毕业设计（论文）-输电工程用液压紧线器的研究与设计.doc

湘潭大学毕业设计说明书 题 目：输电工程用液压紧线器的研究与设计学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2009年6月5日 湘潭大学 毕业论文（设计）任务书论 文 题 目：输电工程用液压紧线器的研究与设计学号： 姓名： 专业：机械设计制造及其自动化指 导 教 师： 系主任： 一、主要内容及基本要求： 1.调查和研究输电工程用液压紧线器的适用范围及主要技术参数；要求完成重要零部件的参数设计。 2.完成译文一篇，不少于2000单词。 3.完成设计计算说明书一份。 二、重点研究的问题外线输电工程中使用工具的相关事宜与使用方法，调研外线电工工具，重点输电线紧线器的使用方法，液压紧线器的设计。 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1相关资料、文献查阅与调研14周2系统方案设计，总体论证59周3 零件的计算与选择，工程图的绘制1013周4完成设计说明书1415周56四、应收集的资料及主要参考文献液压缸，液压系统设计相关资料、书籍、文献；架空输电线相关知识，国内外文献资料。 1成大先，机械设计手册单行本（气压传动），化学工业出版社，北京，2008年4月； 2杨培元，朱福元，液压系统设计简明手册，机械工业出版社，北京，2005年10月 3朱龙根，简明机械零件设计手册，北京：机械工业出版社，2005年8月 4姜继海、宋锦春、高常识，液压与气压传功，北京，高等教育出版社，2007年12月 5 窦书星，架空电力线路外线操作指导书 ，北京，中国水利水电出版社，2008年1月 6任致程, 画说电工外线技能 ,北京，机械工业出版社，2006年 7 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 621-2005液压千斤顶，国家质量监督检验检疫总局发布，2005年 8 杨汉国，黄跃平，高建和，架空输电线紧线器的可靠性设计，东南大学学报，1989年5月 9 Hugh D.kelley,Hydraulic Take-up Device,United States Patent,Apr.2,198510Todd Wheeler,Splice tray with slack take-up,United States Patent, Nov.19,1991 湘潭大学毕业论文（设计）评阅表学院 机械工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 学号 2005500405姓名 宋沅峰 论文（设计）题目： 输电工程用液压紧线器的研究与设计 评阅人 职称 评阅日期： 评价项目评 价 内 容选 题 能 力论文质量1 立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表是否完备、整洁、正确；引文是否规范；2 文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3 有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。工作量。综合评价湘 潭 大 学毕业论文（设计）鉴定意见学 号 学生姓名 专 业 机械设计制造及其自动化 毕业设计说明书 页 图表 张设计题目 输电工程用液压紧线器的研究与设计内容提要： 以2008年初冰冻灾害为依托，以更实用、更方便为指导思想，将液压技术与输电线安装与调试相结合，对于已有液压紧线器的不足如体积大，携带不方便，安装复杂等进行研究的创新，研究其没有办法打入送电系统的原因，使其更适合送电户外施工。不仅如此，设计目的还在于一器多用，希望在抢险救灾，意外事故中得到更广泛的应用。随着我国综合国力的提高和现代化进程的加快，各种大型公用设施建设蓬勃发展。电力的广泛应用使得输电线的应用更为广泛，例如体育馆、会展中心、飞机库、剧院等各种大跨度大空间对于输电线紧线器也有个新的要求，传统的手摇式葫芦已经渐渐无法满足要求，就需要更方便，更便捷，更实用的新工具将其代替。液压紧线器结构简单，维修方便，操作容易，便于学习和使用，它能够减少施工人员的体力消耗，目前还没有很大范围的投入使用，关键在于其成本相对传统紧线器较高，但是其发展前景乐观，有着广阔的市场空间和宽广的使用范围，不仅仅在输电线路安装、维护方面，对于抢险救灾，交通事故救援等方面都有着其特出的优势，相信在不久的将来能够有更多的人接触它，挖掘它的巨大作用。指导教师评语指导教师姓名 职称 年 月 日答辩委员会意见评定等级答辩委员会主任： 年 月 日湘 潭 大 学 机械工程学院 本科毕业设计（论文）开题报告题 目输电工程用液压紧线器的研究与设计姓 名学号专 业机械设计制造及自动化班级指导教师职称填写时间2009年 3月 1 日 2009年3月说 明1根据湘潭大学毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见，系主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计(论文)开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。6. 填写说明：(1) 课题性质：可填写A工程设计；B论文；C. 工程技术研究；E.其它。(2) 课题来源：可填写A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题；C校级基金课题；D自拟课题。(3) 除自拟课题外，其它课题必须要填写课题的名称。(4) 参考文献不能少于10篇。(5) 填写内容的字体大小为小四，表格所留空不够可增页。本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名宋沅峰学 号2005500405专 业机械设计制造及自动化指导教师朱石沙职 称教授所在系机械系课题来源D自拟课题。课题性质A工程设计课题名称输电工程用液压紧线器的研究与设计一、选题的依据、课题的意义及国内外基本研究情况以2008年初冰冻灾害为依托，以更实用、更方便为指导思想，将液压技术与输电线安装与调试相结合，对于已有液压紧线器的不足如体积大，携带不方便，安装复杂等进行研究的创新，研究其没有办法打入送电系统的原因，使其更适合送电户外施工。不仅如此，设计目的还在于一器多用，希望在抢险救灾，意外事故中得到更广泛的应用。随着我国综合国力的提高和现代化进程的加快，各种大型公用设施建设蓬勃发展。电力的广泛应用使得输电线的应用更为广泛，例如体育馆、会展中心、飞机库、剧院等各种大跨度大空间对于输电线紧线器也有个新的要求，传统的手摇式葫芦已经渐渐无法满足要求，就需要更方便，更便捷，更实用的新工具将其代替。液压紧线器结构简单，维修方便，操作容易，便于学习和使用，它能够减少施工人员的体力消耗，目前还没有很大范围的投入使用，关键在于其成本相对传统紧线器较高，但是其发展前景乐观，有着广阔的市场空间和宽广的使用范围，不仅仅在输电线路安装、维护方面，对于抢险救灾，交通事故救援等方面都有着其特出的优势，相信在不久的将来能够有更多的人接触它，挖掘它的巨大作用。二、研究内容、预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施主要研究内容和目标：本课题初期以调研为主，多次与国家电网（湘潭市分公司外线输电公司）联系，对于外线输电工程进行深入调研，本设计目标位设计出是一种新型实用工具，是新一代高效，省力，方便携带的多用途手动起重机械。可以广泛应用于设备安装，物品起吊，机件牵引等，特别是在高空架线中紧拉电线，架设空中缆车钢绳，野外、狭小的工作空间和不同角度的牵引工作中具有独特的优越性。关键理论和技术指标： 帕斯卡原理，液压传动理论，液压系统图图形符号(GB78676)，中华人民共和国国家计量检定规程JJG 621-2005液压千斤顶，中华人民共和国煤炭行业标准（液压支架千斤顶技术条件）MT 97一92代替MT 97一84，中华人民共和国机械行业标准油压千斤顶JB 2104-91。课题方案：通过实地考察调研，紧线器工作行程100-400mm，手动操作，通过双钩软钢丝与夹线器连接，达到更换瓷瓶，更换绝缘子，输电线驰度超标时收紧的作用。主要措施： 由于本设计为实用工具，应从实际出发，考查其实用性为首要问题，故调研工作必不可少，多次调研，了解输电线紧线器的适用范围，基本要求。本设计目前还没有实现大规模使用，各方面设计资料很少，所以不得不从同类产品中尽量获取信息，对于液压器材经销公司考察也不可或缺。最后将资料整理，进行设计。三、主要特色及工作进度 本设计从实际出发，设计介绍一种新型的输电线用紧线设备，将液压技术与实际相结合，希望有更多人能将目光投向这个方向。1-4周相关资料、文献查阅与调研；5-9周，方案设计，总体论证；10-13周，零件的计算与选择，工程图的绘制；14-15周，成设计说明书。四、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）1成大先，机械设计手册单行本（气压传动），化学工业出版社，北京，2008年4月； 2杨培元，朱福元，液压系统设计简明手册，机械工业出版社，北京，2005年10月 3朱龙根，简明机械零件设计手册，北京：机械工业出版社，2005年8月 4姜继海、宋锦春、高常识，液压与气压传功，北京，高等教育出版社，2007年12月 5 窦书星，架空电力线路外线操作指导书 ，北京，中国水利水电出版社，2008年1月 6任致程, 画说电工外线技能 ,北京，机械工业出版社，2006年 7 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 621-2005液压千斤顶，国家质量监督检验检疫总局发布，2005年 8 杨汉国，黄跃平，高建和，架空输电线紧线器的可靠性设计，东南大学学报，1989年5月 9 Hugh D.kelley,Hydraulic Take-up Device,United States Patent, Apr.2,1985 10Todd Wheeler,Splice tray with slack take-up, United States Patent, Nov.19,1991 指导教师意 见指导教师签名： 年 月 日系意见 系主任签名： 年 月 日院意见 教学院长签名： 年 月 日目录第一章文献综述11.1论文背景及现实意义11.2课题研究方式与研究目的11.3综合分析11.3.1何为紧线器：11.3.2液压紧线器工作原理：21.4对国家电网（湖南湘潭分公司）调研记录如下：31.5主要参考文献4第二章液压缸选用方案总体设计62.1工作环境及参数要求62.2液压缸的选择方案分析6第三章液压缸的设计73.1液压缸主要尺寸的确定73.2液压缸的结构设计10第四章泵体的设计134.1泵体工作压力的确定134.2泵体的设计134.3油缸的设计15第五章主要零部件的设计与校核175.1选择缸筒材料，计算外径175.2选择缸盖结构形式，计算缸盖与缸筒的连接强度175.3活塞杆的设计175.4活塞设计185.6缸筒与缸底连接195.7 密封圈的选择195.8塞缸纵向弯曲力的计算195.9 端耳环安装尺寸20七、附录21中文翻译：21英语原文：28 输电工程用液压紧线器的研究与设计中文摘要随着我国综合国力的提高和现代化进程的加快，各种大型公用设施建设蓬勃发展。电力的广泛使用，例如体育馆、会展中心、飞机库、剧院等各种大跨度大空间对于输电线紧线器也有了新的要求，传统的手摇式葫芦已经渐渐无法满足要求，就需要更方便，更便捷，更实用的新工具将其代替。液压紧线器结构简单，维修方便，操作容易，便于学习和使用，它能够减少施工人员的体力消耗，目前还没有很大范围的投入使用，关键在于其成本相对传统紧线器较高，但是其发展前景乐观，有着广阔的市场空间和宽广的使用范围，不仅仅在输电线路安装、维护方面，对于抢险救灾，交通事故救援等方面都有着其特出的优势，相信在不久的将来能够有更多的人接触它，挖掘它的巨大作用。关键词：紧线器，夹线，紧线，液压缸,便携34The investigation and designing of hydraulic pressure wire grip in transmission projectAbstractWith the enhancement of overall national strength and the speedup of modernization, every kind of construction of large common facilities develops boomly. The wide span and large space structures, such as gymnasium, meeting exhibition center, hangar, theater make the wire grip into new domain. The old gourd by hands, can not be used any more. We need more convenience, more practicality and more cellular tools to replace it. The wire grip draw tongs structure is simple, convenient, and easy to be advantageous for the study and the use. It can reduce physical exertion of construction personnel, it does not used broadly, because it is more expensive then the old one. But the development of wire grip exceed everything in this domain. Not only in transmit electricity project, but also in rushing to deal with emergencies, traffic accident and so on, it has specialties advantage. I believe in the nearly future, more and more people will enter this domain. we will find out greatness effect of wire grip. Key words：: wire grip，wire clip，stringing，hydraulic cylinder，portable.第一章文献综述1.1论文背景及现实意义目前应用在架空输电线工程中的主要器械有：脚扣，斗臂车，梯子，紧线器，绞磨机，钢丝绳，滑车等，其中紧线器的应用范围和使用次数是最多了，可以说每一次的外线施工都离不开它。紧线器的种类也是五花八门，最常见的便是手摇葫芦，但是其有着操作繁琐，体积大，铁链长，不方便携带等缺点。而正是2008年初的冰冻灾害，让我们想到了在供电线路工程中好的工具对于抢险救灾等方面至关重要。因此改进手摇葫芦具有很重大的现实意义。这里我们将要研究设计的液压式紧线器体积小，重量轻，可以实现传统紧线器的带电作业，具有良好的封闭式液压系统设计，无外泄现象，收放微调自如，安全可靠。 随着电力的普遍应用和不断扩展，输电作业工具也不断地被开发和创新。液压技术以其无限的活力渐渐出现在国民经济的各个领域，外线输电工程也不例外。作为一个新兴事物，液压紧线器仍处于研发改进阶段，市面上销售的以上海长青电工实业有限公司的德克牌液压紧线器为主，但是在各送电公司还没有发现使用。这次受朱石沙教授启发，对于液压紧线器进行研究和设计，目的是使其内部液压系统更完善，更省力，更方便携带。1.2课题研究方式与研究目的本课题初期以调研为主，多次与国家电网（湘潭市分公司外线输电线公司）联系，对于外线输电工程进行深入调研，本设计是一种新型实用工具，是新一代高效，省力，方便携带的多用途手动起重机械。可以广泛应用于设备安装，物品起吊，机件牵引等，特别是在高空架线中紧拉电线，架设空中缆车钢绳，野外、狭小的工作空间和不同角度的牵引工作中具有独特的优越性。所以，在电业，林业，运输，建筑业，矿山，油井等行业是必不可少的工具。以2008年初冰冻灾害为依托，以更实用、更方便为指导思想，将液压技术与输电线安装与调试相结合，对于已有液压紧线器的不足如体积大，携带不方便，安装复杂等进行研究的创新，研究其没有办法打入送电系统的原因，使其更适合送电户外施工。不仅如此，设计目的还在于一器多用，希望在抢险救灾，意外事故中得到更广泛的应用。1.3综合分析1.3.1何为紧线器：紧线器是一种起重高度较小的最简单的紧线设备。它有机械式和液压式两种。机械式紧线器俗称手摇葫芦，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械维修工作。液压式紧线器结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用更有前景。其缺点是起重高度有限，起升速度较慢。1.3.2液压紧线器工作原理：1、液压紧线器原理液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。2、液压紧线器工作原理示意图：3、工作方式： （1）杠杆向上,吸油单向阀打开,小液压缸吸油；（2）杠杆向下,吸油单向阀闭合,排油单向阀2打开，小液压缸排油1排油至大液压缸6；大液压缸6因进油推动活塞向上运用。（3）打开截止阀5，大液压缸6排油，则活塞恢复到原位。4、液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它具有以下的主要优点：(1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。(2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03N/W。(3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达12000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。(4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。(5)液压装置易于实现过载保护借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。(6)液压传动容易实现自动化借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。(7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。总之，液压传动有很多优点，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。液压传动有着广泛的发展前景. 1.4对国家电网（湖南湘潭分公司）调研记录如下：通过对送电公司的调研，了解以下紧线器相关问题。（一），紧线器在野外施工的要求？施工工艺如何？总体要求：架空输电线紧线器是电力线路施工和维修中一种必备的工具 借助它日吏住导线， 以进行杆塔问弧垂(弛度) 纳调整或收拉导线 由于紧线器为悬空架线常用工具， 要求它体积小，重量轻，便于携带与操作，使用时应叼吏牢固可靠，技夹导线不窜滑、不受伤损野外（山区）施工应采用相关的技术措施：1，复测线路走经尤为重要，注意对缓坡地形。俗称“象鼻子”的自然慢坡形成的高点反复测量。边坡保护距离的计算公式：S=Htan+0.5+b/2S边坡保护距离，m，a土壤的上坡角，一般取15-25，H基础上坡深度，m。2，大跨度档距是线路施工的重要关键环节，一般应在施工前就做好但想重要工作的技术保证措施。3，接地至少0.8米以上。4，重视电网远景规划，注意进出线杆塔位置的合理布局。施工工艺过程：依据工序通常可分为选线勘测，定位，分坑，运输，基础施工，排杆焊接，组装，立塔，整杆，架线，接地，验收等阶段。（二），目前施工过程中使用的工具有哪些？以及还需要哪些工具？登高作业工具：脚扣，斗臂车，梯子起重工具：夹线器（1，三角形紧线器2，螺栓式紧线器3，双钩紧线器），绞磨（1，人力绞磨2，机动绞磨3，手摇绞磨），葫芦（钢丝绳式，环链式，板链式）安全工具：安全带，安全帽，绳索：钢丝绳，大绳等滑车：单轮，双轮，多轮滑车地锚：深埋地锚，桩似地锚牵引设备：绞磨机，绞磨车，电动卷扬机，拖拉机其他：制动器，拉线调节器，双钩紧线器（三），杆塔型式有哪些？ 送电线路通常由基础、杆塔、绝缘子、金具、导线、地线和基地装置组成，杆塔主要分为钢筋混凝土杆和铁塔、杆塔主要有直线杆塔、耐张杆塔、转交杆塔、终端杆塔、特殊杆塔等。杆塔型式主要有：110千伏、220千伏和330-500千伏杆塔型式。（四），高压的范围有哪些？高压电器设备：电压等级在1000V及以上低压电器设备：电压等级在1000V以下（五），现有紧线器有哪些不足？高空作业时操作不方便不方便携带需要定期维护第一次调研主要了解现有施工过程中的一些工艺过程以及送电公司使用设备的情况。初步了解送电过程，为以后深入了解打下基础。（六）在送电公司与施工师傅讨论，现有紧线器的不足之处在于：1高空作业时操作不方便2不方便携带3需要定期维护。而关键问题是如何携带方便，省力。（七）紧线器在电力系统中的主要用途有以下三点：1，更换瓷瓶时使用，2，更换绝缘子时使用，3，输电线驰度超标时使用。1.5主要参考文献1 成大先，机械设计手册单行本（气压传动），化学工业出版社，北京，2008年4月； 2 杨培元，朱福元，液压系统设计简明手册，机械工业出版社，北京，2005年10月 3 朱龙根，简明机械零件设计手册，北京：机械工业出版社，2005年8月 4 姜继海、宋锦春、高常识，液压与气压传功，北京，高等教育出版社，2007年12月 5 窦书星，架空电力线路外线操作指导书 ，北京，中国水利水电出版社，2008年1月 6 任致程, 画说电工外线技能 ,北京，机械工业出版社，2006年 7 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 621-2005液压千斤顶，国家质量监督检验检疫总局发布，2005年8 杨汉国，黄跃平，高建和，架空输电线紧线器的可靠性设计，东南大学学报，1989年5月9 Hugh D.kelley,Hydraulic Take-up Device,United States Patent,Apr.2,198510Todd Wheeler Splice tray with slack take-up,United States Patent, Nov.19,1991第二章液压缸选用方案总体设计2.1工作环境及参数要求紧线器在使用中，由于通常在高压铁塔上工作，倾斜、凸凹不平等不定因素很多，外加载荷的重心往往偏置，使得加在紧线器承载面(顶头)上的垂直负荷Q 成为倾斜载荷。因此在液压缸设计过程中，要仔细分析油路和油量的设计，使其适应多变的环境，不会出现漏油，永久变形等异常现象。 工作负载40-60KN，工作行程320mm，要求体积，重量较小，方便携带，操作简单，起到较好的省力效果。2.2液压缸的选择方案分析液压缸从结构上可分为活塞缸，柱塞缸和摆动缸.液压紧线器的工作原来,液压紧线器其实是个很简单的油缸.通过手动增压杆(液压手动泵)使液压油经过一个单项阀进入油缸,这时进入油缸的液压油因为单项阀的原因不能再倒退回来,逼迫缸杆向上,然后在做工继续使液压油不断进入液压缸,就这样不断上升,要降的时候就打开液压阀,使液压油回到油箱. 液压缸就可以做比较大的功率的元件,使用液压系统, 液压的工作平稳性和响应方面。工程机械上常用的柱塞式单作用伸缩液压缸。它只有一个油口，当活塞上升时， 由于作用面积不同，柱塞由大至小逐一伸出；回程时，柱塞在负载或自重作用下由小至大逐一缩回。这种缸设计出的紧线器体积小，便于携带，但是运动性能无法满足要求，因为当柱塞逐个伸出时，有效工作面积逐擞减小，如果输入流量相同，则外伸速度逐次增大；如果负载恒定，则缸的工作压力逐次增高，减少了其稳定性。单级液压缸设计出的紧线器，体积相对伸缩式液压缸将会增大很多，但是对于1-2人操作的塔上作业仍然满足要求，其结构简单，操作方便等特点，是其他更适合输电线外线工作要求。所以，液压缸选择单级液压缸。第三章液压缸的设计3.1液压缸主要尺寸的确定3.1.1液压缸工作压力的确定鉴于本设计产品的实际用途，这里的液压缸选择单活塞液压缸，以35KV输电线为例，假设输电线长度为15KM-30KM，因钢芯铝线机械强度好，就有很好的柔性，便于施工，造价相对铜线低，可提高电晕临界电压等特点，所以输电线使用钢芯铝绞线，重量为2-4T,负载为20KN-40KN。拟定负载为40KN，根据表3-1、表3-2选择工作压力为7MPa表3-1根据负载选择工作压力负载/KN50工作压力/MPa0.8-11.5-22-33-55-88表3-2 各种机械常用的系统工作压机械类型机床农业机械小型机械液压机大型挖掘机工作压力P/MPa磨床组合机床龙门刨床拉床0.8-2.03-52-88-1010-1620-323.1.2液压缸内径D和活塞杆直径的确定选择单活塞杆液压缸。其中-液压缸工作压力，出算时可取系统工作压力；-液压缸回油腔背压力，初算时无法准确计算，可先根据表3-3估算；d/D-活塞杆直径与液压缸内径之比，可按表3-4选取；F -工作环境下的最大外负载；-液压缸密封处摩擦力，它的精确值不易求的，常用液压缸的机械效率进行估算。，其中=0.9-0.97。取F=40KN,=0,9 ,P2可忽略不计 ,d/D=0.7,带入公式，得D=0.8531m查表，根据液压缸内径尺寸系列（GB2348-80）液压缸内径圆整为90mm。活塞杆根据其直径系列（GB2348-80）选择d=0.7D=63mm。表3-3 执行元件背压力 系统类型背压力P（Mpa）简单系统或轻载节流调速系统0.20.5回油路带调速阀的系统0.40.6回油路设置有背压阀的系统0.51.5用补油泵的闭式回路0.81.5回油路较复杂的工程机械1.23回油路较短且直接回油可忽略不计表3-4按液压缸工作压力选取d/D工作压力p/(MPa)d/D20.2-0.32-50.5-0.585-70.62-0.7070.73.1.3液压缸壁厚的和外径的设计液压缸大多使用无缝钢管材料，属于薄壁圆筒结构,壁厚通常按经验选取，这里取壁厚9mm.按如下公式验算 其中液压缸壁厚D液压缸内径实验压力，一般取最大工作压力的（1.25-1.5）倍（MPa）钢管的许用应力，无缝钢管取100-110MPa 0.0245M符合条件，外径为D+2=90+18=108mm3.1.4液压缸工作行程的确定 液压缸的工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，通过调研得知，紧线器使用通常是在更换瓷瓶，更换绝缘子，输电线驰度超标时使用。其有效行程要求不高，通常在200-300mm,故本设计以紧凑结构，增加使用范围，设计其为320mm(按照液压缸活塞行程参数系列GB2349-80选取第I系列)。3.1.5缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t其中，t 缸盖有效厚度（m） 缸盖止口内径（m）缸盖孔的直径（m） 代入数值得，圆整取t=10mm3.1.6最小导向长度的确定对于液压缸，最小导向长度H应满足 其中，L液压缸的最大行程 D液压缸的内径带入数值，计算H=61mm，为保证密封条件要求，取导向套取110mm行程活塞宽度B一般取B=（0.6-1.0）D=54-90mm，取72mm缸盖滑动支撑面长度当液压缸内径D80时，取=（0.6-1.0）d=42-70mm为保证其稳定性，取70mm为保证最小导向长度H，如果分增大和B都是不合适的，必要时可在缸盖与活塞之间加上一隔套K来增加H值，但是本液压紧线器3.1.7缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞宽度之和，缸体外形长度还要考虑到两端盖得厚度。内部长度A1=320+72=392mm外部长度A2=320+112+96=600mm3.1.8油缸满行程油体积计算 V=D*L=*0.32=0.201L3.2液压缸的结构设计 液压缸主要尺寸确定以后，既要进行各部分的结构设计，主要包括，缸体与缸盖的连接形式、活塞杆与活塞的连接结构、活塞该导向部分的结构、密封圈的选用、缓冲装置、排气装置、安装连接结构及主要零件的材料和技术要求等，3.2.1缸体与缸盖的连接形式通常液压缸缸体与端盖连接形式有法兰连接，螺纹连接，内半环连接，相比较而言，法兰连接虽然结构简单，成本低，但是径向尺寸大，工艺过程过于复杂。内半圆连接虽然外型尺寸较小，结构紧凑，但是缸筒开槽，削弱了强度，并且很容易划伤密封圈。螺纹连接外形尺寸小巧，重量较轻，密封性优良，更适合本设计轻巧，便携的初衷，故选择螺纹连接。3.2.2活塞杆与活塞的连接结构 选择整体式结构，结构简单，维修方便。3.2.3活塞杆与导向部分的结构活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆与端盖，导向套的结构，以及密封、防尘和锁紧装置等。导向套的结构可以做成端盖整体式直接导向，也可以做成与端盖分开的导向套结构。后者导向套磨损后便于更换，此处设计则使用与端盖分离的导向套结构，以尼龙为材料设计。由于液压紧线器没有很大的工作压力，固导向套的位置安装在内侧，有利于导向套的润滑。活塞杆处密封形式有很多，为了清楚活塞杆处外露部分沾附的灰尘，保证油液清洁以及减少磨损，在端盖外侧增加防尘圈，使用导向套与端盖分开的导向套结构，直接选择毛毡圈做防尘圈即可。3.2.4活塞及活塞杆处密封圈的选用活塞及活塞杆处的密封圈的选用，应根据密封的部位，使用的压力，温度，运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。液压紧线器工作压力小于6MPa，速度范围小于0.5m/s,选择V形圈即可满足要求。3.2.5液压缸的缓冲装置液压紧线器使用过程中，回程达行程终点时会产生液压冲击，甚至使活塞与缸筒端盖之间产生一定的机械碰撞，为了防止这样的事情发生，通常在行程末端设置缓冲装置。由于液压紧线器运动惯性不大，运动速度不高，所以设计使用环状间隙式节流缓冲装置，当活塞端部的缓冲柱塞向端盖方向运动进入圆柱形油腔时，将封闭在柱塞与端盖间的油液从环状间隙中挤压出去，由于间隙很小，因而起到了节流缓冲的作用。3.2.7液压缸的安装连接结构液压紧线器安装结构特殊，需要其与高压输电线铁塔相连接，这就使得其连接结构要与现有的高压线输电铁塔相适应。通过调研得知，现有高压铁塔多为钢结构脚架角铁建造，可安装固定位置多，又因为其使用的位置多为高压输电铁塔顶部，更换瓷瓶，绝缘子时使用，所以安装灵活，采用机身两个单耳环，尾端一个双耳环结构，不仅仅可以实现正常的使用，甚至可以实现多个液压紧线器联合，双人同时紧线的效果，从而在外线抢修过程中，加快了工作效率。3.2.8液压油的选择 液压油的体积V=D*L=*0.32=0.201L在选择液压油液类型时，主要是考虑液压系统的工作环境和工作条件，若系统靠近300 以上的高温表面热源或有明火场所，要选择难燃型液压油或液压液。其中对液压油液用量大的液压系统建议选用乳化型液压液；用量小的选用合成型液压液。当选用了矿物油型液压油后，首选的是专用液压油；液压紧线器使用环境多变，大多情况下不会遇到高温，但很容易出现低温工作的情况，如2008年冰冻灾害时，就是对液压系统的一个挑战。固液压紧线器需选择防冻油。 对液压系统所使用的液压油液来说，首先要考虑的是粘度。粘度太大，液流的压力损失和发热大，使系统的效率降低；粘度太小，泄漏增大，也会使液压系统的效率降低。因此，应选择使系统能正常、高效和可靠工作的油液粘度。在液压系统中，液压泵的工作条件最为严峻。液压油液被泵吸入和被泵压出时要受到剪切作用，所以一般根据液压泵的要求来确定液压油液的粘度。同时，因油温对油液的粘度影响极大，而且还会分解出不利于使用的成分，或因过量的汽化而使液压泵吸空，无法正常工作。所以，应根据具体情况控制油温，使泵和系统在油液的最佳粘度范围内工作。对各种不同的液压泵，推荐粘度范围及用油见下表。液压油的推荐使用粘度范围环境温度5 40 4080粘 度40 粘度(mm2/s)40粘度(mm2/s)液压泵类型齿 轮 泵307011054叶 片 泵 p 7 MPa30504377叶 片 泵 p7 MPa54706595轴 向 式 柱 塞 泵437770172径 向 式 柱 塞 泵3012865270工作介质污染的控制，减少外来的污染：液压传动系统的管路和油箱等在装配前必须严格清洗，用机械的方法除去残渣和表面氧化物，然后进行酸洗。液压传动系统在组装后要进行全面清洗，最好用系统工作时使用的油液清洗，特别是液压伺服系统最好要经过几次清洗来保证清洁。油箱通气孔要加空气滤清器，给油箱加油要用滤油车，对外露件应装防尘密封，并经常检查，定期更换。液压传动系统的维修、液压元件的更换、拆卸应在无尘区进行。 滤除系统产生的杂质：应在系统的相应部位安装适当精度的过滤器，并且要定期检查、清洗或更换滤心。 控制液压油液的工作温度：液压油液的工作温度过高会加速其氧化变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用