自卸汽车举升机构的机械及液压系统设计(DOC47页)iayb.doc

《自卸汽车举升机构的机械及液压系统设计(DOC47页)iayb.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自卸汽车举升机构的机械及液压系统设计(DOC47页)iayb.doc（76页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.摘要自卸汽车车是利用用发动机机动力驱驱动液压压举升机机构，将将货箱倾倾斜一定定角度从从而达到到自动卸卸货的目目的，并并依靠货货箱自重重使其复复位。因因此，液液压举升升机构是是自卸汽汽车的重重要工作作系统之之一，其其结构形形式、性性能好坏坏直接影影响自卸卸汽车的的使用性性能和安安全性能能。本论论文首先先对自卸卸式汽车车进行了了说明，同同时根据据设计需需要对液液压系统统进行了了简要的的阐述，并并设计液液压举升升机构及及液压系系统。液液压缸是是一种配配置灵活活、设

2、计计制造比比较容易易而应用用广泛的的液压执执行元件件。尽管管液压缸缸有系列列化标准准的产品品和专用用系列产产品,但由于于用户对对液压机机械的功功能要求求千差万万别,因而非非标准液液压元件件的设计计是不可可避免的的。本次次毕业设设计的主主要内容容集中于于自卸汽汽车液压压缸的机机械结构构和液压压系统的的设计，介介绍了自自卸汽车车的整个个工作原原理以及及举升机机构的工作原原理，按按照设计计的一般般原则和和步骤对液液压缸的的机械结结构和液液压系统统进行了了详细的的设计计计算，并并对其附附属部件件也进行行了合适适的选择择。最终终得到一一整套符符合要求求的汽车车自卸系系统。关键词：自卸汽汽车，液液压缸机机

3、械设计计，液压压系统设设计目录1 绪论论11.1 自卸汽汽车的作作用11.2 自卸汽汽车的分分类111.3常常见自卸卸汽车分分类举例例221.4 自卸汽汽车的举举升机构构31.5自自卸汽车车的结构构特点33 1.6 小结42 液压压系统设设计5 2.1 液液压概述述52.1.1液压压技术的的发展52.1.2液压压传动52.2 自卸汽汽车液压压系统设设计62.2.1 液压缸缸概述62.2.2 液压系系统原理理图72.2.3 液压系系统图82.3 小结93 液压压缸结构构设计10 3.1 液液压缸结结构设计计的依据据、原则则和步骤骤113.1.1设计计依据113.1.2 设计的的一般原原则123.

4、1.3 设计的的一般步步骤123.2 液压缸缸基本结结构参数数及相关关标准133.2.1液压压缸的液液压力分分析和额额定压力力的选择择143.2.2 液压缸缸内径和和外径16 3.2.3 活塞杆杆外径（杆杆径）173.2.4 液压缸缸基本参参数的校校核18 3.3 液压缸缸综合结结构参数数及安全全系数的的选择193.3.1 液压缸缸综合结结构参数数193.3.2 安全系系数的选选择19 3.4 液压缸缸底座结结构设计计21 3.55 缸体设设计与计计算223.5.1 缸筒设设计233.5.2 缸头和和油口设设计26 3.6 活塞组组件设计计283.6.1 活塞杆杆设计283.6.2 活塞设设计

5、303.6.3 活塞与与活塞杆杆的连接接结构31 3.7 缸盖设设计323.7.1缸盖盖材料和和技术要要求323.7.2 缸盖的的结构设设计33 3.8 焊接强强度及螺螺纹连接接计算343.8.1焊接接强度计计算323.8.2缸盖螺螺栓连接接强度计计算352.9 小结354 液压压原件选选择364.1 液压泵泵的确定定364.2 阀类元元件的确确定374.2.1 选择阀阀类元件件应注意意的问题题374.2.2阀类类元件的的选择384.3 油箱的的选择394.4 滤油器器的选择择394.5 管路的的选择394.6 小结40设计小结结41致谢辞42参考文献献44VII 1 绪绪论1.1 自卸汽汽车

6、的作作用自卸车的的出现是是随着时时代的发发展，搬搬运工作作已经不不是人力力可以解解决的情情况下，使使用高科科技而开开发的搬搬运器械械。自卸汽车车又称翻翻斗车(tiippeer，dummp ccar)，它是是依靠发发动机动动力驱动动液压举举升机构构，将货货箱倾斜斜一定角角度从而而达到自自动卸货货的目的的，并依依靠货箱箱自重使使其复位位的一种种重要专专用汽车车。其最大大优点是是实现了了卸货的的机械化化，从而而提高卸卸货效率率，减轻轻劳动强强度，节节约劳动动力。因因此，几几十年来来它在国国内外获获得迅速速发展与与普及，至至今其保保有量大大约占专专用汽车车的25，并并日趋完完善，成成为系列列化多品品种

7、的产产品。自卸汽车车主要运运输散装装并可散散堆的货货物（如如砂、石石、土、垃垃圾、建建材、煤煤、矿石石、粮食食和农产产品等），还还可以运运输成件件的货物物；自卸卸汽车主主要服务务于建材材场、矿矿山、工工地等，一般是和装载车、挖掘机进行，挖、搬、卸三位一体的一条龙服务。在进行大型工程的时候，都需要使用到自卸车。自卸车也需要定时定期的进行维护，以免在作业过程中出现意外。自卸车在在每次作作业前，要要进行一一次简单单的检查查，确保保各个部部件正常常使用，首首先要检检查车子子的性能能是否出出现故障障，检查查车子的的车身是是否出现现不正常常，车子子检查后后就可以以正常的的进行作作业了。做做好是一一周进行行

8、一次全全身检查查，对车车子的内内部和外外部进行行一次检检查，一一个月进进行一次次维护，对对车子的的部件、性性能进行行专业的的测试，需需要更换换的部件件需要及及时更换换。这样样不仅可可以保证证车子正正常的工工作，也也可以延延长车子子的使用用年限。自卸车是是大型的的器械，价价格也是是相当昂昂贵的，所所以要经经常的维维护，确确保车子子的质量量问题，避避免意外外的发生生 。1.2 自卸汽汽车的分分类自卸汽车车的分类类较多，一一般按下下述方法法分类： 1） 按用途途分类：公路运运输的普普通自卸卸车；非非公路运运输的重重型自卸卸车；专专用自卸卸汽车。 公路运运输的普普通自卸卸车即轻轻、中、重重型（装装载质

9、量量在220t）的普通通自卸车车，主要要承担沙沙石、泥泥土、煤煤炭等松松散货物物运输，通通常是与与装载机机配套使使用。 非公路路运输的的重型（装装载质量量在200t以上上）的自自卸汽车车，即矿矿用自卸卸车。矿矿用自卸卸汽车是是在矿山山或大型型工地使使用的大大吨位的的自卸车车；主要要承担大大型矿山山、水利利工地等等运输任任务，通通常是与与挖掘机机配套使使用。它它的长、宽宽、高以以及轴荷荷等不受受公路法法规的限限制，但但它只能能在矿山山、工地地上使用用。专用自卸卸汽车是是指具有有专用车车厢，以以满足所所装运货货物的特特性或特特殊要求求的自卸卸汽车；而一般般用途的的自卸汽汽车均为为普通自自卸车。某某

10、些自卸卸汽车是是针对专专门用途途设计的的，故称称专用自自卸车，如如摆臂式式自动装装卸车、自自装卸垃垃圾汽车车等。 2） 按装载载质量级级别分类类：轻型型自卸车车；中型型自卸车车；重型型自卸车车。 按我国国规定，最最大总质质量1.8t以以上，66t及6t以下下的为轻轻型自卸卸汽车；最大总总质量66t以上上，144t及14tt以下的的为中型型自卸汽汽车；最最大总质质量大于于14tt的为重重型自卸卸汽车。 3） 按传动动类型分分类：机机械传动动；液力力机械传传动；电电传动。 中型以以下自卸卸汽车多多为机械械传动，重重型汽车车为了改改善其使使用性能能往往采采用液力力机械传传动，而而矿用超超重型自自卸汽

11、车车往往采采用电力力传动。 44） 按卸货货方式分分类：后后倾式；侧倾式式；三面面倾卸式式；底卸卸式；货货箱升高高后倾式式等。 后后倾式自自卸车的的车厢向向后翻倾倾卸货。这这类自卸卸汽车应应用广泛泛。 侧倾式式自卸汽汽车的车车厢向左左或向右右翻倾卸卸货。这这种自卸卸汽车适适用于道道路狭窄窄、卸货货方向交交换困难难的地方方。其结结构较后后倾式自自卸汽车车复杂，造造价高，运运载量少少，生产产效率低低，使用用较少。也也有单侧侧倾斜的的自卸汽汽车，其其车厢只只能向某某一侧翻翻倾。这这种自卸卸汽车驶驶入货场场的方向向和卸货货的位置置均受到到限制，因因此很少少采用。三面倾卸卸式自卸卸汽车的的车厢可可以向左

12、左右两侧侧和向后后三个方方向翻倾倾卸货。这这种自卸卸汽车虽虽有三个个方向卸卸货的优优点，但但其结构构较后倾倾式自卸卸汽车更更复杂，整整备质量量增大，装装载质量量减少，造造价高，汽汽车运输输发达国国家使用用量逐渐渐减少。 底卸式式用于少少数特殊殊场合。 货箱升升高后倾倾式适用用于货物物堆集、变变换货位位和往高高处卸货货的场合合。 5） 按倾卸卸机构分分类：直直推式自自卸车；杠杆举举升式自自卸车。直推式又又可细分分为单缸缸式、双双缸式、多多级式等等。杠杆杆式又可可细分为为杠杆前前置式、杠杠杆后置置式、杠杠杆中置置式等。 6） 按车厢结构分类：按栏板结构分一面开启式、三面开启式、与无后栏板式(簸箕式

13、)；按底板横断面形状分矩形式、船底式、弧底式。1.3 常见自自卸汽车车的分类类举例 常见见自卸汽汽车的分分类举例例如下：1）东东风双桥桥密封自自卸车。是是东风双双桥自卸卸加装密密封盖后后的延伸伸车型。密密封盖展展翼式开开闭，在在驾驶室室内电动动液压控控制，操操作简单单方便，密密封严格格，是运运输矿产产、沙石石、垃圾圾等物料料的首选选车型。2）东东风30055自自卸车。平平头带卧卧驾驶室室，广西西玉林1135马马力柴油油发动机机，3tt级前桥桥，8tt级后桥桥。此车车是应市市场需求求20006年研研发上市市的新车车型，媲媲美东风风五吨车车的承载载配置，实实惠的价价格及运运营费用用，造就就极高的的

14、性价比比，是中中小城镇镇建设主主力军。3）东东风五吨吨自卸车车。尖头头单排驾驾驶室，玉玉柴1443马力力欧二排排放发动动机，直直通加厚厚大梁，8t级后桥，为东风五吨这种老款车型注入了新的活力。4）东东风工程程车。平平头带卧卧驾驶室室，康明明斯1660马力力环保柴柴油发动动机，加加强大梁梁，9tt级后桥桥，中吨吨位自卸卸车的代代表车型型之一。 55）东风双双桥自卸卸车。平平头带卧卧的驾驶驶室，康康明斯2210/2300马力的的环保发发动机，双双10tt级贯通通后桥，中中置前推推液压顶顶，此车车是最畅畅销的中中大吨位位自卸车车。1.4 自卸汽汽车的举举升机构构 11) 直推式式倾斜机机构（液液压举

15、升升缸直接接作用于于车厢底底架上）2） 连连杆式倾倾斜机构构（液压压举升缸缸通过连连杆机构构作用于于车厢底底架上能能以较小小的液压压缸行程程实现车车厢的倾倾翻）图1-11 液压举举升缸直直接作用用于车厢厢底架上上图1-22 液压举举升缸通通过连杆杆机构作用于车车厢底架架上1.5 自卸汽汽车的结结构特点点普通自卸卸车一般般是在载载货汽车车二类底底盘(当载货货汽车拆拆除货厢厢后便称称为二类类底盘)的基础础上，经经变型设设计而成成。通常常由底盘盘、动力力传动装装置、液液压倾卸卸机构、副副车架以以及专用用货箱等等主要部部分组成成。总质质量小于于19t的普通通自卸车车，一般般采用FR442式二类类底盘，

16、即即发动机机前置后后轴驱动动的布置置形式。总总质量超超过19t的自卸卸车多采采用64或62的驱动动形式。举升机构的动力传动装置一般从变速器总成的顶部或侧面安装取力器输出动力。取力器直接带动油泵或通过传动轴带动油泵，从而产生液压驱动力。1.6 小结在进入自自卸汽车车液压缸缸结构及及液压系系统设计计正题前前，了解解一下与与之密切切相关的的自卸汽汽车的作作用、分分类、结结构及其其特点对对以后的的设计是是有益的的。自卸汽汽车的介介绍为液液压缸及及液压系系统的设设计奠定定了基础础。72 液液压系统统设计2.1 液压概概述2.1.1 液压技技术的发发展液压技术术源于古古老的水水力学，它它的发展展是与流流体

17、力学学的研究究成果、工工程材料料、液压压介质等等相关学学科的发发展紧密密联系的的。液压压技术的的迅速发发展是在在世纪中中叶前后后。目前前已成为为比较成成熟的基基础学科科。随着近550年来的的科学技技术的进进步与发发展，液液压技术术已成为为包括传传动、控控制和检检测在内内，对现现代机械械装备的的技术进进步有重重要影响响的基础础技术和和基础学学科；随随着近20年来的的电子技技术、计计算机技技术和信信息技术术的迅速速发展，液液压技术术不仅是是一种传传动方式式，更多多地是作作为一种种控制手手段，作作为连接接微电子子技术和和大功率率控制对对象之间间的桥梁梁，成为为现代控控制工程程中重要要的、不不可缺少少

18、的环节节和手段段。因而而采用液液压传动动的程度度已成为为衡量一一个国家家工业化化水平的的重要标标志，世世界上各各先进国国家都对对液压技技术的发发展给予予了高度度重视。当前液压压技术向向高压、高高速、大大功率、高高效率、低低噪声、高高可靠性性、高集集成化方方向发展展并取得得重大进进展，同同时在完完善比例例控制、伺伺服控制制、数字字控制和和机电一一体化方方向也取取得了许许多重大大成果。新新材料和和新介质质方向的的研究也也为液压压技术的的发展和和完善提提供了新新的动力力。2.1.2 液压传传动1）液压压传动概概述传动的含含义是能能量（动动力）形形式的转转换、传传递和控控制。液液压传动动是以密密闭在管

19、管路中的的受压液液体（主主要形式式为液压压油）为为工作介介质，进进行能量量的转换换、传递递、分配配和控制制的技术术，称之之液压传传动或液液压技术术。在这这种传动动方式中中，由于于能量形形式的转转换和动动力传递递是依靠靠密闭管管中受压压液体容容积变化化完成的的，又称称之容积积式液压压传动或或静压传传动。 2）液压系系统的组组成部分分及作用用由若干液液压元件件和管路路组成以以完成一一定动作作的整体体称液压压系统。如如果液压压系统中中含有伺伺服控制制元件（如如伺服阀阀和伺服服变量泵泵）则称称液压伺伺服（控控制）系系统。如如果不使使用或明明确说明明使用了了伺服控控制元件件，则称称液压传传动系统统。液压

20、压系统功功能不一一、形式式各异，无无论是简简单的液液压千斤斤顶，还还是其他他的复杂杂的液压压系统，都都包括如如下部分分（见图图2-1）。图2-11 液压系系统的能能量转换换及构成成元件示示意图（1） 动力元元件动力元件件又称液液压泵，其其作用是是利用密密封的容容积变化化，将原原动机(如内燃燃机，电电动机)的输入入机械能能转变为为工作液液体的压压力能（即即液压能能），是是液压系系统的能能源(动力)装置。（2） 执行元元件将液压能能转换为为机械能能的装置置称为执执行元件件。它是是与液压压泵作用用相反的的能量转转换装置置，是液液压缸和和液压马马达的总总称。前前者是将将液压能能转成往往复直线线运动的的

21、执行元元件，它它输出力力和速度度;后者是是将液压压能转换换成连续续旋转运运动的执执行元件件，它输输出扭矩矩和转速速。摆动动液压马马达（习习惯称摆摆动液压压缸）不不可连续续回转，只只能往复复摆动（摆摆动角小小于）。（3） 控制元元件液压系统统中控制制液体压压力、流流量和流流动方向向的元件件，总称称为控制制元件，通通常称为为液压控控制阀，简简称液压压阀，控控制阀或或阀。（4） 辅助元元件辅助元件件包括油油箱、管管道、管管接头、滤滤油器、蓄蓄能器、加加热器、冷冷却器等等。它们们虽然称称为辅助助元件，但但在液压压系统中中是必不不可少的的。它们们的功能能是多方方面的，各各不相同同。 （5） 工作介介质液

22、压系统统中工作作介质为为液体，通通常是液液压油，它它是能量量的载体体，也是是液压传传动系统统最本质质的组成成部分。液液压系统统没有工工作介质质也就不不能构成成液压传传动系统统，其重重要性不不言而喻喻。2.2 自卸汽汽车液压压系统设设计2.2.1 液压缸缸概述自卸汽车车是依靠靠发动机机动力驱驱动液压压举升机机构，将将货箱倾倾斜一定定角度从从而达到到自动卸卸货的目目的，并并依靠货货箱自重重使其复复位的一一种重要要专用汽汽车。根据自自卸汽车车的这一一特点，自自卸汽车车的液压压缸可以以设计成成单活塞塞杆单作作用式的的。前端盖为为法兰的的焊接型型液压缸缸如图2-1所示，这这也是工工程机械械上常用用的液压

23、压缸，可可以作为为自卸汽汽车液压压缸结构构设计的的参考图图。图2-2的液压压缸额定定工作较较高，可可达25MMPa。1缸底底；2缸筒；3活塞；4、5、6、10密封圈圈；7活塞杆；8导向套套；9前端盖盖（法兰兰）；11活塞铰铰连组件件。图2-22 焊接型型液压缸缸2.2.2液压压系统原原理图 1）液压压缸控制制回路液压回路路能量转转换图2）液压压回路选选择（图图2-3）调速回路路：系统统分析采采用节流流调速，循循环形式式为开式式。方向控制制回路 ：本设设计采用用手控三三位三通通换向阀阀对油路路进行方方向控制制。节流调速速系统中中，通常常由定量量泵供油油，用溢溢流阀调调节所需需的压力力，并保保持恒

24、定定 。油泵输出出的油液液在换向向阀内部部卸荷，本本设计用用三位三三通换向向阀的中中位进行行卸荷。（a）换换向阀换换向回路路图（b）溢流阀阀限压回回路（c）换换向阀中中位置卸卸荷图2-33 液压回回路2.2.3 液压系系统图 利用液液压缸实实现车厢厢的举升升、中停停、下降降过程三三过程液液压系统统图如下下各图所所示。各各构件的的名称为为：1-单活塞塞杆液压压缸，2-节流阀阀，3-手动换换向阀，4-油箱，5-溢流流阀，6-液压泵泵，7-单向阀阀，8-过滤器器 1）举升升时（图图2-4） 换向阀3处于举举升位置置，油泵泵将高压压油通过过单向阀阀7进入油油缸下腔腔，推动动活塞上上升通过过三角臂臂机构

25、使使车厢后后翻，直直到活塞塞上的限限位阀打打开，油油泵输出出的压力力油流回回油箱，停停止举升升，溢流流阀可用用来调节节系统最最大压力力。 2）中停停时（图图2-5） 换向阀阀处于中中停位置置，油泵泵输出的的油液在在换向阀阀内部卸卸荷，无无压力，油油缸内油油液无压压力，不不能举升升油缸，同同时油缸缸内油液液已封闭闭，所以以自卸车车处于中中停，车车厢静止止状态。 3）下降降时（图图2-6）换向阀处处于下降降位置，油油缸下腔腔油路与与油箱相相通，车车厢在自自重下，活活塞下移移。油缸缸下腔油油液经节节流阀2留回油油箱，下下降速度度可用节节流阀调调节，这这个过程程中可以以让油泵泵停止转转动。 图2-44

26、 举升时时自卸汽汽车举升升机构液液压系统统图图2-55 中停时时自卸汽汽车举升升机构液液压系统图图2-66 下降时时自卸汽汽车举升升机构液液压系统统图2.3 小结本章确定定了自卸卸汽车液液压系统统，对液液压缸结结构设计计也有重重要的作作用，是是本次设设计的重重要环节节。液压压系统设设计的关关键就是是确定各各个回路路，从而而实现液液压系统统的功能能。在该该液压系系统中通通过手动动换向阀阀实现液液压缸的的三个工工作位置置，使自自卸汽车车顺利完完成工作作任务。143 液液压缸结结构设计计3.1 液压缸缸结构设设计的依依据、原原则和步步骤3.1.1 设计的的依据液压缸与与机器及及机器上上的机构构直接相

27、相联系，对对于不同同的机构构，液压压缸的具具体用途途和工作作性能也也不同，因因此设计计之前，要要进行全全面地分分析和研研究，收收集必要要的原始始资料并并加以整整理作为为设计的的依据。1) 了了解和掌掌握液压压缸在机机器上的的用途和和工作要要求满足机构构的动作作要求和和用途是是设计液液压缸的的主要目目的。比比如，液液压翻斗斗自卸汽汽车的液液压缸的的作用是是将翻斗斗（车厢厢）举升升成倾斜斜状态，使使所载的的物料自自动卸掉掉，其回回程可在在翻斗（车车厢）的的重力作作用下而而完成。这这种情况况下的液液压缸可可设计成成单（活活塞）杆杆单作用用液压缸缸，也可可设计成成柱塞缸缸。再如如汽车起起重机的的吊臂液

28、液压缸，为为适应不不同的起起吊高度度要求和和工作场场地的转转换，其其吊臂液液压缸必必须采用用伸缩式式多级液液压缸，具具体结构构形式可可以是单单作用的的柱塞式式多级液液压缸，或或活塞式式多缩液液压缸，或或末级活活塞式的的多级液液压缸。2) 了了解液压压缸工作作环境条条件工作环境境条件不不同，液液压缸的的结构和和设计参参数也不不尽相同同。比如如用于采采煤工作作面液压压支架上上的立（支支）柱缸缸，工作作条件恶恶劣，粉粉尘大，支支护（工工作）压压力变化化大（负负载变化化大），要要求立（支支）柱缸缸绝对安安全可靠靠，不允允许有泄泄漏。针针对这种种工作条条件，设设计时要要考虑防防尘措施施；缸体体和柱塞塞的

29、强度度和稳定定性要绝绝对可靠靠，安全全系数就就要取大大些，密密封性能能要好。象象精密外外（内）圆圆磨床用用的液压压缸，工工作环境境比较清清洁，负负载稳定定并且较较小，结结构和设设计参数数就应当当适应它它的工作作条件。3) 了了解外部部负载情情况主要指外外部负载载的质量量、几何何形状、空空间体积积大小、运运动轨迹迹、摩擦擦阻力及及连接部部位的连连接形式式等。例例如液压压翻斗自自卸汽车车，液压压缸的外外负载是是翻斗（车车厢）和和所装的的货物，翻翻斗（车车厢）上上升倾斜斜时，液液压缸的的轴线发发生摆动动，这就就要求活活塞杆头头部与翻翻斗（车车厢）的的连接采采用耳环环式或销销轴式，液液压缸底底座与车车

30、身的安安装形式式也要采采用耳环环式或耳耳轴式。4) 了了解液压压缸运动动形态及及安装约约束条件件包括了解解液压缸缸的最大大行程、运运动速度度或时间间、安装装空间所所允许的的外形尺尺寸及液液压缸的的运动形形式，例例如液压压缸轴线线固定或或摆动，作作往复直直线运动动或往复复摆动，连连续运动动还是间间歇周期期运动，缸缸体运动动或活塞塞杆运动动。以作作用力为为主要要要求的液液压缸与与以运动动速度或或时间为为主要要要求的液液压缸，设设计考虑虑的出发发点也是是不同的的。5) 了了解液压压系统的的情况液压缸的的设计是是液压系系统设计计的一部部分。设设计已知知液压系系统的液液压缸，应应了解液液压泵的的工作压压

31、力和流流量大小小，管路路的通径径和布置置情况，各各种液压压阀的安安装和控控制情况况等。6) 了了解有关关国家标标准、技技术规定定和其它它参考资资料。借借鉴已有有的液压压缸的设设计是十十分必要要的。3.1.2 设计的的一般原原则液压缸设设计时应应注意如如下问题题。1) 保保证液压压缸的输输出力推推力、拉拉力(或转矩)、行程程和往返返运动速速度满足足要求。液液压缸的的工作压压力（输输出力的的折算值值）以液液压泵的的额定工工作压力力的为宜宜。2) 保保证液压压缸的每每个零件件有足够够的强度度、刚度度和耐用用性（寿寿命）。3) 在在保证上上述两个个条件的的前提下下，尽量量减小液液压缸的的外形尺尺寸和重

32、重(质)量。一一般说来来，在外外负载一一定的条条件下，提提高液压压缸的额额定工作作压力可可减小液液压缸的的外形尺尺寸。4) 在在保证液液压缸性性能的前前提下，尽尽量减少少零件数数量，简简化结构构。5) 尽尽量避免免液压缸缸承受横横（侧）向向负载和和偏心负负载，活活塞杆工工作时最最好受拉拉力，以以免产生生纵向弯弯曲而引引发稳定定问题。6) 液液压缸的的安装形形式、活活塞杆头头部与外外负载的的连接形形式要合合理，尽尽量减小小活塞杆杆伸出后后的有效效安装长长度，避避免产生生“憋劲”现象，增增加液压压缸的稳稳定性。7) 密密封部位位的设计计和密封封件的选选用要合合理，保保证性能能可靠、泄泄漏量少少、摩

33、擦擦力小、寿寿命长、更更换方便便。密封封部位的的设计是是保证液液压缸性性能的重重要一环环，对所所选用的的密封件件，应使使其压缩缩量和压压缩率在在合理范范围内。8) 根根据液压压缸的工工作条件件和具体体情况设设置适当当的排气气、缓冲冲和防尘尘措施。在在工作条条件恶劣劣的情况况下应考考虑活塞塞杆的防防护措施施。9) 各各种零件件的结构构形式和和尺寸设设计，应应尽量采采用标准准形式和和规范系系列尺寸寸，尽量量选用标标准件。10) 液压缸缸应做到到成本低低、制造造容易、维维修方便便。3.1.3 设计的的一般步步骤不同类型型、用途途和结构构的液压压缸，设设计内容容是不同同的。由由于液压压缸各参参数之间间

34、往往具具有内在在联系，所所以液压压缸的设设计没有有硬性规规定或统统一的格格式。一一般情况况下，应应根据已已确定的的工作条条件和掌掌握的设设计资料料，灵活活地选择择设计程程序和步步骤，反反复推敲敲和计算算，直到到获得满满意的设设计结果果。一般般设计工工作可参参考下列列步骤进进行。1） 根根据设计计依据和和负载机机构的动动作要求求，初步步确定设设计方案案：缸体体结构形形式、安安装方式式、连接接方式等等。2） 在在以输出出力为主主的液压压缸设计计中，根根据负载载和选定定的额定定（工作作）压力力，确定定缸筒内内径（即即活塞外外径）和和活塞杆杆直径。比比较方便便的方法法是根据据液压计计算的相相关图表表或

35、液压压缸性能能参数表表，由选选定的额额定（工工作）压压力或负负载确定定和。和应符合合系列尺尺寸之规规定，两两者是液液压缸设设计的基基本参数数。3） 选选择缸筒筒材料，计计算缸筒筒厚度或或外径。缸缸筒外径径要符合合系列尺尺寸之规规定。缸缸筒通常常选择冷冷拨或热热轧无缝缝钢管，以以节省加加工费用用，特殊殊要求时时选用锻锻件或铸铸件。有有焊接要要求时，选选用焊接接性能较较好的号号钢或。无无焊接要要求时通通常可选选用号钢钢，有特特殊要求求的，可可选用合合金钢。4） 选选择缸底底和缸盖盖的结构构形式，计计算缸底底厚度、缸缸筒与缸缸盖的连连接强度度；确定定具体安安装型式式及结构构尺寸；确定缸缸筒上油油口的

36、位位置、尺尺寸和连连接形式式。5） 活活塞组件件设计，包包括活塞塞的宽度度、密封封和支承承形式、与与活塞杆杆的连接接方式；活塞杆杆与负载载的连接接形式和和尺寸；根据负负载校核核活塞杆杆的强度度。根据据行程、活活塞宽度度等确定定活塞的的长度。对对于活塞塞杆直径径与液压压缸行程程之比小小于，即即时，应应进行活活塞杆纵纵向弯曲曲强度校校核及液液压缸稳稳定性校校核。仅仅承受拉拉负载的的液压缸缸可不作作上述校校核。6） 必必要时设设计缓冲冲和排气气装置。当当液压运运动速度度较高或或运动部部质量较较大时，为为防止活活塞在行行程末端端与缸盖盖或缸底底发生机机械碰撞撞而引起起冲击或或造成液液压缸及及被驱动动件

37、的损损坏，必必须设计计缓冲装装置。液液压缸速速度时不不需要设设计缓冲冲装量。7） 审审定全部部设计资资料及其其他技术术文件，对对图纸进进行修改改和补充充。8） 绘绘制液压压缸装配配图和零零件图，编编制技术术文件。当根据选选择的液液压缸内内径和活活塞杆直直径进行行结构的的设计和和校核，液液压缸设设计的步步骤也可可简单划划分为三三个阶段段：基本本性能参参数的计计算、结结构设计计计算和和设计文文件的编编制。3.2 液压缸缸基本结结构参数数及相关关标准液压缸结结构设计计参数有有：液压压缸的液液压力、液液压缸的的额定压压力、液压缸缸的内径径（活塞塞外径），缸筒外径、活塞杆直径d等。这些结构型式、尺寸参数

38、的选择或确定的依据是液压缸的负载力和运动速度，这些基本参数是设计或选用液压缸时必须知晓的。在以输出出力为主主要要求求的液压压缸设计计中，性性能参数数（或性性能参数数）计算算的第一一步是进进行负载载分析，选选择适当当的额定定（设计计）压力力和相匹匹配的液液压缸内内径，以以满足负负载要求求；根据据活塞杆杆伸出速速度要求求选择液液压泵的的供液流流量；根根据速比比要求确确定活塞塞杆直径径；再根根据选择择的液压压缸内径径D和活塞塞杆直径径d进行结结构的设设计和校校核。3.2.1 液压缸缸的液压压力分析析和额定定压力的的选择 1）液液压力分分析 假定不不计液压压缸回液液腔压力力，液压压缸的液液压力有有两种

39、形形式，一一是作用用在活塞塞上的液液压力即即推力；二是作作用在活活塞杆侧侧环形面面积上的的液压力力即拉力力。有些些液压缸缸主要做做功力为为推力，如如自卸汽汽车的液液压缸，有有些则是是以拉力力为主要要做功力力，如皮皮带机液液压张紧紧装置的的张紧液液压缸。单活塞杆单作用液压缸作伸出运动时的一般模型如图3-1所示。图3-11 单活塞塞杆单作作用液压压缸伸出出运动模模型液压力计计算式如如下： （3-1）式中 作用在在活塞上上的液压压力（推推力），；进液液腔压力力(产生推推力时液液压缸无无杆腔进进液），；活塞塞(无杆腔腔面积），,；有杆杆腔面积积(活塞杆杆侧环形形面积），；液压压缸内径径（活塞塞外径），

40、；活塞塞杆直径径，；由式（33-1）知，当当较大时时，在负负载相同同的条件件下，液液压缸所所需的额额定压力力较低；反之，则则需要的的额定压压力较高高。一些些在重载载荷下工工作的液液压机械械，为减减小液压压装置的的重量和和体积，都都趋向于于采用高高压或超超高压，但但过高的的工作压压力就要要对液压压缸强度度、刚度度、密封封的可靠靠性及液液压泵的的品质提提出更高高的要求求，反而而提高了了制造成成本。国国内外对对液压缸缸的综合合经济性性研究表表明，以以优质碳碳素钢制制造的液液压缸最最佳工作作压力为为。综合合经济性性包括液液压缸重重量与工工作压力力的关系系，液压压缸制造造成本与与工作压压力的关关系。由于

41、液压压缸设计计是液压压系统的的一部分分，液压压缸的综综合经济济性并不不能保证证整机的的经济性性。另外外，在一一定的外外负荷条条件下，工工作压力力较低则则液压缸缸的直径径较大，工工作时有有较多的的油液通通过，易易于精确确地控制制流量，以以获得平平稳的低低速运动动。2） 额额定压力力也称公称称压力，是是液压缸缸能以长长期工作作的压力力。国家家标准（等等效）规规定了液液压缸的的公称压压力系列列，见表表3-1所列。液液压缸的的实际工工作压力力决定于于负载，一一般以为为宜。选择液压压缸的工工作压力力可以采采用类比比的方法法，参照照其他同同类机械械设备的的工作压压力，并并按实际际情况加加以适当当调整，可可参看表表3-2和表3-3。表3-11 液压缸缸的公称称压力(GB779388-19987)1.0 1.62.54.06.310.0016.0025.0031.5540.00表3-22 各类液液压设备备常用的的设计压压力主机类型型设计压力力机床精加机床床如磨床床）0.82半精加机机床如组组合机床床）35龙门刨床床2