毕业设计(论文)-设计CDH1-MP3200125200A1XB1CGEMWW-重载型液压缸设计

PAGE37PAGE8宁XX大学毕业设计(论文)CDH1MP3/200/125/200A1X/B1CGEMWW重载型液压缸设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要油缸是最常见的液压元件，可靠性是指系统不因意外的原因而无法工作(如油管破裂、无电等情况)。可维护性是指系统尽可能简单，元件尽可能选标准件，结构上尽可能使维护方便．安全性是指不因液压缸的故障导致后车厢盖的其它事故．效率是指液压缸的各种能量损失尽可能的小。上述要求中，除满足系统的动力要求外，最重要的是保证系统的安全性和可靠性。关键词：液压缸，油缸AbstractThehydraulicsystemtotransferpower,ensureadequatepowerisitsbasicrequirement.Inaddition,considerthesystemstability,reliability,maintainability,safetyandefficiency.Thestabilizingmeanswhenthesystemworkssteadymotionandsystemperformancestability(suchasenvironmentaltemperatureontheinfluenceofoiletc).Reliabilityreferstothesystemisnotduetoaccidentreasontowork(suchastubingrupturewithoutelectricity,etc.).Maintainabilityisreferredtothesystemassimpleaspossible,elementischosenasfaraspossiblestandardparts,structureasmuchaspossiblesothatthemaintenanceisconvenient.Securityisnotduetothefaultofthehydraulicsystemcausestheantennaframecollapseorotheraccidents(suchasthedropoutofcontrol,antennaduetogravityaccelerationwhereabouts).Efficiencyreferstothehydraulicsystemofthevariousenergylossassmallaspossible.Theaboverequirements,inadditiontomeetthepowerrequirements,themostimportantthingistoensurethesafetyandreliabilityofthesystem.Keywords:hydraulicsystem,目录摘要 IIAbstract III目录 IV第1章概述 61.1液压传动的工作原理 61.2液压传动的组成部分 71.3液压传动的优缺点 71.4液压缸的结构 8第2章油缸设计计算 92.1油缸主参数的确定 92.2油缸主要部位的计算校核 142.2.2活塞杆强度和液压缸稳定性计算 142.2.3缸筒壁厚的验算 152.2.4缸筒的加工要求 172.2.5法兰设计 172.2.6(缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算 182.3活塞的设计 202.4导向套的设计与计算 202.5端盖和缸底的设计与计算 224.7缓冲装置的设计 232.8排气装置 242.9密封件的选用 262.10防尘圈 272.11液压缸的安装连接结构 28总结 31致谢 32参考文献 33全套设计请加197216396或401339828

第1章概述1.1液压传动的工作原理驱动的液压缸，它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管组成。它的工作原理：液压泵由电动机带动旋转后，从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵，当它从泵中输出进入压力管后，将换向阀手柄、开停手柄方向往内的状态下，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞和工作台向右移动。这时，液压缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱。如果将换向阀手柄方向转换成往外的状态下，则压力管中的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入液压缸右腔，推动活塞和工作台向左移动，并使液压缸左腔的油经换向阀和回油管排回油管。工作台的移动速度是由节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油液增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，工作台的移动速度减小。为了克服移动工作台时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力产生的。要克服的阻力越大，缸中的油液压力越高；反之压力就越低。输入液压缸的油液是通过节流阀调节的，液压泵输出的多余的油液须经溢流阀和回油管排回油箱，这只有在压力支管中的油液压力对溢流阀钢球的作用力等于或略大于溢流阀中弹簧的预紧力时，油液才能顶开溢流阀中的钢球流回油箱。所以，在系统中液压泵出口处的油液压力是由溢流阀决定的，它和缸中的油液压力不一样大。如果将开停手柄方向转换成往外的状态下，压力管中的油液将经开停阀和回油管排回油箱，不输到液压缸中去，这时工作台就停止运动。从上面的例子中可以得到：动是以液体作为工作介质来传递动力的。2）液压传动用液体的压力能来传递动力，它与利用液体动能的液力传动是不相同的。3）压传动中的工作介质是在受控制、受调节的状态下进行工作的，因此液压传动和液压控制常常难以截然分开。1.2液压传动的组成部分液压传动装置主要由以下四部分组成：1）能源装置——把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵，它给液压缸提供压力油。2）执行装置——把油液的液压能转换成机械能的装置。它可以是作直线运动的液压缸，也可以是作回转运动的液压马达。3)制调节装置——对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。例如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压缸。4)辅助装置——上述三部分以外的其它装置，例如油箱、滤油器、油管等。它们对保证系统正常工作也有重要作用。1.3液压传动的优缺点液压传动有以下一些优点：在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力，因为液压缸中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出30~40倍。在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的12%左右。液压装置工作比较平稳。由于重量轻、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。液压装置的换向频率，在实现往复回转运动时可达500次/min，实现往复直线运动时可达1000次/min。液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达2000），它还可以在运行的过程中进行调速。液压传动易于自动化，这是因为它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制的缘故。当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作，接受远程控制。液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在失速状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。液压件能自行润滑，使用寿命较长。由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压缸的设计、制造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也具有较大的机动性。用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单。液压传动的缺点是：液压传动不能保证严格的传动化，这是由液压油液的可压缩性和泄漏等原因造成的。液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等），长距离传动时更是如此。液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响，因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较贵，而且对油液的污染比较敏感。液压传动要求有单独的能源。液压传动出现故障时不易找出原因。总的说来，液压传动的优点是突出的，它的一些缺点有的现已大为改善，有的将随着科学技术的发展而进一步得到克服。1.4液压缸的结构液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。第2章油缸设计计算基本技术数据，是根据用途及结构类型来确定的，它反映了工作能力及特点，也基本上上确定了轮廓尺寸及本体总质量等。2.1油缸主参数的确定本课题设计的油缸CDH1MP3/200/125/200A1X/B1CGEMWW重载型液压缸设计，查表查得油缸的液压缸的内径为200mm,活塞杆直径为125mm,有效行程为200mm表4.1液压缸内径系列mm810121620253240506380100125160200250320400500液压缸缸体厚度计算缸体是液压缸中最重要的零件，当液压缸的工作压力较高和缸体内经较大时，必须进行强度校核。缸体的常用材料为20、25、35、45号钢的无缝钢管。在这几种材料中45号钢的性能最为优良，所以这里选用45号钢作为缸体的材料。式中，——实验压力，MPa。当液压缸额定压力Pn5.1MPa时，Py=1.5Pn，当Pn16MPa时，Py=1.25Pn。[]——缸筒材料许用应力，N/mm。[]=，为材料的抗拉强度。注：1.额定压力Pn额定压力又称公称压力即系统压力，Pn=25MPa2.最高允许压力PmaxPmax1.5Pn=1.2525=31.25MPa液压缸缸筒材料采用45钢，则抗拉强度：σb=600MPa安全系数n按《液压传动与控制手册》P243表2—10，取n=5。则许用应力[]==120MPa==26.04mm满足。取液压缸厚度30mm。取液压缸缸体外径为260mm。4.液压缸长度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确定，并参照表4-4选取标准值。液压缸活塞行程参数优先次序按表4-4中的a、b、c选用。表4-4（a）液压缸行程系列（GB2349-80）[6]2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000表4-4（b）液压缸行程系列（GB2349-80）[6]406390110140180220280360450550700900110014001800220028003600表4-4（c）液压缸形成系列（GB2349-80）[6]240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300034003800液压缸长度L根据工作部件的行程长度确定。L==200mm查油缸参数得到的活塞杆直径的设计查《液压传动与控制手册》根据杆径比d/D，一般的选取原则是：当活塞杆受拉时，一般选取d/D=0.3-0.5，当活塞杆受压时，一般选取d/D=0.5-0.7。本设计我选择d/D=0.6，即d=0.6D=0.6×200=120mm。表4.2活塞杆直径系列456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400故取d=120mm。2.活塞杆强度计算：式中————许用应力；（Q235钢的抗拉强度为375-500MPa，取400MPa，为位安全系数取5，即活塞杆的强度适中）3．活塞杆的结构设计活塞杆的外端头部与负载的拖动电机机构相连接，为了避免活塞杆在工作生产中偏心负载力，适应液压缸的安装要求，提高其作用效率，应根据负载的具体情况，选择适当的活塞杆端部结构。4.活塞杆的密封与防尘活塞杆的密封形式有Y形密封圈、U形夹织物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等[6]。采用薄钢片组合防尘圈时，防尘圈与活塞杆的配合可按H9/f9选取。薄钢片厚度为0.5mm。为方便设计和维护，本方案选择O型密封圈。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确定，并参照表4-4选取标准值。液压缸活塞行程参数优先次序按表4-4中的a、b、c选用。表4-4（a）液压缸行程系列（GB2349-80）[6]2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000表4-4（b）液压缸行程系列（GB2349-80）[6]406390110140180220280360450550700900110014001800220028003600表4-4（c）液压缸形成系列（GB2349-80）[6]2402603003403804204805306006507508509501050120013001500170019002100240026003000340038002.2油缸主要部位的计算校核2.2.2活塞杆强度和液压缸稳定性计算A.活塞杆强度计算活塞杆的直径按下式进行校核式中，为活塞杆上的作用力；为活塞杆材料的许用应力，=,n一般取1.40。满足要求B.液压缸稳定性计算活塞杆受轴向压缩负载时，它所承受的力不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载，以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作。的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。若活塞杆的长径比且杆件承受压负载时，则必须进行液压缸稳定性校核。活塞杆稳定性的校核依下式进行式中，为安全系数，一般取=2~4。a.当活塞杆的细长比时b.当活塞杆的细长比时式中，为安装长度，其值与安装方式有关，见表1；为活塞杆横截面最小回转半径，；为柔性系数，其值见表3-2；为由液压缸支撑方式决定的末端系数，其值见表1；为活塞杆材料的弹性模量，对钢取；为活塞杆横截面惯性矩；为活塞杆横截面积；为由材料强度决定的实验值，为系数，具体数值见表3-3。表3-2液压缸支承方式和末端系数的值支承方式支承说明末端系数一端自由一端固定1/4两端铰接1一端铰接一端固定2两端固定4表3-3、、的值材料铸铁5.61/160080锻铁2.51/9000110钢4.91/500085c.当时,缸已经足够稳定，不需要进行校核。此设计安装方式中间固定的方式，此缸已经足够稳定，不需要进行稳定性校核。2.2.3缸筒壁厚的验算下面从以下三个方面进行缸筒壁厚的验算：A液压缸的额定压力值应低于一定的极限值，保证工作安全：式（3-4）根据式（3-4）得到：B为了避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力值应与塑性变形压力有一定的比例范围：式（3-5）式（3-6）先根据式（3-6）得到：=41.21C耐压试验压力，是液压缸在检查质量时需承受的试验压力。在规定的时间内，液压缸在此压力下，全部零件不得有破坏或永久变形等异常现象。各国规范多数规定:当额定压力时（MPa）D为了确保液压缸安全的使用，缸筒的爆裂压力应大于耐压试验压力：(MPa）式（3-7）因为查表已知=596MPa，根据式（3-7）得到：至于耐压试验压力应为：因为爆裂压力远大于耐压试验压力，所以完全满足条件。以上所用公式中各量的意义解释如下：式中:—缸筒内径（）；—缸筒外径（）；—液压缸的额定压力（）—液压缸发生完全塑形变形的压力（）；—液压缸耐压试验压力（）；—缸筒发生爆破时压力（）；—缸筒材料抗拉强度（）；—缸筒材料的屈服强度（；—缸筒材料的弹性模量（）；—缸筒材料的泊桑系数钢材：=0.32.2.4缸筒的加工要求缸筒内径采用H7级配合，表面粗糙度为0.16，需要进行研磨；热处理：调制，HB240；缸筒内径的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差之半；刚通直线度不大于0.03mm；油口的孔口及排气口必须有倒角，不能有飞边、毛刺；在缸内表面镀铬，外表面刷防腐油漆。2.2.5法兰设计液压缸的端盖形式有很多，较为常见的是法兰式端盖。本次设计选择法兰式端盖（缸筒端部）法兰厚度根据下式进行计算：式（3-8）式中，-法兰厚度（m）；系统工作压力（pa）；=25MPa附加密封力（Pa）；值取其材料屈服点353MPa；螺钉孔分布圆直径（m）；=55mm密封环平均直径（m）；=45mm法兰材料的许用应力（Pa）；[]=/n=353/5=70.6MPa—法兰受力总合力（m）所以=13.2mm为了安全取=14mm2.2.6(缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算连接图如下：图3-1缸体端部法兰用螺栓连接1-前端盖；2-缸筒螺栓强度根据下式计算：螺纹处的拉应力:(MPa)式（3-9）螺纹处的剪应力(MPa)式（3-10）合成应力(MPa)式（3-11）式中,—液压缸的最大负载，=A，单杆时，双杆是—螺纹预紧系数，不变载荷=1.25~1.5，变载荷=2.5~4；—液压缸内径；—缸体螺纹外径；—螺纹内经；—螺纹内摩擦因数，一般取=0.12;变载荷取=2.5~4；—材料许用应力，,为材料的屈服极限，n为安全系数，一般取n=1.2~1.5；Z—螺栓个数。最大推力为：使用4个螺栓紧固缸盖，即：=4螺纹外径和底径的选择：=10mm=8mm系数选择：选取=1.3=0.12根据式（3-9）得到螺纹处的拉应力为：=根据式（3-10）得到螺纹处的剪应力为：根据式（3-11）得到合成应力为：==367.6MPa由以上运算结果知，应选择螺栓等级为12.9级；查表的得：抗拉强度极限=1220MP;屈服极限强度=1100MP；不妨取安全系数n=2可以得到许用应力值：[]=/n=1100/2=550MP证明选用螺栓等级合适。2.3活塞的设计活塞的宽度一般取=（0.6-1.0）即=（0.6-1.0）×200=（120-200）mm取=128mm由于活塞在液压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此，它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄露，降低容积效率，使液压缸达不到要求的设计性能。活塞与缸体的密封形式分为：间隙密封（用于低压系统中的液压缸活塞的密封）、活塞环密封（适用于温度变化范围大、要求摩擦力小、寿命长的活塞密封）、密封圈密封三大类。其中密封圈密封又包括O形密封圈（密封性能好，摩擦因数小，安装空间小）、Y形密封圈（用在20Mpa压力下、往复运动速度较高的液压缸密封）、形密封圈（耐高压，耐磨性好，低温性能好，逐渐取代Y形密封圈）、V形密封圈（可用于50Mpa压力下，耐久性好，但摩擦阻力大）。综合以上因素，考虑选用O型密封圈。2.4导向套的设计与计算1.最小导向长度H的确定当活塞杆全部伸出时，从活塞支承面中点到到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度[1]。如果导向长度过短，将使液压缸因间隙引起的初始挠度增大，影响液压缸工作性能和稳定性。因此，在设计时必须保证液压缸有一定的最小导向长度。根据经验,当液压缸最大行程为L,缸筒直径为D时,最小导向长度为:（4-5）一般导向套滑动面的长度A，在缸径小于80mm时取A=(0.6~1.0)D，当缸径大于80mm时取A=(0.6~1.0)d.。活塞宽度B取B=(0.6~1.0)D。若导向长度H不够时,可在活塞杆上增加一个导向套K(见图4-1)来增加H值。隔套K的宽度。图4-1液压缸最小导向长度[1]因此:最小导向长度，取H=9cm；导向套滑动面长度A=活塞宽度B=隔套K的宽度2.导向套的结构导向套有普通导向套、易拆导向套、球面导向套和静压导向套等，可按工作情况适当选择。1）普通导向套这种导向套安装在支承座或端盖上，油槽内的压力油起润滑作用和张开密封圈唇边而起密封作用[6]。2）易拆导向套这种导向套用螺钉或螺纹固定在端盖上。当导向套和密封圈磨损而需要更换时，不必拆卸端盖和活塞杆就能进行，维修十分方便。它适用于工作条件恶劣，需经常更换导向套和密封圈而又不允许拆卸液压缸的情况下。3）球面导向套这种导向套的外球面与端盖接触，当活塞杆受一偏心负载而引起方向倾斜时，导向套可以自动调位，使导向套轴线始终与运动方向一致，不产生“憋劲“现象。这样，不仅保证了活塞杆的顺利工作，而且导向套的内孔磨损也比较均匀。4）静压导向套活塞杆往复运动频率高、速度快、振动大的液压缸，可以采用静压导向套。由于活塞杆与导向套之间有压力油膜，它们之间不存在直接接触，而是在压力油中浮动，所以摩擦因数小、无磨损、刚性好、能吸收振动、同轴度高，但制造复杂，要有专用的静压系统。2.5端盖和缸底的设计与计算在单活塞液压缸中，有活塞杆通过的端盖叫端盖，无活塞杆通过的缸盖叫缸头或缸底。端盖、缸底与缸筒构成密封的压力容腔，它不仅要有足够的强度以承受液压力，而且必须具有一定的连接强度。端盖上有活塞杆导向孔（或装导向套的孔）及防尘圈、密封圈槽，还有连接螺钉孔，受力情况比较复杂，设计的不好容易损坏。1.端盖的设计计算端盖厚h为：式中D1——螺钉孔分布直径，cm；P——液压力，；——密封环形端面平均直径，cm；——材料的许用应力，。2.缸底的设计缸底分平底缸，椭圆缸底，半球形缸底。2.端盖的结构端盖在结构上除要解决与缸体的连接与密封外，还必须考虑活塞杆的导向，密封和防尘等问题[6]。缸体端部的连接形式有以下几种：A．焊接特点是结构简单，尺寸小，质量小，使用广泛。缸体焊接后可能变形，且内缸不易加工。主要用于柱塞式液压缸。B．螺纹连接（外螺纹、内螺纹）特点是径向尺寸小，质量较小，使用广泛。缸体外径需加工，且应与内径同轴；装卸徐专用工具；安装时应防止密封圈扭曲。C．法兰连接特点是结构较简单，易加工、易装卸，使用广泛。径向尺寸较大，质量比螺纹连接的大。非焊接式法兰的端部应燉粗。D．拉杆连接特点是结构通用性好。缸体加工容易，装卸方便，使用较广。外形尺寸大，质量大。用于载荷较大的双作用缸。E．半球连接，它又分为外半环和内半环两种。外半环连接的特点是质量比拉杆连接小，缸体外径需加工。半环槽消弱了缸体，为此缸体壁厚应加厚。内半环连接的特点是结构紧凑，质量小。安装时端部进入缸体较深，密封圈有可能被进油口边缘擦伤。F．钢丝连接特点是结构简单，尺寸小，质量小。4.7缓冲装置的设计液压缸的活塞杆（或柱塞杆）具有一定的质量，在液压力的驱动下运动时具有很大的动量。在它们的行程终端，当杆头进入液压缸的端盖和缸底部分时，会引起机械碰撞，产生很大的冲击和噪声。采用缓冲装置，就是为了避免这种机械撞击，但冲击压力仍然存在，大约是额定工作压力的两倍，这就必然会严重影响液压缸和整个液压缸的强度及正常工作。缓冲装置可以防止和减少液压缸活塞及活塞杆等运动部件在运动时对缸底或端盖的冲击，在它们的行程终端能实现速度的递减，直至为零。当液压缸中活塞活塞运动速度在6m/min以下时，一般不设缓冲装置，而运动速度在12m/min以上时，不需设置缓冲装置。在该组合机床液压缸中，动力滑台的最大速度为4m/min,因此没有必要设计缓冲装置。2.8排气装置如果排气装置设置不当或者没有设置排气装置，压力油进入液压缸后，缸内仍会存在空气[6]。由于空气具有压缩性和滞后扩张性,会造成液压缸和整个液压缸在工作中的颤振和爬行,影响液压缸的正常工作。比如液压导轨磨床在加工过程中，这不仅会影响被加工表面的光洁程度和精度，而且会损坏砂轮和磨头等机构。为了避免这种现象的发生，除了防止空气进入液压缸外，还必须在液压缸上设置排气装置。配气装置的位置要合理，由于空气比压力油轻，总是向上浮动，因此水平安装的液压缸，其位置应设在缸体两腔端部的上方；垂直安装的液压缸，应设在端盖的上方。一般有整体排气塞和组合排气塞两种。整体排气塞如图4-2（a）所示。表4-5排气阀（塞）尺寸[6]d阀座阀杆孔cDM16611619.29323117108.53484~623M20x2814725.41143392213114594~828图4-2(a)整体排气孔图4-2（b）组合排气孔图4-2（c）整体排气阀零件结构尺寸由于螺纹与缸筒或端面连接，靠头部锥面起密封作用。排气时，拧松螺纹，缸内空气从锥面空隙中挤出来并经过斜孔排除缸外。这种排气装置简单、方便，但螺纹与锥面密封处同轴度要求较高，否则拧紧排气塞后不能密封，造成外泄漏。组合排气塞如图4-2（b）所示，一般由络螺塞和锥阀组成。螺塞拧松后，锥阀在压力的推动下脱离密封面排出空气。排气装置的零件图及尺寸图见4-2（c）以及表4-2（d）。图4-2（d）组合排气阀零件结构尺寸2.9密封件的选用1.对密封件的要求液压缸工作中要求达到零泄漏、摩擦小和耐磨损的要求。在设计时，正确地选择密封件、导向套（支承环）和防尘圈的结构形式和材料是很重要的。从现在密封技术来分析，液压缸的活塞和活塞杆及密封、导向套和防尘等应作为一个综合的密封系统来考虑，具有可靠的密封系统，才能式液压缸具有良好的工作状态和理想的使用寿命。在液压元件中，对液压缸的密封要求是比较高的，特别是一些特殊材料液压缸，如摆动液压缸等。液压缸中不仅有静密封，更多的部位是动密封，而且工作压力高，这就要求密封件的密封性能要好，耐磨损，对温度适应范围大，要求弹性好，永久变形小，有适当的机械强度，摩擦阻力小，容易制造和装卸，能随压力的升高而提高密封能力和利于自动补偿磨损。密封件一般以断面形状分类。有O形、U形、V形、J形、L形和Y形等。除O形外，其他都属于唇形密封件。2.O形密封圈的选用液压缸的静密封部位主要是活塞内孔与活塞杆、支承座外圆与缸筒内孔、缸盖与缸体端面等处[6]。这些部位虽然是静密封，但因工作由液压力大，稍有意外，就会引起过量的内漏和外漏。静密封部位使用的密封件基本上都是O形密封圈。O形密封圈虽小，确实一种精密的橡胶制品，在复杂使用条件下，具有较好的尺寸稳定性和保持自身的性能。在设计选用时，根据使用条件选择适宜的材料和尺寸，并采取合理的安装维护措施，才能达到较满意的密封效果。安装O形圈的沟槽有多种形式，如矩形、三角形、V形、燕尾形、半圆形、斜底形等，可根据不同使用条件选择，不能一概而论。使用最多的沟槽是矩形，其加工简便，但容易引起密封圈咬边、扭转等现象。2.动密封部位密封圈的选用液压缸动密封部位主要有活塞与缸筒内孔的密封、活塞杆与支承座（导向套）的密封等。形密封圈是我国液压缸行业使用极其广泛的往复运动密封圈。它是一种轴、孔互不通用的密封圈。一般，使用压力低于16MPa时，可不用挡圈而单独使用。当超过16MPa并用于活塞动密封装置时，应使用挡圈，以防止间隙“挤出”。2.10防尘圈防尘圈设置与活塞杆或柱塞密封外侧，用于防止外界尘埃、沙粒等异物侵入液压缸，从而可以防止液压油被污染导致元件磨损。1.防尘圈A型防尘圈是一种单唇无骨架橡胶密封圈，适于在A型密封结构形式内安装，起防尘作用。B型防尘密封圈是一种单唇带骨架橡胶密封圈，适于在B型密封结构形式内安装，起防尘作用。C型防尘圈是一种双唇密封橡胶圈，适于在C型结构形式内安装，起防尘和辅助密封的作用。2.防尘罩防尘罩采用橡胶或尼龙、帆布等材料制作。在高温工作时，可用氯丁橡胶，可在130℃以下工作。如果温度再高时，可用耐火石棉材料。当选用防尘伸缩套时，要注意在高频率动作时的耐久性，同时注意在高速运动时伸缩套透气孔是否能及时导入足够的空气。但是，安装伸缩套给液压缸的装配调整会带来一些困难。2.11液压缸的安装连接结构液压缸的安装连接结构包括液压缸的安装结构、液压缸近处有口的连接等。1.液压缸的安装形式液压缸的安装形式很多，但大致可以分为以下两类。1）轴线固定类这类安装形式的液压缸在工作时，轴线位置固定不变。机床上的液压缸绝大多数是采用这种安装形式。A通用拉杆式。在两端缸盖上钻出通孔，用双头螺钉将缸和安装座连接拉紧。一般短行程、压力低的液压缸。B法兰式。用液压缸上的法兰将其固定在机器上。C支座式。将液压缸头尾两端的凸缘与支座固定在一起。支座可置于液压缸左右的径向、切向，也可置于轴向底部的前后端。2）周线摆动类液压缸在往复运动时，由于机构的相互作用使其轴线产生摆动，达到调整位置和方向的要求。安装这类液压缸，安装形式也只能采用使其能摆动的铰接方式。工程机械、农用机械、翻斗汽车和船舶甲板机械等所用的液压缸多用这类安装形式。A耳轴式。将固定在液压缸上的铰轴安装在机械的轴座内，使液压缸轴线能在某个平面内自由摆动。B耳环式。将液压缸的耳环与机械上的耳环用销轴连接在一起，使液压缸能在某个平面内自由摆动。耳环在液压缸的尾部，可以是单耳环，也可以是双耳环，还可以做成带关节轴承的单耳环或双耳环。C球头式。将液压缸尾部的球头与机械上的球座连接在一起，使液压缸能在一定的空间锥角范围内任意摆动。2.液压缸油口设计油口孔是压力油进入液压缸的直接通道，虽然只是一个孔，但不能轻视其作用[6]。如果孔小了，不仅造成进油时流量供不应求，影响液压缸的活塞运动速度，而且会造成回油时受阻，形成背压，影响活塞的退回速度，减少液压缸的负载能力。对液压缸往复速度要求较严的设计，一定要计算孔径的大小。液压缸的进出油口，可以布置在缸筒和前后端盖上。对于活塞杆固定的液压缸，进出油口可以设在活塞杆端部。如果液压缸无专用排气装置，进出油口应设在液压缸的最高处，以便空气能首先从液压缸排出。液压缸进出油口的链接形式有螺纹、方形法兰和矩形法兰等。B.O形密封圈的选用液压缸的静密封部位主要有活塞内孔与活塞杆、支撑座外圆与缸筒内孔、端盖与缸体端面等处。静密封部位使用的密封件基本上都是O形密封圈。C.动密封部位密封圈的选用由于O型密封圈用于往复运动存在起动阻力大的缺点，所以用于往复运动的密封件一般不用O形圈，而使用唇形密封圈或金属密封圈。液压缸动密封部位主要有活塞与缸筒内孔的密封、活塞杆与支撑座（或导向套）的密封等。活塞环是具有弹性的金属密封圈，摩擦阻力小，耐高温，使用寿命长，但密封性能差，内泄漏量大，而且工艺复杂，造价高。对内泄漏量要求不严而要求耐高温的液压缸，使用这种密封圈较合适。V形圈的密封效果一般，密封压力通过压圈可以调节，但摩擦阻力大，温升严重。因其是成组使用，模具多，也不经济。对于运动速度不高、出力大的大直径液压缸，用这种密封圈较好。U形圈虽是唇形密封圈，但安装时需用支撑环压住，否则就容易卷唇，而且只能在工作压力低于10MPa时使用，对压力高的液压缸不适用。比较而言，能保证密封效果，摩擦阻力小，安装方便，制造简单经济的密封圈就属Yx型密封圈了。它属于不等高双唇自封压紧式密封圈，分轴用和孔用两种。综上，所以本设计选用Yx型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料组合使用，可以显著提高密封性能：a.降低摩擦阻力，无爬行现象；b.具有良好的动态和静态密封性，耐磨损，使用寿命长；c.安装沟槽简单，拆装简便。这种组合的特别之处就是允许活塞外园和缸筒内壁有较大间隙，因为组合式密封的密封圈能防止挤入间隙内，降低了活塞与缸筒的加工要求，密封方式图如下：图3-2密封方式图总结在这不到一周的设计中，能学到的东西真的很有限，但是不能说一点收获都没有，我想我知道了一般机床液压缸的设计框架而且我也掌握了设计一个液压缸的步骤，我想本次课程设计是我们对所学知识运用的一次尝试，是我们在液压知识学习方面的一次有意义的实践。在本次设计中，我独立完成了自己的设计任务，通过这次设计，弄懂了一些以前书本中难以理解的内容，加深了对以前所学知识的巩固。在设计中，通过老师的指导，使自己在设计思想、设计方法和设计技能等方面都得到了一次良好的训练。致谢这次毕业设计可以圆满的完成，离不开导师XXX的悉心指导。从课题的提出和论证到论文完成，X导师渊博的学识、先进的学术思想、对待研究的严谨态度和无私的奉献精神都是学生的楷模，使我受益匪浅，在论文完成之际，谨向尊敬的X导师致以崇高的敬意和由衷的感谢。在进行毕业设计的过程中，我的感激之情无以言表，仅以此文献给他们，感谢我的朋友们，大家这四年来无论深处何地，距离多远，我始终感受的到与你们大家在一起；感谢我的老师，四年来对我的关心帮助让我在学校的生活和学习中都能有亲人般的感觉；感谢我的同学们，大家虽然来自不同的地方，但是大家始终相亲相爱，团结一致。我很庆幸能有了你们大家陪我一路走过艰难的历程。回首大学四年，往事历历在目，心绪难以平复，如此多的关心和帮助让我感到莫大的幸运，感觉充满力量，无论是身边的同学老师还是远方的亲人朋友们，他们的支持是我可以努力和坚持的最大动力，有了他们才真正让我感受到这个世界是无与伦比的美丽，这些都将支持我走向新的岗位，为社会为他人贡献我的绵薄之力。参考文献[1]李硕卫,张国贤.现代液压技术的发展现状[J].机械工程师，2009(2):54～57[2]郭丽颖.液压自动换向回路及其应用[J].煤矿机械，2005(3):90～91[3]董传军,杨延水,刘艳霞.一种液压增压缸的应用[J].制造技术与基础，2009(7):108～109[4]王建军.一种液压增压缸的介绍[J].液压与气动，1992(4):36[5]周晓君,袁辉.单井增注液压增压系统设计[J].液压与气动，2003(7):12～14[6]隋文臣.自控式双作用增压器的研究[J].煤矿机械，2004(9):106～108[7]许福玲,陈尧明.液压与气压传动（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2007.143～144[8]李振军，刘建英.液压传动与控制.北京：机械工业出版社，2009.101[9]Y.He,P.5.K.Chua,G.H.Lim.FaultDiagnosisofLoadedWaterhydraulieAetuatorsbyOnlineTestingwithLABVIEW[J].JournalofTestingandEvaluation,2003,31(5):378～387[10]BillSavela.DigitalControlAidshydraulie-PressProduetivity[J].MetalForming,2005,39(2):20～22[11]K.Heister，P.J.Kleingeld，U.5.Keijzer.Anewlaboratoryset-upformeasurementsofelectrical，hydraulicandosmoticfluxesinclays.EngineeringGeology，2005，77（3/4）：295～303基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发\t