双作用单杆活塞式液压缸毕业论文

PAGE1-目录设计题目2液压缸的选型2液压缸主要参数的计算液压缸主要性能参数2缸筒内径（缸径）计算2缸壁壁厚的计算2流量的计算3底部厚度计算4最小导向长度的确定4主要零部件设计与校核缸筒的设计5缸筒端盖螺纹连接的强度计算6缸筒和缸体焊缝连接强度的计算6活塞设计7活塞的密封8活塞杆杆体的选择8活塞杆强度的校核8液压缸稳定性校核9活塞杆的导向、密封和防尘9致谢10参考文献一.设计题目双作用单杆活塞式液压缸设计主要设计参数：系统额定工作压力：p=25（Mpa）驱动的外负载：F=50（KN)液压缸的速度比：λ=1.33液压缸最大行程：L=640(mm)液压缸最大伸出速度：λ=4(m/min)液压缸最大退回速度：vt=5.32(m/min)缸盖连接方式：螺纹连接液压缸安装方式：底座安装缓冲型式：杆头缓冲二.液压缸的选型液压缸是液压装置中将液压能转换为机械能，实现直线往复运动或摆动往复运动的执行元件。按本课题设计要求，选取主要用于各种工程机械、起重机械及矿山机械等的液压系统的双作用单杆活塞缸液压缸。三.主液压缸主要参数的计算1、液压缸主要性能参数：额定压力：根据设计要求，其额定压力为25MPa，即P=25MPa。最高允许压力Pmax：也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。Pmax≤1.5P=37.5MPa活塞行程：根据设计要求，其行程为800mm.液压缸最大退回速度(m/min)2、主液压缸缸筒内径（缸径）计算根据液压缸的供油压力和负载，缸筒内径D可按下列公式初步计算：液压缸负载为推力：式中：F为液压缸实际使用推力，单位为NP为液压缸的供油压力，一般为系统压力。根据题目要求，取F为30kN，为0.65，为0.8，P为16Mpa并代入公式则又依据手册（GB2348-80)对其进行圆整，取D=400mm。3、缸壁壁厚的计算先暂取/D=0.08--0.3,即则可按下列公式计算式中：D为缸筒内径（m）为缸筒的最高允许压力（MPa）为缸筒材料的许用应力（MPa）由于采用无缝钢管做缸筒（见结构设计部分），查手册有=100--110MPa,取=110MPa，代入上面公式则由结果可知在所假设的范围内圆整，取为60mm。活塞杆直径的计算活塞根据压力、速度、温度等工作条件来选用密封件的型式，而选定的密封件型式决定了活塞的结构型式。常见的活塞结构型式分活塞分为整体式和组合式，组合式制作和使用比较复杂，又因密封件的安装要求不是很高，而且缸径较小，故采用整体式活塞的结构型式，其密封件和导向环分槽安装。形式如下图：活塞的宽度一般由密封件、导向环的安装沟槽尺寸来决定，本课题，依据结构要求与密封件与导向件的结构，取活塞宽度B为280mm5、活塞的密封活塞的密封选用准则取决于压力、速度、温度和工作介质等因素。选用应用广泛的O型密封圈，由于工作压力大于10MPa，为防止密封圈被挤入间隙而损坏，故选用为副密封件为聚四氟乙烯（PTFE）的挡圈与主密封件组合在一起使用。这种组合式密封圈显著地提高了密封性能，降低了摩擦阻力，无爬行现象，具有良好的动态及静态密封性，耐磨损，使用寿命长、安装沟槽简单、装坼方便。活塞杆的设计6、活塞杆杆体的选择活塞杆的杆体分为实心杆和空心杆。空心杆多用于d/D比值较大或杆体内有位置传感器等场合。而实心杆加工简单，采用较多，故选用实心杆。活塞杆的外端是液压缸用以与负载连接的部位，可根据液压缸的安装连接形式有多种结构形式。本课题因液压缸垂直安装且活塞杆下端要装压板，为方便连接，活塞杆外端采用外螺纹（带肩）形式。其外螺纹根据国家标准GB2350-80可选取M451.5。活塞杆材料1、因为没有特殊要求，所以选用45号钢作为活塞杆的材料，本次设计中活塞杆只承受压应力，所以不用调制处理，但进行淬火处理是必要的，淬火深度可以在0.5—1mm左右。2、安装活塞的轴颈和外圆的同轴度公差不大于0.01mm，保证活塞杆外圆和活塞外圆的同轴度，避免活塞与缸筒、活塞杆和导向的卡滞现象。安装活塞的轴间端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，保证活塞安装不产生歪斜。3、活塞杆外圆粗糙度选择为0.34、因为是运行在低载荷情况下，所以省去了表面处理。7、活塞杆强度的校核由设计要求有液压缸最大行程L=640mm已设计活塞杆直径为d=50mm查手册有校核公式为则而活塞杆的最小直径为45mm所以活塞杆满足强度要求8、液压缸稳定性校核：假设液压缸只承受轴向载荷，则它所承受的力F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，破坏液压缸正常工作。的值与活塞杆的材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。校核公式为：（式中为安全系数，取3）查相关手册别结合以设计数据，取=则所以液压缸的稳定性满足要求。9、活塞杆的导向、密封和防尘1、导向环在液压缸的前端盖内，有对活塞杆导向的内孔,在这对内孔中装导向环。本设计选择非金属导向环，用高强度塑料制成，这种导向环的优点是摩擦阻力小、耐磨、使用寿命长、装导向环的沟槽加工简单，并且磨损后导向环易于更换。3、防尘使用DH防尘圈，材料是聚氨酯，既有防尘作用，又有润滑作用。缓冲装置由设计要求选择的缓冲装置为杆头缓冲，缓冲由杆头和缸底部端盖共同作用。排气装置液压缸为双作用，故需要两个排气孔，分别设置在缸的两端。均取M16的排气阀，具体尺寸见装配图。液压缸的安装由设计要求有安装方式为底座安装，查相关手册，选具体安装方式为底面脚架安装，安装图形如下。致谢本学期我独立完成了双作用单杆活塞缸液压缸的设计，通过本次设计的锻炼，使我从中受益匪浅。了解到作为一名合格的设计人员实属不易。不仅需要具备较为全面的专业素质，还要具备吃苦耐劳，敢于创新等优秀品质。在本次设计的过程中，我得到了很大提升。在设计能力上有了很大提高。借助老师和图书馆的帮助，我的设计比较顺利的完成，由于缺乏经验，设计并不是很完善。在设计过程中也反映出很多问题，首先是设计经验十分不足，对于实际液压零件的要求和性能不甚了解，对于设计人员遵循的设计流程也不熟悉。另外本次设计的图纸绘制主要基于AutoCAD，在此过程中也多次遇到技术难题，使用制图软件不够熟练，日后我一定会好好学习，加强个人能力的培养。本次课程设计为我提供了一次难得的机会，是一次对自己本学期所学知识的汇总。本着认真、科学、严谨和提升自我的态度，在老师的细心指导下完成了设计任务。相信在本次设计中所积累的经验和成果会在以后的工作中派上用场。参考文献1、陈奎生，《液压与气压传动传动》，武汉理工大学出版社，2001.