1967_小型氣動(dòng)壓力機(jī)的設(shè)計(jì),小型,氣動(dòng)壓力機(jī),設(shè)計(jì) 單位代碼 6030 學(xué)　　號(hào) 080105508 分 類 號(hào) TH 密 級(jí) 秘密 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )小型氣動(dòng)壓力機(jī)的設(shè)計(jì)院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化學(xué) 生 姓 名 王蘊(yùn)寒指 導(dǎo) 教 師 李 長(zhǎng) 詩2012 年 3 月 16 日 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 I 頁小型氣動(dòng)壓力機(jī)摘要小型號(hào)的氣動(dòng)壓力機(jī)，適用于軸類零件，型材的校正和軸套類零件的壓裝。它采用手腳聯(lián)動(dòng)操作，通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)氣壓泵向主油路供氣，通過溢流閥，手動(dòng)換向閥等控制閥對(duì)氣壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓換向，以達(dá)到各種工作狀態(tài)。該氣壓機(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，過濾器等氣壓元件和輔助元件。關(guān)鍵詞：氣壓機(jī)；氣壓系統(tǒng)；調(diào)速往返路 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 II 頁Small pneumatic pressesAbstractSingle-column adjusting press-assembly hydraulic press is a versatile and the machine parts shall apply to the class, type the correct and the kind of parts of the press. It adopted and winding, by hydraulic motor drives the pump to the principaloil supply, the overflow from the valve stem control valve manual crossover wait for the hydraulic system to a regulated pressure crossover to achieve the state.The hydraulic compact structure, sensitive, speed, energy consumption, low noise, and journeys are within the prescribed scope of any regulation, a simple operation. in the design of information and evidence by reference to design the size of the jug, the drafting of a schematic diagram. by hydraulic pressure and flow of the size of a hydraulic motor pump, filters, etc, control valve, hydraulic components and auxiliary units.Key words：Hydraulic press；Hydraulic system；Velocity circuit 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 III 頁I 緒論 ..............................................................11.1 課題背景 ......................................................11.2 發(fā)展趨勢(shì) ......................................................11.3 研究意義 ......................................................12.氣壓機(jī)的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇 ............................................23 工況分析 ..........................................................33.1 動(dòng)力（負(fù)載）分析及負(fù)載循環(huán)圖 ..................................33.1.1 摩擦負(fù)載 ...................................................33.1.2 慣性負(fù)載 ...................................................33.1.3 工作負(fù)載 ...................................................43.1.4 負(fù)載循環(huán)圖 .................................................43.2 運(yùn)動(dòng)分析及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 ..........................................43.2.1 位移循環(huán)圖 .................................................44.確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) ..............................................54.1 確定液壓缸幾何尺寸 ............................................54.2 計(jì)算氣壓缸所需流量 ............................................74.3 計(jì)算系統(tǒng)所需的壓力 ............................................74.4 繪制沖壓機(jī)主缸工況圖 ..........................................74.5 氣壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)材料及技術(shù)要求 ............................94.5.1 氣壓缸的基本參數(shù) ...........................................94.5.2 氣壓缸的類型和安裝方式 .....................................94.5.3 氣壓缸的主要零件及技術(shù)要求 .................................94.6 氣壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 .........................................104.6.1 計(jì)算氣壓缸的厚度 ..........................................104.6.2 氣壓缸油口的計(jì)算 ..........................................114.6.3 缸底厚度的計(jì)算 ............................................114.7 氣壓缸的校核 .................................................114.7.1 氣壓缸中背壓力的校核 ......................................124.7.2 活塞桿的校核 ..............................................125 擬訂氣壓原理圖 ...................................................126 氣壓元件的選擇 ...................................................136.1 氣壓泵的選擇 .................................................136.1.1.確定泵的最大工作壓力 .....................................146.1.2 確定氣壓泵的流量 ..........................................146.1.3 選擇氣壓泵的規(guī)格 ..........................................146.1.4 確定驅(qū)動(dòng)氣壓缸的功率 ......................................146.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 .................................................156.3 控制閥的選擇 .................................................156.4 管道（導(dǎo)管）的選擇 ...........................................166.6 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) .................................................16 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 IV 頁7 氣壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 ...............................................177.1 管路系統(tǒng)壓力損失 .............................................177.2 氣壓沖擊的計(jì)算 ...............................................177.3 氣壓系統(tǒng)熱分析 ...............................................187.3.1 氣壓泵功率損失產(chǎn)生的熱流量（熱量） ........................187.3.2 氣壓系統(tǒng)的散熱計(jì)算 ........................................188 限程裝置的設(shè)計(jì) ...................................................199 機(jī)架的設(shè)計(jì) .......................................................209.1 機(jī)架材料的選擇 ...............................................209.2 肋的作用 .....................................................2110 氣壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 ............................................2110.1 氣壓系統(tǒng)的安裝 ..............................................2110.1.1 安裝前的準(zhǔn)備工作 .........................................2110.1.2 管子加工 .................................................2110.2 氣壓系統(tǒng)的調(diào)試 ..............................................2210.2.1 調(diào)試前的檢查 .............................................2210.2.2 啟動(dòng)氣壓泵 ...............................................2210.2.3 系統(tǒng)排氣 .................................................2210.2.4 系統(tǒng)耐壓實(shí)驗(yàn) .............................................2210.2.5 負(fù)載試車 .................................................22參考文獻(xiàn) ...........................................................24致謝 ...............................................................25 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁緒論1.1 課題背景氣壓傳動(dòng)開始應(yīng)用于十八世紀(jì)末，但在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用的時(shí)間比較短。有大幅度的發(fā)展也就在近 50 年。因此，與其它傳動(dòng)方式比還是一項(xiàng)年輕的技術(shù)。當(dāng)今液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、起重運(yùn)輸、冶金工業(yè)、農(nóng)用機(jī)械，輕工業(yè)和機(jī)床工業(yè)。隨著氣壓技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓技術(shù)也廣泛應(yīng)用在高科技高精度的行業(yè)，如機(jī)床行業(yè)。它能代替人們一部分頻繁而笨重的勞動(dòng)，能在條件惡劣的環(huán)境中工作。特別在數(shù)控機(jī)床這類要求精度較高的領(lǐng)域有著不可代替的作用，出現(xiàn)了液壓傳動(dòng)的自動(dòng)化機(jī)床，組合機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線等。在國(guó)防工業(yè)中，如飛機(jī)，坦克、火炮等都普遍采用了氣壓傳動(dòng)裝置和液壓控制裝置。1.2 發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)今研究的主要內(nèi)容是高壓粘性流體在密閉容器中流動(dòng)規(guī)律和系統(tǒng)中承受高壓的粘性流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。氣壓壓系統(tǒng)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其有著體積小，重量輕，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，工作壽命長(zhǎng)，液壓元件易于通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的特點(diǎn)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，處于新興技術(shù)的液壓系統(tǒng)在近些年得到了大幅度的發(fā)展，還有著廣泛的發(fā)展空間。它正向高壓化、高速花、集成化、大流量、大功率、高效率、長(zhǎng)壽命、低噪音的方向發(fā)展。液壓傳動(dòng)可以用很小的功率控制速度、方向。使用適當(dāng)?shù)墓?jié)流技術(shù)可使執(zhí)行元件的精度達(dá)到最高。其布局安裝有很大的靈活性，同體積重量比卻比其他機(jī)械小的多。因此能構(gòu)成其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動(dòng)。采用適當(dāng)?shù)墓?jié)流技術(shù)可使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度十分平穩(wěn)。經(jīng)過五周的畢業(yè)實(shí)習(xí)，讓我們學(xué)到了很多以前沒有學(xué)到的知識(shí)，也讓以前學(xué)到的書本上的知識(shí)和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)相結(jié)合，讓我門的專業(yè)知識(shí)有了進(jìn)一步提高。特別是對(duì)液壓系統(tǒng)有了更深的了解。在此基礎(chǔ)上我們進(jìn)一步分析 Y41 系列單柱校正壓裝液壓機(jī)。它是一種多功能的中小型液壓機(jī)床，適用于軸類零件、型材的校正和軸套類零件的壓裝。通過觀察測(cè)繪，進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我對(duì)設(shè)計(jì)多次改進(jìn)，通過查閱相關(guān)資料手冊(cè)，并多次向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，對(duì)以前不懂的知識(shí)有了更好的認(rèn)識(shí)。通過這次設(shè)計(jì)，我把大學(xué)所學(xué)的知識(shí)穿了線，知道了各知識(shí)之間的聯(lián)系，對(duì)以后的工作有了很大的幫助。1.3 研究意義目前沖壓機(jī)床的傳動(dòng)方式主要有：液壓式、氣壓式、電動(dòng)式和機(jī)械傳動(dòng)方式等。傳動(dòng)裝置的選擇正確與否，直接決定著沖壓機(jī)的好壞。（1）液壓傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速；氣體粘性小阻力 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁損失小，流速快，防火防爆。但是空氣易于壓縮，負(fù)載對(duì)傳動(dòng)特性的影響大，不易在低溫環(huán)境下工作?？諝獠灰妆幻芊?，傳動(dòng)功率小。（2）電氣傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)方便，信號(hào)傳遞迅速，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，缺點(diǎn)是平穩(wěn)性差，易受到外界負(fù)載影響。慣性大，換向慢，電氣設(shè)備和元件要耗用大量的有色金屬。成本高，受溫度、濕度、震動(dòng)、腐蝕等環(huán)境的影響大。（3）機(jī)械傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，操作簡(jiǎn)單，負(fù)載對(duì)傳動(dòng)特性幾乎沒有影響。傳動(dòng)效率高，制造容易和維護(hù)簡(jiǎn)單。但是，機(jī)械傳動(dòng)一般不能進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，遠(yuǎn)距離操作困難，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜等。（4）氣壓傳動(dòng)與以上幾種傳動(dòng)方式比較有以下優(yōu)點(diǎn)：獲得力和力矩很大，體積小，重量輕，能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，工作壽命長(zhǎng)，易于通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。它有很廣闊的發(fā)展空間。從各方面考慮，液壓傳動(dòng)系列較其他各傳動(dòng)方式有更廣闊的研究空間及發(fā)展空間。所以，此次設(shè)計(jì)將采用液壓傳動(dòng)。2. 氣壓機(jī)的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇當(dāng)決定采用氣壓傳動(dòng)時(shí)，其設(shè)計(jì)步驟大體可分以下幾步：（1）明確設(shè)計(jì)依據(jù)進(jìn)行工況分析。（2）確定氣壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。（3）擬訂氣壓系統(tǒng)原理圖。（4）氣壓元件及液壓油的選擇。（5）氣壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算。（6）繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件。設(shè)計(jì)一臺(tái)氣壓機(jī)，其工作循環(huán)為：下行，快速退回。由設(shè)計(jì)題目及已知參數(shù)可確定：沖壓力 ：100 噸=100×1000×9.8=0.98×10 NFW 6生產(chǎn)率：4 次/分=1 次/15 秒工作行程：250mm最大沖壓厚度：10mm滑塊的重量 ：1.0×10 N G4根據(jù)工藝要求，快速下降所用的時(shí)間為 5s，運(yùn)行的距離為 240mm。工進(jìn)所用的時(shí)間為 1s，運(yùn)行的距離為 10mm?？焱朔祷氐臅r(shí)間為 3s，其運(yùn)行的距離為250mm。得到各個(gè)工藝路線的速度參數(shù)如下： 快速下行： 行程：240mm 速度：48mm/s減速下壓： 行程：10mm 速度：10mm/s 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁快 退： 行程：250mm 速度：73mm/s單次循環(huán)的總時(shí)間是：5+1+3=9s氣壓缸采用 O 型密封圈。其機(jī)械效率一般為 0.9---0.95 之間，本液壓缸的效率?。?η =0.9m3 工況分析設(shè)計(jì)開始時(shí)，應(yīng)該首先明確以下幾個(gè)問題：（1）弄清主機(jī)結(jié)構(gòu)和總體布局（2）明確主機(jī)對(duì)氣壓系統(tǒng)的性能要求（3）明確主機(jī)的工作條件（4）明確氣壓系統(tǒng)與其它傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的分工配合、布置和相應(yīng)的控制關(guān)系。（5）了解搜集同類型機(jī)器的有關(guān)技術(shù)資料3.1 動(dòng)力（負(fù)載）分析及負(fù)載循環(huán)圖動(dòng)力分析就是一部機(jī)器在工作過程中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力情況。由于工作機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽缸必須克服的外負(fù)載為：= + + Fefi（3—1）式中 -----工作負(fù)載e-----摩擦負(fù)載f------慣性負(fù)載i3.1.1 摩擦負(fù)載摩擦負(fù)載就是氣壓缸驅(qū)動(dòng)工作時(shí)所需要克服的機(jī)械摩擦阻力。由于詳細(xì)計(jì)算比較煩瑣，一般將它算入氣壓缸的機(jī)械效率 η 中考慮。在cm這里不用考慮摩擦負(fù)載。3.1.2 慣性負(fù)載慣性負(fù)載即運(yùn)動(dòng)部件在啟動(dòng)和制動(dòng)過程中的慣性力。 計(jì)算公式為： = = · （N） FiagGtv?（3—2）式中 ——運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量 （kg）m——運(yùn)動(dòng)部件的加速度 （mm/s ）a2——運(yùn)動(dòng)部件的重量 （N）G——重力加速度 （mm/s ）g——速度變化值 （mm/s）?v——啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，由經(jīng)驗(yàn)可得 =0.5st ?t 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁沖頭啟動(dòng)和制動(dòng)的加速或減速都在 0.5 秒內(nèi)完成。則啟動(dòng)時(shí)： = = ·FimagGtv?制動(dòng)時(shí)： = = ·i3.1.3 工作負(fù)載壓力機(jī)沖頭上負(fù)載分為兩個(gè)階段：第一階段負(fù)載力緩慢的線增加，在達(dá)到最大沖壓力 5%左右。第二階段負(fù)載力急劇上升到最大沖壓力。因此工作負(fù)載為：初壓階段上升到 = ×5%=9.8×10 ×5%=0.49×10 NF1w55終壓階段上升到 =沖壓力 =0.98×10 N263.1.4 負(fù)載循環(huán)圖圖 3—1 壓力機(jī)的負(fù)載循環(huán)圖3.2 運(yùn)動(dòng)分析及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖運(yùn)動(dòng)分析，就是研究一臺(tái)機(jī)器按工藝要求以怎樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完成一個(gè)工作循環(huán)。3.2.1 位移循環(huán)圖根據(jù)已知條件，快速下行時(shí)，行程為 240mm，速度 48mm/s ，時(shí)間 5s。慢速下降時(shí)行程 10mm，速度 10mm/s，時(shí)間 1s?？焱耸切谐虨?250mm 速度 73mm/s，時(shí)間 3s。3.2.2 速度循環(huán)圖 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁圖 3—2 壓力機(jī)的速度循環(huán)圖4.確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)4.1 確定液壓缸幾何尺寸在單活塞桿的氣壓缸中活塞工進(jìn)（受壓）時(shí)， = — = /η FP1A2FWm（4—1） P12V2Dd圖 4—1 活塞工進(jìn)受壓示意圖活塞快退（受拉）時(shí)， = — = FP1A2 A1mG?（4—2） 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁P(yáng)12VDd圖 4—2 活塞工進(jìn)受拉示意圖式中 ——?dú)鈮焊椎墓ぷ髑粔毫Γ∕Pa）1——?dú)鈮焊椎幕貧馇粔毫Γ∕Pa）P2= /4——?dú)鈮焊谉o桿腔有效面積（mm ）A1D?2= （ — ）/4— —有桿腔的有效面積（ mm ）22d2——活塞直徑（mm）——活塞桿直徑（mm）d——?dú)鈮焊椎墓ぷ餍?m根據(jù)資料文獻(xiàn)查得，工作壓力 =20——32MP。參考同類機(jī)械的設(shè)計(jì)和加P1工的經(jīng)驗(yàn)，這里工作壓力 取 32MPa。1背壓力 =0.5---1.5MP。參考同類機(jī)械的設(shè)計(jì)和加工的經(jīng)驗(yàn)，這里背壓P2力 取 1MPa。2= i12v（4—3）活塞桿在快進(jìn)和快退中受力幾乎為零或是自重的大小。只在沖壓工件時(shí)受到的作用力較大，即汽缸的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)在該工步中去計(jì)算。由參考文獻(xiàn) [2]中查得下表：表 4—1 汽缸常用往返速比i1.1 1.2 1.33 1.46 1.61 2.0Dd0.3 0.4 0.5 0.55 0.62 0.7由相近原理： =0.7一般，汽缸在工進(jìn)狀態(tài)下工作，其活塞面積為：=（ + ）/ A1FP2AP1（4—4）= /4 1?D2（4—5）= （ — ）/4 A22d（4—6） 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁由公式（4—4） （4—5） （4—6）得={4 / [ — （1 — / ）]}DF?P2d2D2/1根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]表 43.6—26 和表 43.6—27 對(duì) D 和 d 進(jìn)行調(diào)整可得 D 和 d從而可得 和A124.2 計(jì)算氣壓缸所需流量氣壓缸的最大流量：=[ ] （mm /s） QmaxAVmax3（4—7）式中 ——?dú)鈮焊椎挠行娣e（mm 2） A——?dú)鈮焊椎牧魉伲╩m/s）V快進(jìn)所需流量 = 11工進(jìn)所需流量 =22快退所需流量 =Q334.3 計(jì)算系統(tǒng)所需的壓力（1）當(dāng)系統(tǒng)快進(jìn)時(shí)，所需壓力為：= + P1 AF0P2（4—8）式子中 ——工作中的負(fù)載（N）F0——活塞的橫截面積（mm ）A2——背壓力（MPa）2（2）當(dāng)系統(tǒng)處于工進(jìn)時(shí)，所需的壓力為：= / + /2 P1F0AP（4—9）式子中 ——工作中的負(fù)載（N）F0——活塞的橫截面積（mm 2）A——背壓力（MPa）2（3）當(dāng)系統(tǒng)處于快退時(shí)，所需的壓力為：= / + 2 P1F0AP（4—10）式子中 ——工作中的負(fù)載（N）F0——活塞的橫截面積（mm 2）A——背壓力（MPa）24.4 繪制沖壓機(jī)主缸工況圖氣壓缸的工況圖是指氣壓缸壓力循環(huán)圖、流量循環(huán)圖和功率循環(huán)圖。它是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、選擇氣壓泵和閥的依據(jù)。（1）壓力循環(huán)圖 通過最后確定的氣壓元件的結(jié)構(gòu)尺寸，再根據(jù)實(shí)際載荷的大小求出氣壓執(zhí)行元件在其動(dòng)作循環(huán)各階段的工作壓力，然后把他們繪制成P—t 圖。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁（2）流量循環(huán)圖 根據(jù)已定的氣壓缸有效面積或氣壓馬達(dá)的排量，結(jié)合其運(yùn)動(dòng)速度算出他在工作循環(huán)中每一階段的實(shí)際流量，把它繪制成Q—t 圖。若系統(tǒng)中有多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)工作，要把各自的流量圖疊加起來繪制出總的流量循環(huán)圖。（3）功率循環(huán)圖 繪制壓力循環(huán)圖和總流量循環(huán)圖后，即可繪制出系統(tǒng)的功率循環(huán)圖。由前面所設(shè)計(jì)的壓力，流量，可得出如下一個(gè)表格，以便繪制和分析工況圖。表 4—2 負(fù)載壓力流量明細(xì)表工作負(fù)載（N） 工作壓力（MPa） 流量（m /s）3快 啟動(dòng)進(jìn) 勻速工進(jìn)快 勻速退 制動(dòng)10809.8×1051.0×10 42041.0022120.52. 2.2.00422.6×1069.8×1052.4×106有前面所得的數(shù)據(jù)，可繪制出壓力循環(huán)圖（P—t）和流量循環(huán)圖（Q—t）如下：圖 4—1 壓力循環(huán)圖（P—t ） 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁圖 4—2 流量循環(huán)圖（Q—t）通過對(duì)壓力循環(huán)圖和流量循環(huán)圖分析得知：最大流量值 =156×10-3m3/min=0.0026 mm /smax 3最大壓力值 =20.5MPaP4.5 氣壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)材料及技術(shù)要求4.5.1 氣壓缸的基本參數(shù)由以上設(shè)計(jì)得到氣壓缸內(nèi)徑尺寸 =166mm，活塞桿直徑 =44mm。Dd氣壓缸活塞的最大行程系數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]查得 =500mm。 S4.5.2 氣壓缸的類型和安裝方式氣壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，能夠?qū)崿F(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本液壓缸活塞兩端面積差較大，使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)輸出速度及差值較大。所以本氣壓缸采用雙作用無緩沖式。4.5.3 氣壓缸的主要零件及技術(shù)要求（1）缸體氣壓缸缸體的常用材料一般為 20、35、45 號(hào)無縫鋼管，一般情況下均采用45 號(hào)鋼，并調(diào)質(zhì)到 241—285HB。鑄鐵可采用 HT200—HT350 間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。由于球墨鑄鐵具有較高的抗拉強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，也具有良好的塑性和韌性，其屈服度比鋼高。因此，球墨鑄鐵制造承受靜載荷的構(gòu)件比鑄鋼節(jié)省材料，重量也輕。所以本設(shè)計(jì)的氣壓缸采用 PSL 標(biāo)準(zhǔn)氣缸。鑄件需進(jìn)行正火消除內(nèi)應(yīng)力處理。由參考文獻(xiàn) [1]得缸體的技術(shù)要求：缸體的內(nèi)徑因?yàn)轫毰c活塞配合，防止漏油，所以要盡量減少表面粗糙度，○ 1可采用 H8、H9 配合。當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)，Ra 為 0.1—0.4μm，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)，Ra 為 0.2—0.4μm，且均需珩磨。 缸體內(nèi)徑 的圓度公差值可按 9、10、11 級(jí)精度選取，圓柱度公差應(yīng)按○ 2 D8 級(jí)精度選取。缸體端面的垂直度公差可按 7 級(jí)精度選取?！?3缸體與缸頭采用螺紋連接時(shí)，螺紋應(yīng)用 6 級(jí)精度的米制螺紋?！?4當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或軸銷時(shí)，孔徑 或軸徑 的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線垂○ 5 Dd直公差值按 9 級(jí)精度選取。此氣壓缸體的外徑需要與機(jī)架配合，應(yīng)進(jìn)行加工，且與中心線同軸度的要求。裝卸時(shí)需把吊環(huán)螺栓吊起。所以缸體端部選用螺紋連接，螺紋連接徑向尺寸小，質(zhì)量輕，使用廣泛。裝卸需用專用工具，安裝是應(yīng)防止密封圈扭曲。（2）缸蓋本氣壓缸采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套，缸蓋選用 HT200 鑄鐵，導(dǎo)向套選用鑄鐵 HT200，以使導(dǎo)向套更加耐用。（3）活塞氣壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵，灰鑄鐵，鋼及鋁合金等。本設(shè)計(jì)冶壓 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁缸活塞材料選用鋁合金，需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。由參考文獻(xiàn) [1]得活塞的技術(shù)要求：活塞外徑 D 對(duì)內(nèi)孔 d 的徑向跳動(dòng)公差值，按 7、8 級(jí)精度選取?！?1端面 T 對(duì)內(nèi)徑 d 軸線的垂直度公差值，應(yīng)按 7 級(jí)精度選取?！?2外徑 D 的圓柱度公差值，按 9、10、11 級(jí)精度選取?！?3活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)由前可以選用 Y 型密封圈?！?44.6 氣壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算氣壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算包括缸管厚度，油口直徑，缸底厚度等等。4.6.1 計(jì)算氣壓缸的厚度首先利用薄壁筒公式計(jì)算液壓缸的壁厚：= /2[ ]= /（2 / ） ?PyD?y?bn（4—11）式中 ——?dú)鈮焊妆诤穸龋?mm）——實(shí)驗(yàn)壓力（MPa） 。當(dāng) ≤16MPa 時(shí)， =1.5 ；當(dāng)y PPy≥16MPa 時(shí)， =1.25P；所以在此y=1.25 =1.25×20.5=25.625MPaPy——?dú)鈮焊椎膬?nèi)徑（ mm）D[ ]——材料的許用應(yīng)力（MPa）?——材料的抗拉強(qiáng)度，在此取 600（MPa ）?b——安全系數(shù)，在此取 =5nn由公式（4—11）得：= /2[ ]= /（2 / ）Py?yD?b=25.625×250/（2×600/5）=26.7mm因?yàn)楫?dāng) / 〉16 時(shí)，薄壁公式才成立，D?而在此 / =250/26.7=9.4〈16。所以氣壓缸不是薄壁。故此式不成立。再利用中壁計(jì)算公式計(jì)算：=[ /（2.3[ ]- ） ]+ ?Py ?Py?C（4—12）式中 ——?dú)鈮焊妆诤穸龋?mm）——實(shí)驗(yàn)壓力（MPa） 。當(dāng) ≤16MPa 時(shí)， =1.5 ；當(dāng)y Py≥16MPa 時(shí)， =1.25 ；所以在此y=1.25 =1.25×20.5=25.625MPaPy——?dú)鈮焊椎膬?nèi)徑（ mm）D[ ]——材料的許用應(yīng)力（MPa）?——強(qiáng)度系數(shù)，當(dāng)為無縫鋼管時(shí) =1??——計(jì)入壁厚公差和腐蝕的附加厚度，通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度C由公式（4—12）得： 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁=[ /（2.3[ ]- ） ]+ ?PyD?Py?C=[25.625×250/（2.3×120-25.625）×1]+ =6406.25/250.375+=25.6+C由參考文獻(xiàn) [3]里 R5 優(yōu)先系列查得：把 圓整到標(biāo)準(zhǔn)值 =40mm；??缸體的外徑 = +2 =250+2×40=330mmD14.6.2 氣壓缸油口的計(jì)算氣壓缸口的直徑計(jì)算應(yīng)根據(jù)活塞最高的速度 V 和油口最高流速度而定。當(dāng)氣口是進(jìn)氣口時(shí)：=0.13 （ / ） d0V02/1（4—13）式中 ——?dú)鈮焊子涂谥睆剑╩m）0——?dú)鈮焊變?nèi)徑（ mm）D——?dú)鈮焊鬃畲筝敵鏊俣龋╩m/s）V——油口的液流速度（mm/s）0根據(jù)文獻(xiàn) [5]，氣壓缸的進(jìn)油液流速度 =2000mm/s；V0由公式（4—13）得：=0.13×250×（3.6/2）d0 2/1=43.6mm取一整數(shù) =50mm 當(dāng)氣口是進(jìn)油口時(shí)：根據(jù)文獻(xiàn)[5]，氣壓缸的進(jìn)氣體流速度 =5000mm/s；V0由公式（4—13）得：=0.13×250×（3.6/5）d0 2/1= 27.6 取一整數(shù) =32mm 4.6.3 缸底厚度的計(jì)算本設(shè)計(jì)采用缸底無氣孔，所以采用公式：=0.433 （ /[ ]） hDPy?2/1（4—14）式中 ——?dú)鈮焊變?nèi)徑（ mm）——實(shí)驗(yàn)壓力（MPa）Py——缸底厚度（mm）h[ ]——缸底材料的許用應(yīng)力（mm/s）?由公式（4—14）得：=0.433×0.25×（20.5/120） 2/1=45mm參考同類氣壓缸的制造經(jīng)驗(yàn)取 =50mmh 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁4.7 氣壓缸的校核4.7.1 氣壓缸中背壓力的校核背壓力 是用來平衡在液壓系統(tǒng)不工作時(shí)活塞桿自重的。P2由牛頓第一定律： [ ] = P2AG（4—15）式中 [ ]——系統(tǒng)需要的最少背壓力（MPa）2——活塞桿截面積（mm 2）A——滑塊重量（N）G如果[ ]〈 =1MP，即背壓力滿足要求。P22由公式（4—15）得：[ ]= / =1.0×10 /0.024=0.42MPaA24[ ]=0.42MPa〈1MPa2所以，該氣壓系統(tǒng)的背壓力滿足要求。4.7.2 活塞桿的校核校合活塞桿可用公式：≥（4 / [ ]） 。 dF??2/1（4—16）式中 ——活塞桿的作用力（ N）F[ ]——活塞桿材料的許用應(yīng)力（MPa）?由公式（4—16）得：=（4×0.98×10 / ×120）d6?2/1=102mm＜ =180mmD所以活塞桿直徑滿足要求。5 擬訂氣壓原理圖氣壓系統(tǒng)循環(huán)圖是表示系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣，他是以簡(jiǎn)圖的形式全面的具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)中提出的技術(shù)和其他方面的要求。要擬訂一個(gè)比較完善的液壓系統(tǒng)，就必須對(duì)各種基本回路、典型液壓系統(tǒng)有全面深刻的了解。 根據(jù)以上分析及參考同類設(shè)備的液壓原理圖，擬訂本設(shè)計(jì)的氣壓原理圖如下： 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁圖 5—1 氣壓系統(tǒng)原理圖1.電動(dòng)機(jī) 2.過濾器 3.柱塞變量泵 4.調(diào)壓閥 5.溢流閥 6.換向閥7.壓力表 8.順序閥 9.氣壓缸流量原理圖說明：電動(dòng)機(jī) 1 帶動(dòng)柱塞變量泵 3 向主氣路供氣，可以通過溢流閥 5 和調(diào)壓閥 4 對(duì)氣壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓，使壓力表 7 的值到系統(tǒng)需要的壓力，利用換向閥 6 進(jìn)行換向。如果處于中間位置，系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)；如果腳踩腳踏板，滑閥右移，換向閥實(shí)現(xiàn)左位功能，氣缸上腔進(jìn)氣，活塞桿下降運(yùn)動(dòng)，完成工藝中的工進(jìn)工序；如果手抬操縱手柄，滑閥左移，換向閥實(shí)現(xiàn)右位功能，氣缸下腔進(jìn)氣，活塞桿實(shí)現(xiàn)上升動(dòng)作，完成工序中的快退。6 氣壓元件的選擇6.1 氣壓泵的選擇氣壓泵是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換元件。在設(shè)計(jì)氣壓傳動(dòng)中，氣壓泵作為動(dòng)力元件向液壓系統(tǒng)提供氣壓能。氣壓泵工作的基礎(chǔ)條件是：（1） 必須具備一個(gè)密封油腔，而且密閉空腔的容積在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中應(yīng)不斷變化。（2）泵的吸氣是靠彈簧克服摩擦力的阻力、推力推動(dòng)活塞下移而實(shí)現(xiàn)的，這樣的泵具有自吸能力。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁6.1.1.確定泵的最大工作壓力 P氣壓泵的最大工作壓力，由下式確定：≥ + 1??（6—1）式中 ——?dú)鈮焊谆蛞簤厚R達(dá)最大工作壓力（MPa）P1——由氣壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)進(jìn)口之間的管路沿程?阻力損失和局部阻力損失之和。這些阻力損失只有在液壓元件選定后，并繪出管路布置圖才能計(jì)算。在初算時(shí)按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單，流速不大的取 =0.2—0.5MPa；管路復(fù)雜，流速較大的?P取 =0.5—1MPa。該系統(tǒng)取 =0.5MPaP由公式（6—1）得： =20.5+0.5=21MPa；6.1.2 確定氣壓泵的流量 和排量 ；Qqp當(dāng)多氣壓缸（或馬達(dá)）同時(shí)動(dòng)作時(shí)，氣壓泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)液壓缸（或馬達(dá)）所需的最大流量。并應(yīng)考慮到系統(tǒng)的漏損和液壓泵磨損后容積效率的下降。即有下式計(jì)算氣壓泵的流量公式：≥ （∑ ） （mm /s） PKmax 3（6—2）式中 ——系統(tǒng)泄漏系數(shù)。一般取 1.1—1.3。大流量取小值，小流量取大值。該系統(tǒng)取 =1.1（∑ ） ——同時(shí)動(dòng)作的氣壓缸（或馬達(dá)）的最大流量（mm /s） ；可Qmax 3以從 Q—t 圖上查得。對(duì)于工作過程始終用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，在確定流量時(shí)，尚需加上溢流閥的最小流量，一般取 5×104 mm /s3由 Q—t 圖得到氣壓缸所需最大流量∑ 156×103/min；max由公式（6—2）得：≥1.1×156=172×10 3/min；P此氣壓系統(tǒng)采用液壓變 轉(zhuǎn)速為 1500r/min；排量 = /1500 qp由公式（6—2）得：=172/1500=0.115L/min=115mm3/r；6.1.3 選擇氣壓泵的規(guī)格按已算出的最大工作壓力和流量，得出氣壓泵的額定壓力= （1+25%）=26.25MPa。查閱文獻(xiàn) [9]，選則氣壓泵的型號(hào)為 SCY14—Pp?1B；排量 160mm3/r；轉(zhuǎn)速 1500r；額定壓力 32N；額定流量得：160×1500/1000=240 ×103/min，這里選 250×103/min；6.1.4 確定驅(qū)動(dòng)氣壓缸的功率由于本機(jī)器采用閉合式液壓系統(tǒng)，壓力損失很小，可以忽略不記。這一點(diǎn) 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁可以在后邊的系統(tǒng)驗(yàn)算中得到準(zhǔn)確的驗(yàn)證。所以氣壓泵的輸出功率用下式計(jì)算：= NPQ（6—3）式中 ——?dú)鈮罕玫妮敵龉β剩╧w）——?dú)鈮焊讐毫Γ∕Pa）——?dú)鈮罕玫牧髁浚╩m /s）3（1）氣壓缸處于啟動(dòng)時(shí)由 160SCY14-1B 型號(hào)液壓泵的壓力、流量曲線圖可得： =0.002m3/s,Q所以由公式（6—3） ，得：=（ ）NAG/Q=（1.0×10 /0.049）×0.002=0.4082kw4（2）氣壓缸壓力達(dá)到最大值時(shí)（即到達(dá)系統(tǒng)最高壓力時(shí)）由 160SCY14-1B 型號(hào)氣壓泵的壓力、流量曲線圖可得： =0.3×103mm3/s,所以由公式（6—3） ，得：=32×10 ×0.3×10 =9.6kwN63?（3）氣壓缸處于快退時(shí)由 160SCY14-1B 型號(hào)氣壓泵的壓力、流量曲線圖可得:=0.8×103mm3/s,Q所以由公式（6—3） ，得：=2.2×10 ×0.8×10 =1.76kw63?因此，選出氣壓泵的最大輸出功率 =9.6kw。N6.2 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種，如無特殊說明時(shí)，一般選擇交流。選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形成應(yīng)根據(jù)電源種類（交流或直流） ，工作條件（環(huán)境、溫度、空間、位置等，載荷的大小和性質(zhì)的變化，過載情況等） ，啟動(dòng)性能和啟動(dòng)、制動(dòng)正反轉(zhuǎn)的頻率程度等條件來選擇。Y 系列三相籠式異步電動(dòng)機(jī)是一般用途的的全封閉式鼠籠三相異步電動(dòng)機(jī)。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，因此本設(shè)計(jì)選用此電動(dòng)機(jī)。根據(jù)所求得到的氣壓泵的功率，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行選擇，根據(jù)參考文獻(xiàn) [4]本設(shè)計(jì)可選電動(dòng)機(jī) Y160M—4，其額定功率為 11kw，轉(zhuǎn)速為 1460r/min。6.3 控制閥的選擇選擇控制閥應(yīng)按額定壓力、最大流量、動(dòng)作方式、安裝固定方式、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和工作壽命來選擇。1. 應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，一般不使用自行設(shè)計(jì)專用的控制閥。 2. 一般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實(shí)際通過的流量大一些。必要時(shí)允許通過閥的最大流量超過其額定流量的 20%。3. 應(yīng)注意單桿液壓缸由于面積差形成不同回油量對(duì)控制閥正常工作的影響。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁方向控制閥主要有手動(dòng)換向閥，機(jī)動(dòng)換向閥，電磁換向閥等幾種形式。由前面所分析，本課題設(shè)計(jì)的機(jī)器所用的換向閥為手動(dòng)換向閥。手動(dòng)換向閥是利用手動(dòng)桿來操控的方向控制閥。該閥根據(jù)定位方式的不同，有彈簧復(fù)位式和鋼球定位式兩種結(jié)構(gòu)。對(duì)手動(dòng)控制閥的操作是通過桿機(jī)構(gòu)在遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)的。由于以上分析可得選用三位四通手動(dòng)換向閥。液壓機(jī)在不同工作狀態(tài)下要求換向閥處于中位。主要參數(shù)如下：閥芯的最大位移量是 36mm，取中間為中位，那么-6＜ ＜6 時(shí)閥S芯處于中位，當(dāng) ＞6 時(shí)，閥芯處于閥體左端，換向閥處于左端，液壓缸下降S運(yùn)動(dòng)，完成快進(jìn)和工進(jìn)工藝。當(dāng) ＜-6 時(shí)，閥芯處于閥體右端，換向閥處于右S端，液壓缸上升運(yùn)動(dòng)，完成快退工藝。即閥芯的左右位置為±18mm。由于本氣壓系統(tǒng)中要的是三個(gè)位置的換向閥，在這里簡(jiǎn)單介紹下三位四通換向閥的功能。1. 三位四通換向閥處于中位，換向閥四個(gè)氣口互通，此時(shí)，該氣壓泵處于卸荷狀態(tài)。2. 三位四通換向閥處于左端，油口 P 與 A 之間相通，B 與 O 之間相通，活塞桿下降動(dòng)作，完成工進(jìn)工序。3. 三位四通換向閥處于右端，油口 P 與 B 之間相通，A 與 O 之間相通，活塞桿上升動(dòng)作，完成快退工序。 （如圖 6—1）圖 6—1 三位四通手動(dòng)換向閥參考同類機(jī)械的選擇，查閱參考文獻(xiàn) [9]，選擇換向閥的型號(hào)為：4S—H。6.4 管道（導(dǎo)管）的選擇 選擇管道的主要內(nèi)容是根據(jù)壓力損失，發(fā)熱量和氣壓沖擊，合理確定管道內(nèi)徑、壁厚和材料。在氣壓傳動(dòng)中常用的管子有鋼管、鐵管、膠管、尼龍管和塑料管等，該設(shè)計(jì)管道選擇 45 號(hào)無縫鋼管。6.6 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采用各種不同的措施，使之具有一定的相對(duì)位移的性能。A BP O 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁彈性聯(lián)軸器利用彈簧元件的彈性變形來補(bǔ)償兩軸之間的相對(duì)位移，而可動(dòng)元件之間的間隙小，特別是那些需要經(jīng)常啟動(dòng)和逆轉(zhuǎn)的傳動(dòng)。于是電動(dòng)機(jī)出來后直接相連的就是液壓泵，它們之間就必須是彈性聯(lián)結(jié)，使用一個(gè)有彈性元件的聯(lián)軸器。根據(jù)參考文獻(xiàn) [8]表 41.5—29，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)為 HL5 型。7 氣壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算氣壓系統(tǒng)在初步設(shè)計(jì)時(shí)，各種參數(shù)都是靠經(jīng)驗(yàn)估計(jì)出來的，當(dāng)回路形式，液壓元件及連接等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況，對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析，對(duì)于一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來說，主要是進(jìn)一步確切的計(jì)算液壓回路的各段壓力損失、壓力沖擊和發(fā)熱升溫等方面。以便使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加完善與可靠。7.1 管路系統(tǒng)壓力損失當(dāng)系統(tǒng)元件，輔件規(guī)格，系統(tǒng)管路尺寸確定后，即可進(jìn)行系統(tǒng)壓力損失計(jì)算。它包括管路的沿程壓力損失△P ，局部壓力損失△P 及閥類元件的局部損1l 2l失△P 。v即= + + ?P1l2l?Pv（7—1）式中 = / × /2 1l?Ld?v2（7—2）= /2 ?2l?v2（7—3）= （ / ） ?PvnQn2（7—4）式中 ——管道長(zhǎng)度（ mm）L——管道內(nèi)徑（mm）d——?dú)饬鞯钠骄俣龋╩m/s）v——?dú)鈮河偷拿芏龋╧g/mm ）?3——沿程阻力系數(shù)?——局部阻力系數(shù)?——閥的額定流量（mm /s）Qn 3——通過閥的實(shí)際流量（mm /s）——閥的額定壓力損失（MPa）?Pn管道內(nèi)的局部壓力損失是通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失，以及通過控制閥的局部壓力損失之和。由于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的管路沒有多少折管和管接頭。這一部分的壓力損失很小，幾乎為零。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁7.2 氣壓沖擊的計(jì)算在氣壓系統(tǒng)中，當(dāng)迅速的換向或關(guān)閉氣路突然使流速改變時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生壓力的劇烈變化，這就是氣壓沖擊現(xiàn)象，氣壓沖擊大的系統(tǒng)要安裝液壓緩沖裝置。通過分析本氣壓系統(tǒng)，該氣壓系統(tǒng)的最大沖擊發(fā)生在氣壓系統(tǒng)突出關(guān)閉的時(shí)候，當(dāng)液壓系統(tǒng)瞬時(shí)關(guān)閉液流時(shí)，管道內(nèi)最大的液壓沖擊按下式計(jì)算：△ = P??vE/0 ?Ed/10?（7—5）式中 ——?dú)饬靼l(fā)生變化前的流速（mm/s）v——?dú)鈮河偷拿芏龋╧g/m ）?3——油的容積的彈性系數(shù) =1.67×10 MPa；0 03——管道內(nèi)材料的彈性系數(shù) =2.1×10 MPa； EE——管道內(nèi)徑（mm）d——管道的壁厚（mm） ?氣壓沖擊在本系統(tǒng)中不是很明顯，可以不安裝氣壓緩沖裝置。7.3 氣壓系統(tǒng)熱分析氣壓系統(tǒng)的壓力，容積和機(jī)械三方面的損失構(gòu)成總的能量損失。這些能量損失將轉(zhuǎn)化成熱能，使氣壓系統(tǒng)油溫升高，系統(tǒng)油溫過高會(huì)產(chǎn)生下列不良影響：1.使氣壓油的粘度大大降低，泄露增大，溶劑效率下降，并使氣節(jié)流元件的節(jié)流特性變化，造成速度不穩(wěn)。2.引起熱膨脹，使運(yùn)動(dòng)副之間間隙發(fā)生變化，變小的時(shí)候可能造成元件的“卡死” ，失去工作能力，變大的時(shí)候會(huì)造成泄露增大。3.密封軟管和過濾器等輔助元件，有一定的溫度限制。如果溫度超過這個(gè)限制，他們就不能正常工作。4.引起機(jī)器構(gòu)件的熱變形，而破壞其應(yīng)有的精度。7.3.1 氣壓泵功率損失產(chǎn)生的熱流量（熱量）由計(jì)算公式：= （ 1- ） H1N?（7—6）式中 ——?dú)鈮罕玫妮斎牍β剩╧w）——?dú)鈮罕玫男剩?=0.8由公式（7—7）可得 1氣壓油通過閥（孔）時(shí)產(chǎn)生的熱量：=△ H2PQ（7—7）式中 ——通過閥（孔）的壓力降，一般換向閥取 =0.05MPa? ?P——通過閥（孔）實(shí)際流量（mm 3/s） 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁由公式（7—7）可得 H2所以系統(tǒng)產(chǎn)生總的熱量：= +17.3.2 氣壓系統(tǒng)的散熱計(jì)算根據(jù)參考文獻(xiàn) [2]，一般油面高度為油箱高的 0.8 倍（如圖 7—1） 。因?yàn)榍懊娉醪降糜拖涞挠行莘e為 0.3m ，所以 0.8 = 。3Vabh即 =1.25×0.8=1×109mm ；abh取 =500mm， =1000mm， =480mm，H=600mmh一般，取與油箱相接觸的油箱表面積和油面以上的表面和之半作為油箱的有效散熱表面積。根據(jù)文獻(xiàn) [2]可得油箱的散熱面積計(jì)算公式：=（ +2 +2 ）+1/2[ +2（ - ） +2（ - ） ]AabhabHhahb圖 7—1 油箱結(jié)構(gòu)示意圖計(jì)算油箱的散熱功率：= HcKtA?T（7—8）式中 ——油箱散熱系數(shù) w/m . C，由于本設(shè)計(jì)的油箱尺寸比較大，t 20所以采用外置油箱，通風(fēng)良好。根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]， K =50w/m · Ct20——油箱的散熱面積（mm 2）A——油溫與環(huán)境溫度之差 C， =35 C?T0?T0由公式（7—8）得：=50×2.37×35=3360w=4.1475kw；Hc因?yàn)?＞ ，即 4.1475 kw＞2.063 kw所以油箱的散熱已滿足該系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量要求，故不需要另加冷卻器。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁8 限程裝置的設(shè)計(jì)為了活塞運(yùn)動(dòng)到底部時(shí)能方便返回，需要設(shè)計(jì)一個(gè)限程裝置。限程裝置是實(shí)現(xiàn)擋板對(duì)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)距離的限制。到盡頭后實(shí)現(xiàn)換向閥的換向。又因?yàn)楸疽簤簷C(jī)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)工作和人工單次行程工作，所以限程裝置的下檔板應(yīng)該是可調(diào)的。一個(gè)位置是通過連桿機(jī)構(gòu)控制換向閥回到中位。另一位置是通過連桿機(jī)構(gòu)控制換向閥，換到上次相反的位置（右位） 。此部分設(shè)計(jì)和原樣機(jī)設(shè)計(jì)相同，可引用原樣機(jī)的機(jī)構(gòu)，在這里也不做