液压传动设计

液压传动设计

一．设计目的

液压传动课程设计是在学习完液压传动课程之后进行的一个重要的教学环节，它是在教师指导下由学生独立完成的。学生通过课程设计对所学内容能够灵活掌握，融会贯通，并获得综合运用所学知识进行液压系统设计的基本能力。通过课程设计，学生应达到以下目的：

1.巩固和深化已学的液压传动的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤；

2.锻炼机制制图、结构设计和工程运算的能力；

3.熟练液压缸的结构设计以及液压元件的选择方法；

4.学会使用有关国家标准、液压手册及产品样本等有关技术资料。

二．设计内容及要求

0.设计内容：

（1）某厂要设计专用弯管机，加工钢、不锈钢、紫铜管等，要求完成的工作循环为：快进—工进—快退—停止，且运动平稳。根据实测确定最大推力为10kN,快进及快退的速度为1m/min,工进速度为0.5m/min,工程行程为0.2 m,试设计该液压系统。

设计要求：设计1号图1~2张；说明书15页以上（设计图纸内容：油缸，油箱，原理图，阀块等）

三．液压系统工况及设计要求，绘制液压系统草图。

工作简图

原理图

液压缸设计

一．液压缸设计

1.液压缸简介：

液压缸是工程机械实现机构运动的动力源。它将液压能转变为机构所需的机械能，大多数是以直线运动形式获得力和位移的。液压缸若按用途和结构形式来分类，其种类繁多。若按压力等级来区分，工程机械上常用的仅为两大类：即中低压液压缸和高压液压缸。液压缸的压力等级大小由密封机构和液压缸本身的材质、壁厚及加工工艺等决定，这些已在设计制造时确定。对用户来说最关注的是液压缸的工作状况，即有无内外泄漏现象，能否达到最大容积效率及工作寿命等等。实际应用中液压缸失效形式往往表现为内泄漏和外泄漏，而这些与液压缸中的密封件及其装配工艺等有关。

2.液压缸设计应注意的问题

液压缸的设计和使用正确与否，直接影响到它的性能和易否发生故障。在这方面，经常碰到的是液压缸安装不当、活塞杆承受偏载、液压缸或活塞下垂以及活塞杆的压杆失稳等问题。所以，在设计液压缸时，必需注意以下几点：

（1）尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良好的稳定性。

（2）考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题。缸内如无缓冲装置和排气装置，系统中需有相应的措施，但是并非所有的液压缸都要考虑这些问题。

（3）正确确定液压缸的安装、固定方式。如承受弯曲的活塞杆不能用螺纹连接，要用止口连接。液压缸不能在两端用键或销定位。只能在一端定位，为的是不致

阻碍它在受热时的膨胀。如冲击载荷使活塞杆压缩。定位件须设置在活塞杆端，

如为拉伸则设置在缸盖端。

（4）液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽可能做到结构简单、紧凑，加工、装配和维修方便。

（5）在保证能满足运动行程和负载力的条件下，应尽可能地缩小液压缸的轮廓尺寸。

（6）要保证密封可靠，防尘良好。液压缸可靠的密封是其正常工作的重要因素。如泄漏严重，不仅降低液压缸的工作效率，甚至会使其不能正常工作（如满足不

了负载力和运动速度的要求等）。良好的防尘措施，有助于提高液压缸的工作寿

命。

总之，液压缸的设计内容不是一成不变的，根据具体的情况有些设计内容可不做或少做，也可增大一些新的内容。设计步骤可能要经过多次反复修改，才能得到正确、合理的设计结果。在设计液压缸时，正确选择液压缸的类型是所有设计计算的前提。在选择液压缸的类型时，要从机械设备的动作特点、行程长短、运动性能等要求出发，同时还要考虑到主机的结构特征给液压缸提供的安装空间和具体位置。

如：机器的往返直线运动直接采用液压缸来实现是最简单又方便的。对于要求往返运动速度一致的场合，可采用双活塞杆式液压缸；若有快速返回的要求，则宜用单活塞杆式液压缸，并可考虑用差动连接。行程较长时，可采用柱塞缸，以减少加工的困难；行程较长但负载不大时，也可采用一些传动装置来扩大行程。往复摆动运动既可用摆动式液压缸，也可用直线式液压缸加连杆机构或齿轮——齿条机构来实现。

3.工作台液压缸

工况分析：

平面磨床往复远动液压系统，由于工作情况与最大最小速度，因采用无级调速在液压泵出油口安排调速阀，节流阀放在回油路上实现回油背压换向阀使用三位四通。

二．液压缸的主要尺寸参数确定 1.液压缸工作压力的确定 （1）工作负载的计算

R= t R + f R ± m R

本设计中W R =10000N ，G R =0N, f R =500 N , m R =0N 解得：R=t R +W R +G R +m R =10500N,

式中，W R ——液压缸轴线方向上的外作用力（N ）； G R ——液压缸轴线方向上的重力（N ）； f R ——运动部件的摩擦力（N ）； m R ——运动部件的惯性力（N ）； R —— 液压缸的工作负载（N ）。 （2）液压缸工作压力的确定

按工作负载选定工作压力（表3-1）

初选2.5Mpa

2.活塞式液压缸内径及活塞杆直径确定 （1）内径计算

（a ）本进给液压缸按双杆腔工作时计算 本设计中2P =0，故可按下面式子计算： (m) R=10500N,初选1P =2.5Mpa 。 可求出：D=0.0751m 由表3-4圆整得D=80mm ； 式中，D ——液压缸内径（m ）； R ——液压缸工作负载（N ）； 1P ——液压缸工作系统压力（Pa ）；

2P ——液压缸回油腔压力，即背压力（Pa ）； m η——液压缸机械效率，一般取m η=0.95。

缸体内径算出后，应按表3-4标准的液压缸内径系列规定值圆整

表3-4 液压缸内径系列（JB2183---77）

(2)活塞杆直径的确定

（a ）按速比要求确定活塞杆直径 (m)

d----- 活塞直径（m ）

D ——缸体内径（m ）

ϕ——液压缸往返工作速度之比。

速度ϕ的确定：ϕ=

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νν，2ν为快进速度，1ν为工进速度，求得ϕ=2。

D=80mm 可解出d=56.57mm ，

按表3-7可圆整为d=55mm

按表3-8进行验证，可知D=100mm ，d=55mm 满足要求。

表3-7 活塞直径系列（JB------77）