t液压机设计说明书

1、目 录摘要IAbstract.II第1章 绪 论11.1 引言11.2 液压机的现状与发展1第2章液压机本体设计32.1 液压机基本技术参数32.2 立柱机构设计32.2.1 立柱设计计算32.2.2 立柱的校核42.2.3 立柱的结构形式52.2.4 立柱的螺母及预紧62.2.5 立柱的导向装置62.2.6 限程套82.2.7 底座82.3 横梁设计8上横梁结构设计8主缸与上横梁的联接92.3.3 活动横梁结构设计9活塞杆与活动横梁的联接102.3.5 工作台结构设计10第3章 液压缸结构设计与校核113.1 液压缸的基本机构设计113.1.1 液压缸的类型113.1.2 钢筒的连接结构11

2、3.1.3 缸口部分结构113.1.4 缸底结构113.1.5 油缸放气装置123.1.6 缓冲装置123.2 液压缸结构设计及参数确定133.2.1 液压缸的设计133.2.2 各缸动作时的流量153.2.3 上缸的设计计算163.2.4 下缸的设计计算20第4章 液压系统及元件的设计选型254.1 液压系统的工况分析254.1.1 液压机的动力分析254.1.2 液压机的运动分析264.1.3 液压系统原理图274.1.4 绘制电磁铁动作表294.2 液压泵和电机的选择304.2.1 液压泵的选择30电机的选择314.3 管道与接头31 4.3.1 管子的种类314.3.2 管子的内径和壁

3、厚的确定324.3.3 管接头324.4 液压控制阀的选择334.5油箱344.5.1 油箱的功能344.5.2 油箱的设计要点344.5.3 油箱容量计算35第5章 液压机的漏油及解决办法365.1 液压机漏油的典型36液压泵漏油36液压管接头漏油36液压缸漏油36液压机械的液压缸36液压机械的发热36结 论38参 考 文 献39致 谢40附 录41诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过

4、的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日400t 液压机设计摘要：液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一，也是理想的成型工艺设备，特别是当液压系统实现具有对压力、行程、速度单独调整功能后，不仅能实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且，废品率非常低，与机械加工系统相比，有极大的优越性。近年来，随着微电子技术、液压技术等的发展，液压机有了更进一步的发展。本次设计主要是对液压机各零部件进行设计计算，以及液压系统原理图的设计分析。该液压机主要零部件包括液压机主缸、滑块、立柱、上横梁、工作台、顶出缸以及油箱。液压机的主机主要由横梁、滑块、

5、立柱、主缸和顶出缸组成。通过对液压机参数的计算分析，对横梁、滑块、工作台和立柱及其主要零件设计，从而完成总体方案设计。总体方案设计完成后进行液压缸的设计计算并校核，电机和液压泵的选择一系列的过程。确定液压缸参数后对液压元件进行选型，选择适合的液压元件从而保证液压系统运行稳定。关键词：液压机、液压泵、液压系统Design of 400t hydraulic pressAbstract: Hydraulic press is one of the most widely used device in the production of molding，it is the ideal molding

6、 process equipment, especially when the hydraulic system to achieve with the right pressure, stroke and speed adjustment alone, not only to achieve the complex and asymmetric parts of the work piece processing, and that the rejection rate is very low, it has great advantages compared to machining sy

7、stems. In recent years, with the development of microelectronic technology and hydraulic technology, hydraulic press had a further development, increased its high-tech, many models have been control by the CNC or PC, which improved processing quality and productivity.The design is mainly for the var

8、ious components of the hydraulic machine design calculations, as well as the design of the hydraulic system diagram analysis. The major components including hydraulic machine hydraulic master cylinder, slide, column, upper beam, table, top of the cylinder and the fuel tank. Hydraulic machine hosts m

9、ainly by beam, slide, column, master cylinder and the top of the cylinder components. Through the analysis of hydraulic parameters of the calculation of the beam, slide, table and column design and its main parts, thus completing the overall design. After the completion of the overall design of the

10、hydraulic cylinder design calculation and check of a series of motor and pump selection process. Determine parameters of the hydraulic cylinder components selection, select the appropriate hydraulic components hydraulic system to ensure stable operation.Keywords: hydraulic machine, hydraulic pump, h

11、ydraulic system第1章 绪 论1.1 引言近年来，液压机技术发展迅猛，四柱液压机解决了塑性材料的产品成型问题。高的工作压力是该设备工作时的特点，泄漏的液压油将污染环境，液压冲击现象将影响设备安全稳定的工作。这些不足之处将是液压机值得进一步研究和改进的问题。本次设计的题目是400t液压机设计，设计液压机是为了更加深刻理解液压机在加工过程中的工作原理以及实际应用意义。液压机是利用液体来传递压力的液压设备，液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。液压机一般由本体（主机）动力系统及液压控制系统三部分组成。本

12、设计采用三梁四柱结构形式，四柱式结构为液压机最常见的结构形式之一。它由横梁、立柱和螺母组成一个封闭框架，框架承受全部工作载荷。工作缸固定在上横梁上，工作缸内装有工作柱塞，它与活动横梁相连接。活动横梁以立柱为导向，在上、下横梁之间往复运动。在活动横梁的下表面上，一般固定有上砧（上模），而下砧（下模）则固定于下横梁上的工作台上。当高压液体进入工作缸后，在工作柱塞产生很大的压力，并推动工作柱塞、活动横梁及上砧向下运动，使工件 (锻件)在上、下砧之间产生塑性变形，此时回程缸内通低压液体并排出工作液体。回程缸固定在下横梁上，回程柱塞与活动横梁相连接。回程时，工作缸通低压液体，高压液体进入回程缸，推动回程

13、柱塞向上运动,带动活动横梁回到原始位置，完成一个工作循环。设计液压机的意义在于其不但具有较大的通用性，适用于塑性材料的成形如簿板件的落料、拉伸、压印等；轴类件的校正；零部件的压装；粉末制品的压制。还具有点动、手动和半自动等操作方式，可按工艺需要任选定时或定位控制，压力和行程可调，操作灵便、工作可靠。1.2 液压机的现状与发展液压机的液压系统和整机结构等方面发展已经比较成熟，国内外机型无较大差距，要差别在于工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击振动方面有明显改善。(1) 在油路结构设计方面，国内外都趋向于集成化、封闭式设计。插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到广泛的

14、应用。国外已广泛采用封闭式循环油路设计，可有效地防止泄油和污染，更重要的是防止灰尘、空气和化学物质侵入系统，延长了机器的使用寿命。由于加工工艺等方面的原因，国内采用封闭式循环油路设计的系统还不多见。(2)在安全性方面，国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件进行故障的检测和维修，产品可实现负载检测、自动模具保护和错误诊断等功能。(3)液压机的发展最主要体现在控制系统方面。微电子技术飞速发展为改进液压机的性能、提高稳 定性、加工效率等方面提供了前提条件。相比之下，国内机型虽然种类齐全，但技术含量相比较低，缺乏高档机型，这与机电液一体化和中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。近年来在集成块基础

15、上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从70年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。目前，各类液压机的发展趋势如下：(1)高速化、高效化、低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产成本。(2)机电液一体化。充分利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。(3)自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现在加工，应能够实现对系

16、统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。(4)液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来了方便。(5)采用静压技术，新型密封材料，减少摩擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。(6)改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。 综上所述，液压机的发展促进了生产力的发展。伴随着电气控制技术、液压传动技术的不断发展，液压机的自动化程度、加工精度将进一步得到提高，实现智能化控制。第2章液压机本体设计2.1 液压机基本技术参数400吨液压机设计要求1、 主缸公称压力 4000

17、kN2、 主缸回程力 1600KN3、 顶出缸公称压力 300kN4、 顶出缸回程力 200KN5、 开口高度 1400 mm6、 滑块行程 . 800 mm7、 顶出行程 300mm8、 工作压力 25MPa9、 滑块速度 空程速度 100mm/s 挤压速度 25 mm/s 回程 60mm/s10、 顶出速度 顶出 140mm/s 回程 150mm/s11、工作台面有效尺寸（长X宽）： 1200mmX1260mm2.2 立柱机构设计2.2.1 立柱设计计算参照同类型液压机的立柱，初定立柱直径，取安全系数n=5，液压机立柱采用45#钢，查手则得=610 =610/5=122 取立柱直径为230

18、mm 。2.2.2 立柱的校核 1. 先按照中心载荷进行初步核算，许用应力不应大于122。2. 按标准选取立柱螺纹。3. 立柱螺纹区到光滑区过渡圆角应尽可能取大些，最好在3050mm之间。原设计主要参数为： F=4000KN H=339cm B=149cm(宽边立柱中心距) d=23cm(立柱光滑部分直径) e=10cm(允许偏心距)n=4（立柱的根数）立柱材料为45#钢，中频淬火620MPa，375MPa（1） 中心载荷时的应力： = = =24.06 （2） 偏心载荷静载荷合成应力 由于小型液压机，可将立柱考虑为插入端的悬臂梁，m=0.25 =+=+=22.2+82.2=104.4 <

19、;150,因此是安全的。对于截面的45#钢，375MPa，尺寸系数已考虑在内，立柱表面为精车，对于正火的45#钢，表面质量系数为0.9，因此可取为300MPa.过渡圆角半径为30mm.疲劳强度校核： =0.1 =0.107 从文献【10】中查出=1.58 K=1=0.70（1.58-1）=1.41 =K=1.41×104.4=147.2<300 为200MPa, 因此是安全的。立柱是四柱液压机重要的支承件和受力件，同时又是活动横梁的导向基准。因此，立柱应有足够的强度与刚度，导向表面应有足够的精度，光洁度和必要的硬度。2.2.3 立柱的结构形式立柱与上横梁、工作台的连接方式是表明

20、立柱结构的主要特征。在选择立柱结构时，应考虑到它与上横梁、工作台间应可靠预紧、安装和便于调整机械的精度。常用形式有：（1） 两梁都用立柱台肩支承，用锁紧螺母加以锁紧，如图2.1a。（2） 两梁都用调节螺母支承，用锁紧螺母加以锁紧，如图2.1b。（3） 上横梁用立柱台肩支承，调节螺母用于工作台面上，两端都用锁紧螺母加以锁紧，如图2.1c。（4） 上横梁用立柱台调节螺母支承，立柱台肩用于工作台面上，两端都用锁紧螺母加以锁紧，如图2.1d。上述结构可以看出：第一种结构中，上横梁与工作台间距由立柱台间尺寸来保证。因此结构简单，装配方便，但装配后机器精度不能调整，预紧也比较困难。因此在无活动横梁又无精度

21、要求的小型简易液压机设计时采用。第二种结构组成零件较多。由于调节螺母起立柱台肩的支承作用，且可调整两梁支承距离，对立柱有关轴向尺寸要求不严格，紧固较容易。但对立柱螺纹精度与调节螺母精度较高，机器精度调整较麻烦，第三种和第四种结构基本相同，精度调整和加工也不复杂，但安装立柱预紧不如第二种方便。本设计采用了第4种结构形式。 图 2.1 2.2.4 立柱的螺母及预紧立柱螺母一般有整体式与对开式两种，对于中小型液压机采用整体式较多。立柱螺母一般为圆柱形，小液压机的立柱螺母是整体的，立柱直径在150mm以上时，做成组合式，由两个半螺栓紧固而成，材料用3545锻钢或铸钢。因为在设计中我选用的立柱为230m

22、m，所以采用此种结构。立柱常见的防松装置常见的方法如图2.2a和图2.2所示，图a的方法比图b的零件较多，但防松更可靠。故本设计采用图a方法。 图 2.22.2.5 立柱的导向装置活动横梁运动及工作时，一般以立柱为导向，由于活动横梁往复运动频繁，且在偏心加压时有很大的侧推力，因此，不可能让活动横梁与立柱直接接触，互相磨损，必须选择耐磨损、易更换的材料作为两者之间的导向装置。导向装置的质量直接关系到活动横梁的运动精度及被加工件的尺寸精度，也会影响到工作缸密封件与导向面的磨损情况，对模具寿命及机身的受力情况也均有影响，为此，必须合理选择导向装置的结构及配合要求。图2.3 导套导向装置可分为导套与平

23、面导板两大类。 1.导套对于圆截面的立柱，都是在活动横梁的立柱孔中采用导套结构，又可分为圆柱面导套和球面导套。 2.圆柱面导套 在活动横梁的立柱孔中，各装有上、下两个导套，它们由两半组成，为了拆装方便，两半导套的剖分面最好有的斜度，导套两端装有防尘用的毡垫。这种导套结构简单，制造方便。本次设计中采用这种形式的导套。导套的材料计算导套材料一般采用铸锡青铜ZQSn6-6-3，小液压机也有用铁基粉末冶金的。导套比压q的计算=0.67 MPa 满足要求 式中 T机架计算中求得立柱上的侧推力（N） d导套内孔直径 (m) c导套高度（m） q许用比压 （MPa），对于ZQSn6-6-3，q=68 MPa

24、2.2.6 限程套为防止运动部分超程，有些液压机在下横梁的4个立柱上安装限程套，一般为对开式，上、下两端应平行，4个限程套高度应一致，内孔比立柱直径大1-2mm，用铸铁制造。图2.4 立柱安装限程套2.2.7 底座底座安装于工作台下部，与基础相连。底座仅承受机器之总重量。底座材料可选用铸铁件或焊接结构。主要考虑到外形的美观，对精度无要求。2.3 横梁设计2.3.1上横梁结构设计横梁由铸造制成，目前以铸造为多，一般采用ZG35B铸钢。 横梁的宽边尺寸由立柱的宽边中心距确定，上梁和活动梁的窄边尺寸应尽可能小些，以便锻造天车的吊钩容易接近液压机中心，梁的中间高度则由强度确定。设计上横梁时，为了减轻重

25、量，根据“ 等强度梁”的概念，设计成图所示的不等高梁，即立柱柱套处的高度h 小于中间截面的高度H。但在过渡区( A处) 会有应力集中。由于上横梁外形尺寸很大，为了节约金属和减轻重量，尽量使各个尺寸在允许的范围内降到最小。梁体做成箱形结构，在安装缸的地方做成圆筒形，安装立柱的地方做成方筒形，中间加设筋板，以提高刚度，降低局部应力。主缸与上横梁的联接缸筒与上横梁间采用分体十法兰盘安装形式，法兰盘由两个半圆型部分组成，具体见液压缸装配图，法兰盘与上横梁用四个螺栓连接，并在缸盖前端设计圆柱部分与上横梁的圆孔之间配合，方便定位。 图2.5 主缸与上横梁的连接2.3.3 活动横梁结构设计活动横梁选用材料与

26、上横梁，工作台相同，长采用同样的材料来制造，使毛坯的制造工艺相类似，便于制造。活动横梁的结构设计除考虑导向精度要求外，还应根据压制工艺中的承载要求来决定。与工作缸柱塞杆连接传递液压机的压力，通过导向套沿立柱导向面上下往复运动;安装固定模具及工具等。因此需要有较好的强度、刚度及导向结构。活动横梁上部与工作缸柱塞相连，下部与上模座相连，梁体结构和受力状态都很复杂。当液压机工作时，高压液体作用于柱塞的力是通过活动横梁及上砧传递到锻件上而做功，活动横梁的上下运动则依靠梁与立柱的导向装置。活塞杆与活动横梁的联接活塞杆与活动横梁连接的形式主要是由活塞杆端部结构与活动横梁的相应部分的结构及联接零件组成。本设

27、计采用的是可动的联接结构，以球面铰链连接的方法将活塞与活动横梁联接起来，如下2.6图所示。 图4.5 活塞杆与活动横梁的连接 工作台结构设计 下横梁的刚度要求应略严一些，以保证整个压机的刚性。下横梁直接与立柱、拉杆、工作台、回程缸和顶出器相连，梁体结构和受力状态都很复杂。对于下横梁，其设计原则与上横梁相同，是在满足相连部件最小几何尺寸要求和工艺要求的条件下，尽可能缩减其纵向、横向尺寸，这是有效提高梁的刚度、强度和减轻梁的重量应首先把握的主要原则。第3章 液压缸结构设计与校核3.1 液压缸的基本机构设计 液压缸的类型 图3.1双作用单活塞杆液压缸液压缸选用双作用单活塞杆液压缸，活塞在行程终了时缓

28、冲。因为工作过程中需要往复运动，从图可见，油缸被活塞头分隔为两腔，侧面有两个进油口，因此，可以获得往复的运动。实质上起到两个柱塞缸的作用。此种结构形式的油缸，在中小型液压机上应用最广。 钢筒的连接结构在设计中上、下缸都选择法兰连接方式。这种结构简单，易加工，易装卸。上缸采用前端法兰安装，下缸采用后端法兰安装。3.1.3 缸口部分结构缸口部分采用了Y形密封圈、导向套、O形防尘圈和锁紧装置等组成，用来密封和引导活塞杆。由于在设计中缸孔和活塞杆直径的差值不同，故缸口部分的结构也有所不同。 缸底结构缸底结构常应用有平底、圆底形式的整体和可拆结构形式。平底结构具有易加工、轴向长度短、结构简单等优点。所以

29、目前整体结构中大多采用平底结构。圆底整体结构相对于平底来说受力情况较好，因此，在相同应力，重量较轻。另外，在整体铸造的结构中，圆形缸底有助于消除过渡处的铸造缺陷。但是，在液压机上所使用的油缸一般壁厚均较大，而缸底的受力总是较缸壁小。因此，上述优点就显得不太突出，这也是目前在整体结构中大多采用平底结构的一个原因。然而整体结构的共同缺点为缸孔加工工艺性差，更换密封圈时，活塞不能从缸底方向拆出，但由于较可拆式缸底结构受力情况好、结构简单、可靠，因此在中小型液压机中使用也较广。在设计中选用的是平底结构。 油缸放气装置通常油缸在装配后或系统内有空气进入时，使油缸内部存留一部分空气，而常常不易及时被油液带

30、出。这样，在油缸工作过程中由于空气的可压缩性，将使活塞行程中出现振动。因此，除在系统采取密封措施、严防空气侵入外，常在油缸两腔最高处设置放气阀，排出缸内残留的空气，使油缸稳定的工作。排气阀的结构形式包括整体式和组合式。在设计中选用的是整体式。整体式排气阀阀体与阀针合为一体，用螺纹与钢筒或缸盖连接，靠头部锥面起密封作用。排气时，拧松螺纹，缸内空气从锥面间隙中挤出，并经斜孔排出缸外。这种排气阀简单、方便、但螺纹与锥面密封处同心度要求较高，否则拧紧排气阀后不能密封，会造成泄露。 缓冲装置缓冲装置的工作原理是使钢筒低压腔内油液(全部或部分)通过节流把动能转换为热能，热能则由循环的油液带到液压缸外。缓冲

31、装置的结构有恒节流面积缓冲装置和变节流型缓冲装置。在设计中我采用的是恒节流面积缓冲装置，此类缓冲装置在缓冲过程中，由于其节流面积不变，故在缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，但很快就降低下来，最后不起什么作用，缓冲效果很差。但是在一般系列化的成品液压缸中，由于事先无法知道活塞的实际运动速度以及运动部分的质量和载荷等，因此为了使结构简单，便于设计，降低制造成本，仍多采用此种节流缓冲方式。3.2 液压缸结构设计及参数确定 液压缸的设计1.计算液压缸尺寸 图3.2 液压缸计算简图本设计采用单杠活塞油箱。当无杆腔为工作腔时 有杆腔为工作腔时 用以上公式确定液压缸尺寸时，需要先选取回油腔压力，即背压p2和

32、杆径比d/D。表3.1所列为根据回路特点选取背压的经验数据。 表3.1 背压经验数据回路特点背压（MPA）回路特点背压（MPA） 回油路上没有节流阀0.20.5采用补油泵的闭式回路11.5回油路上有背压阀或调速阀0.51.5根据上表p2选为1.杆直径比d/D一般按下述原则选取：当活塞杆受拉时，一般选取d/D=0.30.5,当活塞杆受压时，为了保证活塞杆的稳定性，一般选取d/D=0.50.7。如采用差动连接，并要求往返速度一致时，应取A2=1/2 A1,即d/D=0.7。由表2.1可知最大负载为工进阶段F=4363008.9N,有工进时的负载计算液压缸的面积 A1=2 A2=17.808

33、5;10-2 m2 d=0.7D=291.2将液压缸内径圆整到标准值为D=400mm 活塞杆直径圆整到标准值为d=280mm由此求出液压缸无杆有效面积A1 和液压缸有杆腔工作面积A2. 2.主缸实际压力= 3.主缸实际回程力= 4.顶出缸的直径=0.139mm按标准取整=0.14M5.顶出缸的活塞杆直径=0.076m按标准取整=0.08m6.顶出缸实际顶出力= 7.顶出缸实际回程力=3.2.2 各缸动作时的流量1.主缸进油流量与排油流量(1)快速空行程时的活塞腔进油流量= （2）快速空行程时的活塞腔的排油流量= （3）工作行程时的活塞腔进油流量=（4）工作行程时的活塞腔的排油流量=（5）回程时

34、的活塞杆腔进油流量=（6）回程时的活塞腔的排油流量=2.顶出缸的进油流量与排油流量(1)顶出时的活塞腔进油流量=（2）顶出时的活塞杆的排油流量 =（3）回程时的活塞杆腔进油流量 =（4）回程时的活塞腔的排油流量= 上缸的设计计算1.筒壁厚计算表3.2上缸钢筒所选材料型号MPaMPa%4561036014壁厚计算公式: =+ 当0.3时，用使用公式:= =0.179 m 取 =0.18m液压缸缸体的外径D外 -为钢筒外径公差余量 -为腐蚀余量 -试验压力，16M时，取=1.25P P管内最大工作压力为25 M -钢筒材料的许用应力，M =/n-钢筒材料的抗拉强度，M n安全系数，通常取n=5当时

35、,材料使用不够经济,应改用高屈服强度的材料.2.筒壁厚校核额定工作压力, 应该低于一个极限值,以保证其安全. MPa=0.35=84MPa =外径 D=内径同时额定工作压力也应该完全塑性变形的发生:=2.3320=221.5 MPa -缸筒完全塑性的变形压力, -材料屈服强度MPa-钢筒耐压试验压力，MPa=77.52593.03 MPa 3.缸筒的暴裂压力=2.3610=422.3MPa 4.缸筒底部厚度 缸筒底部为平面时:0.433 0.433 mm 取 mm -筒底厚，MM 5.核算缸底部分强度按照平板公式即米海耶夫推荐的公式计算，缸底进油孔直径为20cm则 =0.6875 = =69.

36、8 MPa 按这种方法计算=100MPa < 所以安全。 6.缸筒连接螺钉表3.3 螺钉所选材料型号MPaMPa%3554032017(1)螺钉处的拉应力= MPa = =4.3 MPa z-螺钉数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m(2)螺纹处的剪应力: =0.324 MPa = MPa -屈服极限 -安全系数; 5(3)合成应力:= = MPa 7.垫片与横梁间螺钉的校核(1)螺钉处的拉应力= MPa = =1.89 MPa z-螺钉数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m(2)螺纹处的剪应力: =0.298 MPa = MPa

37、-屈服极限 -安全系数; 5(3)合成应力:= = MPa 8.活塞杆直径d的校核表3.4 活塞杆所选材料型号MPaMPa%45MnB10308359d=0.28M 满足要求F活塞杆上的作用力 活塞杆材料的许用应力，=/1.4 下缸的设计计算表3.5钢筒所选材料型号MPaMPa%45610360141.下缸筒壁厚公式: =+当0.3时，用使用公式: = =0.007 m取 =0.01m顶出缸缸体外径-为钢筒外径公差余量-为腐蚀余量 -试验压力，16M时，取=1.25P P管内最大工作压力为25 M -钢筒材料的许用应力，M =/n-钢筒材料的抗拉强度，M n安全系数，通常取n=5当时,材料使用

38、不够经济,应改用高屈服强度的材料.2.下缸筒壁厚校核额定工作压力, 应该低于一个极限值,以保证其安全. MPa=0.35=26.25 MPa=外径 D=内径 同时额定工作压力也应该完全塑性变形的发生:=2.3320=42.6MPa-缸筒完全塑性的变形压力, -材料屈服强度MPa-钢筒耐压试验压力，MPa=14.9117.89MPa3.缸筒的暴裂压力=2.3610=79.8MPa4.缸筒底部厚度 缸筒底部为平面:0.433 0.433 mm 取 mm-筒底厚，MM 5.核算缸底部分强度按照平板公式即米海耶夫推荐的公式计算，缸底进油孔直径为8cm，则 =0.68 = =43.1MPa按这种方法计算

39、=100MPa < 所以安全。 6.缸筒连接螺钉表3.6 螺钉所选材料型号MPaMPa%3554032017(1)螺栓处的拉应力= MPa = =0.32 MPa z-螺栓数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m(2)螺纹处的剪应力: =0.275 MPa = MPa-屈服极限 -安全系数; 5(3)合成应力:= = MPa 7.垫片与横梁间螺栓的校核(1)螺栓处的拉应力= MPa = =0.14 MPa z-螺栓数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m(2)螺纹处的剪应力: =0.275 MPa = MPa-屈服极限 -安全系数; 5

40、(3)合成应力:= = MPa 8.活塞杆直径d的校核表3.7 活塞杆所选材料型号MPaMPa%45MnB10308359d=0.08M 满足要求F活塞杆上的作用力 活塞杆材料的许用应力，=/1.4第4章 液压系统及元件的设计选型4.1 液压系统的工况分析4.1.1 液压机的动力分析 该液压缸做直线往复运动，克服的外负载力主要有液压缸的负载主要包括：工作负载、摩擦负载、惯性负载、背压阀阻力负载。1.工作负载工作负载即为工件的压制抗力 Ft=400×103×9.8 =3.92×106 N2.摩擦负载静摩擦阻力： Ffs =0.2×600×9.8=

41、1176N动摩擦阻力： Ffd =0.1×600×9.8=588 N3.惯性负载 Fb = 0.5×106×0.024=12000NG = 600×9.8 = 5880N 式中 g：重力加速度。单位为(m/s2) G：移动部件自重。单位为（N） ：在t时间内速度变化值。单位为（m/s） ：启动加速段或减速制动段时间。单位为（s）4.背压阻力 背压阻力是液压缸回油路上的阻力，初算时，其数值待系数确定后才能定下来。其中：=0.9 -液压缸的机械效率，一般取。根据以上分析，可计算出液压缸各运动阶段中负载，见表2.1 表4.1 各运动阶段中负载表运动阶

42、段计算公式负载F/N液压缸负载（N）快进启动F= Ffs+Fb-G72968106.7加速F= Fb +Ffd +Fn -G76088453.3匀速F= Fb +Ffd-G67087453.3工进F= Fb +Ffd + Ft-G39267084363008.9快退F= Fb +Ffd +1.2 液压机的运动分析液压机工作时主要有空载下行、工进、回程三个过程，具体运动情况可用工作循环图和速度图来表示，如图41所示：图41 液压机的工作循环和速度位移曲线4.1.3 液压系统原理图图4.2液压控制原理系统图1-变量泵 2、3、15-溢流阀 4-减压阀 5-先导阀 6-液控

43、换向阀 7-顺序阀 8-释压阀 9-压力继电器 10、11、12、-液控单向阀 13、16-安全阀 14-电液换向阀 17-冲液筒 18-油箱 19-主缸20-顶出缸1.快速下行 电磁铁1YA通电，作先导阀用的换向阀5和上缸主换向阀（液控）6左位接用下迅速下降，而液压泵的流量较小，所以液压机顶部充筒中的油液经液控单向阀 12 也流 入液压缸上腔，其油液流动情况为： 进油路：变量泵1顺序阀7液压换向阀6左位单向阀10上液压缸上腔；充液筒17液控单向阀12上液压缸上腔； 回油路：上液压缸下腔液控单向阀11上缸换向阀6左位电液换向阀14中位油箱。 2.慢速加压 上滑块在运动行中接触到工作，这时上液压

44、缸上腔压力升高，液控单向阀12关闭，加压速度便由液压泵的流量来决定，主油路的油液流动情况与快速下行时相同。 3.保压延时 保压延时是当系统中压力升高到使压力续电器9起作用，电磁铁1YA断电，先导阀5和液控换向阀6都处于中位时出现的，保压时间由时间继电器控制，可在0-24min内调节。保压时除了液压泵在较低压力下卸荷外，系统中没有油液流动。其卸荷油路为： 变量泵1顺序阀7液控换向阀6中位电液换向阀14中位油箱。 4.泄压快速返回 保压时间结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁2YA通电。但为了防止保压状态向快速返回状态转变过快，在系统中引起压力冲击并使上滑块动作不平稳而设置了释压换向阀组8，它的功

45、能就是在2YA通电后，其控制压力油必须在上液压缸上腔卸压后，才能进入主换向阀右腔，使主换向阀6换向。释压换向阀8的工作原理是：在保压阶段，这个阀以上位接入系统，当电磁铁2YA通电，先导阀右位接入系统时，控制油路中的压力油虽到达预泻换向阀组8芯的下端，但由于其上端的高压未曾泻除，阀芯不动。但是，由于液控单向阀可以在控压力低于其主油路压力下打开，所以有： 上液压缸上腔液控单向阀释压换向阀组8上位油箱。 于是上液压缸上腔的油液压力被卸除，释压换向阀组8的阀芯在控制压力油作用下向上移动，以其下位接入系统，它一方面切断上液压缸上腔通向油箱的通道，一方面使控制油路中的压力油输到液控换向阀6阀芯的右端，使该

46、阀右位接入系统。这时，液控单向阀11、12被打开，油液流动情况为： 进油路：变量泵1顺序阀7液控换向阀6右位液控单向阀11上液压缸下腔； 回油路：上液压缸上腔液控单向阀12充液筒17。 所以，上滑块快速返回，从回油路进入充液筒中的油液，若超过预定位置时，可从充液筒中的溢流管中流回油箱。由图可见，液控换向阀在由左位切换到中位时，阀芯右端由油箱经单向阀补油，在由右位切换到中位时，阀芯右端的油经单向阀流向油箱。 5原位停止 原位停止是上滑块上升至预定高度，挡块压下行程开关，电磁铁2YA失电，先导阀5和液控换向阀6均处于中位时得到的，这时上缸停止运动，液压泵在较低压力下卸荷，由于液控单向阀11和安全阀

47、13的支承作用，上滑块悬空停止。 6液压压力机下滑块（顶出缸）的顶出和返回 下滑块向上顶出时，电磁铁 4YA 通电，这时有： 进油路：变量泵1顺序阀7液控换向阀6中位电液换向阀14右位下液压缸下腔； 回油路：下液压缸下腔电液换向阀14右位油箱。 下滑块向上移动至下液压缸下腔中活塞碰上缸盖时，便停留在这个位置上。 向下退回是在电磁铁 4YA断电、3YA 通电时发生的，这时有 进油路：变量泵1顺序阀7液控换向阀6中位电液换向阀14左位下液压缸下腔； 回油路：下液压缸下腔电液换向阀14左位油箱。原位停止是在电磁铁3YA、4YA均失电，电液换向阀14处于中位时得到，系统中溢流阀16为下缸安全阀，溢流阀

48、15为下缸溢流阀，由它可以调整顶出压力。 4.1.4 绘制电磁铁动作表 电磁铁 动作 1YA 2YA 3YA 4YA主缸快速下行+ 慢速加压+保压延时快速返回+原位停止顶出缸向上顶出+向下返回+原位停止表4-2 电磁铁动作顺序表4.2 液压泵和电机的选择4.2.1 液压泵的选择1.计算液压泵的工作压力泵的工作压力按下式确定： 式中 p执行原件最大工作压力；p系统进油路压力损失。初步估算时，对管路复杂进油路采用调速阀的系统，取p =（515）×105Pa；对于管路简单采用节流调速的系统，取p=（25）×105Pa。准确计算需在管路布置图画出以后才能进行。该液压系统管路较为复杂，取则代数据入上式得: ；2.计算液压泵的流量泵的流量应按执行原件