0022-腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀含6張CAD圖+說明書+文獻(xiàn)翻譯 +文獻(xiàn)綜述】
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 5 頁
新式家具的拋光機(jī)器智能系統(tǒng)
摘要:
在這篇文章中,一個(gè)有著表面控制針對(duì)木制材料家具的工業(yè)機(jī)器手的拋光系統(tǒng)被提出,靈敏的空氣傳動(dòng)工具經(jīng)一個(gè)緊湊的力量傳感器能輕松的附于工業(yè)機(jī)器手的頂端.這個(gè)機(jī)器拋光系統(tǒng)被稱作三維機(jī)器拋光機(jī).該拋光機(jī)器有兩個(gè)新特點(diǎn).一是作用在工具和木制工件表面的拋光力被精細(xì)的控制在所設(shè)定值范圍內(nèi).例如2kgf.這個(gè)拋光力的大小是根據(jù)連接產(chǎn)生的力和運(yùn)動(dòng)摩擦力來設(shè)定的。另一個(gè)特點(diǎn)是不需要復(fù)雜的示教再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)但必需獲得一個(gè)理想的刀具軌跡。切屑刀具的位置數(shù)據(jù)，即由CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）模擬生產(chǎn)的刀具路徑。直接被用于固定在機(jī)器手臂上的刀具。該拋光機(jī)器能用于傳統(tǒng)拋光機(jī)不能應(yīng)付的型式多樣的彎曲表面。這些效果和說法通過了一些試驗(yàn)，被研究證實(shí)。
1. 介紹
在木制家具的工業(yè)制造中，CAD/CAM系統(tǒng)和數(shù)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用，從而使得設(shè)計(jì)到機(jī)械加工是非常合理的。然而，在機(jī)器加工之后的拋光幾乎不可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因?yàn)樗枰?xì)和靈巧的技術(shù)以便不影響表面質(zhì)量。到目前為止，一些拋光機(jī)在木制方面的發(fā)展。舉例來說，寬帶拋光機(jī)（如圖2）適合邊表面的拋光。然而，這些傳統(tǒng)的機(jī)器不能應(yīng)用于型式多樣的彎曲表面。因此在木制家具的制造業(yè)中CAD/CAM系統(tǒng)和數(shù)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用。從而使的設(shè)計(jì)和加工成為可能。然而，拋光過程后的加工很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因?yàn)樗枰?xì)和靈活的技術(shù)，才能加工出完美的表面質(zhì)量。到現(xiàn)在為止才研究出少許用于木制的拋光機(jī)。例如：寬帶拋光機(jī)如圖所示是用于平面的拋光。型面拋光機(jī)（如圖2所示）適合邊緣周圍拋光。然而這些傳統(tǒng)的拋光機(jī)不能用于自由曲面型狀的工件。因此，我們必須依靠不僅可進(jìn)行適當(dāng)力量控制，而且能用于拋光復(fù)雜曲面雙軌道和單軌道拋光工具（如圖4所示）。有經(jīng)驗(yàn)的工人通過空氣驅(qū)動(dòng)器將其使用的得心應(yīng)手。為了獲得更好的表面質(zhì)量。雙向拋光機(jī)需要進(jìn)行回轉(zhuǎn)和非圓周運(yùn)動(dòng)?？梢砸軠y(cè)出這樣的工具會(huì)發(fā)出刺耳的噪聲、震動(dòng)和灰塵。最嚴(yán)重的問題是，在這種惡劣環(huán)境下完成拋光是非常為難技術(shù)工人的。正是這個(gè)原因，在家具制造業(yè)中，研究一種可以部分取代技術(shù)熟練工人工作的拋光機(jī)是有必要的。
工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)取得顯著發(fā)展。如涂漆、焊接、搬運(yùn)等。要完成這些工作，重要的是對(duì)機(jī)器人手臂上端位置的準(zhǔn)確控制。當(dāng)機(jī)器人運(yùn)用于拋光、去毛刺或磨削任務(wù)時(shí)，利用少許力控制會(huì)不可避免的出現(xiàn)對(duì)物體的損壞。舉例來說。拋光機(jī)械手和噴圖機(jī)械手在[1~5]中被呈現(xiàn)。自動(dòng)化機(jī)器人的修邊和磨削在[6~10]被介紹。兩個(gè)具有代表性的控制方法被提出，它們是阻抗控制[11]和混合位置/力量控制[12]。在為機(jī)械手減少或吸收沖擊力方面，阻抗控制是最有效的的控制法之一。其優(yōu)點(diǎn)在于它能控制機(jī)械阻抗、慣性等。阻抗控制沒有力量控制模態(tài)和位置控制模態(tài)，但它是力量和速度組合的最終效應(yīng)。在另一方面，混合位置/力量控制方法同時(shí)控制機(jī)械手的位置和力量。然而，六個(gè)制約因素包括三個(gè)自由度位置和三個(gè)自由度力量不能同時(shí)達(dá)到最佳。為了避免干擾力控系統(tǒng)和位控系統(tǒng)，力量控制模態(tài)或位置控制模態(tài)在每個(gè)方向上事先被選定。
表面跟蹤控制是工業(yè)機(jī)械手的基本方法。一般有兩種控制方案，一種是機(jī)械手臂頂端的定位/定向控制。另一種是使其穩(wěn)定的保持在工件表面的曲線上的力量控制。應(yīng)該指出的是如果工件表面幾何信息未知，那么，在工件表面加工的速度就很難有所提高。為使其緊貼表面進(jìn)給速度必須取較小值。此外，在保持沿預(yù)定軌跡工作的同時(shí)難以控制拋光機(jī)械手的方向。
筆者曾進(jìn)行有關(guān)方面的研究。就力量控制來說，阻抗控模型來調(diào)整拋光工具和工件表面的距離。在[15]中，模擬環(huán)境模型能模擬出環(huán)境的剛度。其結(jié)果通過了模型PUMA560機(jī)械的
驗(yàn)證。在測(cè)量時(shí)，重力補(bǔ)償器可以消除刀具重量對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。在[17]中，關(guān)于刀具定位和定向控制，它更進(jìn)一步考慮如何為工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)非示教運(yùn)動(dòng)。在[18]的陳述中，CL數(shù)據(jù)被用來處理新的有關(guān)拋光參數(shù)的擬定。
在文中，機(jī)器人拋光工具系統(tǒng)被集成用于具有自由型態(tài)家具的設(shè)計(jì)。其拋光系統(tǒng)提供了實(shí)際的表面跟著控制，使工業(yè)機(jī)器人不僅在的迪卡爾空間通過了以個(gè)理想的阻抗模型調(diào)整機(jī)械手臂，而且使其沿著正確的方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)跟隨表面接觸。該拋光力大小是根據(jù)連接產(chǎn)生的力和摩擦力來設(shè)定的。本文還陳述了如何將拋光系統(tǒng)應(yīng)用到?jīng)]有復(fù)雜示教程序的木制工藝品中的制作中。從一些拋光試驗(yàn)效果可知拋光機(jī)器人使用跟蹤控制系統(tǒng)是可行的。
2. 拋光系統(tǒng)
最近，開放式建筑工業(yè)機(jī)器人是根據(jù)使用者的各種不同需要在改進(jìn)。工業(yè)機(jī)器人有一個(gè)開放的基于windows和linux系統(tǒng)的編程接口。這樣我們可以試著編寫一些用于伺服控制的新程序。例如力量控制程序，柔性控制程序等。
六自由度工業(yè)機(jī)器人如圖5所示：FS20是由日本川崎重工業(yè)提供的控制器。該機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)了用于工業(yè)，其頂端有一個(gè)高靈敏度力量傳感器。拋光刀具經(jīng)以個(gè)力量感應(yīng)器后可以很容易附于機(jī)器人手臂的頂端。光纖電纜將一個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器連接?；赑C的控制器提供了幾個(gè)windows API（應(yīng)用編程接口）的功能。例如伺服控制角度、正傳、反轉(zhuǎn)等。舉例來說利用這些API函數(shù)可以很容易且安全的對(duì)位置和方向進(jìn)行控制。在下一節(jié)，表面跟蹤控制器在一個(gè)裝有windows API 函數(shù)的自動(dòng)拋光機(jī)中變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
3. 拋光機(jī)器的表面跟蹤控制系統(tǒng)
表面跟蹤系統(tǒng)有兩個(gè)主要特點(diǎn)：一是這既不是傳統(tǒng)復(fù)雜的教學(xué)工作也沒有處理（CL 數(shù)據(jù)到NC 數(shù)據(jù)）的要求。另一種是同時(shí)對(duì)作用在自由形態(tài)彎曲表面刀具上的力、刀具位置、定位方向的控制。
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在本節(jié)中，利用模擬機(jī)器拋光機(jī)給出的試驗(yàn)結(jié)果的結(jié)果。軌道拋光工具被熟練的工人廣泛用于工件彎曲表面的打磨?；谲壍赖膾伖夤ぞ吣苓\(yùn)行各種奇異的運(yùn)動(dòng)。這就原于軌道拋光機(jī)不僅是個(gè)強(qiáng)大的打磨工具，而且磨出的表面質(zhì)量好、擦傷少。在這個(gè)試驗(yàn)中，軌道拋光工具被選擇而且在經(jīng)由一個(gè)力量傳感器被安裝在機(jī)械手手臂頂端?；境叽玳L(zhǎng)、寬、高 75cm×110cm×4cm那拋光工具重800g ,在拋光一個(gè)工件時(shí)，墊圈與磨砂低附著表面。圖12一個(gè)數(shù)據(jù)加工的工件表面，這里一個(gè)有代表性常規(guī)拋光機(jī)不能加工的形狀。其表面的拋光數(shù)據(jù)進(jìn)給量值設(shè)為3mm，該工件拋光前如圖12所示，其每次進(jìn)給量設(shè)值不大于1mm。首先機(jī)械手去除了其頂端使用的粗糙砂光紙#80，然后采用磨砂紙將其磨到一個(gè)中等粗糙#220，最后磨到#400，補(bǔ)償直徑和紙被切割到65mm大大的超過用于數(shù)控加工過程中的球頭銑刀直徑（17mm）。因此，我精選進(jìn)給量15mm.更新了CL數(shù)據(jù)的拋光機(jī)如圖9所示而且替換了如圖10所示控制器的CL數(shù)。切割偏移量被設(shè)為15mm的小值，以便防止工藝品的邊緣過度打磨。表1顯示了其他打磨條件和表面跟蹤控制的參數(shù)如圖10.這些數(shù)值的作用是用來發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的。
如圖13所示工作時(shí)的拋光機(jī)。拋光力大小控制如圖14所示。靈敏的空氣類型的工具會(huì)產(chǎn)生巨大的噪聲和振動(dòng)。力量控制系統(tǒng)有工業(yè)機(jī)器手，力量感應(yīng)器，空氣驅(qū)動(dòng)器和木制的材料。因?yàn)檫@樣的工作環(huán)境拋光力大小會(huì)變和振動(dòng)，這就是為什么拋光往往會(huì)有毛刺和噪聲。而且，其加工出來的表面質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于技工加工出來的質(zhì)量。雖然它是如此困難和難以同技工保持同樣的拋光力大小、工具位置和定位方向。但機(jī)器拋光機(jī)可以完成更加精細(xì)任務(wù)。另一拋光機(jī)加工木制桌如圖15所示。觸摸感覺無論是手指還是手掌均令人非常滿意。一點(diǎn)等高線的跡象都沒有，以及邊緣周圍沒有過度的打磨，表面上沒有凸起。此外，我們還用觸筆儀器進(jìn)行測(cè)量，使得加工出來的表面粗糙度（Ra）和最大高度（Ry）的算術(shù)平均值在1mm至3mm以內(nèi)。
拋光機(jī)器人加工的新款家具如圖16、17所示。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果我們可以確定。機(jī)器拋光系統(tǒng)可以完成對(duì)木制工藝品的彎曲表面加工。
5. 結(jié)論與將來的工作
這份文件涉及的機(jī)器人拋光系統(tǒng)用于家具工藝品的美觀設(shè)計(jì)和自由曲面造型。該系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)且用于工業(yè)機(jī)器人。這樣的系統(tǒng)有一個(gè)開放的控制器。系統(tǒng)有兩個(gè)新特點(diǎn)：一個(gè)是這種表面跟蹤控制器在控制拋光力大小的同時(shí)還可以控制位置和定位方向。另一個(gè)是根本不需要傳統(tǒng)復(fù)雜的示教運(yùn)動(dòng)?；诠I(yè)機(jī)器的常規(guī)拋光系統(tǒng)理想軌跡的位置和定位方向控制是通過復(fù)雜示教運(yùn)動(dòng)所獲得的。在這種情況下，操作員必學(xué)輸入大量的沿著物體表面運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，不過拋光系統(tǒng)的三維CAD/CAM可以直接模擬出所需要的CL數(shù)據(jù)，從而使得該示教運(yùn)動(dòng)得以省略。通過實(shí)驗(yàn)可知，那附于拋光機(jī)械手臂頂端的刀具可以平滑的跟隨彎曲表面移動(dòng)。在接觸的同時(shí)且能保持一定的拋光力和正確的方向。也有人表明，該系統(tǒng)完成的彎曲表面不僅質(zhì)量好而且造型非常美。打磨的條件、控制的進(jìn)給量、所選砂紙的表面質(zhì)量等工藝參數(shù)在此文中以表述。 然而若將機(jī)械手拋光系統(tǒng)用于其它不同材料，其參數(shù)值需要重新設(shè)定。因?yàn)槟抢硐雲(yún)?shù)的選定在很大程度上往往于木制材料有關(guān)。將來我們的計(jì)劃是整理木質(zhì)材料于理想?yún)?shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。目前，我們的計(jì)劃是整理木制材料于理想?yún)?shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。那參數(shù)的調(diào)整應(yīng)與物種內(nèi)部變化的方向保持一致。
腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)設(shè)計(jì)
摘 要
本次設(shè)計(jì)是行程為100mm、公稱壓力1000kg左右的腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)主要用于一些要求精度高的零部件（如軸承）拆裝，以及導(dǎo)磁塊的加工工藝。壓力機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過動(dòng)力液壓缸和驅(qū)動(dòng)液壓缸來完成軸承的拆卸、組裝。壓油裝置液壓缸II和油箱通過單向閥、油管連接產(chǎn)生壓力油。為完成液壓缸I能夠上下運(yùn)動(dòng)，我們選擇了二位四通的手動(dòng)換向閥來改變油路，實(shí)現(xiàn)液壓缸I的工進(jìn)、工退。腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)壓油裝置液壓缸II、油箱、單向閥采用整體式結(jié)構(gòu)，以簡(jiǎn)化壓力機(jī)的設(shè)計(jì)。壓力機(jī)的腳踏裝置根據(jù)杠桿原理，以最省力原則確定其結(jié)構(gòu)及尺寸。
關(guān)鍵字： 單向閥，換向閥，液壓系統(tǒng)，杠桿原理
The design of remove press machine
Abstract
This design is the trip to 100mm, nominal pressure1000kg around the pedal type hydraulic dismounting press design. The design is mainly used in some high precision parts ( such as bearings ) disassembly and assembly, and the magnetic block processing technology. The press adopts hydraulic driving system, through the power of hydraulic cylinder and driving the hydraulic cylinder to complete the disassembly of the bearing, assembly. Pressure oil device hydraulic cylinder II and the fuel tank through the one-way valve, pipe connected to generate pressure oil. For the completion of the hydraulic cylinder I can move up and down, we selected two position four way manual reversing valve to change the oil, hydraulic cylinder I feed, industrial annealing. Dismounting press pressure oil device hydraulic cylinder II, fuel tank, a one-way valve adopts an integral structure, in order to simplify the design of press. Press the pedal device according to the lever principle, the principle of least effort to determine its structure and dimensions
Keywords: Check valve ，Reversing valve，Hydraulic system，Lever principle
目錄
1 緒 論 1
1.1液壓技術(shù)的發(fā)展史 1
1.2目前情況及發(fā)展趨勢(shì) 2
2 總體方案設(shè)計(jì) 5
2.1 初選系統(tǒng)工作壓力 5
2.2 液壓缸材料的選擇 6
2.2.1缸體材料 6
2.2.2 缸蓋材料 6
2.3 活塞材料 6
2.4 活塞桿材料 7
2.5 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 7
3 液壓缸的尺寸設(shè)計(jì) 7
3.1液壓缸I的設(shè)計(jì) 8
3.1.1液壓缸類型的選擇 8
3.1.2液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算 8
3.1.3液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 10
3.1.4液壓缸I結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì) 12
3.1.5 液壓缸活塞桿設(shè)計(jì) 13
3.1.6 活塞結(jié)構(gòu) 15
3.2 液壓缸Ⅱ的設(shè)計(jì) 15
3.2.1液壓缸類型的選擇 16
3.2.2液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算 16
3.2.3小液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 17
3.2.4小液壓缸結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì) 20
4 液壓控制閥 21
4.1 方向控制閥 21
4.2單向閥結(jié)構(gòu) 21
4.3 換向閥 22
5 油箱設(shè)計(jì) 24
5.1 油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn) 24
5.2 油箱容量設(shè)計(jì) 24
6 管路 25
6.1 管子內(nèi)徑計(jì)算 25
6.2 管接頭 25
7 液壓油的選用 26
結(jié) 論 27
致 謝 28
參考文獻(xiàn) 29
畢業(yè)設(shè)計(jì)(文獻(xiàn)綜述) 第 8 頁
液壓壓力機(jī)
摘 要 ?液壓機(jī)由主機(jī)及控制機(jī)構(gòu)兩大部分組成。液壓機(jī)主機(jī)部分包括液壓缸、 橫梁、立柱及充液裝置等。動(dòng)力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、控制系統(tǒng)、、壓力閥、方向閥等組成。液壓機(jī)采用 PLC 控制系統(tǒng)，通過泵和油缸及各種液壓閥實(shí)現(xiàn) 能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán)。該系列液壓機(jī)具有獨(dú)立的 動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作方式。 該液壓機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程 可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，操作簡(jiǎn)單。在本設(shè)計(jì)中，通過查閱大量文獻(xiàn)資料， 設(shè)計(jì)了液壓缸的尺寸，擬訂了液壓原理圖。按壓力和流量的大小選擇了液壓泵， 電動(dòng)機(jī)，控制閥，過濾器等液壓元件和輔助元件。
關(guān)鍵詞： 液壓壓力機(jī)，液壓系統(tǒng)，工作原理
1概述
液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一，也是理想的成型工藝設(shè)備，特別是當(dāng)液壓機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具有對(duì)壓力、行程、速度單獨(dú)調(diào)整功能后，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工件以及不對(duì)稱工件的加工，而且，廢品率非常低，與機(jī)械加工系統(tǒng)相比，有極大的優(yōu)越性。近年來，隨著微電子技術(shù)、液壓技術(shù)等的發(fā)展，液壓機(jī)有了更進(jìn)一步的發(fā)展，其高技術(shù)含量增多，眾多機(jī)型已采用CNC或PC機(jī)來控制，提高了產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。
液壓機(jī)主缸是液壓機(jī)的主要工作部件，液壓機(jī)主缸的性能直接影響著液壓機(jī)整體工藝水平。通過細(xì)致的分析及理論研究解決易損部分設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中存在的問題，可以使液壓缸整體上達(dá)到工藝強(qiáng)度要求，提高液壓缸應(yīng)用的工藝水準(zhǔn)及使用壽命。所以對(duì)液壓機(jī)主缸進(jìn)行細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)對(duì)液壓機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。
四柱式液壓機(jī)是最為常見、應(yīng)用最廣泛的液壓 機(jī)，機(jī)身由上梁、下梁和四條立柱組成， 主缸安裝在 上梁內(nèi)， 活動(dòng)橫梁與主缸的活塞聯(lián)接成一體。 活動(dòng)橫 梁以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)， 可實(shí)現(xiàn) “主缸快速下行— 慢速下行壓制—主缸上行，下缸上行退料—上行結(jié) 束， 自動(dòng)停機(jī)” 的工作循環(huán)。 設(shè)置有空載快速、 慢速靠 模及工作拉伸兩種速度，還設(shè)有液壓壓邊機(jī)構(gòu)和退 料機(jī)構(gòu)， 適用于可塑性材料的壓制工藝， 特別適用于 薄板拉深、 翻邊等工藝， 也可用于金屬零件的冷擠壓 能耗低、 操作方便、 工作平 工藝。具有工作效率高、 穩(wěn)、 安全等特點(diǎn)。
1.1液壓機(jī)工作性質(zhì)
液壓機(jī)所用的工作介質(zhì)的作用不僅是傳遞壓強(qiáng)，而且保證機(jī)器工作部件工作靈敏、可靠、壽命長(zhǎng)和泄漏少。液壓機(jī)對(duì)工作介質(zhì)的基本要求是：①有適宜的流動(dòng)性和低的可壓縮性，以提高傳動(dòng)的效率；②能防銹蝕；③有好的潤(rùn)滑性能；④易于密封；⑤性能穩(wěn)定，長(zhǎng)期工作而不變質(zhì)。液壓機(jī)最初用水作為工作介質(zhì)，以后改用在水中加入少量乳化油而成的乳化液，以增加潤(rùn)滑性和減少銹蝕。19世紀(jì)后期出現(xiàn)了以礦物油為工作介質(zhì)的油壓機(jī)。油有良好的潤(rùn)滑性、防腐蝕性和適度的粘性，有利于改善液壓機(jī)的性能。20世紀(jì)下半葉出現(xiàn)了新型的水基乳化液，其乳化形態(tài)是“油包水”，而不是原來的“水包油”?！坝桶比榛旱耐庀酁橛?，它的潤(rùn)滑性和防蝕性接近油，且含油量很少，不易燃燒。但水基乳化液價(jià)格較貴，限制了它的推廣。
1.的高于30度時(shí)，可用N46/GB3141。工作用油推薦采用32號(hào)、46號(hào)抗磨液壓油，使用油溫在15～60攝氏度范圍內(nèi)。
2．油液業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格過濾后才允許加入油箱。
3．工作油液每一年更換一次，其中第一次更換時(shí)間不應(yīng)超過三個(gè)月；
4．滑塊應(yīng)經(jīng)常注潤(rùn)滑油，立柱外表露面應(yīng)經(jīng)常保持清潔，每次工作前應(yīng)先噴注機(jī)油。
5．在公稱壓力500T下集中載荷最大允許偏心40mm。偏心過大易使立柱拉傷或出現(xiàn)其它不良現(xiàn)象。
6．每半年校正檢查一次壓力表；
7．機(jī)器較長(zhǎng)期停用，應(yīng)將各加—廠表面擦洗干凈并涂以防銹油。
1.2液壓機(jī)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)及用途
液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一。目前，液壓機(jī)的最大標(biāo)稱壓力已達(dá)750MN，用于金屬的模鍛成型。隨著金屬壓制和拉伸制品的需求逐年增高，對(duì)產(chǎn)品品種的要求也日益增多；另一方面，產(chǎn)品的生產(chǎn)批量也逐漸縮小。為與中小批量生產(chǎn)相適應(yīng)，需要能快速調(diào)整的加工設(shè)備，這使液壓機(jī)成為理想的成型工藝設(shè)備，特別是當(dāng)液壓機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具有對(duì)壓力、行程、速度單獨(dú)調(diào)整功能后，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工件以及不對(duì)稱工件的加工，而且，廢品率非常低，與機(jī)械加工系統(tǒng)相比，有極大的優(yōu)越性。近年來，隨著微電子技術(shù)、液壓技術(shù)等的發(fā)展，液壓機(jī)有了更進(jìn)一步的發(fā)展，其高技術(shù)含量增多，眾多機(jī)型已采用CNC或PC機(jī)來控制，提高了產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)率[1]。
液壓機(jī)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1）液壓機(jī)最大的特點(diǎn)是容易獲得最大的壓力。在鍛造過程中鍛錘是靠沖擊力打擊鍛件，因而會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的振動(dòng)。為了提高打擊效率和減輕振動(dòng)，需要有很大的砧座和良好的地基，因而鍛錘不可能造得很大。曲柄壓力機(jī)是靠曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳遞能量，由于受到曲柄連桿機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的限制，一般只制造到100MN以下。液壓機(jī)利用靜壓力工作，不需要大的砧座和監(jiān)視的地基。由于采用了液壓傳動(dòng)，其動(dòng)力設(shè)備可以與主機(jī)分開，可以適當(dāng)加大柱塞的直徑或采用多缸聯(lián)合工作的方式來獲得更大的工作壓力。目前大型液壓機(jī)均已造到100MN以上。
2）得更大的工作行程，并可在全行程的任意位置施加最大的工作壓力；在工作行程的任意位置都可以回程。機(jī)械傳動(dòng)的曲柄壓力機(jī)的滑塊行程是不變的，并且只能在滑塊下止點(diǎn)前較小的行程內(nèi)產(chǎn)生標(biāo)稱壓力。而且必須在下止點(diǎn)后才能回程，如果過載將會(huì)發(fā)生悶車現(xiàn)象，導(dǎo)致?lián)p壞。液壓機(jī)則與其相反，所以液壓機(jī)對(duì)要求工作行程較長(zhǎng)而且變形均勻的工藝（如拉伸、積壓等）十分適應(yīng)。
3）更大的工作空間。液壓機(jī)本體沒有龐大的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其液壓缸可根據(jù)操作的要求來布置，因而可以容易地獲得較大的工作空間。
4）作壓力可以調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)保壓，并可防止過載。例如，有三個(gè)缸的液壓機(jī)可以很容易地獲得三級(jí)不同的工作壓力。將高壓液體通入中間工作缸得到第一級(jí)壓力；通入兩側(cè)工作缸得到第二級(jí)壓力；3個(gè)工作缸同時(shí)通入高壓液體就得到第三級(jí)壓力。液壓機(jī)可以作長(zhǎng)時(shí)間的保壓。液壓系統(tǒng)有調(diào)壓裝置，可以根據(jù)要求來調(diào)整液體的壓力。他的安全裝置，能可靠地防止過載。
5）調(diào)速方便。通過調(diào)整通入工作缸液體的流量，可以實(shí)現(xiàn)各種行程速度。例如，實(shí)現(xiàn)空程下降和回程時(shí)高速，工作行程時(shí)慢速，而且這種調(diào)速是無級(jí)的。
6）液壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，而且容易制造。特別是中、小型的液壓機(jī)，由于液壓元件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度的提高，使其設(shè)計(jì)與制造更為簡(jiǎn)便，成本降低。液壓機(jī)還易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遙控。
7）液壓機(jī)工作平穩(wěn)。碰撞、振動(dòng)和噪聲都較小，有利于改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作條件。
8）液壓機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)為柔性傳動(dòng)，較機(jī)械加工復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可避免機(jī)械過載的情況。
9）液壓機(jī)基本的動(dòng)作方式有三種：?jiǎn)蝿?dòng)、雙動(dòng)、三動(dòng)。但其拉伸過程中只有單一的直線驅(qū)動(dòng)力，是加工系統(tǒng)有較長(zhǎng)的使用壽命和較高的工件成品率。
除了以上優(yōu)點(diǎn)外液壓機(jī)還有一些缺點(diǎn)，比如：
1）液壓機(jī)采用液壓油為工作介質(zhì)，因而對(duì)液壓元件的精度要求和密封條件要求較高。另外，不可避免的泄露會(huì)帶來環(huán)境的污染。
2）液壓機(jī)的工作速度較其他設(shè)備低。由于液體流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的阻力損失，當(dāng)液壓機(jī)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種損失就更為明顯。所以液壓機(jī)的最高工作速度受到限制。
由于液壓機(jī)具有以上特點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。除了大型的鍛件的鍛造、拉伸、剪切、擠壓等工序外，還應(yīng)用于塑料壓型、層壓板、粉末冶金、廢金屬處理、棉花打包等工序。用途
該液壓機(jī)適用于可塑性材料的壓制工藝。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（熱）擠壓金屬成型、薄板拉伸以及橫壓、彎壓、翻透、校正等工藝。四柱液壓機(jī)具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電器系統(tǒng)，采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動(dòng)及半自動(dòng)三種操作方式。
1.3液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
四柱式萬能液壓機(jī)適用于各種可塑性材料的壓制 , 如沖壓,彎曲,翻邊,薄板拉伸等.其工作過程如下 : 上液壓缸驅(qū)動(dòng)上滑塊 , 實(shí)現(xiàn) " 快速下行 → 慢速加壓 → 保壓延時(shí) → 釋壓換向 → 快速返回 → 原位停止 "的動(dòng)作 循環(huán) ; 下液壓缸驅(qū)動(dòng)下滑塊 , 實(shí)現(xiàn) " 向上頂出 → 停留 → 向下退回 → 原位停止 "的動(dòng)作循環(huán) .
制定系統(tǒng)方案：
( 1 ) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定，液壓機(jī)動(dòng)作機(jī)構(gòu) ，分為上液壓缸和下液壓缸即頂出缸兩部分 , 均為直線 往復(fù)運(yùn)動(dòng) , 所以采用單活塞桿雙作用液壓缸直接驅(qū) 動(dòng).
( 2 ) 液壓缸的動(dòng)作回路 .上液壓缸要實(shí)現(xiàn)快速 下降 ,慢速下行 ,保壓延時(shí) ,釋壓換向 ,快速返回 , 原位停止的動(dòng)作 ; 下液壓缸要實(shí)現(xiàn)向上頂出 ,停留 , 向下退回 ,原位停止的動(dòng)作 .其運(yùn)動(dòng)方向由電液換向 閥直接控制 , 快速運(yùn)動(dòng)時(shí)需要有較大流量供給 .慢速 運(yùn)動(dòng)時(shí)只需要小流量供給即可 .
( 3 ) 上液壓缸的動(dòng)作回路 .在上液壓缸快速返 回時(shí) , 為了使液壓機(jī)動(dòng)作平穩(wěn) , 不會(huì)在換向時(shí)產(chǎn)生沖 擊和噪聲 , 采用釋壓閥對(duì)液壓缸上腔進(jìn)行釋壓 .
( 4 ) 安全措施 .為了保證對(duì)上缸和下缸進(jìn)行過 載保護(hù) , 特分別加了安全閥 .
( 5 ) 液壓源的選擇 .該系統(tǒng)采用泵作為液壓源 .?
2.液壓機(jī)的發(fā)展
液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化穿動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，世界各國(guó)對(duì)液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。世界液壓元件的總銷售額為350億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各主要國(guó)家液壓工業(yè)銷售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的2%～3.5%，而我國(guó)只占1%左右，這充分說明我國(guó)液壓技術(shù)使用率較低，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景[1]。液壓氣動(dòng)技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如:液壓技術(shù)具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動(dòng)力，易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)；氣動(dòng)傳動(dòng)具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動(dòng)控制系統(tǒng)。因此，液壓氣動(dòng)技術(shù)廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門。但是近年來，液壓氣動(dòng)技術(shù)面臨與機(jī)械傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)，如：數(shù)控機(jī)床、中小型塑機(jī)已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部分取代液壓傳動(dòng)。其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護(hù)性差等缺點(diǎn)。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵。
2.1液壓機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)機(jī)構(gòu)等方面發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，國(guó)內(nèi)外機(jī)型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊振動(dòng)等方面有明顯的改善[2]。
路設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)外都趨向于集成化、封閉式設(shè)計(jì)，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。國(guó)外已廣泛采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計(jì)，可有效地防止泄露和污染，更重要的是防止灰塵、空氣和化學(xué)物質(zhì)侵入系統(tǒng)，延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命。由于加工工藝等方面的原因，國(guó)內(nèi)采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計(jì)的系統(tǒng)還不多見。
在安全性方面，國(guó)外某些采用微處理器控制的高性能液壓機(jī)利用軟件實(shí)現(xiàn)故障的檢測(cè)和維修，產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)負(fù)載檢測(cè)、自動(dòng)模具保護(hù)和錯(cuò)誤診斷等功能。
液壓機(jī)的發(fā)展最主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)飛速發(fā)展，為改進(jìn)液壓機(jī)的性能，提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了前提條件。相比之下，國(guó)內(nèi)機(jī)型雖然品種齊全，但技術(shù)含量相比較低，缺乏高檔機(jī)型，這與機(jī)電液一體化和中小批量肉刑發(fā)展趨勢(shì)不相適應(yīng)。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)產(chǎn)品中控制系統(tǒng)分為以下三種類型：
以繼電器為主控制元件的傳統(tǒng)型控制系統(tǒng)。其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高，成本較低，相應(yīng)控制功能簡(jiǎn)單，適應(yīng)性不強(qiáng)。主要用于單機(jī)工作，加工產(chǎn)品精度不高的大批量生產(chǎn)，也可組成簡(jiǎn)單的生產(chǎn)線。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多液壓機(jī)廠還以該機(jī)型為主，國(guó)外眾多廠家只是保留了對(duì)該機(jī)型的生產(chǎn)能力，而主要面向技術(shù)含量更高的機(jī)型組織生產(chǎn)。
采用可編程控制器（PLC）的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制發(fā)展的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)溶為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。目前，該機(jī)型廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，早期的可編程控制器只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，一些廠家采用微電子處理器作為可編程控制器的中央處理單元（CPU），不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制，擴(kuò)大了控制器的功能。可編程控制器有較高的穩(wěn)定性和靈活性，但還是介于繼電器控制和工業(yè)控制之間的一種控制方式，與工業(yè)控制機(jī)相比還有很大差距。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)有部分廠家采用該控制系統(tǒng)，如天津鍛壓機(jī)械廠有60%的產(chǎn)品采用PLC控制來提高可靠性和控制性。國(guó)外的廠家如丹麥的STENHQJ公司采用STEMENS的可編程控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力和位移的控制。
應(yīng)用高級(jí)微處理機(jī)（或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）的高性能控制系統(tǒng)。該控制方式是在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)成熟發(fā)展的基礎(chǔ)上采用的一種高科技含量的控制方式，以工業(yè)控制機(jī)或單片/單板機(jī)作為住控制單元，通過外圍數(shù)字接口器件（如A/D或D/A板等）或直接應(yīng)用數(shù)字閥實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的控制，同時(shí)利用各種傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng)，達(dá)到精確控制的目的。這種控制方式的主要特點(diǎn)為：具有友好的人機(jī)交互性；可順利實(shí)現(xiàn)對(duì)工件參數(shù)（如壓力、速度、行程）的單獨(dú)調(diào)整，能進(jìn)行復(fù)雜工件、不對(duì)稱工件的加工；預(yù)存工作模式，縮短調(diào)整時(shí)間，，與柔性加工要求相適應(yīng)；可通過軟件來消除高速下的換向沖擊，以降低噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；在安全方面可利用軟件進(jìn)行故障診斷，并自動(dòng)修復(fù)故障和顯示錯(cuò)誤。
??? 現(xiàn)在，國(guó)外眾多液壓機(jī)生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)這種高性能的工業(yè)控制機(jī)控制方式的液壓機(jī)產(chǎn)品，如美國(guó)的MULTIPRESS；丹麥的STENHQJ和加拿大的BROWN BOGGS等公司，而國(guó)內(nèi)少有該類產(chǎn)品。
2.2液壓機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
目，隨著科技發(fā)展的日新月異，液壓機(jī)的技術(shù)含量也在日益增高，其主要發(fā)展趨勢(shì)可分為如下幾點(diǎn)：
1）高速化、高效化、低能耗，提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。
2）機(jī)電掖一體化，充分利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善。
3）自動(dòng)化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件，自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)在加工方面，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能。
4）壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄露和污染，標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便。
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1緒 論
在當(dāng)今企業(yè)生產(chǎn)和一些維修部門，經(jīng)常遇到工件的拆裝問題。有些精度要求不高的零件可以直接用錘子敲打，而對(duì)于一些要求高精度的的零件（如軸承）拆卸，就需要用專門的工具去拆裝，為此，設(shè)計(jì)一臺(tái)腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)構(gòu)是非常有必要的。本設(shè)計(jì)的主要部分是液壓技術(shù)的設(shè)計(jì)與選用。下面對(duì)液壓技術(shù)的發(fā)展史進(jìn)行概述。
1.1液壓技術(shù)的發(fā)展史
液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
1795年英國(guó)約瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年將工作介質(zhì)水改為油,又進(jìn)一步得到改善。
第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間,才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng)的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究;1910年對(duì)液力傳動(dòng)(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。
第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國(guó)機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)該指出,日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國(guó)家晚了近20多年。在1955年前后,日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng),1956年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”。近20～30年間，日本液壓傳動(dòng)發(fā)展之快，屆世界領(lǐng)先地位。
1.2目前情況及發(fā)展趨勢(shì)
液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化穿動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，世界各國(guó)對(duì)液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。世界液壓元件的總銷售額為350億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各主要國(guó)家液壓工業(yè)銷售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的2%～3.5%，而我國(guó)只占1%左右，這充分說明我國(guó)液壓技術(shù)使用率較低，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景[1]。液壓氣動(dòng)技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如:液壓技術(shù)具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動(dòng)力，易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)；氣動(dòng)傳動(dòng)具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動(dòng)控制系統(tǒng)。因此，液壓氣動(dòng)技術(shù)廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門。但是近年來，液壓氣動(dòng)技術(shù)面臨與機(jī)械傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)，如：數(shù)控機(jī)床、中小型塑機(jī)已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部分取代液壓傳動(dòng)。其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護(hù)性差等缺點(diǎn)。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵。
1.2.1液壓產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高科技成果，如：自控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、可靠性及新工藝新材料等，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使產(chǎn)品的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，走向21世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。其主要的發(fā)展趨勢(shì)將集中在以下幾個(gè)方面。
1.2.2減少損耗，充分利用能量
液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換過程中，總存在能量損耗。為減少能量的損失，必須解決下面幾個(gè)問題：減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失；減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量；采用靜壓技術(shù)和新型密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)、二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。
1.2.3泄漏控制
泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的侵害兩個(gè)方面。今后，將發(fā)展無泄漏元件和系統(tǒng)，如發(fā)展集成化和復(fù)合化的元件和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無管連接，研制新型密封和無泄漏管接頭，電機(jī)油泵組合裝置等。無泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之一。
1.2.4污染控制
過去，液壓界主要致力于控制固體顆粒的污染，而對(duì)水、空氣等的污染控制往往不夠重視。今后應(yīng)重視解決：嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的污染，發(fā)展封閉式系統(tǒng)，防止外部污染物侵入系統(tǒng)；應(yīng)改進(jìn)元件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使之具有更大的耐污染能力。同時(shí)開發(fā)耐污染能力強(qiáng)的高效濾材和過濾器。研究對(duì)污染的在線測(cè)量；開發(fā)油水分離凈化裝置和排濕元件，以及開發(fā)能清除油中的氣體、水分、化學(xué)物質(zhì)和微生物的過濾元江及檢測(cè)裝置。
1.2.5主動(dòng)維護(hù)
開展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)。必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專家系統(tǒng)的開發(fā)研究，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，推算出引起故障的原因，提出維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，開發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自校正，在故障發(fā)生之前進(jìn)行補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向。
1.2.6機(jī)電一體化
機(jī)電一體化可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、慣性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其主要發(fā)展動(dòng)向如下：液壓系統(tǒng)將有過去的電液開發(fā)系統(tǒng)和開環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)壓力、流量、位置、溫度、速度等傳感器實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；提高液壓元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更適應(yīng)機(jī)電一體化需求，發(fā)展與計(jì)算機(jī)直接接口的高頻，低功耗的電磁電控元件；液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油污染度等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電控液壓泵，可實(shí)現(xiàn)液壓泵的各種調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、合理分配功率、自動(dòng)保護(hù)等；借助現(xiàn)場(chǎng)總線，實(shí)現(xiàn)高水平信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、爭(zhēng)端和維護(hù)[4]。
1.2.7液壓CAD技術(shù)
充分利用現(xiàn)有的液壓CAD設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，建立知識(shí)庫(kù)信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計(jì)-制造-銷售-使用-設(shè)計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng)。將計(jì)算機(jī)防真及適時(shí)控制結(jié)合起來，在試制樣機(jī)前，便可用軟件修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果。下一個(gè)目標(biāo)是，利用CAD技術(shù)支持液壓產(chǎn)品到零不見設(shè)計(jì)的全過程，并把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起建立集成計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)（CIMS），使液壓設(shè)計(jì)與制造技術(shù)有一個(gè)突破性的發(fā)展[5]。
1.2.8新材料、新工藝的應(yīng)用
新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。為了保護(hù)環(huán)境，研究采用生物降解迅速的壓力流體，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水等介質(zhì)替代礦物液壓油。鑄造工藝的發(fā)展，將促進(jìn)液壓元件性能的提高，如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用，可優(yōu)化元件內(nèi)部流動(dòng)，減少壓力損失和降低噪聲，實(shí)現(xiàn)元件小型化。
2 總體方案設(shè)計(jì)
本裝置由三大部分組成：支架部分、壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。壓力拆卸機(jī)的執(zhí)行元件是平移液壓缸，拆卸機(jī)的固定裝置是由一個(gè)可在導(dǎo)軌上移動(dòng)的固定臺(tái)和與螺釘連接的一個(gè)平移液壓缸組成，將液壓缸的前端置于固定臺(tái)上。采用腳踏壓力裝置來提供具有一定壓力的液壓油，再由液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換成活塞桿的作用力，作用于軸完成軸承的拆卸與安裝。液壓缸的上下運(yùn)動(dòng)方向的改變通過換向閥來實(shí)現(xiàn)，單向閥主要來完成液壓油的單向流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小液壓缸的吸油壓油。
工作原理示意圖如圖2.1所示：
圖2.1 壓力機(jī)原理簡(jiǎn)圖
2.1 初選系統(tǒng)工作壓力
壓力的選定要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選的太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、機(jī)制精度也要求較高，必然要提高設(shè)備成本。一般來說，對(duì)于固定的的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選的低一些。本次設(shè)計(jì)是行程為90mm、公稱壓力1000kg左右的腳踏式液壓腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)的設(shè)計(jì)，即載荷為10kN ，按表2.1根據(jù)工作載荷選取工作壓力（MP）：
表2-1 工作壓力系列表
載荷/KN
<5
5~10
10~20
20~30
30~50
>50
工作壓力
<0.8~0.1
1.5~2
2.5~3
3~4
4~5
≥5
初選工作壓力為2.5MP。
2.2 液壓缸材料的選擇
2.2.1缸體材料
液壓缸體的常用材料為20、35、45號(hào)無縫鋼管。因20號(hào)鋼的力學(xué)性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件，則應(yīng)采用焊接性能較好的35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。本次設(shè)計(jì)情況下均采用45鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到到241~285HB。
2.2.2 缸蓋材料
液壓缸的缸蓋可以選用35、45號(hào)鋼或HT200、HT300、HT350鑄鐵等材料。當(dāng)缸蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時(shí)，缸蓋最好選用鑄鐵。本次設(shè)計(jì)為固定機(jī)械，尺寸與質(zhì)量無特殊要求，缸頭與缸體采用螺釘連接法蘭連接，缸蓋與缸體采用采用焊接形式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量小，使用廣泛。
2.3 活塞材料
液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350）、鋼及鋁合金等，此處選用HT300?；钊c活塞桿連接采用常用的螺紋連接方式，活塞桿與活塞、活塞與液壓缸均采用O型密封圈密封。
2.4 活塞桿材料
活塞桿有實(shí)心式和空心式，此壓力機(jī)設(shè)計(jì)采用材料為45鋼，結(jié)構(gòu)為圓柱實(shí)心結(jié)構(gòu)。
2.5 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵
為保證活塞桿的準(zhǔn)確行程需采用導(dǎo)向套,導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)向套導(dǎo)向方式。導(dǎo)向套材料為耐磨鑄鐵，導(dǎo)向套與軸的密封件為Yx形，與液壓缸的密封為O形密封圈。在活塞桿端部需安裝密封和防塵結(jié)構(gòu)，防塵采用J形密封圈具體尺寸見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）5表43.8—120。
3 液壓缸的尺寸設(shè)計(jì)
根據(jù)腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)的相關(guān)工作參數(shù)，行程在80—100之間，公稱壓力在1000kg左右。為使腳踏省力在滿足工程壓力的前提下液壓缸II盡可能選的小些，液壓缸的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如圖3.1所示：
圖3.1 液壓缸示意圖
由于此腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)回路較短，且直接回油箱，其背壓力可忽略不計(jì)，即
3．1液壓缸I的設(shè)計(jì)
3.1.1液壓缸類型的選擇
腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)主要用于用于軸承的拆卸，只需活塞單向運(yùn)動(dòng)：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（5） 表43.6—32 液壓缸的類型，確定液壓缸為單作用活塞式液壓缸。
3.1.2液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算
（1）公稱壓力
液壓缸的公稱壓力也稱額定壓力，指液壓能長(zhǎng)期工作的最大壓力，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)系列選取壓力為2.5Mp。
（2）效率
①機(jī)械效率，由各運(yùn)動(dòng)部件密封處的摩擦阻力的損失造成，通常可取，此處取為0.94
②容積效率，由各密封件泄漏所造成的，通常取活塞密封為彈性體質(zhì)材料，。
③液壓缸總效率，由機(jī)械效率和容積效率組成，總效率。
（3）液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算
（3.1）
— 液壓缸內(nèi)徑
— 液壓缸I推力為10(KN)
— 選定的工作壓力2.5（Mp）
求的D=73.63mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（5）表43.6—26 圓整得D=80mm。
（4）活塞桿直徑的計(jì)算
由液壓缸行程在80~100之間，根據(jù)強(qiáng)度要求要求來計(jì)算活塞桿直徑。由活塞桿在穩(wěn)定狀態(tài)下，僅承受軸向載荷，活塞桿直徑按簡(jiǎn)單的拉、壓強(qiáng)度計(jì)算。此時(shí)：
（3.2）
—活塞桿直徑的許用應(yīng)力（Mp）,當(dāng)活塞桿為碳鋼時(shí)，；
求得，故活塞桿很易滿足強(qiáng)度要求，為滿足結(jié)構(gòu)要求在按速度比要求來計(jì)算活塞桿直徑。根據(jù)表3.1選取速度比：
表3-1 壓力與速度比
工作壓力p/MPa
10
12.5~20
>20
速度比
1.33
1.46;2
2
由工作壓力此處選取。
（3.3）
— 活塞桿直徑
— 速度比
— 液壓缸內(nèi)徑
代入得 圓整得
3.1.3液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算
液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括缸筒壁厚、油口直徑、缸底厚度、缸頭厚度等，其具體計(jì)算步驟如下：
（1）缸筒壁厚的計(jì)算
對(duì)于2.5Mp的低壓系統(tǒng)或時(shí)，液壓缸缸筒的厚度一般按薄壁壁筒計(jì)算。
（3.4）
— 液壓缸缸筒壁厚（m）
— 實(shí)驗(yàn)壓力（Mp），工作壓力時(shí)，；當(dāng)工作壓力時(shí)，；
D — 液壓缸內(nèi)徑（m）；
— 缸體材料的許用應(yīng)力
— 缸體材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）；
— 安全系數(shù)，，一般取。
鍛鋼
鑄鋼
鋼管
鑄鐵
綜上求的：，為滿足結(jié)構(gòu)要求取
（2）液壓缸油口直徑計(jì)算
液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動(dòng)速度和油口最高液流速度而定
（3.5）
— 液壓缸油口直徑（m）
— 液壓缸內(nèi)徑（m）
— 液壓缸最大輸出速度（m/min）
— 油口液流速度（m/s）
估算得：=10mm
（3）缸底厚度計(jì)算
缸底的設(shè)計(jì)帶有油孔，其計(jì)算公式如下：
（3.6）
— 缸底厚度（m）
— 液壓缸內(nèi)徑（m）
— 實(shí)驗(yàn)壓力（MPa）
— 缸底油孔直徑（m）
計(jì)算得： 取 由于缸底需要大油孔，故根據(jù)結(jié)構(gòu)與連接要求取48mm
（4）缸頭厚度的計(jì)算
由于在液壓缸缸頭上有活塞桿導(dǎo)向孔，因此其厚度的計(jì)算方法與缸底不同。對(duì)于常用的法蘭缸頭，其螺釘連接法蘭計(jì)算方法如下：
（3.7）
（3.8）
— 法蘭厚度（m）
— 法蘭受力總和（N）
— 密封環(huán)內(nèi)徑（m）
— 密封環(huán)外徑（m）
— 系統(tǒng)工作壓力（Pa）
— 附加密封力（Pa）
— 螺釘孔分布圓直徑（m）
— 密封環(huán)平均直徑（m）
— 法蘭材料的許用壓力（Pa）
計(jì)算得：，取
3.1.4液壓缸I結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)
（1）液壓缸結(jié)構(gòu)
缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋、缸底、油口、等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油液，同時(shí)還是活塞運(yùn)動(dòng)的軌道。因此，液壓缸要有足夠的強(qiáng)度，并能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)壓力而不至于產(chǎn)生永久變形；內(nèi)表面在活塞密封件的及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性。根據(jù)上面計(jì)算可知液壓缸內(nèi)徑為80mm，壁厚6mm。
圖3.2 液壓缸缸體
由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）5中標(biāo)準(zhǔn)液壓缸來選取本次液壓缸的油口直徑為10mm，連接油口尺寸為M18×1.5，其結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示。
此液壓缸的的缸頭為螺紋連接，缸蓋為焊接，作為雙作用液壓缸，油孔開在缸壁
和缸蓋處。
（2）液壓缸長(zhǎng)度的確定
液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20 ～30 倍，此處設(shè)計(jì)為292mm。
（3）液壓缸體技術(shù)要求
缸體內(nèi)徑采用H8級(jí)配合，表面粗糙度Ra為0.32um，需要進(jìn)行研磨；熱處理為調(diào)質(zhì)，硬度241~285HB；通往油口的的內(nèi)孔口應(yīng)倒角，不允許有飛邊、毛刺，以免刮傷密封件。為便于裝配和不損壞密封件，缸筒內(nèi)孔口應(yīng)倒角15度。在缸筒上焊接油口時(shí)必須在半精加工以前進(jìn)行，以免精加工后焊接而引起內(nèi)孔變形。
3.1.5 液壓缸活塞桿設(shè)計(jì)
（1）活塞桿結(jié)構(gòu)
活塞桿有實(shí)心桿和空心桿，空心活塞桿的一端，要留出焊接和熱處理時(shí)用的通氣孔。本次設(shè)計(jì)采用實(shí)心式活塞桿，分為四個(gè)軸段，軸肩高度根據(jù)結(jié)構(gòu)要求取h=（0.07~0.1）d，其中d為與零件的相配處軸的直徑，軸端螺紋尺寸為M27×2。軸上零件有開口螺母、墊片、密封圈、活塞、導(dǎo)向套、擋圈、防塵圈等。具體機(jī)構(gòu)如圖3.3所示：
圖3.3 活塞桿
（2）活塞桿技術(shù)要求
① 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229~285HB，必要時(shí)，在經(jīng)過高頻淬火，硬度達(dá)45~55HRC.
②活塞桿的圓度公差值，按10級(jí)精度選取?；钊麠U要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，一般采用H8/f7配合。太緊了，摩擦力大；太松了，容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損。其圓度公差不大于直徑公差的一半。安裝活塞的軸徑與外圓的同軸度公差不大于0.01mm，可保證活塞桿與外圓的同軸度，避免活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于0.04/mm，以保證活塞安裝時(shí)不產(chǎn)生歪斜。
③活塞桿的圓柱度公差，應(yīng)按8級(jí)精度選取。
④活塞桿的徑向跳動(dòng)公差為0.01mm。
⑤活塞桿上的螺紋，由于載荷小，機(jī)械振動(dòng)也比較小，按7級(jí)精度加工制造。
⑥活塞桿上工作表面的粗糙度為Ra0.63um。太滑了，表面形成不了油膜，反而不利于潤(rùn)滑。為了提高耐磨性和防腐蝕性也可進(jìn)行鍍锘處理，活塞桿內(nèi)端的卡環(huán)槽、螺紋和緩沖柱塞也要保證與軸線的同心。
圖3.4 活塞結(jié)構(gòu)
3.1.6 活塞結(jié)構(gòu)
由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，即不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不緊使最低啟動(dòng)壓力增大，降低效率，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動(dòng)配合表面；間隙過大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄漏，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。其結(jié)構(gòu)形式如圖3.4。
活塞寬度一般為活塞外徑的0.6~1.0倍，此處為70mm?；钊鈴脚浜弦话悴捎胒9，外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，端面與軸線的的垂直度公差不大于0.04/100mm，外表面的圓度和圓柱度公差不大于外徑公差的一半。
綜上液壓缸Ⅰ的主要參數(shù)如表3.2所示。
表3.2 液壓缸Ⅱ參數(shù)
缸徑
壁厚
活塞桿
油口尺寸
活塞長(zhǎng)度
尺寸（mm）
80
6
40
10
70
3.2 液壓缸Ⅱ的設(shè)計(jì)
3.2.1液壓缸類型的選擇
腳踏式液壓拆卸壓力機(jī)主要用于用于軸承的拆卸，只需活塞單向運(yùn)動(dòng)：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（5） 表43.6—32 液壓缸的類型，確定小液壓缸也為單作用活塞式液壓缸。
3.2.2液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算
（1）液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算
液壓系統(tǒng)中大液壓缸液壓油的壓力為2.5Mp，由于液壓系統(tǒng)中換向閥、單向閥、油路的壓降，小液壓缸的實(shí)際油壓稍大。此處估計(jì)壓降為0.5MPa，即小液壓缸的油壓為P=3MPa時(shí)才能提供大液壓缸2.5MPa的工作壓力。假設(shè)示意圖中為小液壓缸提供的所需推力F為2000N，并以此來求取小液壓缸缸徑。計(jì)算如下：
圖3-5 液壓缸受力示意圖
（3.9）
—小液壓缸工作壓力
— 小液壓缸所需提供壓力（MPa）
— 小液壓缸內(nèi)徑（mm）
綜上代入得：，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（5）表43.6—26，液壓缸內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列，代入上述公式從新計(jì)算得 F=2412N，即腳踏裝置提供給小液壓缸的驅(qū)動(dòng)力為2412N。
（2）小活塞桿直徑的計(jì)算
根據(jù)強(qiáng)度要求要求來計(jì)算活塞桿直徑，由活塞桿在穩(wěn)定狀態(tài)下，僅承受軸向拉壓載荷，活塞桿直徑按簡(jiǎn)單的拉、壓強(qiáng)度計(jì)算。此時(shí)：
（3.10）
—活塞桿直徑的許用應(yīng)力（Mp）
當(dāng)活塞桿為碳鋼時(shí)，
— 液壓缸所受壓力（N）
求得，故活塞桿很易滿足強(qiáng)度要求，為滿足結(jié)構(gòu)要求在按速度比要求來計(jì)算活塞桿直徑。根據(jù)大液壓缸設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)，工作壓力P與速度比的關(guān)系表，選取速度比。由工作壓力，此處選取。
（3.11）
— 活塞桿直徑
— 速度比
— 小液壓缸內(nèi)徑
代入得，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）5，活塞桿標(biāo)準(zhǔn)系列， 圓整得。
3.2.3小液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算
小液壓缸的結(jié)構(gòu)與大液壓缸有所不同，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)除了大液壓缸結(jié)構(gòu)零件外，還主要有單向閥裝置，來實(shí)現(xiàn)壓力油的輸入與輸出。
（1）缸筒壁厚的計(jì)算
對(duì)于3Mp的低壓系統(tǒng)或時(shí)，液壓缸缸筒的厚度一般按薄壁壁筒計(jì)算。
（3.12）
— 液壓缸缸筒壁厚（m）
— 實(shí)驗(yàn)壓力（Mp），工作壓力時(shí)，；當(dāng)工作壓力時(shí)，；
D — 液壓缸內(nèi)徑（m）；
— 缸體材料的許用應(yīng)力
— 缸體材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）；
— 安全系數(shù)，，一般取。
對(duì)于鋼管
綜上求得：，為滿足結(jié)構(gòu)要求同樣取
（2）液壓缸油口直徑計(jì)算
液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動(dòng)速度和油口最高液流速度而定
（3.13）
— 液壓缸油口直徑（m）
— 液壓缸內(nèi)徑（m）
— 小液壓缸最大輸入速度（m/min）
— 油口液流速度（m/s）
估算得：=3.8mm，圓整取油口尺寸=5mm。
（3）缸頭，缸底厚度計(jì)算
缸底的設(shè)計(jì)帶有油孔，其計(jì)算公式如下：
（3.14）
—小液壓缸底厚度（m）
— 小液壓缸內(nèi)徑（m）
— 實(shí)驗(yàn)壓力（MPa）
— 缸底油孔直徑（m）
計(jì)算得： 取
由于缸底需要組合安裝單向閥體，這里只取缸頭的厚度為6mm，缸底的厚度根據(jù)單向閥體的尺寸大小確定，考慮到其復(fù)雜性，采用閥體與小液壓缸分離式結(jié)構(gòu)，閥體只選取標(biāo)準(zhǔn)件。
（4）小液壓缸行程計(jì)算
小液壓缸是為大液壓缸提供壓力油的，是驅(qū)動(dòng)裝置，其行程的計(jì)算要根據(jù)大液壓缸容積計(jì)算。這里假設(shè)，小液壓缸的吸油、壓油的過程10次才能實(shí)現(xiàn)大液壓缸的100mm的行程，即n=10。具體計(jì)算步驟如下：
（3.14）
（3.15）
（3.16）
— 大液壓缸的內(nèi)徑（mm）
— 小液壓缸的內(nèi)徑（mm）
— 大液壓缸的行程（mm）
— 小液壓缸的行程（mm）
— 大液壓缸的容積（mm）
— 小液壓缸的容積（mm）
— 液壓缸來回行程次數(shù)
計(jì)算得小液壓缸的行程：，取整65mm。
（5）液壓缸流量的計(jì)算
（3.16）
字母意義同上，帶入計(jì)算得流量：。
綜上計(jì)算得小液壓缸的主要參數(shù)如表3.3所示：
表3.3 液壓缸Ⅱ參數(shù)
缸徑
壁厚
活塞桿
油口尺寸
活塞長(zhǎng)度
行程
尺寸（mm
32
4
18
5
26
65
3.2.4小液壓缸結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)
小液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類同于大液壓缸，只是進(jìn)出油口需要安裝滾珠結(jié)構(gòu)件，形成單向閥式整體結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)小液壓缸從油箱里規(guī)律吸油、壓油過程。加工工藝參數(shù)類同于大液壓缸。
4 液壓控制閥
4.1 方向控制閥
方向控制閥在液壓系統(tǒng)中主要用來通斷油路或改變油液流動(dòng)的方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的起動(dòng)或停止，改變其運(yùn)動(dòng)方向。主它要分為單向閥和換向閥，單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種，本次腳踏式壓力機(jī)的設(shè)計(jì)中主要用到單向閥和換向閥兩種閥體。單向閥主要用于小液壓缸的驅(qū)動(dòng)裝置，來實(shí)現(xiàn)壓力油的輸入和輸出；換向閥通過改變油路，主要用來實(shí)現(xiàn)液壓缸的上下運(yùn)動(dòng)。
4.2單向閥結(jié)構(gòu)
普通單向閥簡(jiǎn)稱單向閥，它的作用是使用油液只能沿一個(gè)方向流動(dòng)，不許反向倒流。圖3 所示為直通式單向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)。壓力油從p1流入時(shí)，克服彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯2向右移動(dòng)，打開閥口，油液從p1口流向p2口。當(dāng)壓力油從p2口流人時(shí)，液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，使閥口關(guān)閉，液流不能通過。
圖4.1 單向閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
單向閥的彈簧主要用來克服閥芯的摩擦阻力和慣性力，使閥芯可靠復(fù)位，為了減小壓力損失，彈簧鋼度較小，一般單向閥的開啟為0.03 MPa～0.05 MPa（如換上剛度較大的彈簧，使閥的開啟壓力達(dá)到0.2 MPa～0.6 MPa，便可當(dāng)背壓閥使用）。
4.3 換向閥
換向閥是具有兩種以上流動(dòng)形式和兩個(gè)以上油口的方向控制閥。是實(shí)現(xiàn)液壓油流的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動(dòng)作控制的閥門。可分為手動(dòng)換向閥、電磁換向閥、電液換向閥等。 又稱克里斯閥，閥門的一種，具有多向可調(diào)的通道，可適時(shí)改變流體流向。 工作時(shí)借著閥外的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸，帶動(dòng)搖拐臂，啟動(dòng)閥板，使工作流體時(shí)而從左入口通向閥的下部出口，時(shí)而從右入口變換通向下部出口，實(shí)現(xiàn)了周期變換流向的目的。 這種變換閥在石油、化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，在合成氨造氣系統(tǒng)中最為常用。此外，換向閥還可作成閥瓣式的結(jié)構(gòu)，多用于較小流量的場(chǎng)合。工作時(shí)只需轉(zhuǎn)動(dòng)手輪通過閥瓣來變換工作流體的流向。液動(dòng)系統(tǒng)對(duì)換向閥性能的的主要要求是：油液流經(jīng)換向閥時(shí)壓力損失要??；互不相同的油口間的泄漏要??；換向要平穩(wěn)、迅速且可靠。
圖4.2 手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
換向閥的種類很多，其分類方式也各不相同，一般來說按閥心相對(duì)于閥體的運(yùn)動(dòng)方式來分有滑閥和轉(zhuǎn)閥兩種；按操作方式分類有手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)等多種；按閥芯工作時(shí)在閥體中所處的位置有二位和三位等；本次設(shè)計(jì)中主要通過改變油路來實(shí)現(xiàn)大液壓缸的上下運(yùn)動(dòng)，由于壓力機(jī)為腳踏驅(qū)動(dòng)，不需要緩沖與保壓，故選取二位
四通結(jié)構(gòu)的手動(dòng)換向閥即可。手動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。
5. 油箱設(shè)計(jì)
油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲(chǔ)油外，還起著散熱、分離油液中的氣泡、沉淀雜質(zhì)等作用。郵箱可分為開式油箱和閉式油箱兩種。開式油箱，箱中液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器。開式油箱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓力郵箱，內(nèi)充一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達(dá)0.05MPa。如果按油箱的形狀來分，還可以分為巨型油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安裝液壓器件，所以備廣泛采用；圓罐形油箱強(qiáng)度高，重量輕，易于清掃，但制造較難，占地空間較大，在大型冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。本次設(shè)計(jì)需油量0.，油箱設(shè)計(jì)在小液壓缸缸體，成整體式結(jié)構(gòu)。
5.1 油箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1）油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能的滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)應(yīng)能容納系統(tǒng)的所有工作介質(zhì)；而工作時(shí)又能保持適當(dāng)?shù)囊何弧?
2）吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的3倍。回油管要傾斜45度角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉淀物，同時(shí)也有利于散熱。
3）為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣過濾器，注油及通氣一般都由一個(gè)空氣過濾器來完成。為便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最底處設(shè)置放油閥。對(duì)于不易開啟的油箱要設(shè)置開啟孔，以便于油箱內(nèi)部的清理。
考慮到油箱內(nèi)部表面的的防腐處理時(shí)，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入之間的的時(shí)間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時(shí)采用不銹鋼制油箱。
5.2 油箱容量設(shè)計(jì)
油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大容量的3~5倍。另外，油箱容量大小可以從散熱角度設(shè)計(jì)。計(jì)算出系統(tǒng)發(fā)熱量與散熱量，在考慮冷卻器散熱后，從熱平衡角度計(jì)算出油箱容量。而本次設(shè)計(jì)中是腳踏驅(qū)動(dòng)，只需根據(jù)足夠的容量確定。由以上計(jì)算的Q=0.52L/min，外加油管儲(chǔ)油 等估算油箱的容量為V=1.5L。
6. 管路
在液壓傳動(dòng)中常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。本次設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)的壓力在2~3MPa為低壓系統(tǒng)，采用尼龍管。
6.1 管子內(nèi)徑計(jì)算
管子內(nèi)徑d（單位mm），按流速選取：
（6.1）
— 液體流量（）
— 流速（）對(duì)于壓力機(jī)取
代入估算得 。根據(jù)膠管內(nèi)徑系列取 。
6.2．管接頭
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）5，表43.9—5管接頭類型，選取卡套式管接頭結(jié)構(gòu)。利用卡套變形進(jìn)行密封，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，性能良好，重量輕，體積小，使用方便，廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中。工作壓力可達(dá)31.5MPa，要求管子尺寸精度高，需用冷拔鋼管。卡套精度亦高。更適用于油、氣一般腐蝕性介質(zhì)的管路系統(tǒng)。
7．液壓油的選用
液壓傳動(dòng)所用液壓油一般為礦物油。它不僅是液壓系統(tǒng)傳遞能量的工作介質(zhì)，而且還有潤(rùn)滑，冷卻和防銹的作用。液壓油質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能。
為了更好地傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，液壓油應(yīng)具備如下性能：
(1)潤(rùn)滑性能好；
(2)純凈度好，雜質(zhì)少；
(3)合適的粘度和良好的粘溫特性；
(4)抗泡沫性，抗乳化性和防銹性好，腐蝕性??；
(5)對(duì)熱，氧化，水解都有良好的穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)；
(6)對(duì)液壓系統(tǒng)所用金屬及密封件材料等有良好的相容性；
(7)比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高，流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低。
一般根據(jù)液壓系統(tǒng)的使用性能和工作環(huán)境等因素確定液壓油的品種。當(dāng)品種確定后，主要考慮油液的粘度。在確定油液粘度時(shí)主要應(yīng)考慮系統(tǒng)工作壓力，環(huán)境溫度及工作部件的運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力大，環(huán)境溫度較高，工作部件運(yùn)動(dòng)速度較大時(shí)，為了減少泄漏，宜采用粘度較高的液壓油。當(dāng)系統(tǒng)工作壓力小，環(huán)境溫度較低，而工作部件運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，為了減少功率損失，宜采用粘度較低的液壓油。
當(dāng)選購(gòu)不到合適粘度的液壓油時(shí)，可采用調(diào)和的方法得到滿足粘度要求的調(diào)和油。當(dāng)液壓油的某些性能指標(biāo)不能滿足某些系統(tǒng)較高要求時(shí)，可在油中加入各種改善其性能的添加劑，如抗氧化，抗泡沫，抗磨損，防銹以及改進(jìn)粘溫特性的添加劑，使之適用于特定的場(chǎng)合。
根據(jù)實(shí)際要求選用46號(hào)抗摩液壓油。
結(jié) 論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是本學(xué)期學(xué)習(xí)階段的一次難得的理論結(jié)合實(shí)際的機(jī)會(huì)，通過這次比較系統(tǒng)完整的拆機(jī)械壓力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合，鍛煉我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)手冊(cè)，以及電腦制圖等相關(guān)專業(yè)的能力水平，而且通過對(duì)整體設(shè)計(jì)的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。
在設(shè)計(jì)過程中一些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)讓我很頭痛，原因是由于本身設(shè)計(jì)受到機(jī)械本身的框定，而又必須考慮本專業(yè)的一些要求規(guī)范，從而形成了一些矛盾點(diǎn)，這些矛盾在處理上讓人很難斟酌，正是基于這種考慮我意識(shí)到：要向更完美的進(jìn)行一次設(shè)計(jì)，搜集完整的資料，和其他專業(yè)人才的交流是很有必要的。這其中也包括更好的理解本行業(yè)對(duì)該機(jī)器的各種要求，更要從祖國(guó)的高度看待一些大局上的問題更好的處理各種矛盾。
提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來，也必然會(huì)讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。
順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。
因?yàn)橹R(shí)的欠缺，時(shí)間的限制，資料不全等原因，使我的設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重的不足。不過，這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯?，更好的?chuàng)造的最大動(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對(duì)問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為祖國(guó)建設(shè)服務(wù)。
致 謝
本文主要對(duì)拆卸卸壓力機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，首先，我對(duì)液壓有濃厚的興趣。同時(shí)，受我主修專業(yè)的影響，我已經(jīng)習(xí)慣于關(guān)注現(xiàn)階段工程前沿遇到的難題。
此次設(shè)計(jì)雖凝聚著自己的汗水，不能算是我一個(gè)人的成果，沒有導(dǎo)師的指引和贈(zèng)予，沒有朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長(zhǎng)肯定會(huì)大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個(gè)字符，涌上心頭的不是長(zhǎng)途跋涉后抵達(dá)終點(diǎn)的欣喜，而是源自心底的誠(chéng)摯謝意。
首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)一個(gè)多月，從選題、開題答辯到繪制裝配圖、零件圖，完成說明書。其間每一個(gè)過程他都給予了很多的指導(dǎo)，花費(fèi)了很多的心血，使我最后圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在悉心教導(dǎo)的這段時(shí)間里，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的知識(shí)，正直的人格，給我留下了極為深刻的印象，為我今后的工作、生活樹立了良好的榜樣。
再次由衷感謝答辯組的各位老師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情，爭(zhēng)取使自己的人生對(duì)社會(huì)產(chǎn)生些許積極的價(jià)值！
其次，要感謝有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和教師，在我們進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中提供的各種便利條件。
最后，我要感謝我的同學(xué)，他們給予了我無私的愛，對(duì)我的學(xué)習(xí)給予了大力的支持，使我順利的完成了學(xué)業(yè)。
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