定系统的执行元件（液压缸）的主要结构尺寸，绘制液压系统图，选择各类元件及辅件的形式和规
3、格，确定系统的主要参数，进行必要的性能估算，然后进行液压站设计。此次设计目的明确，通过老师细心指导，自己查阅有关资料，及到实习工厂观察学习，顺利完成设计任务。通过这次设计培养了自己动手、综合运用多学科的理论知识和技能解决工程实际问题的能力，为以后实际工作打下基础。关键词：液压机；四柱；电器控制；液压缸Title Four pillars universal hydraulic press hydraulic system designAbstractThis design topic is a hydraulic press, it is carried on the shaping usin
4、g the hydraulic transmission technology the equipment. It uses in the forging and stamping, the axis class components pressure installs or the adjustment, the swaging, the ramming, the curving, the briquetting, the powder metallurgy, takes shape and so on the tech logical process shaping machinery,
5、compares with the mechanical press, it has the pressure and the speed may adjust in the widespread a cope the st may output the complete power and the maintenance in the free position needs the pressure,and can complete the suppression to take shape and decides the regulation to take shape and the c
6、raft way and so on, the structural configuration is flexible, each implementing agrncy movement may very conveniently achieve hoped merit and coordinate relations however, this hydraulic press also has the certain shortcoming;It fuselage rigidity is smaller , due to makes the guidance with four colu
7、mns,the active crossbeam Inside guidance set wears after four columns is not easy to regulate.This design uses the method which software and the hardware unifies, the design hydraulic press is the YB32-2500KN four columns multi-purpose, the biggest suppressed strength is 250tons, the hydraulic press
8、ure biggest working pressure is 25Mpa, itsprocessing craft compares other tupe hydraulic presses to be simple. The main engine is three Liang four columns structures,the cylinder guides by four columns,goes against the cylinder arrangement in the work table middle hole. Front the control box arrange
9、ment is right to the fuselage leans. Each operation adjusting mechanism strongly establishes on the control box kneading board , the actuating unit (including electric motor, pumps,part and valve, act) establishes to right flank. According to the related technical parameter which assigns draws up th
10、e hydraulic press the movement graph, the driven makes in the graph to be allowed the clear reflection carious movements traveling schedule, speed and their coordinate relations. The hydraulic system and the electrically controlled system design is very important, including determination system func
11、tional element (hydraulic cylinder) main structure size, draws up the official hydraulic scheme, chooses each kind of part and the auxiliary form and the specification, definite system main parameter, carries on the essential performance evaluation. The electric appliance control uses the programmab
12、le control. the implement take the oil as the actuating medium, its cylinder work process by button centralized control, it causes the coursed speed to be possible to move. Finally carries on the hydraulic press the system design.This design goal is clear, carefully instructs through teacher, own co
13、nsult the pertinent data, and to factory affiliated with a school observation study, smoothly has completed the design task. Raise myself through this design to begin, the synthesis utilizes the mute-disciplinary theory knowledge and the skill solution project actual problem ability, will build the
14、foundation for the later practical work.At last, the installation and operating instruction manual supplied to the user were written.Key words: hydraulic press; four columns; electric appliance control; hydraulic cylinder目 录摘要IAbstractII目录IV第1章 绪论11.1 液压机的工作原理11.2液压机的特点及分类11.2.1液压机的特点11.2.2液压机的分类21.
15、3液压机的选择21.4液压机发展历程21.5国内液压机技术发展情况31.6 液压机的应用领域31.7 液压机的主要结构形式3第2章 液压机的结构样式52.1液压机的结构及工作特点52.2液压缸结构选型72.3 主缸的结构选型82.2.1主缸主要零部件的结构和材料92.2.2主缸基本参数的选择112.2.3 主缸的总效率142.4 顶出缸的结构选型142.4.1顶出缸主要零部件的结构和材料152.4.2顶出缸基本参数的选择162.5工作台的选型172.5.1结构形式的选择172.5.2工作台强度计算172.6横梁的结构设计17第3章 液压机的液压系统设计183.1明确液压系统的技术要求183.2
16、液压系统的功能设计183.2.1执行器的配置183.2.2动力分析193.2.3运动分析203.3液压系统主要参数的确定203.3.1液压缸有效工作面积A203.3.2液压缸的最大流量q max203.4拟定液压系统原理图213.4.1执行元件类型的选择213.4.2方向控制回路213.4.3.调速回路213.4.4压力控制回路233.4.5液压油源回路253.4.6仿真软件的应用263.4.7液压系统的合成27第4章 元件参数型号选择314.1 液压元件的计算和选择314.1.1 液压泵的选择314.1.2电机的选择324.1.3液压阀的选择334.1.4液压缸的进出油管尺寸344.1.5油
17、箱35第5章 液压站相关参数选择375.1液压站的结构型式375.1.1液压泵的安装方式375.1.2电动机与液压泵的联接方式375.2液压泵结构设计的注意事项385.3系统温升的验算385.4液压油箱的结构设计39结论41致谢42参考文献43附录45第1章 绪 论1.1 液压机的工作原理液压机是一种利用液体压力能来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机器。其主要是利用帕斯卡原理制造而成的。如图1-1所示：1-小柱塞2-大柱塞3-工件4-液体图1-1 液压机工作原理图两个充满液体的具有柱塞或活塞的容腔由管道相连接，当小柱塞1上的作用力为F1时，液体压力为PF1/A1，A1为柱塞1的工作面积，根据
18、帕斯卡原理，在密封容积中，液体压力在各个方向上是相等的，则压力P将传到容腔中的每一点，因此大柱塞2上将产生向上的作用力F2，迫使工件 3变形，且F2F1A2/A1 这就是液压机的基本原理。1.2液压机的特点及分类 1.2.1液压机的特点1、基于液压传动的原理，执行元件（缸及柱塞或活塞）结构简单，结构上易实现很大的工作压力，较大的工作空间和较长的工作行程，适应性强，便于压制大型工件或较长较高的工件。2、在行程的任何位置均可以产生压力机额定的最大压力，可以长时间保压。3、可以利用阀在工作循环中调压或限压，不易超载，容易保护模具。4、滑块总行程可以在一定范围内任意改变，滑块速度可以在一定范围内最大程
19、度的调节。但液压机由于其设计安装的原因，也有如下缺点：用泵直接传动时，安装功率比相应的机械压力机大。由于工作缸升压及降压，阀换向需要一定时间，空程速度不够高，在快速性方面不如机械压力机。由于液体的可压缩性，在快速卸载时，容易加大本机和液压系统的振动。工作液体有一定使用寿命，一段时间后得更换，增加了工作量和复杂度1-2。1.2.2液压机的分类按照机架结构形式液压机可分为梁柱式组合框架型、整体框架式、单臂式等。按照功能用途液压机可分为手动液压机、锻造液压机、冲压液压机、一般用途液压机、校正、压装液压机、层压液压机、挤压液压机、压制液压机、打包压块液压机、专用液压机等十组类型。1.3液压机的选择液压
20、机本体一般由机架、液压缸部件、运动部分、及导向装置组成。由于加工工艺的多样性，液压机的结构型式也是多种多样的。根据设计要求：液压机可用于塑性材料的压制及冲裁、弯曲、弯边、浅拉伸等，也可用于从事校正、压装、砂轮成形、磨料制品成形等工作，具备独立的动力机构和电器系统，可实现调整，手动等操作方式；公称压力为2500kN。可选择Y32系列小型四柱万能液压机，机身为三梁四柱式，单缸体。1.4液压机发展历程1653年，帕斯卡发现了利用液体能产生很大力量的可能性，并首次提出了帕斯卡定律。1795年，英国人Bramah发明了第一个手动液压机。18591861年，维也纳铁路工场生产了第一批用于金属加工的液压机，
21、公称压力分别达到了7000kN,10000kN和12000kN。1884年，在英国曼切斯特首先使用了锻造钢锭用的锻造水压机，于1893年建造了当时世界最大的120MN的锻造水压机。第二次世界大战前后，德国，美国，英国，苏联等先后制造了315MN750MN的大型模锻水压机。进入二十世纪以来，随着制造业的发展，将流体技术与数控，计算机控制和微电子技术相结合，液压机进入了一个新的发展阶段，逐渐成为工业生产中必不可少的设备，在国民经济各部门得到了广泛应用。1.5国内液压机技术发展情况1949年新中国成立以后，我国建立了独立自主的完整工业体系，液压机的研发也逐渐受到重视3-4。19571962年，我国开
22、始自行设计，自行制造各种锻压设备，期间生产了将近30台10000kN到31500kN 中型锻造水压机及两台120MN到125MN的大型锻造水压机，初步建立了一支设计和制造液压机的队伍。60年代，我国先后成套设计制造了一些大型液压机，如300MN的有色金属模锻水压机，120MN有色金属挤压水压机，80MN黑色金属模锻水压机等。进入70年代，我国已具备向国外出口多吨位液压机的能力，其设计制造已达到了一定的先进水平。进入21世纪以来，我国的液压机技术及生产能力已趋于成熟，国内市场占有率高达90以上。2005年，国内液压机销售额就达到了13亿元人民币左右。在生产台数和总吨位上，我国液压机生产产量处于国
23、际领先地位。但我国的液压机在技术水平上与国外还存在较大差距，部分关键件，如高档的液压元件和电控元件还得依靠国外进口。国产液压机普偏存在质量可靠性低，漏油问题严重，关键件加工质量低等问题。在今后的发展中，国产液压机还得在自动上下料，多工位，快速高速，依托电液比例技术，传感器，电子，计算机，网络等以及环保方面加大研发力度。1.6 液压机的应用领域液压机适用于几乎所有需要压力加工的工艺。目前液压机主要应用在下列领域：金属薄板件的冲压拉深成形工艺，主要用在汽车、家电行业中金属覆盖件的成形加工； 金属零件的压力成形、主要包括模压成形、金属型材的挤压成形、冷热模锻、自由锻造等加工工艺；粉末制品行业，如磁性
24、材料、粉末冶金等；非金属材料的压制成形，如SMC 成型、汽车内饰件的热压成型、橡胶制品等；木制品的热压成型，比如植物纤维板材、型材的热压加工；其他应用：如压装、校正、塑封、压印等工艺5。1.7 液压机的主要结构形式按照结构形式分类，液压机主要包括单柱液压机、四柱液压机、框架液压机及其他结构的液压机。单柱液压机可分为整体机身和组合机身两种结构，单柱液压机在工作中，由于机身的变形，滑块与工作台会产生一定的夹角，故多用在对精度要求不高的应用场合，如：压装、板材压型、校直等工艺6。四柱液压机通过四根立柱把上下横梁连接起来，且其带滑块的活动横梁依靠四根立柱导向，机器具有结构简单，制造成本低等特点，故应用
25、最为广泛。框架式液压机用焊接框架立柱代替四柱液压机中的圆柱立柱，滑块的导向依靠固定在立柱上的导轨导向，具有导向精度高，抗偏载能力大等优点，但制造成本比四柱液压机高，多用在对精度要求较高的场合，如金属薄板的冲压，金属精密成型等工艺。以上三种液压机占到液压机总数的95%以上。根据不同的需要，另外还有各种其他特殊结构形式的液压机，如：多柱式、多向式、卧式、龙门式等结构的液压机7 。多工位液压机的需求将会大幅度增加。由于加工设备、技术等原因，现在国内多工位液压机不是很多。多工位液压机有很多优点：多道工序在一台液压机中不同的工位完成，减少了液压机的台数，进而减少了设备占用面积；减少了设备的中间送料程序和
26、操作人员：提高了生产效率：减少了投资成本。现在一些大型的液压机生产企业在加工及技术上已经具备了多工位液压机的设计及生产能力。未来十年内，国内多工位液压机将在某些行业具有广泛的应用。在美国的冲压线中有70%为多工位压力机，日本的冲压线中的多工位压力机也占到总线数的32%，而在国内的冲压线中几乎没有多工位压力机。快速液压机在批量生产中能成倍地提高效率。如果液压机的效率能提高一倍，则一条生产线可代替两条生产线，在用户投资增加不大的情况下一条线即可代替两条线。一般的普通液压机的快降及回程速度只有100200mm/s，而现在的快速液压机则已经高达450mm/s。国外的一些高速小型液压机每分钟的行程次数达
27、到数百次以上。由于快速液压机的诞生，2000年后新建的汽车冲压线采用液压机的比例已达60%以上，而在上世纪90 年代前的汽车冲压线几乎全部采用机械压力机.液压机的速度及效率的提高还有很大的潜力，各制造商应加强在这方面的研究与开发，在配合自动上下料装置的基础上，实现高效率工作8-9 。第2章 液压机的结构样式2.1液压机的结构及工作特点四柱液压机一般由机身、主缸、顶出缸、油箱、液压动力机构及电控装置等组成，用液压管道及电线等连接。机身为三梁四柱式，利用四根立柱及紧锁螺母将上横梁和下横梁（工作台）组成一个封闭的刚性框架，主缸装于上横梁上，主缸活塞与活动横梁紧固连接，活动横梁靠四根立柱导向，可上下运
28、动，活动横梁和工作台表面都开有T形槽，便于安装模具。工作台下部安装有顶出缸，用于顶出工件。在液压机的顶部设有油箱，在活动横梁快速下行时，可及时向主缸上腔补油，以减少主缸建压时间，提高快速性。工作特点：四柱万能液压机可实现活动横梁的空程快速下降、减速下降、工作压制、保压延时、快速回程及停止等动作，其工作压力，压制速度，空程下降的行程范围及减速的行程范围均可以根据工艺要求进行调整。工作压制分为定压成形和定程成形两种方式。定压成形是液压机工作压力达到调定压力时可进行保压，延时及自动回程，延时时间可根据需要进行调整。定程成形是活动横梁达到调定压力的行程位置后，可进行保压，延时及自动回程5-8。四柱液压
29、机一般采用按钮集中控制，操作方式有调整、手动和半自动三种。四柱万能液压机的基本参数：基本参数是液压机的基本技术数据，根据液压机的工艺用途及结构类型来确定，而用户的具体要求也是设计液压机基本尺寸的一大依据。为了更有利于专业化生产，降低成本，提高质量和便于维修，应尽量选用系列化，通用化和标准化的尺寸。如图21所示：1、公称压力 液压机名义上能产生的最大力量F。FPS （2-1）式中 F公称压力； P工作液体压力；S工作柱塞总工作面积。设计要求已给出：F2500kN。图2-1 液压机基本参数示意图2、最大净空距（开口高度）H即活动横梁停在上限位置时，从工作台上表面到活动横梁下表面的距离。查锻压手册第
30、3卷表1-8-2 四柱液压机基本内参数可知，H取1120mm。3、最大行程S活动横梁位于上限位置时，活动横梁的立柱导套下表面到立柱限程套上表面的距离，即活动横梁能移动的最大距离。 查如上手册，取s=710mm。4、工作台尺寸 （长B宽T） 工作台尺寸指工作台面可以利用的有效尺寸，其取决于模具（工具）的平面尺寸及工艺过程的安排。查如上表，取B等于1000mm，A取1000mm。5、活动横梁运动速度按液压机的工作过程分为空载下行速度V1、工作行程速度V2、回程速度V3。查锻压手册第3卷表182，取V1=90mms ，V2 =12mms，V3=60mms 。6、顶出器公称压力F1及行程s1顶出器的力
31、量及行程由工艺要求来确定。查锻压手册第3卷表1-8-2，取F1等于400kN，s1等于250mm。2.2液压缸结构选型液压缸（油缸）是液压传动系统中的执行元件，是一种将液压能转变为机械能的转换装置。它可以做直线往复运动和小于360的摆动。做直线运动的液压缸称为推力液压缸，做摆动的液压缸称为摆动液压缸。液压缸具有结构简单，制造容易，使用维护方便，易于实现远控和自控等优点，因此，液压缸广泛应用于工业生产等部门。该液压机包含了主缸和顶出缸两个液压缸。主缸的作用在于高压液体进入主缸后，作用活塞上，经过活动横梁将力传给工件，使工件产生塑性变形。主缸是液压机的主要部件之一。顶出缸主要用于工件的浮动压边和顶
32、出。液压缸类型的选择：液压缸的类型多种多样，液压机最常用的主缸型式有柱塞式和活塞式两种。如图2-2所示： 柱塞式 活塞式 图 2-2主缸的类型简图各自的特点及应用范围：1、柱塞式液压缸：它在水压机中应用最多，广泛应用于工作缸、回程缸、工作台移动缸及平衡缸等处。结构简单，制造容易，但只能单方向移动，反向移动需要回程缸实现。2、活塞式液压缸：此结构在中小型油压机中应用广泛。可以实现双向作用，既能完成工作行程，又可以实现回程，所以简化了液压机结构。但是活塞在两个方向上都要求密封，因此缸的内表面在全长上均需加工，精度要求较高，粗糙度要求低，部件结构比较复杂。 根据设计要求，公称压力为2500kN,即中
33、小型油压机，故选用结构简单，能实现工作行程和回程双向运动的活塞式液压缸。液压缸支承型式的选择1、法兰支承：液压缸以法兰支撑并安装在横梁内，由缸外壁的两个环行面积与横梁相配合。缸内进入高压液体时，通过法兰与横梁的接触面将反作用力传给横梁，液压缸本身靠法兰上的一圈螺栓固定在横梁上。法兰也可以嵌入上横梁内，采用压环固定。2、缸底支承：液压缸直接靠缸底固定在上横梁上。这种连接不用法兰，消除了法兰过渡区的应力集中，并减小了缸体毛坯尺寸。但这种支承形式增加了液压机的高度，缸底与横梁的接触情况不易检查。本液压机主缸和顶出缸均采用法兰支承，通过法兰分别将其固定在上横梁和下横梁上。2.3 主缸的结构选型该液压机
34、主缸采用活塞式结构，为单活塞杆式双作用液压缸，主要由缸体、活塞、导向套等组成。缸筒与缸底焊接成一体。如图2-3所示，缸体1的上端设有两个进油孔，侧壁安有一个进有孔，分别为液压机空载下行和工作行程和回程时提高油压。缸体与上横梁用法兰固定，用紧锁螺母5锁紧。法兰与缸筒的连接形式通常有整体、焊接、螺纹等连接形式，该液压缸选用整体形式。但液压机空载下行或工作时，高压液体进入缸内，为防止缸筒向下或向上移动，可通过法兰与上横梁的接触面将反作用力传给法兰，迫使缸筒固定在原位置。活塞为组装件，由活塞杆6和活塞头4组成，由螺钉固紧。活塞杆由导向套7导向。缸内两腔间的密封靠活塞内孔与活塞杆配合处的密封圈以及反方向
35、安装在活塞外缘上的密封圈来保证。为防止油液外泄，导向套7的外缘安装有密封圈，内孔由密封圈和挡圈进行密封。活塞杆可通过压环9与动横梁固定。1缸体 2、3螺母 4活塞头 5紧锁螺母6活塞 7导向套 8压紧环 9压环图2-3主缸示意图2.2.1主缸主要零部件的结构和材料1、缸筒该液压缸需要固定在上横梁上，所以如前面所述，在缸筒上设计有法兰，通过法兰固定。缸筒的材料常用35号，45号无缝钢。在承受负荷很大的情况下，也可以采用高强度合金无缝钢管作缸筒。该液压缸采用45号钢，并调质到HB241285，以改善其加工性能和强度。2、活塞和活塞杆活塞与活塞杆的结构主要包括活塞与活塞杆的连接结构、活塞杆端部的连接
36、结构、活塞与活塞杆及缸筒的密封结构等。活塞与活塞杆的连接结构：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、弹簧挡圈连接和推销连接等类型。液压缸在一般工作条件下，活塞与活塞杆采用螺纹连接，其结构简单，拆装方便。该液压缸采用的螺钉连接，为了防止工作机械振动较大时螺钉松动，在螺钉上还装有一螺母，如图2-3所示。活塞杆的主体结构和端部连接结构：活塞杆主体有实心和空心两种。一般情况下多采用实心杆；为了减轻大型液压缸的重量或杆固定而缸筒带动工作机构运动等情况，则采用空心杆。该主缸采用实心杆。活塞杆端部与工作机械的连接结构可根据不同的使用要求来定。主要有焊接式单耳环、整体式单耳
37、环、光滑端部、双耳环、球头、外螺纹连接、内螺纹连接等形式。该主缸采用外螺纹连接形式，并通过压环与活动横梁固接。活塞和活塞杆的材料：活塞的材料通常采用钢，耐磨铸铁，灰铁HT1533，HT2040和铝合金等。实心活塞杆的材料通常为35号，45号钢，活塞杆粗加工后要调质到硬度229285HB,必要时再经高频淬火，硬度达到4555HRC。 3、导套 导套在活塞杆往复运动中起导向作用，如图2-3所示，标号7即为导向套。该导套为轴套式，材料选用抗压耐磨的ZQSn6-6-3青铜铸造。导套的长度可查相关手册，原机械部已拟定了柱塞式液压缸的导套标准JB2003-76。导套过短将使缸因配合间隙引起的初始挠度增大，
38、影响缸的工作性能和稳定性。因此在设计时必须保证缸有一定的最小导向长度。一般液压缸的最小导向长度应满足： （2-2）式中 H为最小导向套长度；L为液压缸最大行程；D为缸筒内径。4、密封圈密封件的作用是用来防止高压液体的泄露。它是易损件，如质量不好，会严重影响液压机的正常工作。因此要求密封件密封性好，能随液体压力增高而提高其密封性能，摩擦阻力小、磨损小、寿命长、使用维护简单、易拆换、成本低、容易制造。在选择密封件的材料时，要求在一定范围内有较好的化学稳定性，不溶于工作介质，与金属材料接触时不相互作用（如腐蚀、粘着等），不软化或硬化，弹性好，永久变形小，有适当的机械强度，耐磨性好，摩擦系数小，易压制
39、成型等。密封圈的材料通常选用聚胺酯橡胶，在各种液压缸中应用较为广泛。密封圈有V型、U型、Y型、O型等型式。液压机的密封可分为相对运动件表面之间的动密封和固定件表面之间的静密封。如图2-3所示，活塞内孔与活塞杆配合处的密封圈选用O型，活塞头外缘上的密封圈选用Yx型，导向套7的外缘安装O型密封圈，其内孔的密封圈选用Yx型。2.2.2主缸基本参数的选择1、工作负载和工作压力液压机的工作负载是指工作机构在满负荷的情况下，以一定的加速度起动时，对液压缸产生的总阻力。根据设计要求，该液压缸的工作负载为2500kN。液压缸的工作压力是指作用在活塞上克服最大工作负载所需的液体压力。可根据主机类型参照下表来选取
40、：表2-1 按主机类型选择液压缸工作压力主机类型机床农业机械小型工程机械工程机械辅助机械液压机中大型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力 MPa235881010162032根据设计要求，液压缸工作压力可选用25MPa。2、工作速度和速比液压缸的工作速度与供液流量和活塞的有效作用面积相关。可根据选定的液压泵流量、液压缸缸筒内径和活塞杆直径来确定。 活塞杆的伸出速度和缩回速度分别为： （2-3） （2-4）式中 q进液流量；容积效率；D缸筒内径；d活塞杆直径。液压缸的速比与缸筒内径和活塞杆直径有关。速比一般不宜过大，否则无杆腔回液流速过高而形成很大的背压。但也不宜过小，否则
41、活塞杆直径相对于缸筒内径太细，稳定性差。 (2-5)可按下表选取：表2-2 不同工作压力时推荐的速比工作压力MPa12.52020速比1.331.46；22该主缸工作压力为25Mpa,所以选等于2。3、缸筒内径和活塞杆直径对于双作用单活塞杆式液压缸，液压缸是以推力驱动工作负载，由推F等于工作负载R的条件，可得 （2-6） 由此可求出缸筒内径为 （2-7）式中 液压缸进油压力；机械效率；机械效率可根据密封圈形式来确定，通常橡胶密封时取=0.95；代数据入上式得： D=0.366由式2-5可得： （2-8）代入数据得： 缸筒内径按GB2348-80规定的液压缸筒内径尺寸系列圆整得D=40mm；活塞
42、杆直径按GB2348-80规定的活塞杆直径系列尺寸圆整得d=32mm；4、最大工作行程和最小导向长度最大工作行程s指活动横梁位于上限位置时，活动横梁的立柱导套下表面到立柱限程套上平面的距离。前面已选出，s=710mm。主缸的最小导向长度是指活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面中点到导向套滑动面中点的距离。对于一般液压缸，其最小导向长度H应满足下式要求： （2-9）式中 L液压缸的最大行程； D缸筒内径。则 5、缸筒壁厚和外径缸筒相当于一个两端封闭的圆筒形受压容器，由材料力学知，其应力状态是随着缸筒内径和壁厚的比值D/的改变而变化的。因此在计算缸壁的合成应力和厚度时，必须考虑不同的比值D/和材质，采用
43、不同的计算公式。根据目前工程机械和重型机械的实际情况，用得最多的是中厚壁液压缸，因此先按该种公式计算，再修正。 （2-10）式中 强度系数，当采用无缝钢管时，=1；c计入筒壁公差及腐蚀时的附加厚度，一般可以略去；缸筒材料的许用应力，缸筒材料选用45号钢，故常取110150Mpa。对于工程机械和重型机械用的液压缸的缸筒，一般都采用无缝钢管，当忽略c值以后，则缸筒的计算公式如下： （2-11）代入数据得： 0.040缸筒的壁厚确定后，由下式计算出缸筒外径： 2.2.3 主缸的总效率1、机械效率：由活塞及活塞杆密封处的摩擦阻力所造成的摩擦损失，在额定压力下通常可取： =0.90.95, 这里取：=0
44、.932、容积效率： 由各密封件的泄露所造成，当活塞密封为弹性材料时；取=0.983、反作用力效率：由排出口背压差所产生的反向作用力。 -当活塞杆伸出是为进油压力,当活塞杆缩回是为排油压力-当活塞杆伸出时为排油压力,当活塞杆缩回时为进油压力 主缸的总效率： (2-12) =0.930.980.98 =0.893 说明：该系统背压0.4 MPa 。2.4 顶出缸的结构选型顶出缸为活塞式结构，如图2-4所示，主要由缸体、活塞杆及导向套、行程开关、凸台、顶杆等组成。缸体的下底设有进油孔和出油孔。缸体与下横梁采用法兰4固定，用紧锁螺母7锁紧，防止缸筒随活塞杆上下窜动。活塞与活塞杆为整体式，由导向套5导向。活塞杆与缸体内壁以及活塞杆与导向套之间用O型密封圈密封，导向套与缸体内壁用Yx型密封圈密封。导向套用螺母3固定。图上顶出缸的右端设有顶杆和行程开关。顶杆与活塞杆连接在一起，显示活塞杆的伸出长度。行程开关用来控制顶出缸的工作过程9-10 。1凸台 2防尘圈 3螺母 4法兰 5导向套 6、10、12
