《机械毕业设计（论文）YB32200型压力机液压系统的设计（全套图纸）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械毕业设计（论文）YB32200型压力机液压系统的设计（全套图纸）.doc（38页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、郑州工业应用技术学院本科生毕业设计说明书题 目：YB32-200型压力机液压系统的设计指导教师： 职称： 讲师 学生姓名： 学号： 专 业： 机械设计制造及其自动化 院（系）： 机电工程学院 答辩日期： 2015年6月23日 摘要液压压力机是制品成型生产中应用最广的设备之一，是集机电液为一体的现代化高技术设备。本文针对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的需求，提出了设计题目。并对该机的机械系统液压系统和所需缸的尺寸进行了全面设计。在机械系统设计中，首先确定整机为二梁四柱结构，依此为基础，根据工况分析，确定了液压的系统压力和安装方式，计算出主缸顶出缸的内径尺寸活塞杆的尺寸缸盖以及
2、导向套的尺寸。接着完成了对主缸和顶出缸的结构优化设计和各个零部件之间装配方式的选择。最后绘制了主缸和顶出缸的装配图和主要零件图。液压系统设计中，首先分析压力机的压制工艺，根据液压压力机的用途特点和要求，利用液压传动的基本原理，并在此基础上，进行了液压系统原理图的设计，确定了液压系统的执行元件。计算了整个液压系统的流量，并根据流量和压力进行了液压阀的选择液压站的设计和各个辅助元件的选择。计算了整个系统的功率，据此选择了电动机的型号，最后完成了整个液压系统的验算。关键词：液压系统 ；压力机；液压控制系统；液压机全套图纸，加153893706AbstractHydraulic press is on
3、e of the products most widely used in molding production equipment, is a machine, electricity and liquid as one of modern high-tech equipment. Aiming to achieve rapid backlash downside - Slow pressure - packing - fast return - needs to stop duty cycle, we proposed a design. And the aircrafts hydraul
4、ic system mechanical systems and cylinder size required for a comprehensive design.In the mechanical system design, first determine the whole structure is two-beam four, followed by the foundation, according to the working conditions analyzed to determine the hydraulic system pressure and installati
5、on, calculate the top of the master cylinder inner diameter of the cylinder rod as to size, the size of the cylinder head and the guide sleeve. Then complete the assembly between the way the master cylinder and the top of the cylinder structure optimization design and the choice of the individual co
6、mponents. Finally draw the master cylinder and the top of the cylinder assembly drawing and major parts drawing.Hydraulic system design, the first press of the pressing process analysis, based on the use of hydraulic presses characteristics and requirements, using the basic principle of hydraulic tr
7、ansmission, and on this basis, the design of the hydraulic system schematics to determine the hydraulic system The actuator. Calculate the flow rate of the hydraulic system, and based on the flow and pressure of the design and selection of each auxiliary hydraulic valve element selection hydraulic s
8、tation. Calculate the power of the entire system, whereby selected motor model, and finally completed the checking of the hydraulic system.Keyword：Hydraulic system, Presses , Hydraulic Control System, Hydraulic Press目录1 绪论11.1液压传动的发展概况11.2压力机的发展12 液压压力机的液压系统原理设计42.1液压压力机的基本结构42.2工况分析42.2.1液压压力机工况分析4
9、2.2.2主缸负载循环图和速度循环图的绘制52.2.3顶出缸缸负载循环图和速度循环图的绘制62.3拟定液压系统原理图72.3.1确定供油方式72.3.2调速方式的选择72.3.3液压系统原理图的设计72.3.4主液压缸的运动92.3.5顶出缸的运动103 液压系统的计算和元件选型113.1液压缸的计算与选型113.1.1确定液压缸的主要参数113.1.2缸筒的设计计算143.1.3缸盖厚度的确定153.1.4最小导向长度的确定153.1.5液压缸工作行程的确定173.1.6缸体长度的确定173.1.7液压缸的结构设计173.1.8液压机顶出缸设计213.2确定液压泵和电动机233.3液压阀的选
10、择263.4液压站的设计273.4.1液压油箱的设计273.4.2确定管道尺寸304 辅助元件的选择314.1管道314.2管接头314.3密封件314.4滤油器314.5空气滤清器314.6液位计315 液压系统温升的验算335.1液压系统温升的验算33结论35致谢36参考文献381 绪论1.1液压传动的发展概况液压传动和气压传动总称为流体传动，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，在工农业及其各个领域光伟应用。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。1我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获
11、得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。2我国机械工业在引进国外先进的液压技术的同时认真消化，努力研制、开发属于我国自主的液压件新产品。同时为了保证新产品的可靠性和稳定性积极采用国际标准，优化产品结构，对一些性能
12、差不符合国家标准的液压件产品，采取措施，逐步淘汰。由此可见，伴随着科学新技术的迅猛发展，液压技术将会被赋予一种新的力量，机械工业各领域得到广泛应用。3液压机作为制品成型生产中应用最广的设备之一，自19世纪问世以来发展很快，液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，还主要是在高速，高效率，低能耗；提高整个液压系统充分合理的利用先进的机械和电子技术的液压集成；4自动化、智能化，液压元件集成化、标准化四个方面实现对系统的自动诊断和调整，以有效防止泄露和污染。51.2压力机的发展压力
13、机的发展历史只有100年。压力机是伴随着工业革命的的进行而开始发展的，蒸汽机的出现开创了工业革命的时代，传统的锻造工艺和设备逐渐不能满足当时的要求。因此在1839年，第一台蒸汽锤出现了。此后伴随着机械制造业的迅速发展，锻件的尺寸也越来越越大，锻锤做到百吨以上，即笨重又不方便。在1859-1861年维也纳铁路工厂就有了第一批用于金属加工的7000KN、10000KN和12000KN的液压机，1884年英国罗切斯特首先使用了锻造钢锤用的锻造液压机，它与锻锤相比具有很好的优点，因此发展很快，在1887-1888年制造了一系列锻造液压机，其中包括一台40000KN的大型水压机，1893年建造了当时最大
14、的12000KN的锻造水压机。在第二次世界大战后，为了迅速发展航空业。美国在1955年左右先后制造了两台31500KN和45000KN大型模锻水压机。近二十年来，世界各国在锻造操作机与锻造液压机联动机组，大型模锻液压机，挤压机等各种液压机方面又有了许多新的发展，自动测量和自动控制的新技术在液压机上得到了广泛的应用，机械化和自动化程度有了很大的提高。国外的锻造自动化也取得了长足发展。现代化的大型自由锻造车间的锻造液压机、操作机、锻造吊车实现了联动控制，全部机械化，并配有锻件尺寸自动测量装置，锻造压机与操作机数控联动，锻造加热炉自动控制。6中小型自由锻实现了压机与操作联动微要控制、计算机自动编程的
15、自动程序锻造。热模锻方面，大型汽车零件模锻件大部分采用以多工位热模锻压机为主休的综合自动线，美国、德国、日本基本采用热模锻压力机取代原有的模锻锤，中小型模锻件采用多工位高速自动热镦机，最高速度达到4000-12000件/小时。德国穆勒.万加顿公司开发研制了直接驱动的螺旋压力机，并组成全自动锻造线，最大吨位达到25000吨，主要用于中、重零件的模锻和精密锻造。7提高生产率是永恒的追求目标，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，在数控回转头压力机上，主要采用伺服控制的液压主驱动系统来提高压机的行程次数。 在追求高速化加工的同时，还必须尽可能缩短生产辅助时间
16、，以取得良好的技术经济效益。在数控压机上配备伺服电机驱动的三坐标上下料装置，可使冲压中心实现高效板材加工。将几种工艺或几个工序复合在一台机床上完成，是当前各类机床大幅压缩生产辅助时间，提高生产率的重要技术途径，在锻压机械上也得到了成功应用，效果十分显著。8如：德国、美国、日本已相继开发出激光一步冲复合机，将模具冲切与激光切割有机地结合起来，工件一次上料即可完成冲孔、冲切、翻边、浅拉伸、切割等多道工序，最大限度地节省了辅助时间，特别适合孔型多而复杂的面板类工件的加工及多品种小批量板料加工。再来看一下我国的情况，冷冲压方面，目前我国主要汽车生产厂，约有90%的冲压线采用一台双动拉伸压力机（或多杆单
17、动拉伸压力机）和4-6台单动压力机组成冲压流水线，手工上下料完成大型覆盖件的冲压生产，生产效率低，生产节拍最高只有3-5次/分；9人身安全和工件环境差；在手工上下料和传送工件过程中，易造成工件划伤等缺陷，冲压制件质量差；整条冲压线长60米左右，约需20-24名操作工人，占地面积大，人工成本高，冲压件制造成本比国外高2-3倍，是我国汽车工业严重缺乏市场竞争力的重要因素之一。10我国有90%的冲压线采用人工上下料，另有10%的冲压线实现了单机联线自动化，生产节拍最高为6-8次/分，而代表当今冲压技术国际水平的大型多工位压力机，在我国汽车工业中的应用仍是空白。这也是我国冲压行业与西方发达国家的主要差
18、距所在，在很大程度上制约了我国汽车工业的发展。热锻方面，大型自由锻造的设备能力过剩，设备布局分散，利用率极低，机械化、自动化程度低，锻件加工余量大，工人劳动条件差，劳动强度大。11国内自行设计制造了三条800T双机联动快锻机组，但自动化程度不高；国内冶金行业引进少量的快锻机组和精锻生产线；汽车大型模锻件的自动化方面，只有一汽、二汽等少数大公司从国外引进热模锻压力机自动线，绝大部分仍采用蒸空模锻锤和压力机模锻相结合的格局，自动化程度低；中小件的模锻，仍然是模锻锤占多数，基本上是手工操作，锤上模锻机械手实际应用很少，高速自动热锻机主要依赖进口。13 随着我国工业技术水平的发展，特别是以轿车为代表的
19、汽车工业快速发展，带动汽车零件的产量和质量不断提高。但必须清醒地认识到，中国与国际先进水平仍有很大差距，国际大汽车公司必然严重冲击中国汽车工业，国内同行之间的竞争也将日趋激烈。中国汽车工业的发展，离不开装备工业的大力支撑，锻压设备制造业必须满足汽车工业大批量生产的要求，向自动化、高效率方向发展。解放后我国迅速建立独立自主的完整的工业体系，同时仿造并自行设计各种液压机，同时也建立了一批这方面的科研队伍。15到了六十年代，我国先后成套设计并制造了一些重型液压机，其中有300000KN的有色金属模锻水压机，120000KN有色金属挤压水压机等。特别是近十年来，又有了一些新的发展。比如，设计并制造了一
20、批较先进的锻造水压机，并已向国外出口，与此相应的，我国也陆续制造了各种液压机的系列及零部件标准。16但是，我们也应清楚地意识到我们与发达国家相比还有很大的差距，还不能满足国民经济和国防建设的需要。许多先进的设备和大型机仍需进口，目前应充分发挥我们的优势，加强我国在这方面的竞争力，这不仅是有助于我们从制造业大国向制造业强国的转变也是国家安全的需要。2 液压压力机的液压系统原理设计2.1液压压力机的基本结构小型压力机机身属于四立柱机身。机身由上横梁、下横梁和四根立柱组成。液压机的各个部件都安装在机身上，其中上横梁的中间孔安装工作缸，下横梁的中间孔安装顶出缸，工作台面上开有开有T型槽，用来安装模具。
21、活动横梁的四个角上的孔套装在四立柱上，上方和工作缸活塞相连接，由其带动横梁上下运动。机身在液压机工作中承受全部的工作载荷。工作缸采用单杆活塞缸，当压力油进入工作缸上腔，活塞带动横梁向下运动，其速度慢，压力大，当压力油进入工作缸下腔，活塞向上运动，其速度较快，压力较小，符合一般的慢速压制、快速回程的工艺要求。活动横梁是立柱式液压机的运动部件，位于液压机机身的中间，中间圆孔和上横梁的工作活塞杆连接，四角孔在工作活塞的带动下，靠立柱导向作上下运动，活动横梁的底面也开有T型槽，用来安装模具。液压机的动力部分是液压泵，将机械能转变为液压能，向液压机的工作缸提供高压液体。如下图2.1为液压机的实体图形，供
22、油装置和控制装置。图2.1 液压机2.2工况分析2.2.1液压压力机工况分析设计一台小型液压压力机的液压系统，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，主缸快速进给速度为0.08m/s，快退速度为0.03m/s，加压速度0.006m/s,压制深度200mm，保压时间：40s，移动部件自重：G=30KN，工作行程700mm,取静摩擦因数fs=0.2，动摩擦因数fd=0.1；加速、减速时间为0.05s, 顶出缸顶出速度0.02m/s，顶出缸回程速度0.05m/s，工作行程250mm, 顶出缸顶出力350KN油缸垂直安装，设计该压力机的液压系统。工作负载 工件的压制抗力即为工作负载：F
23、t=200KN摩擦负载 静摩擦阻力：Ffs=0.230000=6000N 动摩擦阻力：Ffd=0.130000=3000N惯性负载 最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速度时间进行计算。10已知加速 减速时间为0.05s,快速进给速度为0.08m/s，因此惯性负载可以表示为： Fm= = 4898N具体参数及各工作阶段主缸负载和顶出缸负载如表2.2.1-1和表2.2.1-2所示： 表2.2.1-1 液压缸主缸在各工作阶段的负载工况负载组成负载值F/N液压缸推力/N F1=F/m 启动F=Ffs60006315.79加速F=Ffd+Fm7898
24、8313.68快进F=Ffd30003157.89工进F=Ffd+Ft203000213684.21快退F=Ffd30003157.89表2.2.1-2 液压缸顶出缸在各工作阶段的负载工况负载组成负载值F/N液压缸推力/N F1=F/m 启动F=Ffs60006315.79工进F=Ffd+Ft3900041052.63快退F=Ffd30003157.89注：1.液压缸的机械效率m通常在0.90.95之间，此处取0.95.2.2.2主缸负载循环图和速度循环图的绘制根据工况负载和已知速度条件，可绘制负载图和速度图，如图2.2.2-1和图2.2.2-2所示：图2.2.2-1 速度图图2.2.2-2负
25、载图2.2.3顶出缸缸负载循环图和速度循环图的绘制根据工况负载和已知速度条件，可绘制负载图和速度图，如图2.2.3-1和2.2.3-2所示：图2.2.3-1 顶出缸速度循环图图2.2.3-2 顶出缸负载循环图2.3拟定液压系统原理图2.3.1确定供油方式根据设计要求，设计一台小型液压压力机，考虑到该液压机压力要经常变换和调节，压制时的负载比较小，流量大，空行程和压制行程的速度差异大，因此采用一台低压变量泵供油即可。2.3.2调速方式的选择工作缸采用单杆活塞缸，当压力油进入工作缸上腔，活塞带动横梁向下运动，其速度慢，压力大，当压力油进入工作缸下腔，活塞向上运动，其速度较快，压力较小，符合一般的慢
26、速压制、快速回程的工艺要求。液压压力机动作循环图如下图2.3.2-1所示： 图2.3.2-1 压力机动作循环图2.3.3液压系统原理图的设计本设计任务要求设计一台小型液压压力机的液压系统，可以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，油缸垂直安装。根据要求可以分析设计：液压系统中变量柱塞泵在得到由高压轴供油时, 上下两个滑块分别操控主液压缸和顶出缸动作，依次实现下面动过要求。液压系统主缸动作:快速下降、缓慢加压、保压延时、卸压后换向、快速返回并原位停止; 顶出缸向上顶出、停留、退回、原位停止。与此同时把主液压缸和顶出缸设计成互锁装置, 只有当主缸换向阀位于中位时, 顶出缸换向阀才能接
27、通压力油, 这样能确保动作的协调可靠。下图（图2.3.3-1）所示为该液压压力机的液压系统原理图：图2.3.3-1 液压压力机的液压系统原理图1-顶出缸 2-顶出缸换向阀 3-先导换向阀 4-主缸安全阀 5-主液压缸 6-充液筒 7-主缸换向阀 8-压力继电器 9-预泄压换向阀 10-顺序阀 11-泵站溢流阀 12-减压阀 13-顶出缸溢流阀 14-顶出缸安全阀 15-变量泵 16-滤油器 17-远程调压阀 18-单向阀 19、20-液控单向阀.下表2.3.3-2所示为电磁铁、行程阀和压力继电器的动作顺序表：表2.3.3-2 动作顺序表液压缸动作名称电磁铁1DT2DT3DT4DT主液压缸快速下
28、行慢速加压保压延时泄压换向快速返回原位停止顶出缸向上顶出停留向下退回原位停止注：电磁铁：表示通电，表示断电；行程阀：表示通，表示断；压力继电器：表示动作，表示原态。2.2.4 主液压缸的运动(1) 主缸活塞快速下行打开启动按钮，电磁铁1DT通电，先导阀3和主缸换向阀7的左位接通系统。主油路为：进油路：液压泵顺序阀10主缸换向阀7单向阀18主缸上腔；回油路：主缸下腔液控单向阀19主缸换向阀7下缸换向阀2油箱。这时，主缸活塞连同上滑块在自重作用下快速下行，尽管泵已经输出最大流量，但主缸上腔仍因油液不足而形成负压，吸开充液阀20，充液筒内的油便补入主缸上腔。(2) 主缸活塞慢速加压上滑块快速下行接触
29、工件后，主缸上腔压力升高，充液阀20关闭，变量泵通过压力反馈输出流量自动减小，此时上滑块转入慢速加压。(3) 主缸保压延时当系统压力升高到压力继电器8的调定值时，压力继电器发出信号使1DT断电，先导阀3和主缸换向阀2恢复到中位。此时，液压泵通过换向阀中位卸荷，主缸上腔的高压油被活塞密封环和单向阀所封闭，处于保压状态。接受电信号后的时间继电器开始延时。(4) 主缸泄压后快速返回由于主缸上腔油压高、直径大、行程长，缸内油液在加压过程中储存了很多能量，为此，主缸必须先泄压后再回程。保压结束后，时间继电器使电磁铁2DT通电，先导阀右位接入系统，控制油路中的压力油打开液控单向阀9内的卸荷小阀芯，使主缸上
30、腔的油液开始泄压。压力降低后欲泄换向阀阀芯向上移动，以其下位接入系统，控制油路即可使主缸换向阀处于右位工作，从而实现上滑块的迅速返回。主油路顺序为：进油路：液压泵顺序阀10主缸换向阀7液控单向阀19主缸下腔；回油路：主缸上腔充液阀20充液筒。充液筒内液面超过预定位置时，多余油液由溢流管流回油箱。单向阀C用于主缸换向阀由左位回到中位时补油，单向阀B用于主缸换向阀由右位回到排油至油箱。(5) 主缸活塞原位停止上滑块回程至挡块压下行程开关电磁铁2DT断电，先导阀和主缸换向阀都处于中位，这时上滑块停止不动，液压泵在较低压力下卸荷。2.2.5顶出缸的运动(1) 顶出缸活塞向上顶出电磁铁4DT通电时，顶出
31、缸换向阀右位接入系统。其油路为：进油路：液压泵顺序阀10主缸换向阀7顶出缸换向阀2顶出缸；回油路：顶出缸上腔顶出缸换向阀2油箱。(2) 顶出缸活塞向下退回和原位停止4DT断电、3DT通电时油路换向，顶出缸活塞向下退回。当挡块压在原位开关时，电磁铁3DT断电，顶出缸换向阀处于中位，顶出缸活塞原位停止。3 液压系统的计算和元件选型3.1液压缸主缸的计算与选型3.1.1确定液压缸主缸的主要参数由前面的分析已确定选用单杆活塞式双作用缸，根据各公司小型液压机产品的设计经验和液压缸的公称压力系列初选液压缸的工作压力为25MPa，液压缸的公称压力见下表3.1.1-1所示。表3.1.1-1 液压缸的工程压力系
32、列液压缸的工程压力系列0.61.01.62.546.310162531.540.0根据选择的液压缸形式和初选的液压缸的工作压力，可以计算出液压缸的缸筒内径、活塞杆直径及有效面积等参数。图3.1.1-1所示为液压缸简图：图3.1.1-1 液压缸简图根据液压系统设计简明手册，按液压缸工作压力选取d/D可知：当工作压力p=25MPa时，d/D=0.7，在此处取d/D=0.7。13表3.1.1-2所示为液压缸内径D与活塞杆直径d的关系：表3.1.1-2 液压缸内径D与活塞直径d的关系按液压缸工作压力选取d/D工作压力P/(MPa)d/D20.20.0.3250.50.58670.620.7070.7由
33、表2.2.1-1中工作循环各阶段的外负载值分析知：液压缸最大外负载F=200000N，根据液压设计简明手册，25在中、低压系统中，回油路中设置背压阀，取背压p 2 =1MPa。表3.1.1-3所示为执行元件背压的估计值：表3.1.1-3 执行元件背压的估计值系统类型背压P2（MPa）中、低压系统简单系统和轻载节流调速系统0.20.5回油路带调速阀的调速系统0.50.8回油路带背压阀0.51.5采用带补液压泵的闭式回路0.81.5中高压系统同上比中低压系统高50%100%高压系统如锻压机械等初算时背压可忽略不计根据前面所确定的液压缸工作压力，液压缸内径与活塞杆直径的关系和液压缸的背压，可以得到：
34、当无杆腔为工作腔时： （3.1）式中 液压缸的工作腔压力；液压缸的回油腔压力；液压缸无杆腔的有效面积，液压缸有杆腔的有效面积， 液压缸内径或活塞直径；活塞杆直径；液压缸的最大外负载；m液压缸的机械效率，由前面选定 m=0.95;由以上分析取得的条件和公式（3.1）可计算得：D=327mm，d=0.7D=229mm；计算所得的D与d值按照GB/T2348-1993进行圆整，4由于括号内尺寸为非优先选用的尺寸，所以圆整为D=320mm，d=220mm。液压缸内径系列和活塞杆直径系列见下面表3.1.1-4和表3.1.1-5所示。表3.1.1-4 液压缸内径系列液压缸内径尺寸系列（GB2348-80）
35、/mm81012162025324050638090100(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630表3.1.1-5 活塞缸直径系列活塞缸直径系列（GB2348-80）/mm456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400液压系统流量计算(1) 主缸所需流量计算由设计参数及主缸的尺寸，对主缸各个工况所需流量进行计算。已知主缸的快进速度为0.08m/s，工进速度为0.006m/s，快速回程速度为0.03m/s，主缸内径为320mm，活塞杆
36、直径为220mm。由流量计算公式： （3.2）快进时：=385.8L/min工进时： =28.8L/min快退时： =76.2L/min(2) 顶出缸所需流量计算 由设计参数及顶出缸的尺寸，对顶出缸各工况所需流量进行计算。已知顶出缸的顶出速度为0.02m/s，快退速度为0.05m/s，顶出缸内径为200mm，活塞杆直径为140mm，代入公式（3.2），即：顶出时：37.8L/min快退时： =48L/min3.1.2缸筒的设计计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般是指缸筒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
37、为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径D与其壁厚的比值D/10的圆筒称为薄壁圆筒。起重运输机械和工程机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算：圆筒公式计算： （3.3）式中 液压缸壁厚（m）；D 液压缸内径（m）;实验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5）倍；缸筒材料的许用应力。锻钢：=110120MPa ；铸钢：=100110MPa ；高强度铸铁：=60MPa ；灰铸铁：=25MPa ；无缝钢管：=100110MPa 。由前面的分析可知，试验压力=1.425.5MPa=35.7MPa，缸筒材料的许用应力=100MPa。按第四强度理论计算公式3.2可计
38、算得：缸体外径的计算：D1D2式中 D1缸体外径（m）已知试验压力=25MPa，缸筒材料的许用应力=100MPa，由缸体外径计算公式可得。 D1 0.32m0.104m0.426m在此按已取的壁厚计算得缸筒外径为426mm。外径圆整为标准直径系列后，取主缸缸体外径D1430mm3.1.3缸盖厚度的确定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。21无孔时 （3.4）有孔时 （3.5）式中 缸盖有效厚度（m）; 缸盖止口内径（m）; 缸盖孔的直径（m）。下面以无孔时的情况进行估算，并在最后增加适度的安全裕量即可满足液压缸的设计需要。由缸盖厚度估算公式（3.4）估算得，
39、有效厚度t157mm。综合前面缸筒的安全壁厚，这里取缸盖厚度为t=160mm。3.1.4最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面中点到缸盖滑动支撑面中点的距离H称为最小导向长度。16如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度（间隙引起的挠度）增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。如下图3.1.4所示标示：图3.1.4 主缸导向长度简图对一般的液压缸，最小导向长度H应符合下列公式所附在的范围之内： （3.6）式中L指液压缸的最大行程；D指液压缸的内径。可知主缸的最大行程H=700mm，液压缸内径D=320mm代入公式（3.6）中，求主缸的最小导向长度。即：为了保
40、证最小导向长度H，不应过分增大和B的大小，必要时可以在缸盖和活塞之间增加一个隔套来增加最小导向长度。隔套的长度C可有公式（3.7）求得，即： （3.7） 式中：B活塞的宽度，一般取B=（0.61.0）D；缸盖滑动支承面的长度，根据液压缸内径的不同有不同的算法，当D80mm时，取=（0.61.0）D；当D80mm时，取=（0.61.0）d。活塞宽度系数取0.6，即活塞的宽度B=0.6D=0.6320mm =192mm。圆整后取活塞宽度B=200mm。3.1.5液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度，可以根据执行机构实际工作的最大行程来确定，并参照下表3.1.5中的系列尺寸来选取标准值。22表3.
41、1.5 液压缸活塞行程参数系列255080100125160200250320400500630800100012501600200025003200400040639011014018022028036045050070090011001400180022002800390024026030034038042048053060065075085095010501200130015001700190021002400260030003800由已知条件知道最大工作行程为700mm，参考上表参数系列，取液压缸工作行程为700mm。3.1.6缸体长度的确定液压缸缸体内部长度等于活塞的宽度加上活塞的行
42、程。缸体外形长度必须考虑到两端端盖的厚度。总之，一般液压缸缸体长度不能大于内径的2030倍。由上面所述，液压缸的缸体长度应满足L(2030 )D=64009600mm；由主缸行程为700mm，活塞宽度为200mm,缸盖厚度为160mm，通过计算可知，主缸的长度取L =1285mm。在这里综合液压缸缸体内部长度和端盖厚度，取液压缸缸体长度L=1080mm。活塞杆工作中主要受压，当液压缸的支承长度Lb(1015)d时，必须对活塞杆的弯曲稳定性进行校核,d为活塞杆直径。通过计算可知，Lb的最大值不可能大于L杆+L缸=2330mm，而(1015)d=25003750mm。将参数代入Lb(1015)d中
43、，比较后Lb(1015)d，活塞杆满足使用要求，工作时不会失稳。3.1.7液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后，就进行各部分的结构设计。主要包括：液压缸缸体与缸盖的连接结构、活塞杆与活塞的连接结构、活塞杆导向部分的结构、密封装置、缓冲装置、排气装置、以及液压缸的安装连接结构等。由于工作条件的不同，结构形式也各不相同，设计时根据具体情况进行选择。(1) 缸体与缸盖的连接形式缸体与缸盖常见连接方式有法兰连接式、半环连接式、螺纹连接式、拉杆连接式、焊接式连接等。各连接形式的特点及应用如下：法兰式连接：结构简单，成本低廉，容易加工，便于装卸，强度较大，能够承受高压；但是外形尺寸较大，常用于铸铁或铸钢制的缸筒上。半环式连接：这种连接分为外半环连接和内半环连接两者形式。它们的缸筒壁部由于开了环形槽而削弱了强度，为此有时要增加壁厚；它容易加工和装卸、重量较轻，半环连接是一种应用较为普遍的连接结构，常用于无缝钢管和锻钢制的缸筒上。螺纹式连接：这种连接分为外螺纹连接和内螺纹连接两者形式。它的缸筒端部结构复杂
