压力机液压缸的设计

浅议压力机液压缸的设计

摘要：随着社会经济的飞速发展，产品技术也正随着社会市场的需求不断的改变。对于压力机液压缸而言，它目前应用比较广泛，是制成品的成型设备的一种，从第二次工业革命以来，它被广泛的应用于各行各业中，推动国民经济的发展。同时压力机是一般的压缩成型或者压注成型的一个非常重要的设备，一般应用于可塑性的材料的具体压制的工艺中，例如冲压翻边等，在此基础上，也能够进行校正、砂轮成型以及冷挤的金属零件上的成型。本文依据相关理论，从学生常见的小型压力机中的具体特点、用途等方面说起，并科学合理运用液压传动中的一些原理的在此基础上设置一些必

要的参数，而后依据这些参数所得到的计算结果对本文设计中所选择使用的液缸零部件中的规格、尺寸，实施有针对性、系统性的设计，并结合实际情形，总结这次设计的结果。

关键词：工业革命；成型设备；设计结果；金属零件；压力机液压缸；

中图分类号： tb935

本文选用小型压力机，由于这种机械的液压系统呈现一个长方形，外形相对比较新颖美观，并且其动力系统全部是应用液压系统，结构相对简单，并且比较紧凑、动作也比较灵敏与可靠。这种机械还设有手动的开关，可实现半自动工艺动作的循环。目前，这些在实际实务中应用比较广泛，值得探讨。

1.液压机的液压的概述

液压机是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，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。

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、电液数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。

2.压力机液压缸的设计

2.1小型压力机基本结构

小型压力机床身属于四立柱床身。床身由上横梁、下横梁和四根立柱组成。压力机的各个部件都安装在床身上，其中液压缸安装在上横梁上，下横梁为工作台，工作台面上开有开有v型槽，用来安装工件。液压缸由轴承带动可在上横梁上左右移动，工作台用销轴固

定在立柱上，可上下移动。

工作缸采用活塞式双作用缸，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。液压机的动力部分是高压泵，将机械能转变为液压能，向液压机的工作缸和顶出缸提供高压液体。

2.2液压缸的主要零部件

液压缸主要零件有：缸体、活塞杆、活塞、活塞杆导向套、封装置等固定装置、导向装置等。

2.3压力机液压缸设计

设计内容及所给参数。设计内容：一是液压缸主要尺寸的确定及结构设计；二是液压缸密封的设计；三是液压缸导向的设计。设计参数：液压缸系统供油p=6.3mpa；液压缸最大推力fmax=5kn；缸的最大行程l=100mm；

液压缸的密封设计。液压缸要求低摩擦，无外漏，无爬行，无滞涩，高响应，长寿命，要满足伺服系统静态精度，动态品质的要求，所以它的密封与支承导向的设计极为重要，不能简单的延用普通液压缸的密封和支承导向。因此设计密封时应考虑的因素：一是用于微速运动（3-5mm/s）的场合时，不得有爬行，粘着滞涩现象。二是工作在高频振动的场合的，密封摩擦力应该很小且为恒值。要低摩擦，长寿命。三是对于高速输出的伺服液压缸，要确保局部过热不会引起密封失效，密封件要耐高温，要有良好的耐磨性。四是工作

在高温、热辐射场合的伺服液压缸，其密封件的材料要有长期耐高温的特性。五是工作介质为磷酸酯或抗燃油的，不能用矿物油的密封风材料，要考虑他们的相容性。六是伺服液压缸的密封设计不能单独进行，要和支承导向设计统一进行统筹安排。

静密封的设计静密封的设计要确保固定密封处在正常工作压力的1.5倍工作压力下均无外泄露。静密封通常选用o形橡胶密封圈。根据gb3452.1-92标准，查通用o形密封圈系列（代号g）的内径、截面及公差。由液压缸装配草图确定：选用 63×3.55 g gb3452.1一个，36×2.65 g gb3452.1一个

动密封的设计。动密封的设计直接关系着伺服液压缸性能的优劣，其设计必须结合支承导向的设计统筹进行。活塞与缸筒之间用y型密封圈。根据《液压传动与控制手册》，查得用226编号的o型密封圈，其尺寸为50.39×3.53.活塞杆与端盖之间用y型密封圈，它使双作用元件具有良好的性能，抗挤压性好，尺寸稳定，摩擦力小，耐磨、耐腐蚀性强.

2.4支承导向的设计

伺服液压缸的支承导向装置就是为了防止活塞与缸筒、活塞活塞杆与端盖之间的直接接触，相互摩擦，产生磨损，从而达到降低摩擦，减少磨损，延长寿命，起到导向和支承侧向力的作用。导向环的特点：一是避免了金属之间的接触；二是具有高的径向交荷承触力；三是能补偿边界力；四是具有强耐磨性和高寿命；五是摩擦力小；六是能抑制机械振动；七是有良好的防尘效果，不允许外界异物嵌

入；八是保护密封件不受过分挤压；九是导向时即使无润滑也没有液动力方面的问题。

导向环的作用：导向环安装在活塞外圈的沟槽内或活塞杆导向套内圆的沟槽内，以保证活塞与缸筒或活塞杆与其导向套的同轴度，并用以承受活塞或活塞杆的侧向力，用来对活塞杆导向。

综上所述，在这一个课题设计上，有如下几点需要强调：一是综合运用液压传动课程及其他有关先修课程的理论知识和生产实习知识，进行液压传动设计实践，使理论知识和生产实践紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步地巩固，加深、提高和扩展。二是在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方式，培养设计技能，提高学生分析和嫁接生产实际问题的能力，为今后的设计工作打下良好的基础。三是合理选材，材料控制主要靠改进材料的采购、运输、收发、保管等方面的工作，减少各个环节的损耗，节约采购费用；采用精益的管理原则，合理堆放现场材料，减少二次搬运；对材料的领取做好管理工作，杜绝材料的浪费。四是通过设计，我们应在计算、绘图、运用和熟悉设计资料以及进行估算方面得到实际训练。

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