目录
1引言 (1)
1.1全自动液压砖压机的简介 (1)
1.2全自动液压砖压机在国内外的生产状况及发展趋势 (1)
1.3 本设计研究的内容和意义 (2)
2 设计原理 (4)
2.1 液压砖压机工作原理 (4)
2.2 液压砖压机主要特点 (4)
3 总体方案的论证和选择 (6)
3.1 压制油缸的选择 (6)
3.2 机架结构形式的选择 (8)
4 砖压机各主要零部件的设计 (10)
4.1 各零件的结构设计 (10)
4.1.1 主机的结构 (10)
4.1.2 上横梁的结构设计 (10)
4.1.3 活动横梁的结构设计 (11)
4.1.4 下横梁（工作台）的结构设计 (11)
4.1.5 立柱的导向导套设计 (12)
4.2 各主要零部件的初步设计计算 (12)
4.2.1立柱拉杆初步设计计算 (12)
4.2.2 套筒的初步设计计算 (17)
4.2.3上横梁的初步设计计算 (18)
4.2.4 活动横梁的初步设计 (20)
4.2.5 下横梁（工作台）的初步设计 (20)
4.2.6 充液箱的初步设计 (22)
5 砖压机各主要零件的详细设计及用PROE建立三维模型 (24)
5.1活动横梁的详细设计及三维模型的绘制 (24)
5.1.1 活动横梁的总体设计 (24)
5.1.2 T型槽的设计 (24)
5.2 上横梁的详细设计和三维模型的绘制 (25)
5.2.1 上横梁的总体设计 (25)
5.2.2 立柱和上横梁的连接设计 (25)
5.2.3 活塞杆和上横梁的连接设计 (26)
5.3 下横梁（工作台）的详细设计和三维模型绘制 (26)
5.4 立柱的详细设计和三维模型绘制 (27)
5.5 套筒的详细设计和三维模型绘制 (28)
5.6 螺母的设计及三维模型绘制 (28)
5.7 最终设计结果 (29)
总结 (31)
参考文献 (32)
致谢 (33)
附录 (34)
1引言
1.1全自动液压砖压机的简介
液压砖压机(以下简称压机)是现代墙体砖生产线的核心关键设备，是机、电、液、气一体化的高技术专用设备。说它关键，主要是它前连原料加工，后接干燥烧成，若砖压机出现故障，则全线停工。说它专用，主要是出于特殊的物料（含少量水的喷雾干燥颗粒状泥粉料）及成形工艺技术（按照特定的升压曲线实施多次加压及排气），而一般的压力机显然是不能用于压制墙体砖的。作为生产线的关键设备全自动砖压机显出示许多的优点：①压机采用液压传动对砖胚施加等静压力，工作平稳，有利于胚体压制成行。②采用液压传动可非常方便地实现对压制力、速度、时间的调节控制，并保持稳定，使压机动作很好的符合工艺的要求；③容易实现压机的大型化和自动化；④胚体成型好，强度高。现代全自动液压砖压机都看其有可靠性、重复性、调控性、耐久性、效率等。本毕业设计主要研究宽体砖压机，以提高生产效率，节约生产成本，获得更好的经济效益。
1.2全自动液压砖压机在国内外的生产状况及发展趋势
1.2.1 国内外砖压机的生产概况
国内：
当今的中国，是世界上公认的墙地砖的生产大国，有着世界最大的陶瓷压机市场。但直至20世纪80年代末，陶瓷砖压机仍是我国建陶企业唯一需要全部引进的装备，其主要来自意大利和德国。中国陶瓷砖压机从最早开始研发到今天成为砖压机生产大国,其间经历了二十多年的艰难的历程。今天国产压机不仅可以替代进口的砖压机，而且可以大批量的出口外国，这是一个具有历史意义的重大的转变。国产砖压机的主要技术参数、主要技术性能和整体水平已接近国外现代砖压机的先进水平，而且差距在不断缩小，但是国产砖压机行业发展时间短，发展开发过程中存在一些问题也是难免的，制造企业还应该不断提高产品质量，进一步降低成本，提高自身的竞争力，在巩固国内市场的同时，应积极开拓国际市场，只有在国际市场上占有一席之地，才真正证明国产压机的成功。07年广东科达机电宣布其自主研制的7800吨压机研制成功，标志着我国也步入了压机大吨位压机市场。
经过10多年的不懈努力,国产砖压机取得了长足的进步,无论从外观和结构方面都经过了不断的优化、创新,但与国外砖压机相比还有较大差距。例如铸、锻件的质量问题就是国产砖压机与进口砖压机最明显的差距之处,故国产砖压机看上去总是显得粗糙、笨重。所以国产砖压机的研发,要立足国情,可以用好的结构,适合国情的结构来弥补国内制造业的不足。梁体的优化就是要最大限度的减少应力集中的危害,使梁体的应力场趋向均匀,在确保梁体刚度足够的前提下,可以适当减轻重量。同时梁体的优化还要有利于铸造工艺,例如优化时可以通过改变结构将铸造缺陷的密集区设计为低应力区以排除日后可能发生的隐患。
全自动墙体压砖机机械机构及液压系统设计
为了满足陶瓷生产的需求,科达机电推出宽体压机，有KD3800、KD3200、KD2100。在一定的压力下，加宽工作台的，可以提高生产效率。宽体压机可以降低主电动机的功率，可以提高压制频率，还可以提高其工作的稳定性、节能、改变外观等，研究宽体压机还是很的意义的。通过现代的设计方法，对其进行设计，改变压机大小的、重量、受力情况、寿命等，对宽体压机将来能更好的适应市场和受到使用厂家的信赖好评给以保证，降低生产成本，为生产厂家获得更大的利益。宽体压机节能，提高生产效率，可以给使用厂家带来更大利益，降低能耗等。
国外：
近十几年来，国外的砖压机发展非常快，主要标志是，随着科技的进步，全世界生产砖压机的主要产家如德国的莱斯公司、道尔斯特公司等，意大利的萨米克公司、西蒂公司、维高公司、纳萨蒂公司等，日本的日型公司等一些公司不断推出结构日益完善，生产效率和自动化程度不断提高，多种结构形式的新型墙地砖成形液压机。
国外的砖压机现在都在向美观，大吨位，高精度，高效率，节能控制，多功能自动化程度更高和机器的动作更加符合料压制成型的工艺要求的方向发展。
1.2.2 现在砖压机的发展趋势
随着陶瓷砖砖压机技术的日益进步，现代陶瓷液压砖压机无论从主机结构还是液压控制技术方面都和早期的砖压机大有不同。例如主机结构较多的采用经过不断优化的各种新型结构以及预应力结构，使砖压机的主机精度、可靠性和抗疲劳性能得到较大的提高；而近年来较多的采用先进的液压伺服比例控制技术,使砖压机的压制动作更加的柔和、平稳,压制力更加准确。这些都为现代建筑陶瓷业生产多变的高档墙地砖创造了非常有利的条件。
现代陶瓷砖砖压机主机结构的研究与开发就是要以最佳的、最合理的结构,尽可能少的原材料消耗,获得最理想的实用效果,包括主机精度、综合性能以及抗疲劳性等。但要做到这一点,就需要我们付出很多的努力,不断地总结经验、学习和研究。
1.3 本设计研究的内容和意义
众所皆知，随着我们国家的政策和我们国人自己意识到纯粹的简单的模仿别的国家的机器与不能在满足我们国家经济高速公路发展的要求，近些年来我们自主设计创新的机械产品已经越来越多。只有我们有生产出有先进水平的机械，才能真正的摆脱国际上一些强国对我们的控制，才能使我们生产出来的产品更具有竞争力，我们国家才能步入国际强国的行列。
本设计设计的是全自动液压砖压机（宽体）的机械部分的设计，采用现代的设计方法，对砖压机的机架进行详细设计。用现代的设计方法和技术，实现对砖压机的设计制造，以优化砖压机，减轻砖压机的重量，节省材料等，提高其可靠性、重复性、调控性、耐久性等。陶瓷液压砖压机(以下简称压机)是现代陶瓷生产线的核心关键设备，是机、电、液、气一体化的高技术专用设备。说它关键，主要是它前连原料加工，后接干燥烧成，若砖压机出现故障，则全线停工。通过这样的设计可
盐城工学院本科生毕业设计说明书2011
以减少砖压机的故障率，可使砖压机的寿命更长。而研究宽体砖压机，以提高生产效率，节约生产成本，获得更好的经济效益。
本项目研究全自动液压砖压机的机械部分，为了提高效率，可以把压机的工作台的加宽。的砖压机增加工作台宽度可同时进行压制多块墙地砖。研究的砖压机的机械部份，用PRO/E画出其三维模型,然后用ANSYS软件对其有限元分析代替传统的方法，优化设计，以节省材料。
目标实现砖压机同时实现压制墙砖600mm×600mm(3片)，360mm×450mm（6片/次），450mm×600mm(5片/次)，500mm×500mm(4片/次)。实现砖压机的最优设计（减轻重量、提高疲劳强度等）。
全自动墙体压砖机机械机构及液压系统设计
2 设计原理
最早有砖压机是采用螺旋传动，而螺旋传动只能传递较小的压制力，一直制约的砖压机的发展，直到后来人们引入了液压的传动，使压制力有很大的提高，压制出各式各样规格的砖，大大提高了生产效率。下面我们介绍一下液压砖压机的原理。
2.1 液压砖压机工作原理
图2-1 液压砖压机的工作原理1－小柱塞 2－大柱塞 3－坯体液压砖压机是根据静态下液体压力等值传递的帕斯卡原理制成的，它是一种利用液体压力传递能量的机器。其工作原理如图2-1所示。
图2-1 液压砖压机的工作原理
2.2 液压砖压机主要特点
根据液压砖压机的工作原理可知，砖压机采用液压传动具有以下特点：
（1）容易实现大型化。因为油压和活塞的面积可在较大范围内变动，压制力F=A ×P，只要增大活塞面积A和提高油压力P，就可得到大吨位的液压砖压机。目前已有公司宣称研制出一万吨液压砖压机就是证明。由此可知采用液压传动的砖压机容易获得更大的工作压制力，以满足压制大规格制品的要求。
（2）可方便地对压制过程的压力、速度、保压时间等参数实行调节和控制，使
盐城工学院本科生毕业设计说明书2011
各项压制参数满足压制成形工艺的要求。
（3）对砖坯施加的压力为静压力，因此工作平稳，有利于砖坯的压制成形。
（4）容易实现砖压机的自动化操作。
全自动墙体压砖机机械机构及液压系统设计
3 总体方案的论证和选择
全自动液压砖压机主机部分（又称机械部分）主要由机架、压制油缸、增压缸、顶模装置、布料装置及排气、安全装置等组成。本设计主要研究机架和压制油缸的选择。
3.1 压制油缸的选择
本设计将先择活塞式的油缸，油缸倒置并将其和活动横梁做成一体，即倒置式组合主油缸。改善了活动梁的受力状态, 使压制力更加均匀, 有利于坯体成形。
现在砖压机的油缸主要有两种形式一种是活塞式油缸（图3-1（a）），另一种是柱塞式(图3-1(b))。下面我们将通过比较。确定选择哪一种油缸更符合本设计的要求。
（a） (b)
图3-1 液压砖压机压制油缸示意图
1活动横梁 2 活塞 3 柱塞
塞式油缸被活塞分隔为两个腔，因此可以获得正反两个方面的运动。当活塞腔通入高压油，活塞杆腔回油时，即为工作行程；当活塞杆腔进油，活塞腔回油时，则可实现回程，故不需单独设置回程缸。它属于双作用油缸。由于活塞式油缸不需另设回程缸，所以结构紧凑，零件少，安装空间小。活塞在运动时，除了活塞杆有导向作用外，活塞沿缸壁滑动，也具有导向作用，且导向长度较长，所以活塞式油缸导向性能好。活塞缸密封件的寿命较长，原因是高压端的密封填充件的微小渗漏属内泄漏，只要不影响使用性能，密封件产生的一些微小泄漏可继续使用，不必更换。柱塞式油缸是一种单作用油缸，只能从一个方向加压，所以要靠另外的油缸实现回程。柱塞在油缸中上下移动时是在导向套（环）中滑动的。一般导向套长度较短，为了加长导向距离，以便承受较大的偏心力矩，可在柱塞的两端安装导向套。此外回程缸的另一个作用是用于导向作用。柱塞缸的密封的寿命较短，原因是柱塞缸一端通高压油腔，另一端直接与大气相通，密封件两端的压力差较大，而且有微
盐城工学院本科生毕业设计说明书2011
小的渗漏，都会污染环境和坯体，均影响使用，必须进行更换。柱塞在导向钢套中作往复运动，偏心载荷断还会发生倾斜，因此校塞表面必须具有足够的硬度及光洁度，以免过早磨危或因表酣拉毛，拉成沟潜而导致损坏。校寒表四拉坏后，会直接影响密封寿命，引起高压液体的漏损，甚至每隔半月就必须换一次密封，严重影响生产。通过上面的比较我们将选择活塞式的油缸。
油缸的装也有两种形式一种是正常安装与上梁做一体（图1-5），一个是倒置安装下梁做成一体（图1-6）。
图3-2 主油缸与上横梁合一结构图3-3 主油缸与动梁合一结构
1横梁 2缸盖 3活塞 4缸体 5法兰 1横梁 2活塞 3缸盖 4缸体 5动梁
一般情况下，油缸安装在上横梁上，活塞杆与活动横梁相连。大吨液压砖压机采用将活塞式油缸倒置的结构，即将活塞杆与上横梁固连，活塞杆固定不动，而将油缸与活动横梁做成一体，让缸体活动横梁作上下运动。工作原理同普通活塞式油缸一样，但具有如下优点：
①增加了活动横梁受力面积，大大改善了活动横梁的受力状态，相对提高了活动横梁的刚性，使其受力变形小，使砖坯压制力更加均匀，有利于砖坯的压制成形，提高砖坯压制质量。
②压制油缸倒置可使上横梁的结构大为简化，从而大大减少其加工难度，同时不需在上横梁加工出油缸，因而使上横梁的强度得以大大提高，并可减小主机尺寸。由于倒置式有以上显著的优点，本设计将选择倒置式的。
③主油缸与动梁合一结构是大型砖压机的结构形式（如图1-6）。主油缸采用筒形无缸底结构，利用动梁的上平面作为油缸底部，通过柔性联接和独特的密封结构将主油缸和动梁联成一体。除具有油缸倒置结构的优点外，另外与带缸底倒置油缸结构相比，运动部分的重量大大减轻，有利于提高砖压机的运动速度及工作频率；油缸的重量减轻50%以上，主机高度可适当降低，并彻底解决了带底油缸的缸体与缸底连接部位的应力集中难题。
全自动墙体压砖机机械机构及液压系统设计
综上所述，本油缸将使用活塞式油缸，而且倒置，油缸做成一体。
3.2 机架结构形式的选择
机架是承受压制成形时的全部载荷，因此机架的强度和刚度对整机的性能影响较大。目前，在陶瓷墙地砖的生产过程中，砖压机是陶瓷粉料干压成型的关键设备，因而砖压机框架刚性的好坏在一定程度上影响了陶瓷墙地砖坯体的质量及成坯率的高低。具体说来就是砖压机框架的刚性好，框架变形极小，所压制的坯体致密度、机械强度及成坯率等都较高;反之，坯体致密度、机械强度及成坯率等都较低，严重时，甚至成不了型，压不成坯体。所以说研究和探讨砖压机框架的设计计算，合理地提高框架的刚性，有效地减少框架的变形，能极大限度地提高陶瓷墙地砖坯体的质量及成坯率。
目前常用的机架的结构形式有梁柱组合机架、拉杆－套筒梁柱组合机架、钢丝缠绕机架，通过下面的比较选出最佳的机架方案是拉杆－套筒梁柱组合机架。
拉杆－套筒梁柱组合机架（图3-5）。由上、下横梁与四根立柱用螺母连接而成，立柱由拉杆及套在其外面的套筒组成。装配时，拉杆两端分别穿过上、下横梁的通孔，再用专用千斤顶将拉杆拉长（也可加热使之伸长），最后用螺母拧紧。这样，拉杆受一个预拉力，全长预紧。拉杆受拉而套筒受压，使上下横梁构成一封闭的戒框架，整机的刚性好，强度大。工作时，机架承受的为脉动载荷，循环特征r=0。立柱施以预拉力后，脉动载荷与预拉力叠加，改变了载荷的性质。如果设计得当，载荷的循环特征可大些，载荷性质接近于静载荷。这样一来，拉杆就可以材料的屈服极限而不用持久极限特征来进行强度校核，材料的能力得到充分的利用，拉杆截面可以做小一点。3800吨砖压机是中等压力的砖压机用拉杆－套筒梁柱组合机架的结构形式完全能够满足要求。
梁柱组合机架（图3-6），虽然结构简单，在制造和装配都比拉杆－套筒梁柱组合机架简单，成本低，但是在压制的时候产生较大的变形，强度和刚度都不够，只适合吨位小的砖压机，不适合3800吨砖压机。
钢丝缠绕机架(图3-7)，是现在世界上大吨位砖压机比较常用的一种机架形式，由上、下两个半圆梁及两立柱用预应力绝缘缠绕而成。通过预紧钢丝对梁柱施加足够的预紧力，使梁柱上的拉应力大部分转化为压应力，这样就大大消除了由于拉应力引起的疲劳裂纹扩展的隐患，提高了砖压机机架的疲劳强度和刚度。在我们国内这种形式的机架用的比较少，技术还不是很成熟，在制造和装配有一定的难度，造价成本高，而且其主要用于大吨位的砖压机3800吨砖压机是中等压力的砖压机用拉杆－套筒梁柱组合机架的结构形式完全能够满足要求。
盐城工学院本科生毕业设计说明书2011
图3-5 拉杆-套筒梁柱组合机架图3-6梁柱组合机架1横梁 2动梁 3立柱 4套筒 5底座 1横梁 2动梁 3立柱 4底座
图3-7 钢丝缠绕机架
1上梁 2动梁 3导柱 4底座 5支脚
综上所述，本设计将选择拉杆－套筒梁柱组合机架。
全自动墙体压砖机机械机构及液压系统设计
4 砖压机各主要零部件的设计
4.1 各零件的结构设计
4.1.1 主机的结构
从前面方案的选择中我们选择了现在比较常用的拉杆套筒式的梁柱式的结构形式，如下图（4-1）所示
图4-1 拉杆套筒式的结构
4.1.2 上横梁的结构设计
我们才用梁柱式的结构，上横梁要开四个立柱孔。为了结构的美观我们将把充液箱放在在上横梁做成一体，即上横梁上表面要开一个孔，做为充液箱。活塞杆和上横梁才用法兰连接，连接处有一孔。螺母连接处要有沉孔，和套筒、法兰连接处都要有凸台。为了节省材料，内部可以适当的挖空。其结构简图，如图（4-2）所示。
形状尺寸要求
①立柱孔一般比插入端大1-2mm。
②立柱螺母锁紧的表面（沉孔表面）平面度≤0.
③与活塞接触的表面平面度取0.1，垂直度（相对于轴线）0.05
盐城工学院本科生毕业设计说明书 2011
图4-2 上横梁的结构简图
4.1.3 活动横梁的结构设计
由于我们才用油缸倒置的形式，我们将去做成缸梁一体式的，活动横梁上也开有四个立柱孔，由于活动横梁在运动中的精度要求比较高，为了套筒和上横梁的接触要加导套，横梁还要放成导套的沉孔。下面还要有T 型槽。如下图（4-3） 形状与尺寸的精度要求
①活动横梁的下表面的不平面度取0.05。对工作的平行度0.08
②孔前后左右的中心距偏差取±0.2，孔对角方向上的公差由下面的公式 **x y
R x y R R
?=?+?（式中R 、R ?对角上孔的间距及公差；x 、x ?左右方向上的间距及公差；
y 、y ?前后方向的间距及公差。）
③立柱孔与导套的外圆的配合精度
7
6
H n
图4-3 活动横梁的结构简图
4.1.4 下横梁（工作台）的结构设计
下横梁是主机受力比较大的一横梁，支撑着整台机器的重量和冲力，另外还要固定下横梁，安装顶模装置，还要连接布料装置，我们设计是宽体砖压机，下横梁的工作台面应该比较宽。为了保证下横梁的壁厚，对取适当的挖空，具体结构形式如（4-4）所示。
形状尺寸的精度要求
①工作台面的平面度0.05
②锁紧螺母与之贴全的平面的平面度0.16 ③立柱孔比立柱大2mm
全自动墙体压砖机机械机构及液压系统设计
图4-4 下横梁结构简图
4.1.5 立柱的导向导套设计
活动横梁与立柱配合外的导套是砖压机运动部分的导向装置，它对子机器的运动精度，压出来的砖的尺寸精度，模具寿命各机身受力等有很大的影响，因此导向装置的设计也是很重要的。
拉杆套筒式的导向精度比较难保证，主要是由于配合面多，累积定向误差大，为了达到活动横梁的较高导向精度，我们在行动横梁导向要加导套，导套的形式用圆柱式的。为了减小加工难度，将上下横梁做成凸台形式。上面我们在设计上横梁的时候已经初步的设计了导套，厚度取20,高取40.现在我们对其进行详细设计。便于安装我们把导套做成凸式的，然后用压盖将其固定，上面还有防尘圈和毛线。其结构简图如图4-5所示
图4-5 拉杆套筒结构简图
4.2 各主要零部件的初步设计计算
4.2.1立柱拉杆初步设计计算
压机在工作的时候，立柱只承受拉力，套筒内承受压力。总的颈紧力Pj一般为公称压力的1.2-1.5倍。这里取1.5倍，以防止套筒与上横梁分离，使拉杆始终受
盐城工学院本科生毕业设计说明书2011
拉套筒始终受压。拉杆的设计我们可以参照螺栓的设计方法进行设计。
全自动墙体压砖机机械机构及液压系统设计
盐城工学院本科生毕业设计说明书2011
全自动墙体压砖机机械机构及液压系统设计
盐城工学院本科生毕业设计说明书2011 4.2.2 套筒的初步设计计算
全自动墙体压砖机机械机构及液压系统设计
4.2.3上横梁的初步设计计算
盐城工学院本科生毕业设计说明书2011
第一章液压系统设计 1.1液压系统分析 1.1.1 液压缸动作过程 3150KN热压成型机液压系统属于中高压液压系统，涉及快慢速切换、多级调压、保压补压等多个典型的液压回路。工作过程为电机启动滑块快速下行滑块慢速下行保压预卸滑块慢速回程滑块快速回程推拉缸推出推拉缸拉回循环结束。按液压机床类型初选液压缸的工作压力为28Mpa,根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。1.1.2液压系统设计参数 （1）合模力； （2）最大液压压28Mp； （3）主缸行程700㎜； （4）主缸速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s。 1.1.2分析负载 （一）外负载压制过程中产生的最大压力，即合模力。 （二）惯性负载 设活塞杆的总质量m＝100Kg，取△t＝0.25s (三)阻力负载 活塞杆竖直方向的自重 活塞杆质量m≈1000Kg，同时设活塞杆所受的径向力等于重力。 静摩擦阻力 动摩擦阻力 由此得出液压缸在各个工作阶段的负载如表****所示。
工况负载组成负载值F 工况负载组成负载值F 启动981 保压3150×103加速537 补压3150×103快速491 快退+G 10301 按上表绘制负载图如图***所示。 F/N v/mm s-1 537 491 981 38 4.85 0 l/mm 0 l/mm -491 -981 由已知速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s和液压缸行程s=700mm，绘制简略速度图，如 图***所示。 1.2确定执行元件主要参数 1.2.1 液压缸的计算 （一）液压缸承受的合模力为3150KN，最大压力p1=28Mp。 鉴于整个工作过程要完成快进、快退以及慢进、慢退，因此液压缸选用单活塞杆式的。在液压缸活塞往复运动速度有要求的情况下，活塞杆直径d根据液压缸工作压力选取。 由合模力和负载计算液压缸的面积。 将这些直径按GB/T 2348—2001以及液压缸标准圆整成就近标准值，得:
设计及说明结果一、25吨汽车起重机伸缩臂架的设计 箱型吊臂连接尺寸的确定包含下列的容：1）吊臂根部铰点位置 的确定；2）吊臂各节尺寸的确定；3）变幅油缸铰点的确定。 1、吊臂根部铰点位置的确定 基本臂工作长度和吊臂最大工作长度的确定： 由图2.1可知，设为工作长度，则有 图2.1 三铰点有关尺寸图
式中：H—基本臂的起升高度，。 b—吊钩滑轮组最短距离，取。 、—根部铰点和头部滑轮轴心离吊臂基本截面中心线的距离，并带有符号。由于此项数值较小，所 以计算时可以忽略不计。 —吊臂仰角，取。 h—根部铰接点离地距离，取。 吊臂根部离铰点的距离e —最小工作幅度，取。 吊臂根部铰点离回转平面的高度 —回转支承装置的高度， —起重机汽车底盘的高度， 主吊臂最大长度 —最长主臂起升高度， a，r，b，h同上。 2、吊臂各节尺寸的确定 主吊臂的最长长度是由基本臂结构长度和外伸长度所组成。 、、—各节臂的伸缩长度，在设计中伸缩长度往往取
同一数值，即。外伸长度。 、、—为二、三、四节臂缩回后外漏部分的长度，在 计算时取同一数值（a=0.25m） 若假设为臂头滑轮中心离基本臂端面的距离，则基本臂结构长度加上即为基本臂的工作长度。 所以有 从中可以求出 k—吊臂的节数。 —主臂最大长度，初取35m。 —主臂最小长度，初取11m。 通常搭接长度应该短些，以减轻吊臂重量。但是，太短将搭接部分反力增大了，引起搭接部分吊臂的盖板或侧板局部失稳，同时，也使吊臂的间隙变形增大。因此搭接部分要根据实际经验和优化设计而定，一般为伸缩臂外伸长度的1/4—1/5（吊臂较长者取后者，较短者取前者，同步伸缩者可取后者）。 从而搭接长度为 在第i节臂退回后，除外露部分长度a外，在前节（i-1）节臂中的长度加上伸出后仍在前节臂中的那部分搭接长度。第i节臂插在前节臂的长度为（），设第i节臂的结构长度为，则
液压系统设计计算实例 ——250克塑料注射祝液压系统设计计算 大型塑料注射机目前都是全液压控制。其基本工作原理是：粒状塑料通过料斗进入螺旋推进器中，螺杆转动，将料向前推进，同时，因螺杆外装有电加热器，而将料熔化成粘液状态，在此之前，合模机构已将模具闭合，当物料在螺旋推进器前端形成一定压力时，注射机构开始将液状料高压快速注射到模具型腔之中，经一定时间的保压冷却后，开模将成型的塑科制品顶出，便完成了一个动作循环。 现以250克塑料注射机为例，进行液压系统设计计算。 塑料注射机的工作循环为： 合模→注射→保压→冷却→开模→顶出 │→螺杆预塑进料 其中合模的动作又分为：快速合模、慢速合模、锁模。锁模的时间较长，直到开模前这段时间都是锁模阶段。 1.250克塑料注射机液压系统设计要求及有关设计参数 1.1对液压系统的要求 ⑴合模运动要平稳，两片模具闭合时不应有冲击； ⑵当模具闭合后，合模机构应保持闭合压力，防止注射时将模具冲开。注射后，注射机构应保持注射压力，使塑料充满型腔； ⑶预塑进料时，螺杆转动，料被推到螺杆前端，这时，螺杆同注射机构一起向后退，为使螺杆前端的塑料有一定的密度，注射机构必需有一定的后退阻力； ⑷为保证安全生产，系统应设有安全联锁装置。 1.2液压系统设计参数 250克塑料注射机液压系统设计参数如下： 螺杆直径40mm 螺杆行程200mm 最大注射压力153MPa 螺杆驱动功率5kW 螺杆转速60r/min 注射座行程230mm 注射座最大推力27kN 最大合模力(锁模力) 900kN 开模力49kN 动模板最大行程350mm 快速闭模速度0.1m/s 慢速闭模速度0.02m/s 快速开模速度0.13m/s 慢速开模速度0.03m/s 注射速度0.07m/s 注射座前进速度0.06m/s 注射座后移速度0.08m/s 2.液压执行元件载荷力和载荷转矩计算 2.1各液压缸的载荷力计算 ⑴合模缸的载荷力 合模缸在模具闭合过程中是轻载，其外载荷主要是动模及其连动部件的起动惯
河南理工大学机械学院 课程设计说明书 题目名称：单柱压力机的液压缸设计 学院：机械与动力工程学院 班级：机电11-1 姓名：邱晓 学号： 311104001017 指导教师：刘俊利
目录 一、课程设计的目的及要求…………………………………… 二、课程设计内容及参数确定………………………………… 三、液压缸主要尺寸的确定……………………………………… 四、液压缸的密封设计………………………………………… 五、支承导向的设计…………………………………………… 六、防尘圈的设计……………………………………………… 七、液压缸材料的选用………………………………………… 八、课程设计总结……………………………………………… 九、参考文献………………………………………………………
说明书 一、课程设计的目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以，研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式 不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。
液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系，对于不同的机种和机构，液压缸具有不同的用途和工作要求。因此，在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，编制负载图，选定系统的工作压力(详见第九章)，然后根据使用要求选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计。 1.液压缸的设计内容和步骤 (1)选择液压缸的类型和各部分结构形式。 (2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸。 (3)结构强度、刚度的计算和校核。 (4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。 (5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书。 下面只着重介绍几项设计工作。 2.计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个：缸筒内径D、活塞杆外径d和缸筒长度L。 (1)缸筒内径D。液压缸的缸筒内径D是根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径D，再从GB2348—80标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径。 根据负载和工作压力的大小确定D： ①以无杆腔作工作腔时 (4-32) ②以有杆腔作工作腔时 (4-33) 式中：pI为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；Fmax 为最大作用负载。 (2)活塞杆外径d。活塞杆外径d通常先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。若速度比为λv，则该处应有一个带根号的式子： (4-34) 也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.3～0.5D。 受压力作用时： pI＜5MPa时，d=0.5～0.55D 5MPa＜pI＜7MPa时，d=0.6～0.7D pI＞7MPa时,d=0.7D (3)缸筒长度L。缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：L=l+B+A+M+C 式中：l为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导
A、大腿液压缸结构尺寸设计计算 ①、大腿缸的负载组成 1、工作载荷（活塞杆在抬腿过程中始终受压） 2、惯性载荷（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计 重量，且执行元件运动速度变化较小，故不考虑惯性载 荷） 3、密封阻力，其中是作用于活塞上的载 荷，且，是外载荷，，其中是 液压缸的机械效率，取 综上可得：外载荷，密封阻力， 总载荷。 ②、初选系统工作压力 1、按载荷选定工作压力，取工作腔压力为 （由于总载荷为61988N大于50000N，故根据手册 选取工作压力为12MPa） 2、选择执行元件液压缸的背压力为（由于回 油路带有调速阀，且回油路的不太复杂，故根据手册 选取被压压力为1MPa） ③、液压缸主要结构尺寸的计算 1、在整个抬腿过程中活塞杆始终受压，故可得下式： 活塞杆受压时：
----------液压缸工作腔压力（Pa） ----------液压缸回油腔压力（Pa） ----------无杆腔活塞有效作用面积，，D为活塞直径（m）----------有杆腔活塞有效作用面积，，d为活塞杆直径（m） 选取d/D=0.7（由于工作压力为12MPa大于5MPa，故根据手册选取d/D=0.7） 综上可得：D=82.8mm，根据手册可查得常用活塞杆直径，可取D=90mm，d=60mm。 校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45钢，故。 由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到压力作用，故仅校核其 压缩强度即可。，故满足强度要求。 即d=60mm，则D=90mm。 由此计算得工作压力为： 根据所选取的活塞直径D=90mm，可根据手册选的液压缸的外径为108mm，即可得液压缸壁厚为。 校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45钢，故
液压系统设计项目 汽车起重机液压系统设计 项目目标：1能够理解单向阀的类型、结构工作原理。 2、理解单向阀的用途 3、能进行锁紧回路的油路分析 4、应用液压仿真软件模拟运行动作 实训步骤：1、采用仿真软件机床液压系统原理图 2、手动控制模拟吊车液压系统工作状态 3、分析动作液压回路的工作情况，如；压力、流量等。 项目要求： 在吊装机液压系统中，要求执行元件在停止运动时不受外界影响而发生漂移或窜动，也就是要求液压缸或活塞杆能可靠地停留在行程的任意位置上。应选用何种液压元件来实现这一功能呢?在实际应用中常用单向阀或液控单向阀来实现这个动作要求 项目分析： 通过学习，我们知道液压传动系统中执行机构(液压缸或活塞杆)的运动是依靠换向阀来控制的，而换向阀的阀芯和阀体间总是存在着间隙，这就造成了换向阀内部的泄漏。若要求执行机构在停止运动时不受外界的影响，仅依靠换向阀是不能保证的，这时就要利用单向阀来控制液压油的流动，从而可靠地使控制执行元件能停在某处而不受外界影响。 该任务中，吊装机液压系统对执行机构的来回运动过程中停止位置要求较高，其本质就是对执行机构进行锁紧，使之不动，这种起锁紧作用的回路称为锁紧回路。图所示便是采用液控单向阀的锁紧回路。换向阀左位工作时，压力油经左液控单向阀进入液压缸左腔，同时将右液控单向阀打开，使液压缸右腔油液能流回油箱，液压缸活塞向右运动；反之，当换向阀右位工作时，压力油进入液压缸右腔并将左液控单向阀立即关闭，活塞停止运动。为了保证中位锁紧可靠换向阀宜采用H型或Y型。由于液控单向阀的密封性能很好，从而能使执行元件长期
锁紧。这种锁紧回路主要用于汽车起重机的支腿油路和矿山机械中液压支架的油路。 液压系统图 图1为汽车液压吊车支腿液压系统原理图 图2为汽车液压吊车起重液压系统原理图
课程设计说明书 名称：液压缸设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机制10-？班 姓名： 学号：06 指导教师姓名：徐鹏 设计起止日期：2013年7月8日——2013年7月12日
《液压与气压传动课程设计》任务书 一、设计题目：液压缸设计 二、数据： 推力大小：； 速比：； 行程：； 缸体型式：； 活塞杆外端连接型式：； 是否有导向：。 三、任务量： 液压缸总图：2号（手工绘制）； 零件图：3号(手工绘制)； 说明书：液压缸的设计及计算说明书（手写）。 指导教师：徐鹏2013年7月8 日 课程设计成绩评定单
液压缸设计指导书 机械工程学院 机设教研室
一、设计目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门。其主要应用有：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人、火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以进一步研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 通过学生自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名出色的机械工程师打好基础。 为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供机械专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。 二、设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式不必进行推导，但应注明公式中多符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。 5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。 三、设计任务 设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。最后人均一题，避免重复。 四、设计依据和设计步骤 油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对油缸则有不同的工作要求。因此在设计油缸之前，首先应了解下列这些作为设计原始依据的主要内容。主机的用途和工作条件，工作机构的结构特点，负载值，速度，行程大小和动作要求，液压系统所选定的工作压力和流量等。 油缸的设计内容和步骤大致如下： 1、液压缸类型和多部分结构的选择。 2、确定基本参数。主要包括工作负载、工作速度（当有速度要求时）、工作行程、导向长度、缸筒内径及活塞杆直径等。 3、强度和稳定性计算。其中包括缸筒壁厚、外径和缸底厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性验算，以及各连接部分的强度计算。 4、导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。 5、整理设计说明书。绘制工作图。 应该指出，不同类型和结构的油缸，其设计内容量是不同的，而且各参数之间需要综合考虑反复验算才能得出比较满意的结果。因此设计步骤不可能是固定不变的。 五、结构型式的确定
1 设计课题 1.1设计要求 设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。 1.2原始数据 运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为20000N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。
2 液压系统的发展概况 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件部流道的
压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。 减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下：[1]
摘要 QY40型汽车起重机液压系统的设计是该型起重机设计过程中最关键的一步。本文根据液压系统的技术指标对该系统进行整体方案设计，对其功能和工作原理进行分析，初步确定了系统各回路的基本结构及主要元件，按照所给机构性能参数和液压性能参数进行元件的选择计算，通过对系统性能的验算和发热校核，以满足该起重机所要达到的要求。 本文还针对当前汽车起重机所采用的一项先进技术——电液比例控制技术，从原理、控制部件、回路控制、控制措施以及对汽车起重机的影响等进行专题研究。由此对电液比例控制技术在汽车起重机中的运用给以充分的肯定，对汽车起重机的发展前景有了很大的希望。 关键字: 汽车起重机液压系统高效节能性能参数电液比例
Abstract Model QY40 automobile crane hydraulic pressure systematic design this type hoist the most key one of the design process.This text analyses , demand to carry on the scheme to work out on this performance systematic in hydraulic pressure. Prove to its function and operation principle Have confirmed the basic structure of system every return circuit and main component tentatively According to giving the organization performance parameters and choice of carrying on the component of performance parameter of hydraulic pressure to calculate Through to the checking computations and generating heat to check of systematic function, in order to respond to the request that this hoist should reach This text, still to an advanced technology that the automobile crane adopts at present —Control technology of proportion of the electric liquid .Carry on the case study from principle , controlling part , return circuit controlling , control measure and impact on automobile crane ,etc. Therefore give the abundant affirmation to the application of the proportion of the electric liquid in the automobile crane of control technology The development prospect has very great hopes. key words:Crane truck Hydraulic pressure system Energy-efficient Performance parameter Proportion of the electric liquid
液压系统设计计算举例 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 1 设计要求及工况分析 1.1设计要求 要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进 → 工进 → 快退 → 停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L =30468N ；运动部件所受重力G =9800N ；快进、快退速度υ1= υ3=0.1m/s ，工进速度υ2=0.88×10-3m/s ；快进行程L 1=100mm ，工进行程L 2=50mm ；往复运动的加速时间Δt =0.2s ；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs =0.2，动摩擦系数μd =0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 1.2负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30468N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N 196098002.0s fs =?==G F μ 动摩擦阻力 N 98098001.0d fd =?==G F μ (3) 惯性负载 N 500N 2.01 .08.99800i =?=??= t g G F υ (4) 运动时间 快进 s 1s 1.0101003 11 1=?==-υL t 工进 s 8.56s 1088.010503 322 2=??==--υL t 快退 s 5.1s 1.010)50100(3 3 2 13=?+=+= -υL L t 设液压缸的机械效率ηcm =0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
液压油缸主要几何尺寸的计算： 上图中各个主要符号的意义： 错误!未找到引用源。— 液压缸工作腔的压力（Pa ） 错误!未找到引用源。— 液压缸回油腔的压力（Pa ） 错误!未找到引用源。—液压缸无杆腔工作面积 错误!未找到引用源。—液压缸有杆腔工作面积 D —液压缸内径 d —活塞杆直径 F — 液压缸推力 （N ） v —液压缸活塞运动速度 液压缸内径D 的计算 根据载荷力的大小和选定的系工作统压力来计算液压缸内径D 。液压缸内径D 和活塞杆直径d 可根据最大总负载和选取的工作压力来定，对单杆缸而言，无杆腔进油并不考虑机械效率时： ()212 1212 4F d p D p p p p π=---有杆腔进油并不考虑机械效率时： ()221 1212 4F d p D p p p p π=+--
一般情况下，选取回油背压 ，这时，上面两式便可简化，即无杆腔进油时 D = 有杆腔进油时： D = 设计调高油缸为无杆腔进油。 所以，216.91D mm = ==，按照GB/T2348-2001对液压缸内径进行圆整，取错误!未找到引用源。，即缸内径可以取为mm 250。 2.2活塞杆直径d 的计算 在液压油缸的活塞往复运动速度有一定要求的情况下，活塞杆的直径d 通常根 据液压缸速度比2 1v v v =λ的要求已经缸内径D 来确定。其中，活塞杆直径与缸内 径和速度比之间的关系为： d = 式中 D —液压缸内径 d —活塞杆直径 v λ—往复速度比 液压缸的往复运动速度比v λ，一般有2、1.46、1.33、1.25和1.15等几 种下表给出了不同往复速度比v λ时活塞杆直径d 和液压缸内径D 的关系。 v λ 1.15 1.25 1.33 1.46 2 d 0.36D 0.45D 0.5D 0.56D 0.71D 液压缸往复速度比v λ推荐值如下表所示：
第一部分 总体计算 1、 压力 油液作用在单位面积上的压强 A F P = Pa 式中： F ——作用在活塞上的载荷，N A ——活塞的有效工作面积，2 m 从上式可知，压力值的建立是载荷的存在而产生的。在同一个活塞的有效工作面积上，载荷越大，克服载荷所需要的压力就越大。换句话说，如果活塞的有效工作面积一定，油液压力越大，活塞产生的作用力就越大。 额定压力（公称压力） PN,是指液压缸能用以长期工作的压力。 最高允许压力 P max ，也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。通常规定为：P P 5.1max ≤ MPa 。 耐压实验压力P r ，是检验液压缸质量时需承受的实验压力，即在此压力下不出现变形、裂缝或破裂。通常规定为：PN P r 5.1≤ MPa 。 液压缸压力等级见表1。 2、 流量 单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积： t V Q = L/min 由于310?=At V ν L 则 32104 ?= =νπ νD A Q L/min 对于单活塞杆液压缸： 当活塞杆伸出时 32104 ?= νπ D Q 当活塞杆缩回时 32210)(4 ?-=νπ d D Q 式中： V ——液压缸活塞一次行程中所消耗的油液体积，L ；
t ——液压缸活塞一次行程所需的时间，min ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m ； ν——活塞运动速度，m/min 。 3、速比 液压缸活塞往复运动时的速度之比： 2 2 2 12d D D v v -==? 式中： 1v ——活塞杆的伸出速度，m/min ； 2v ——活塞杆的缩回速度，m/min ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m 。 计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置。速比不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。 4、液压缸的理论推力和拉力 活塞杆伸出时的理推力： 626 11104 10?= ?=p D p A F π N 活塞杆缩回时的理论拉力： 6226 2210)(4 10?-= ?=p d D p F F π N 式中： 1A ——活塞无杆腔有效面积，2 m ； 2A ——活塞有杆腔有效面积，2m ； P ——工作压力，MPa ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m 。 5、液压缸的最大允许行程 活塞行程S ，在初步确定时，主要是按实际工作需要的长度来考虑的，但这一工作行程并不一定是油缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程，应首先计算出活塞的最大允许计算长度。因为活塞杆一般为细长杆，由欧拉公式推导出： k k F EI L 2π= mm 式中：
液压缸结构设计指导 液压缸设计是在对整个液压系统进行了工况分析、编制了负载图、选定了工作压力的基础上进行的。因此，首先要根据主机的要求确定缸的结构类型，按照负载、速度、行程等已知条件决定缸的主要尺寸，再迸行结构设计，最后对液压缸的强度、刚度和工作稳定性进行校核。这里，重点对结构设计提出指导性意见，指出校核方法，供课程设计时参考。 1-1 液压缸结构设计的要求 液压缸结构设计的目标是要满足其输出的力、速度、行程等诸项要求，同时要兼顾结构简单，便于加工、装卸、维修，确保一定的效率、寿命等。 一、力 液压缸的推力大小将直接影响其结构。一般来说，推力越大，其工作压力越高。因此，对液压缸的各个零件要进行必要的受力分析。如，活塞杆是受拉还是受压，是否受到偏载，行程末端的冲击压力将有多大等，这就要求正确设计活塞杆的导向装置、密封装置，选定合适的活塞杆长径比和液压缸各零件的连接结构。 二、速度 为实现液压缸的最高速度、最终速度，在结构上就要保证进、出口有一定通径，减少内泄漏量，设置缓冲装置以防止冲击，设置排气装置以免低速爬行等。 三、行程 除了液压缸在起动、制动时所需的附加行程外，其有效行程要达到运动部件的最大行程要求，并力求结构紧凑、占地最小。这就要求合理确定液压缸的结构类型、安装方式，如采用伸缩缸、增程缸的结构型式，或采用活塞杆固定缸体移动的安装方式。 四、其它 在特殊情况下，要考虑防漏、防锈蚀、防尘、防热变形、防自重跌落（如垂直缸或倾斜缸要有锁紧装置）等。 2-2液压缸结构分析实例 一、磨床工作台液压缸 图Ⅲ-2-1所示为小型的卧轴矩台平面磨床M7120A 的工作台液压缸，带动
液压油缸的主要设计技术参数 一、液压油缸的主要技术参数： 1.油缸直径；油缸缸径，内径尺寸。 2. 进出口直径及螺纹参数 3.活塞杆直径； 4.油缸压力；油缸工作压力，计算的时候经常是用试验压力，低于16MPa乘以1.5，高于16乘以1.25 5.油缸行程； 6.是否有缓冲；根据工况情况定，活塞杆伸出收缩如果冲击大一般都要缓冲的。 7.油缸的安装方式； 达到要求性能的油缸即为好，频繁出现故障的油缸即为坏。应该说是合格与不合格吧？好和合格还是有区别的。 二、液压油缸结构性能参数包括：1.液压缸的直径；2.活塞杆的直径；3.速度及速比；4.工作压力等。 液压缸产品种类很多，衡量一个油缸的性能好坏主要出厂前做的各项试验指标，油缸的工作性能主要表现在以下几个方面： 1.最低启动压力：是指液压缸在无负载状态下的
最低工作压力，它是反映液压缸零件制造和装配 精度以及密封摩擦力大小的综合指标； 2.最低稳定速度：是指液压缸在满负荷运动时没 有爬行现象的最低运动速度，它没有统一指标， 承担不同工作的液压缸，对最低稳定速度要求也 不相同。 3.内部泄漏：液压缸内部泄漏会降低容积效率， 加剧油液的温升，影响液压缸的定位精度，使液 压缸不能准确地、稳定地停在缸的某一位置，也 因此它是液压缸的主要指标之。 液压油缸常用计算公式 液压油缸常用计算公式 项目公式符号意义 液压油缸面积(cm 2 ) A =πD 2 /4 D ：液压缸有效活塞直径(cm) 液压油缸速度(m/min) V = Q / A Q ：流量(l / min) 液压油缸需要的流量(l/min) Q=V×A/10=A×S/10t V ：速度(m/min) S ：液压缸行程(m) t ：时间(min) 液压油缸出力(kgf) F = p × A F = (p × A) －(p×A) ( 有背压存在时) p ：压力(kgf /cm 2 ) 泵或马达流量(l/min) Q = q × n / 1000 q ：泵或马达的几何排量(cc/rev) n ：转速（rpm ） 泵或马达转速(rpm) n = Q / q ×1000 Q ：流量(l / min) 泵或马达扭矩(N.m) T = q × p / 20π 液压所需功率(kw) P = Q × p / 612 管内流速(m/s) v = Q ×21.22 / d 2 d ：管内径(mm) 管内压力降(kgf/cm 2 ) △ P=0.000698×USLQ/d 4 U ：油的黏度(cst) S ：油的比重
液压缸设计 指导书 河南理工大学机械与动力工程学院 热能与动力工程系
一、设计目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以，研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 通过学生自己独立地完成指定的液压缸设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名合格的机械工程师打好基础。 为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供热能专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。 二、设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式 不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。 5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。 三、设计任务 设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。 四、设计依据和设计步骤 油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对油缸则有不同的工作要求。因此在设计油缸之前，首先应了解下列这些作为设计原始依据的主要内容：主机的用途和工作条件，工作机构的结构特点，负载值，速度，行程大小和动作要求，液压系统所选定的工作压力和流量等。 油缸的设计内容和步骤大致如下： 1、液压缸类型和多部分结构的选择。 2、确定基本参数。主要包括工作负载、工作速度（当有速度要求时）、工作行程、导向长度、缸筒 内径及活塞杆直径等。 3、强度和稳定性计算。其中包括缸筒壁厚、外径和缸底厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性验
液压缸的设计计算-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
液压缸的设计计算 作为液压系统的执行元件，液压缸将液压能转化为机械能去驱动主机的工作机构做功。由于液压缸使用场合与条件的千差万别，除了从现有标准产品系列选型外，往往需要根据具体使用场合自行进行设计。 设计内容 液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分，它通常是在对整个系统进行工况分析所后进行的。其设计内容为确定各组成部分（缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、排气装置等）的 结构形式、尺寸、材料及相关技术要求等，并全部通过所绘制的液压缸装配图和非标准零件工作图反映这些内容。 液压缸的类型及安装方式选择 液压缸的输入是液体的流量和压力，输出的是力和直线速速，液压缸的结构简单，工作可靠性好，被广泛地应用于工业生产各个部门。为了满足各种不同类型机械的各种要求，液压缸具有多种不同的类型。液压缸可广泛的分为通用型结构和专用型结构。而通用型结构液压缸有三种典型结构形式： （1）拉杆型液压缸 前、后端盖与缸筒用四根（方形端盖）或六根（圆形端盖）拉杆来连接，前、后端盖为正方形、长方形或圆形。缸筒可选用钢管厂提供的高精度冷拔管，按行程长度所相应的尺寸切割形成，一般内表面不需加工（或只需作精加工）即能达到使用要求。前、后端盖和活塞等主要零件均为通用件。因此，拉杆型液压缸结构简单、拆装简便、零件通用化程度较高、制造成本较低、适于批量生产。但是，受到行程长度、缸筒内径和额定压力的限制。如果行程长度过长时，拉杆长度就相应偏长，组装时容易偏歪引起缸筒端部泄漏；如缸筒内径过大和额定压力偏高时，因拉杆材料强度的要求，选取大直径拉杆，但径向尺寸不允许拉杆直径过大。 （2）焊接型液压缸 缸筒与后端盖为焊接连接，缸筒与前端盖连接有内螺纹、内卡环、外螺纹、外卡环、法兰、钢丝挡圈等多种形式。 焊接型液压缸的特点是外形尺寸较小，能承受一定的冲击负载和严酷的外界条件。但由于受到前端盖与缸筒用螺纹、卡环或钢丝挡圈等连接强度的制约缸筒内径不能太大和额定压力不能太高。 焊接型液压缸通常额定压力Mpa P n 25≤、缸筒内径mm D 320≤，在活塞杆和缸筒的加工条件许可下，允许最大行程m S 1510-≤。
一：汽车起重机的工况分析 根据起重机试验规范，以及很多操作者的实际经验，可确定表的三种工况，作为轻型汽车起重机的典型工况。设计液压系统时要求各系统的动作能够满足这些工况要求。 二:汽车起重机对液压系统的要求 根据汽车起重机的典型工作状况对系统的要求主要反映在对以下几个液压回路的要求上。 1. 起升回路 （1）能方便的实现合分流方式转换，保证工作的高效安全。 （2）要求卷扬机构微动性好，起、制动平稳，重物停在空中任意位置能可靠制动，即二次下滑问题，以及二次下降时的重物或空钩下滑问题，即二次下降问题。 2. 回转回路 （1）具有独立工作能力。 （2）回转制动应兼有常闭制动和常开制动（可以自由滑转对中），两种情况。 3. 变幅回路 （1）带平衡阀并设有二次液控单向阀锁住保护装置。 （2）要求起落臂平稳，微动性好，变幅在任意允许幅值位置能可靠锁死。 （3）要求在有载荷情况下能微动。 （4）平衡阀应备有下腔压力传感器接口，作为力矩限制器检测星号源。
4. 伸缩回路 本机伸缩机构采用三节臂（含有两个液压缸），由于本机为轻型起重机为了使本机运用广泛，实现各节臂顺序伸缩。各节臂能按顺序伸缩，但不能实现同步伸缩。 5. 控制回路 （1）为了使操纵方便总体要求操纵手柄限制为两个。 （2）操纵元件必须具有45°方向操纵两个机构联动能力。 6. 支腿回路 （1）要求垂直支腿不泄漏，具有很强的自锁能力（不软腿）。 （2）要求前后组支腿可以进行单独调整。 （3）要求支腿能够承载最大起重时的压力，并且有足够的防倾翻力矩。 （4）起重机行走时不产生掉腿现象。 三：汽车起重机液压系统的工作原理总成 1支腿收放回路 由于汽车轮胎支撑能力有限，且为弹性变形体，作业时很不安全，故在起重作业前必须放下前、后支腿，用支腿承重使汽车轮胎架空。在行驶时又必须将支腿收起，轮胎着地。为此，在汽车的前、后两端各设置两条支腿，每条支腿均配置有液压缸。如图前支腿两个液压缸同时用一个三位四通手动换向阀7控制其收、放动作，而后支腿两个液压缸则用另一个三位四通手动换向阀11控制其收、放动作。为确保支腿能停放在任意位置并能可靠地锁住，在支腿液压缸的控制回路中设置了双向液压锁。 当三位四通手动换向阀7工作在右位时，前支腿放下，其油路为： 进油路：过滤器2→液压泵3→手动换向阀5左位→手动换向阀7右位→前支腿液压缸上腔。 回油路：前支腿液压缸下腔→液控单向阀→手动换向阀7右位→支腿回路安全阀→油箱。 当三位四通手动换向阀7工作在左位时，前支腿收回，其油路为： 进油路：过滤器2→液压泵3→手动换向阀5左位→手动换向阀7左位→前支腿液压缸下腔。 回油路：前支腿液压缸上腔→液控单向阀→手动换向阀7左位→支腿回路安全阀→油箱。
XS—ZY—250A型塑料注射成型机液压系统 第一章绪论 注塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品，被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。在塑料工业迅速发展的今天，注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位，其生产总数占整个塑料成型设备的20％--30％，从而成为目前塑料机械中增长最快，生产数量最多的机种之一。据有关资料统计，2003--2006年我国出口注塑机18383台（套），进口注塑机82959台（套），其中2005年我国注塑机产量达到120000台，其销售额占塑机总销售额的42.9％。因此注射机应用的越来越广泛了。 我国塑料加工企业星罗其布，遍布全国各地，设备的技术水平参差不齐，大多数加工企业的设备都需要技术改造。这几年来，我国塑机行业的技术进步十分显著，尤其是注塑机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小，在控制水平、产品内部质量和外观造型等方面均取得显著改观。选择国产设备，以较小的投入，同样也能生产出与进口设备质量相当的产品。这些为企业的技术改造创造了条件。 注射成型是通过注塑机和模具来实现的。尽管注塑机的类型很多，但是无论那种注塑机，其基本功能有两个：（1）加热塑料，使其达到熔化状态；（2）对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。 注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。 （1）注塑系统 注射系统的组成：注射系统由塑化装置和动力传递装置组成。 （2）合模系统 合模系统的组成：合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。 （3）液压系统 液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力，并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。