315液压机液压缸系统设计.pdf

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1、 摘要 315 液压机是工业生产中最经常用的设备，液压机的工作介质一般为液体，多数以帕斯卡原理，通过传递液体中的能量用来多种工艺加工的机器。液压机除了用于锻压以外，还有多种用途，例如矫正、压装、打包等等。液压机的介质通常为水和油比较常见。液压机用途十分广泛，生产中的弯曲，翻边，拉伸成型和冷挤压都可以完成。对于不同的材质，例如金属粉末和非金属材料也一样可以通用。而且很好的完成加工，例如玻璃塑料等等。同样对适用于校正工件和压装工件等的。液压机上滑块由四柱导向完成，定出缸位于机身右侧，独立操纵调整元件，集中于操作箱面板上，动力机构设置右侧，系统完成主要加工动作，加工动作包括：上滑块向下行走，缓加压，

2、延时保压，快速回程，下缸活塞做顶出动作，退出浮动压下行，停止加工，顶出工件。本次设计的液压机分为主机和控制系统两个重要部分组成，由管路和电器线路联通每个部分，主机部分要分为完成动作横梁、支架横梁、主立柱、主工作台、主缸、顶出工件缸等几大重要组成部分。支架横梁和工作台由螺母固定于机器两端，机器调节的精度主要依靠螺母和用来固定的支架横梁顶端的螺母来调整大小。活动横梁与主缸主要靠活塞连接，依靠一根导柱的导向作用完成加工的运动。本次设计的315 液压机液压缸，使用寿命长，稳定性好，低耗能，噪音低，压力和行程可按设计规定的大小，任意调节，操作十分简单，容易上手，易于掌握。在本设计中，通过查阅大量文献资料

3、，借助于前人的宝贵经验，设计了液压缸的尺寸，制定液压原理图。根据实际生产选择了液压泵，动力机组等许多液压零部件。关键词：四柱液压机；液压缸；液压原理图 Abstract Hydraulic press is products molding equipment,one of the most widely used in the production of hydraulic press is a kind of liquid as working medium,according to Pascals principle is used to transfer energy to achie

4、ve various machines.Hydraulic press except for forging forming,can also be used to rectify,pressure equipment,packaging,briquetting and clamp,etc.Hydraulic press,including hydraulic press and hydraulic press.Hydraulic technology widely used,suitable for bending,flagging,stretching,molding and stampi

5、ng process such as cold extrusion.Suitable for the pressure molding process of metal powder products and non-metallic materials,such as plastic,glass reinforced plastics,insulation materials and abrasive products and forming process,also can be applied to calibration and installation process.Oil hyd

6、raulic press on the slider,four-column guide set cylinder arrangement in the fuselage right side before,each control element has focused on the operation box panel,dynamic organization setup on the right,the system to provide the typical process action:on the slider rapid downward,slow pressure,dela

7、y did the holding,quick return,dangling;The cylinder piston ejector,exit or floating pressure flat side down,stop,ejection.Beams and workbench oil on the lock nut fixed at both ends,the machine precision by adjusting nut and tighten in the bar at the top of the lock nut to adjust.Connected with main

8、 cylinder piston activity crossbeam,rely on vertical guide pin guide do reciprocating motion.Key words:four-column hydraulic press;The hydraulic cylinder;Hydraulic principle diagram 目 录 第一章绪论 .1 1.1 液压机概述 .1 1.2 液压机的发展趋势 .2 1.3 使用范围和主要性能 .2 第二章设计参数 .4 第三章拟定液压初步系统图 .5 3.1 设计液压回路的选择方案 .5 3.1.1 全自动补油的保

9、持压路的回路设计 .5 3.1.2 释压回路设计的参考 .5 3.2 液压系统图设计 .6 3.2.1 液压系统原理图 .6 3.2.2 液压系统流程动作示 .6 3.2.3 电磁铁运动的工作循环表图 .8 3.2.4 油箱容积.8 3.3 液压系统图的设计主要说明和选择的规格大小.9 第四章确定提供液体的方法、油泵规格和电动机功率.11 4.1 缸体空程时的供油方法 .11 4.2 选择液压泵工作流量大小和规格的型号.11 4.3 液压泵的工作功率和电动机的功率要求 .11 第五章液压缸结构设计和主要参数设计.13 5.1 主液压缸性能参数计算 .13 5.2 顶出液压缸性能参数计算 .13

10、 5.3 液压缸结构设计 .14 5.3.1 液压缸壁厚和外径的计算 .14 5.3.2 液压缸工作行程的确定 .15 5.3.3 最小导向长度的确定 .16 5.3.4 液压缸的结构设计 .17 第六章 液压系统稳定性校验.19 6.1 主液压缸压力损失的校验 .19 6.1.1 快速空行程时的压力损失 .19 6.1.2 慢速加压行程的压力损失 .20 6.1.3 快速退回行程的压力损失 .21 6.2 顶出液压缸压力损失的校验.22 6.2.1 顶出行程的压力损失 .22 6.2.2 顶出缸退回行程的压力损失 .23 6.3 液压系统发热和温升校验 .24 第七章液压缸动作时的流量计算

11、.26 7.1 主液压缸进油流量和排油流量 .26 7.2 顶出液压缸进油流量和排油流量 .26 第八章结论 .28 参考文献 .29 致 谢 .30 沈阳化工大学科亚学院毕业学士学位论文 第一章绪论 1 第一章绪论 1.1 液压机概述 315 液压机是利用液体来传递压力的设备之一。遵循帕斯卡定律是液体在密闭的容器所遵循的定律。液压机的液压传动系统通常有控制机构、执行机构、辅助机构和介质。三梁四柱结构方式是十分常见，机身主要由主工作台、上下滑块、支架横梁、主立柱、调剂锁母等组成。目前市场上和工厂中主要使用四柱液压机。四柱式结构的优点是工作空间大、易于多方面观察工件的变化和及时了解模具调整。整机

12、结构十分简单，工艺性超强，维修便宜，但立是柱需要大型圆钢。液压机依靠油或水等介质静压力，完成能量的储存、传递、放大。用来实现机械加工的简单、科技化、高效化。液压机械具有重量轻、结构简单、控制方便等特点，运行速度、扭力、功率大小多可随时做多种调节，可以在加工工件的时候随意调节速度和压力大小，调速范围宽，性能高，噪音小。适用于各种金属材料的全方面的加工，例如冲压、翻边、拉伸等。也可用于板材的校正、砂轮的成型、挤压冷热金属等。同样适应于非金属材料，如塑料、玻璃钢绝缘材料等，在有关压制方面，它也有这不错的表现，许多新技术的试验研究开发都用到了液压机来参与完成。目前已经广泛应用到等多个领域，例如，军事、

13、工业、矿山、建筑、航空等。由于现代多种需求，对加工工艺也有了更严格的要求。多数液压机须满足以下要求：工作台大，行程长，满足多种加工的要求；有自动退出工件的功能，缩短加工时间；液压机它的工作方式包括电动、手动和半自动等多种，操作方便，工人易学习；液压机多数保持液压稳定的功能，并能进行定压成型的操作，对于金属粉末和非金属粉末的加工有这无与伦比的优势。液压机的工作压力大小、压制速度块面和行程大小可调节方便，应用的灵活度灵敏。液压机工艺在汽车等行业也有着非常多的应用，如空心框架、发动机托架、仪表盘支架、车身框架（约占汽车质量的11%15%）；多空轴类件和许多管件等。随着科学技术的飞速发展，尤其是微电子

14、技术，信息技术等的高速发展。也为液压机的发展提供了更好的前景。机电结合可使机械系统简化，性能更加完善。工作适应性更加强大。相信未来的液压机能在多个领域起到重大作用，向着高速、重载、高精度、高效率、低噪声等发面发展。沈阳化工大学科亚学院毕业学士学位论文 第一章绪论 2 1.2 液压机的未来发展趋势 由于液压机应用的地方十分多，液压系统和整机构造比较成熟，基本定型，国内外液压机的主要研究方向是控制系统改良。尤其是微电子技术，信息技术等的高速发展。也为液压机的发展提供了更好的前景。加强液压机的性能、稳定性能、提高工作效率等几个方面是研究的重要方向。尤其是机电液一体化技术高速发展的今天，液压机技术必将

15、向以下方面发展，这也是顺应时代发展的趋势。（1）工作效率更高，耗能更低。大幅提高液压机的生产质量，减小生产之处。（2）机电液一体化。科学的利用机械和电子方面的先进技术，更加科学的完善液压机的设计。（3）自动化，智能化。微电子技术和信息技术的高速发展为液压机的优化提供了有力的保障。自动化能在加工和生产方面起到了十分重大作用，同时也应具有检查故障与处理故障的功能。（4）元件集成化一体化，通用化，标准化。这是现阶段主要的研究方向，如何更加环保高效的利用是国内外都在研究的课题。（5）另外，在液压机开发的同时注意绿色化和环保也是十分重要的，减少零件和 系统的内部产生的不必要损失，减少功率损失，采用集成回

16、路和设计道也可有效的减少在管道中的损失，同时还可减少漏油损失，减少系统中的节流损失是十分重要的，尽量减少非安全需要的能量，避免采用分流调节的系统浪费能量。采用静压技术，尽量使用新的型密封材料，减少磨擦。发展精密化、轻量化、高效化、多应用3 通径等低功率电磁阀，节约能源。改善液压系统的性能，多利用负荷传感系统，二次调节系统和能量回收系统。为了及时保护液压系统正常工作，防止污染对液压机的使用寿命和精准性造成的影响，必须指定新的保养方法，对污染进行实时监测，以便及时调整液压系统，不允许非法操作，避免由于处理不及时而造成的经济损失。1.3 使用范围和主要性能 沈阳化工大学科亚学院毕业学士学位论文 第一

17、章绪论 3 本机器动力系统和控制系统两大系统相互独立的。采用按钮集中控制，可分：手动、半自动、自动基本三种操作方式。本机器的工作压力大小、压制速度的快慢、空载下行和减速的行程范围都可按需要的加工要求进行调整，并能完成一般制品压制工艺。一般分为分设定压力、设定长度两种加工动作提供选择。定压成型动作在加工完成后，具有保持压力、自动回程、自动延时，退回等完成动作。本机器主机呈梯形，外观大气美丽，符合工业设计标准。动力系统主要采用液压系统，结构相对简单、动作灵敏可靠，加工精准到位，可实现多种模式。我国液压设备起步较国外稍晚，但是后通过不懈努力，已经位于先进水平。在一代又一代的学习总结的共同研究，有了重

18、大的进展和突破。尤其在锻造和锻压设备的生产中，起到了无可替代的作用。相信不久，我们会赶超世界水平，成为超一流技术大国。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章设计参数 4 第二章设计参数 315 吨液压机设计参数的基本设定 1.主缸公称压力1p 3150KN 2.主缸回程力 2p 600KN 3.顶出缸公称压力3p 400KN 4.顶出缸回程力4p 250KN 5.主缸行程 800mm 6.顶出缸行程 250mm 7.主缸速度 快速空程速度1v 80smm 工作行程速度2v 10smm 回程速度3v 55smm 8.顶出缸速度 顶出行程速度4v 80smm 回程速度5v 140smm 沈阳化工

19、大学科亚学院学士学位论文 第三章拟定液压初步系统图 5 第三章拟定液压初步系统图 3.1 设计液压回路的选择方案 3.1.1 全自动补油的保持压路的回路设计 出于设计要求，保压时间必须达到40s，要求压力能一直稳定。因此设计了换向阀中位机能来保压，添加了自动补油的回路，保压的时间由继电器控制。补油的保压系统图的工作原理：按下启动按钮，电磁铁1YA 通电，换向阀6 接入回路时，液压缸上腔成为压力腔，在压力到达设计的最大值时压力继电器11 发出信号，使换向阀自动切换到中位；这时液压泵4 卸荷，液压缸靠换向阀中位机能保压。当液压缸上腔压力下降到设计的最小值时，压力继电器会发出信号，使换向阀右位自动连

20、入回路，这时液压泵给液压缸上腔自动补油，压力迅速回升。回程时电磁阀2YA通电，换向阀左位自动接入回路，活塞迅速向上退回去。图 3.1自动补油的保压回路设计 3.1.2 释压回路设计的参考 保压过程经过一段时间结束，控制时间的继电器会发出信号，主缸处于回程，但由于液压机的油压会比较高，同时缸体直径大，行程比较长，缸内液体在压力持续升高时候会储蓄相当大的能量，如果此时上腔立刻与回油接通，缸内液体会产生液压冲沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章拟定液压初步系统图 6 力，造成机器和管路的产生非常大的震动，发出很大的噪音，所以保压后必须马上先泄压之后再进行操作。采用科技阀作为释放压力的部件原理为：

21、当保压结束后，控制时间的电子版发出信号，通过一个二位二通换向阀，让主缸上腔压力通过上腔的压力，通过节流阀与油箱相连接，从而使主缸上腔介质施放压力后，释放的速度快慢由科技节流限制阀控制。3.2 液压系统图设计 3.2.1 液压系统原理图 图 3.2液压系统原理图 1.油箱 2.三相电动机 3.斜轴式塞泵 4.顺序阀 5.先导溢流控制阀 6.三位四通电磁转向阀 7.二位四通电磁转向阀 8.压力控制器 9.单向控制阀 10.压力电子表 11.补充油箱 12.上缸 13.背压阀 14.液控单向控制阀 15.行程开关 16.下缸 17.节流控制阀 3.2.2 液压系统流程动作示意 A.液压缸活塞快速运动

22、，顶端的上滑块快速向下滑落。转换控制阀6 接通，压力油泵3 工作，经顺序控制阀4，进入转换阀6 的右位，沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章拟定液压初步系统图 7 再通过单向控制阀9，进入上缸12 的上腔。同时，经控制阀7 立刻补油进入油缸上腔。回油从上缸的下腔经过（单向顺序阀）背压阀13 和单向阀14，通过电液转换阀7，回流到油箱。与此同时，上缸由于自己的重力下落，快速的向下滑动，使上缸的上腔瞬时间出现了空白地方。填满箱油会通过液压控制止回阀，被吸进上缸的上腔，以保证能消除空白地方，保持上缸的迅速下落。B.主液压缸活塞杆减速下行，滑块下压力不断增大。当上缸带动上下模合并在一起后，压力油不

23、会停止，会继续进入上油缸，油缸上腔的压力开始逐渐升高，补油箱的单向控制阀会自动关闭，切断了补油箱的供油以防止压力过高，导致机器损坏，使上缸12 下行速度开始放慢。油缸上腔压力不断升高。C.主液压缸活塞杆停止运动，滑块下压力保持不变。当油缸上腔压力超过了压力继电器10 的设定的值时，压力继电器会立刻发出信号，控制电液转换阀6 转换到中间位置，关闭油缸12 上腔的供油，缸体立刻保持静止，保压开始，保压时间为5s。D.主体液压缸的回程运动。保压动作完成后，电液转换阀6 的左位会被接通，泵 3 打出的压力油，经过顺序阀 4，通过电液转换阀6 的左位，再经过液控单向控制阀14、（单项顺序阀）背向阀13，

24、进入上油缸12 的下腔，主要的缸体被推向上，同时电磁阀7 切换到左位，油箱回油的速度加快。油缸12 上腔的回油通过液控单向控制阀，流回到补油箱11.使得上面的缸体回到原来的地方。E.顶出缸的活塞杆做推的动作，推出工件。当将电液转换控制阀6的中位于电液换向控制阀的右位接通时，泵 3输出压力油，经过电液换向控制阀的左位，进入下缸16 的下腔，回油从下缸16 的上腔进过电液换向阀的左位，回流主油箱，下缸做向上运动，顶出工件。F.顶出的缸回程的动作原理。在工件取出后，换向控制阀开始工作，压力油进入下缸16 的上腔，下缸下腔的回油经过调节阀的右位流入回主油箱，下缸向下做垂直运动，复位。阀13 在保压时可

25、有效防止上油缸12 上腔的油出现倒流的情况，行程控制开关15 控制上、下缸的最大最小位置。压力表将分别每个系统缸的压力大小。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章拟定液压初步系统图 8 3.2.3 电磁铁运动的工作循环表图 表 3.1电磁铁动作循环表 动作名称 电磁铁 电动机 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 1D 电机启动 +快速下行+减速加压+保压+卸压 +回程停止 +顶出缸顶出 +顶出缸退出 +静止 3.2.4 油箱容积 eVQKV （6 1）式中：K系数，K=0 5，现取K=3。Q各油泵每分钟流量总和，min0.87LQ。eV 各 油 缸 最 大 储 油 量 的 总 和

26、，已 知 主 缸 最 大 行 程 mmS8001，顶出缸行程mmS2502。LSDSDVe10544222121 则油箱总容积：LV3661050.873 根据GB2876-81 标准，取其标准值500L。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章拟定液压初步系统图 9 3.3 液压系统图的设计主要说明和选择的规格大小 根据所设计系统的数据和通过各零件的实际流量大小，选择的元、辅件的规格见表 3.2：表 3.2 液压元件规格型号表 序号 名称 型号 公称压力 公称流量 附注 1 主油箱 容积500L 2 电动机 Y200M-4 37kW 3 轴向柱塞泵 5ZKB725 25MPa 106L/mi

27、n 4 顺序阀 自行设计 5 先导溢流阀 P-B25 25MPa 25L/min 6 电磁换向阀 34DO-B10H-T 31MPa 200L/min 7 电磁换向阀 24EF3-E10B 31MPa 150L/min 8 压力继电器 IPD01-H6L-Y 50-320 调至25MPa 9 单向阀 DFY-F32H2 320MPa 200L/min 10 压力表 Y-100 11 补油箱 容积200L 12 主液压缸 13 液控单向阀 DFY-F32H2 320MPa 200L/min 14 顺序阀 XD2F-L32H 31MPa 150L/min 15 行程开关 SZL-WLA-B 16

28、顶出液压缸 17 节流阀 QFF3-E10B 25MPa 100L/min 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章确定提供液体的方法、油泵规格和电动机功率 10 第四章确定提供液体的方法、油泵规格和电动机功率 4.1 缸体空程时的供油方法 主缸空程向下运动活塞腔的进油量1Q为min9.602L由于流量太大，只采用油泵来提供动力效率低，用零件本身自重快速下落方法也是一个好方法，更加经济实惠，节省能源，充液阀自动吸油。4.2 选择液压泵工作流量大小和规格的型号 液压系统开始起到工作，需要的介质液体最大流量是大活塞缸工作行程，活塞腔的流量2Q，为min36.75L，主活塞缸的活塞在回来时流量3Q为

29、min65.78L，但主活塞缸进行回程运动时，一般在启动是需要压力MPP25，而当冲头离开拔模后，则不需要太高压，根据实施分析，决定选用一台公称流量为min106L的压力补偿变量轴向柱塞泵5ZKB725 型轴向柱塞泵。该泵主要技术性能参数如下：排量min106L，额定压力为MPa16，最大压力为MPa25，转速min1450r，容积效率 96%，压力和流量均能符合压制力、回程力和顶出力的需要，该液压泵能满足本液压系统的要求。4.3 液压泵的工作功率和电动机的功率要求 查样本得泵的机械效率95.0m，容积效率96.0v，则总效率为：91.096.095.0vm （5 1）主液压缸的工作压力与顶出

30、缸的顶出压力都是MPa25，主液压缸在回程时压力为MP45.10，顶出缸在回程时的压力。系统要求提供功率最大的两种工况为：当 主 液 压 缸 处 于 工 作 状 态 时，压 力 为MPa25，油 泵 的 泵 输 出 最 大 流 量min36.75L，则泵的输入功率为：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章确定提供液体的方法、油泵规格和电动机功率 11 kWpQP5.34912.010636.751025761 （4 2）当顶出缸在退出行程的工作压力为MPa58.18，泵输出最大流量min0.87L，则泵的输入功率为：kWpQP5.29912.01060.871058.18762 （4 3）这

31、里1P2P，故电动机功率应选为kW5.34，因泵要求转速为min1450r，选择一台Y200M-4 型三相异步电动机驱动液压泵，可以满足使用要求。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章液压缸结构设计和主要参数设计 12 第五章液压缸结构设计和主要参数设计 5.1 主液压缸的性能参数设计和计算 A.液体最大工作压力p 现在市场上可购得的标准液压泵和控制阀，最高工作压力为32MPa，但性能不够好，损失能量较大，为留有一定的余量，本设计选择运用最高工作压力为25MPa。B.主液压缸的内径1D：mmPPD401102514.31000315044611 （5 1）根据19932346 TGB，取标准

32、值mmD4001。C.主液压缸活塞杆的直径计算1d：mmPPDd360102514.3100060044.04622211 （5 2）根据19932346 TGB，取标准值mmd3601。D.主液压缸有效面积：（其中1A为无杆腔，2A为有杆腔）22211125600414.34004mmDA 2222121223864414.3)360400(4)(mmdDA E.主液压缸实际压力：KpAp314010251256.0611 （5 3）F.主液压缸的工作回程压力：KpAP5971025023864.0622 （5 4）5.2 顶出液压缸的性能工作参数计算说明 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文

33、第五章液压缸结构设计和主要参数设计 13 A.顶出液压缸的内径2D：mmmPPD143143.0102514.3100040044632 （5 5）根据19932346 TGB，取标准值mmD1402 B.顶出液压缸的杆直径2d：mmPPDd83102514.31000250414.04624222 （5 6）根据19932346 TGB，取标准值mmd802 C.顶出液压缸工作时的面积计算：（其中3A为无杆腔面积，4A为有杆腔面积）2222315386414.31404mmDA 2222222410362414.3)80140(4)(mmdDA D.顶出液压缸工作时压力计算：KpAP3851

34、025015386.0633 （5 7）E.顶出液压缸工作时回程压力计算：KpAP2601025010362.0644 （5 8）5.3 液压缸结构设计 5.3.1 液压缸的缸壁厚度和液压外缸径的计算 液压缸缸壁厚度取决于液压缸的强度条件选择。液压缸的壁厚度多数是指缸体结构中最薄的地方的厚度。参考材料力学和物理力学，承担主要内压力的缸筒，其内压力分布规律应与壁厚的不一样而有所不同。一般计算时可分开计算内应力的大小。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章液压缸结构设计和主要参数设计 14 液压缸内径D 和缸壁的壁厚的比10D的圆筒称为薄壁圆筒。机械的液压缸材料选择，多数采用无缝钢管的材料，大多

35、都是薄壁的圆筒结构，其壁厚的公式计算（下面一主液压缸为例给出下列计算）：2Dpy （5 9）其中 液压缸壁厚（m）D 液压缸内径（m）yp试验压力，一般取最大工作压力的1.25 1.5 倍（MPa）缸筒材料的许用应力。无缝钢管：MPa110100。mDpMPapyy065.010024.05.3225.32253.1 中压和低压的时候，本公式计算出的缸壁厚度往往不够，缸体的刚度达不到要求，如在工作过程中发生变形等引起液压缸工作发生故障和漏油的情况。所以多数不按这个公式计算，根据经验选择，液压缸壁厚算出后，即可求出缸体的外径1D为：mDD53065240021 5.3.2 液压缸工作行程的确定

36、液压缸工作长度，可根据工作生产的时机情况来确定，再查阅液压系统设计简明手册12P表 2-6 中的系列尺寸来选取标准值。先选择上个缸盖的厚度，多数的液压缸为平底缸盖，有效厚度t 的强度选择公式 缸盖无孔时：ypDt2433.0 （5 10）缸盖有孔时：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章液压缸结构设计和主要参数设计 15 0222433.0dDDpDty （5 11）式中 t 缸盖最低要求厚度（m）；2D缸盖止口内径（m）；0d缸盖孔的直径（m）；yp实际压力，最大工作压力的1.25 1.5 倍（MPa）缸筒材料的许用应力。无缝钢管：MPa110100。下面以主液压缸为例，根据上式求得缸盖无

37、孔时：mmmt99099.0100253.14.0433.0 缸盖有孔时：mmmt106106.005.04.01004.0253.14.0433.0 5.3.3 最小导向长度的确定 当活塞杆全部伸出是，从活塞支支点中点到缸盖支撑面中点的距离H 称为最小导向长度。长度过小，液压缸的初始挠度增大，会影响液压缸的稳定性，所以最小导向长度必须计算精准，保证其有效长度达到要求。对多数的液压缸，长度H 计算公式：220DLH （5 12）式中 L液压缸的工作的最大行程；D液压缸的内径。活塞的宽度B 一般取B=（0.6-1）D，缸盖滑动支撑面的长度1l根据液压缸内径D 或活塞杆直径d而定：当mmD80时，

38、取Dl0.16.01；当mmD80时，取dl)0.16.0(1。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章液压缸结构设计和主要参数设计 16 隔套的长度C 的计算公式，由最小导向长度决定，如式 BlHC121 （5 13）例：mmH2402400200800，取H=300mm。活塞宽度为：mDB3204008.08.0。缸盖支撑的面长度为：mdl2523607.07.01。没有必要进行稳定性的考虑。5.3.4 液压缸的结构设计 液压缸主尺寸初步计算出以后，就要进行分部分的零件计算。主要包括：缸体缸盖活塞与活塞杆活塞杆的连接设计、密封装置液压缸的安装连接结构计算等。由于实际工作要求和功能不同，结构

39、形式各有所异。设计时视具体情况进行设计选择。（1）缸体与缸盖的连接形式 缸体与缸盖的链接形式与工作压力有关，本次设计中选用常见的外半环连接，见图 2.1：图 5.1缸体与缸盖示意图 该外半环连接方式结构简单，经济实用。（2）活塞杆与活塞的连接结构 活塞杆与活塞的连接结构参阅液压系统设计简明手册15P表 2-8，采用组合式结构中的螺纹连接。见图2.2：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章液压缸结构设计和主要参数设计 17 图 5.2活塞杆与活塞螺纹示意图 该连接方式结构简单，但是容易松动，必须设计能锁紧的装置。（3）活塞杆导向部分的结构 活塞杆导向地方的设计，包括活塞杆与端盖，以及密封、防尘

40、和锁紧装置等。导向套的结构可以做成端盖整体式直接导向，也可作成与端盖分开的导向套结构。后者导向套磨损后便于更换，所以应用较普遍。导向套的位置可安装在密封圈的内侧，也可以装在外侧。机床和工程机械中一般采用装在内侧的结构，有利于导向套的润滑；而油压机常采用装在外侧的结构，在高压下工时，使密封圈有足够的油压将唇边张开，以提高密封性能。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章液压系统稳定性校验 18 第六章液压系统稳定性校验 6.1 主液压缸压力损失的校验 6.1.1 快速空行程时的压力损失 在回油路上，已知油管长度ml2，油管直径md31032，通过的流量smq331033.2，液压系统选用N32

41、号液压油，考虑最低工作温度15，由手册查出此时油的运动粘度scm25.1，油的密度3900mkg，液压系统元件采用集成板式的配置形式。（1）确定流动的状态，液流的雷诺数：23001006105.1103214.31033.244433dqvdRe （6 1）由此可知，回油路中液压油的流动状态为层流。（2）沿程压力损失p：在回油路上，流速为：smdqv91.2103214.31033.2446232 （6 2）则压力损失为：Padvlp1515210321006291.2900264Re264322 （6 3）（3）局部压力损失：由于采用的液压装置，所以只考虑阀和集成板内的油路的耗损，液控单向阀

42、和电液换向阀的实际压力损失分别为168986Pa 和 675943Pa。假如按集成板进油路耗损为30000Pa，回油路耗损为50000Pa，则回油路总的压力损失为：Pap91005000067594316898615152 从以上验算结果可以看出，在主液压缸快速空行程中的压力损失未超过许用范沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章液压系统稳定性校验 19 围，满足使用要求。6.1.2 慢速加压行程的压力损失 在加压的过程中，已知油管长度l=2m，内油管的直径md31032，流量进油路smq3311026.1，回油路smq3321034.0。液压系统选用N32 号液压油，考虑最低工作温度15，由

43、手册查出此时油的运动粘度scm25.1，油的密度3900mkg，液压系统元件采用集成板式的配置形式。（1）确定油流的流动状态：进油路中的雷诺数:2300335105.1103214.31026.144Re43311dqvd （6 4）回油路中的雷诺数：230091105.1103214.31034.044Re43322dqvd （6 5）由此可知，进油路和回油路中液压油的流动状态均为层流、。（2）沿程压力损失p：在进油路上，流速为：smdqv57.1103214.31026.144623211 （6 6）则压力损失为：Padvlp132441032335257.1900264Re2643212

44、1 （6 7）在回油路上，流速为：smdqv43.0103214.31034.044623222 （6 8）则压力损失为：Padvlp3658103291243.0900264Re26432222 （6 9）沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章液压系统稳定性校验 20 （3）局部压力损失：由于集成板式的装置，考虑阀和集成板内油路的损耗，液控单向阀、电液换向阀和顺序阀的实际压力损失分别为182883Pa、337973Pa 和 256133Pa。若去集成板进油路压力损失为30000Pa，回油路压力损失为50000Pa，则油路总的压力损失为：Pp51017.6800033797182883365

45、813244 从以上验算结果可以看出，在主液压缸慢速加压行程中的压力损失未超过许用范围，满足使用要求。6.1.3 快速退回行程的压力损失 在快速退回行程时，主液压缸从顺序阀卸荷，油路很短，因此不考虑回油路上的压力损失，在进油路上，已知油管长度l=2m，油管直径md31032，通过的流量smq331031.1，液压系统选用N32 号液压油，考虑最低工作温度15，由手册查出此时油的运动粘度scm25.1，油的密度3900mkg，液压系统元件采用集成板式的配置形式。（1）确定流动状态，进油路中的雷诺数：2300348105.1103214.31031.144Re433dqvd （6 10）由此可知，

46、进油路中液压油的流动状态为层流。（2）沿程压力损耗p：在进油路上，流速为：smdqv64.1103214.31031.1446232 （6 11）则压力损失为：Padvlp217001032348264.1900264Re264322 （6 12）（3）局部压力损失：由于采用集成板式的液压装置，所以只考虑阀类元件和集成板内油路的压力损失，液控单向阀和电液换向阀的实际压力损失分别为168986Pa和 337973Pa。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章液压系统稳定性校验 21 若去集成板进油路压力损失为30000Pa，回油路压力损失为50000Pa，则油路总的压力损失为：Pap558653

47、000033797316898621700 从以上验算结果可以看出，在主液压缸快速退回行程中的压力损失未超过许用范围，满足使用要求。6.2 顶出液压缸压力损失的校验 6.2.1 顶出行程的压力损失 在顶出液压缸顶出行程中，已知油管长度l=2m，油管直径md31032，通过的流量进油路smq3311026.1，回油路sm100.83q3-32。液压系统选用N32号液压油，考虑最低工作温度15，由手册查出此时油的运动粘度scm25.1，油的密度3900mkg，液压系统元件采用集成板式的配置形式。（1）确定油流的流动状态：进油路中液流的雷诺数：2300335101.510323.14101.264d

48、4qvde4-3-311R （6 13）回油路中液流的雷诺数：2300220105.1103214.31083.044Re43322dqvd （6 14）由此可知，进油路和回油路中液压油得到流动状态均为层流。（2）沿程压力损失p:在进油路上，流速为：sm1.5710323.14101.264d4qv6-2-3211 （6 15）则压力损失为：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章液压系统稳定性校验 22 a13244103233521.57900264de2v64lp3-2121PR （6 16）在回油路上，流速为：sm1.0310323.14100.834d4qv6-2-3222 （6 1

49、7）则压力损失为：a8680103222021.03900264de2v64lp3-2222PR （6 18）（3）局部压力损失：由于集成板式的装置，所以只考虑阀和集成板内油路的压力损失，电液换向阀的实际压力损失为56791Pa。若去集成板进油路压力损失为30000Pa，回油路压力损失为50000Pa，则油路总的压力损失为：a101.588000056791868013244p5P 从以上验算结果可以看出，在主液压缸快速退回行程中的压力损失未超过许用范围，满足使用要求。6.2.2 顶出缸退回行程的压力损失 在顶出液压缸退回行程中，已知油管长度l=2m，油管直径md31032，通过的流量进油路s

50、mq331101.45，回油路sm102.15q3-32。液压系统选用N32号液压油，考虑最低工作温度15，由手册查出此时油的运动粘度scm25.1，油的密度3900mkg，液压系统元件采用集成板式的配置形式。（1）确定油流的流动状态：进油路中液流的雷诺数：2300384101.510323.14101.454d4qvde4-3-311R （6 19）回油路中液流的雷诺数：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章液压系统稳定性校验 23 2300569105.1103214.3102.1544Re43322dqvd （6 20）由此可知，进油路和回油路中液压油得到流动状态均为层流。（2）沿程压