机械毕业设计94液压缸设计.doc

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****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、结构初型:
根据设计原始依据和设计任务书,查阅有关参考资料设计或选择油缸的结构初型(画图附于说明书中)。
液压缸的安装形式很多,但大致可分为两类:
1)轴线固定类
这类安装形式的液压缸在工作时,轴线位置固定不变。机床上的液压缸大多是采用这种安装形式。
(1)通用拉杆式
在两端缸盖上钻出通孔,用双头螺杆将缸和安装座连接拉紧。一般用于短行程、压力低的液压缸。
(2)法兰式
用液压缸上的法兰将其固定在机器上。法兰设置在活塞杆端的缸头上,外侧面与机械安装面贴紧,这叫头部外法兰式。由于液压缸工作时反作用力的作用,安装螺栓承受液压力的拉伸作用,因而安装螺栓的直径较大,并且要求强度计算。
法兰设置在活塞杆端的缸头上,内侧面与机械安装面贴紧,这叫头部内法兰式。液压缸工作时,安装螺栓受力不大,主要靠安装支承面承受,所以法兰直径较小,结构较紧凑。这种安装形式在固定安装形式中应用得最多。
法兰设置在缸的底部,与机械安装面用螺栓紧固,这叫尾部法兰式。这种安装形式使液压缸悬伸,安装长度较大,稳定性差。
(3)支座式
将液压缸头尾两端的凸缘与支座紧固在一起。支座可置于液压缸左右的径向、切向,也可置于轴向底部的前后端。径向安装时,安装面与活塞杆轴线在同一平面上,液压缸工作时,安装螺栓只承受剪切力;切向和轴向安装时,活塞的轴线与支座底面有一定的距离,安装螺栓既受剪切力,又承受因存在倾翻力矩而产生的弯曲力。切向安装时倾翻力矩比轴向安装时要小一些。
对于支座安装形式,GS3766—:“支座式液压缸如不采用键或销承受剪切力时,则底脚固定螺栓必须经受全部剪切力而不致引起危险”。
2)轴线摆动类
液压缸在往复运动时,由于机构的相互作用使其轴线产生摆动,达到调整位置和方向的要求。安装这类液压缸,安装形式也只能采用使其能摆动