达?矢抾哆拉?
范文一：双作用单杆活塞式液压缸
工作机构的结构特点
双作用单杆活塞式液压缸它主要由缸筒、活塞、活塞杆、缸盖、缸底、活塞杆头及有关辅助装置等组成。活塞把缸简分成左右两腔，借助于压力油的作用，在缸筒内作往复运动。为了提高它的工作效果，在活塞上没有密封环以消除内部泄漏，在活塞杆通过缸盖的地方，由于间隙的存在，容易产生外漏现象，且灰尘可以经该间隙进入缸内，所以设置了密封装置和防尘因。同时为了消除偏心载荷对活塞工作的影响，所有的液压缸都必须在活塞杆伸出端，设置相当长度的导向套。此外在活塞运动速度较快的情况下，活塞与缸底和缸盖产生机械碰撞的现象严重，因此在液压缸的两端，应设置缓冲减速装置。当活塞的运动速度较小而液压缸的尺寸较大时，容易积存大量空气，致使活塞产生爬行和工作不稳定的现象，因此应设置放气装置。耳环分别与视架和执行机构相联。
范文二：双作用单杆活塞式液压缸毕业论文
目 录
设计题目---------------------------------------------------------------------------2 液压缸的选型---------------------------------------------------------------------2
液压缸主要参数的计算
液压缸主要性能参数-----------------------------------------------------2 缸筒内径（缸径）计算--------------------------------------------------2 缸壁壁厚的计算------------------------------------------------------------2 流量的计算------------------------------------------------------------------3 底部厚度计算---------------------------------------------------------------4 最小导向长度的确定------------------------------------------------------4 主要零部件设计与校核
缸筒的设计------------------------------------------------------------------5 缸筒端盖螺纹连接的强度计算-----------------------------------------6 缸筒和缸体焊缝连接强度的计算--------------------------------------6 活塞设计----------------------------------------------------------------------7 活塞的密封-------------------------------------------------------------------8 活塞杆杆体的选择----------------------------------------------------------8 活塞杆强度的校核----------------------------------------------------------8 液压缸稳定性校核----------------------------------------------------------9 活塞杆的导向、密封和防尘---------------------------------------------9 致谢-----------------------------------------------------------------------------10 参考文献------------------------- 一.设计题目
双作用单杆活塞式液压缸设计 主要设计参数：
系统额定工作压力：p= 25（Mpa） 驱动的外负载：F =50（KN) 液压缸的速度比：λ=1.33 液压缸最大行程：L =640 (mm) 液压缸最大伸出速度：λ=4 (m/min) 液压缸最大退回速度：vt =5.32(m/min) 缸盖连接方式：螺纹连接 液压缸安装方式：底座安装 缓冲型式：杆头缓冲 二.液压缸的选型
液压缸是液压装置中将液压能转换为机械能，实现直线往复运动或摆动往复
运动的执行元件。按本课题设计要求，选取主要用于各种工程机械、起重机械及矿山机械等的液压系统的双作用单杆活塞缸液压缸。 三.主液压缸主要参数的计算 1、液压缸主要性能参数：
额定压力：根据设计要求，其额定压力为25MPa，即P=25MPa。
最高允许压力Pmax：也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。 Pmax≤1.5P=37.5MPa
活塞行程：根据设计要求，其行程为800mm.
v??v?1.33?4?5.32
液压缸最大退回速度t(m/min) 2、主液压缸缸筒内径（缸径）计算
根据液压缸的供油压力和负载，缸筒内径D可按下列公式初步计算： 液压缸负载为推力：
D?
m) 式中：F为液压缸实际使用推力，单位为N
P为液压缸的供油压力，一般为系统压力。
根据题目要求，取F为30kN，?为0.65，?为0.8，P为16Mpa并代入公式 则 D?1000?400.6(mm) 又依据手册（D=400mm。 3、缸壁壁厚的计算
先暂取?/D=0.08--0.3,即??(7.2,27)则可按下列公式计算
pmaxD??(mm)
2[?]
式中：D为缸筒内径（m）
p
max为缸筒的最高允许压力（MPa）
[?]为缸筒材料的许用应力（MPa）
由于采用无缝钢管做缸筒（见结构设计部分），查手册有[?]=100--110MPa,取[?]=110MPa，代入上面公式
37.5?0.4
则 ??2?110?57(mm)
由结果可知在所假设的范围内圆整，取为60mm。 活塞杆直径的计算
d主???0.2536m?253.6mm
根据GB/T2346-1993，取标准d顶=250mm
。
1、顶出液压缸主要性能参数：
额定压力：根据设计要求，其额定压力为25MPa，即P=25MPa。
最高允许压力Pmax：也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。 Pmax≤1.5P=37.5MPa
活塞行程：根据设计要求，其行程为800mm.
v??v?1.33?4?5.32
液压缸最大退回速度t(m/min) 2、主液压缸缸筒内径（缸径）计算
根据液压缸的供油压力和负载，缸筒内径D可按下列公式初步计算： 液压缸负载为推力：
D?
m) 式中：F为液压缸实际使用推力，单位为N
P为液压缸的供油压力，一般为系统压力。
根据题目要求，取F为30kN，?为0.65，?为0.8，P为16Mpa并代入公式 则
又依据手册（GB2348-80)对其进行圆整，取D=140mm。 3、缸壁壁厚的计算
先暂取?/D=0.08--0.3,即??(7.2,27)则可按下列公式计算
D?1000?143(mm)
??
pmaxD
(mm) 2[?]
式中：D为缸筒内径（m）
p
max为缸筒的最高允许压力（MPa）
[?]为缸筒材料的许用应力（MPa）
由于采用无缝钢管做缸筒（见结构设计部分），查手册有σ=100--110MPa,取σ
- 2 -
σ=110MPa，代入上面公式
37.5?0.1
则 由
结果可知在所假设的范围内圆整，取为27mm。
活塞杆直径的计算
d?
主??0.083
m根据GB/T2346-1993，取标准d顶=80mm 4、流量的计算
液压缸流量根据下式计算：
当活塞杆外推时v
m=2.4m/min 而活塞的面积： A1=D2×?/4 ?0.1256m2 容积效率：取?v=1
根据公式得到活塞杆外推时的流量：
q1=A1?V快??0.1256?2.4?60?10?3?0.301V1
L/min
因为只使用外推方向，所以回程方向的流量从略。 5、最小导向长度的确定
当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离 H称为最小导向长度。
如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度（间隙引起的挠度）增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。 对一般的液压缸，最小导向长度 H应满足以下要求
H ≥ L/20＋D/2
式中 L ———液压缸的最大行程； D ———液压缸的内径。
800故确定液压缸的导向长度H=20?400
2
?240mm
活塞的宽度B一般取B＝（0．6～1．0）D
- 3 -
??
2?110
故确定活塞宽度B=0.7X400=280mm 缸盖滑动支承面的长度l1
当D＞80 mm时，取l1＝（0.6～1．0）d。 故确定缸盖滑动支承面的长度l1=0.6X50=30mm
为保证最小导向长度 H，若过分增大l1和 B都是不适宜的，在缸盖与活塞之间增加一隔套 K来增加H的值。隔套的长度 C由最小导向长度H决定，即
C＝H－（l1＋B）/2=35mm 四、主要零部件设计与校核 1、缸筒的设计
缸筒的结构与端盖的连接形式、液压缸的用途、工作压力、使用环境以及安装要求等因素有关。端盖分为前端盖和后端盖。前端盖将液压缸的活塞杠（柱塞）腔封闭，并起这位活塞杆导向、防尘和密封的作用。后端盖将缸筒内腔一端封闭，并常常起着将液压缸与其他机构件连接的作用。
缸筒与端盖的连接选用内螺纹形式，该形式体积小，重量轻，结构紧凑。 缸筒材料
缸筒的材料，一般要求有足够的强度和冲击韧性。目前，普遍采用的缸筒的材料是热轧或冷拔无缝钢管。由于缸壁较薄，钢筒直径较小，故采用冷拔无缝钢管，采用通用材料为45钢。 查表可以得到：
?缸筒材料的屈服强度s=484MP； ?缸筒材料的抗拉强度b=610MP；
现在利用屈服强度来引申出：
?选取安全系数n=3.6，则缸筒材料的许用应力[?]=s/n=484/4=121MPa。
缸筒壁厚验算
液压缸的额定压力
??(D12?D2)?p?(MPa)
D12
式中：D1为缸筒外径且： D1=D+2δ（mm）
D为缸筒内径（mm）
D为400mm，D1为454mm，将数值代入公式可得
121?106?[4542?4002] p??27?106Pa2
454
而题目所给p?25MPa?27MPa，符合要求。 2、活塞设计
活塞的材料
由于缸径较小，故选用45钢。 活塞结构的设计
- 4 -
故确定活塞宽度B=0.7X400=280mm
缸盖滑动支承面的长度l1
当D＞80 mm时，取l1＝（0.6～1．0）d。
故确定缸盖滑动支承面的长度l1=0.6X50=30mm
为保证最小导向长度 H，若过分增大l1和 B都是不适宜的，在缸盖与活塞之间增加一隔套 K来增加H的值。隔套的长度 C由最小导向长度H决定，即
C＝H－（l1＋B）/2=35mm
四、主要零部件设计与校核
1、缸筒的设计
缸筒的结构与端盖的连接形式、液压缸的用途、工作压力、使用环境以及安装要求等因素有关。端盖分为前端盖和后端盖。前端盖将液压缸的活塞杠（柱塞）腔封闭，并起这位活塞杆导向、防尘和密封的作用。后端盖将缸筒内腔一端封闭，并常常起着将液压缸与其他机构件连接的作用。
缸筒与端盖的连接选用内螺纹形式，该形式体积小，重量轻，结构紧凑。 缸筒材料
缸筒的材料，一般要求有足够的强度和冲击韧性。目前，普遍采用的缸筒的材料是热轧或冷拔无缝钢管。由于缸壁较薄，钢筒直径较小，故采用冷拔无缝钢管，采用通用材料为45钢。
查表可以得到：
?缸筒材料的屈服强度s=484MP；
?缸筒材料的抗拉强度b=610MP；
现在利用屈服强度来引申出：
?选取安全系数n=3.6，则缸筒材料的许用应力[?]=s/n=484/4=121MPa。
缸筒壁厚验算
液压缸的额定压力
??(D12?D2)?p?(MPa) D12
式中：D1为缸筒外径且： D1=D+2δ（mm）
D为缸筒内径（mm）
D为400mm，D1为454mm，将数值代入公式可得
121?106?[4542?4002] p??27?106Pa2454
而题目所给p?25MPa?27MPa，符合要求。
2、活塞设计
活塞的材料
由于缸径较小，故选用45钢。
活塞结构的设计
活塞根据压力、速度、温度等工作条件来选用密封件的型式，而选定的密封件型式决定了活塞的结构型式。
常见的活塞结构型式分活塞分为整体式和组合式，组合式制作和使用比较复杂，又因密封件的安装要求不是很高，而且缸径较小，故采用整体式活塞的结构型式，其密封件和导向环分槽安装。
形式如下图：
活塞的宽度一般由密封件、导向环的安装沟槽尺寸来决定，本课题，依据结
构要求与密封件与导向件的结构，取活塞宽度B为280mm
5、活塞的密封
活塞的密封选用准则取决于压力、速度、温度和工作介质等因素。选用应用广泛的O型密封圈，由于工作压力大于10MPa，为防止密封圈被挤入间隙而损坏，故选用为副密封件为聚四氟乙烯（PTFE）的挡圈与主密封件组合在一起使用。这种组合式密封圈显著地提高了密封性能，降低了摩擦阻力，无爬行现象，具有良好的动态及静态密封性，耐磨损，使用寿命长、安装沟槽简单、装坼方便。 活塞杆的设计
6、活塞杆杆体的选择
活塞杆的杆体分为实心杆和空心杆。空心杆多用于d/D比值较大或杆体内有位置传感器等场合。而实心杆加工简单，采用较多， 故选用实心杆。
活塞杆的外端是液压缸用以与负载连接的部位，可根据液压缸的安装连接形式有多种结构形式。本课题因液压缸垂直安装且活塞杆下端要装压板，为方便连接，活塞杆外端采用外螺纹（带肩）形式。其外螺纹根据国家标准GB2350-80可选取M45?1.5。
活塞杆材料
1、因为没有特殊要求，所以选用45号钢作为活塞杆的材料，本次设计中活塞杆只承受压应力，所以不用调制处理，但进行淬火处理是必要的，淬火深度可以在0.5—1mm左右。
2、安装活塞的轴颈和外圆的同轴度公差不大于0.01mm，保证活塞杆外圆和活塞外圆的同轴度，避免活塞与缸筒、活塞杆和导向的卡滞现象。安装活塞的轴间端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，保证活塞安装不产生歪斜。
R3、活塞杆外圆粗糙度a选择为0.3?m
4、因为是运行在低载荷情况下，所以省去了表面处理。
7、活塞杆强度的校核
由设计要求有液压缸最大行程L=640mm 已设计活塞杆直径为d=50mm 查手册有校核公式为
d?
?42.9mm 而活塞杆的最小直径为45mm
所以活塞杆满足强度要求
8、液压缸稳定性校核：
假设液压缸只承受轴向载荷，则它所承受的力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载Fk,以免发生纵向弯曲，破坏液压缸正常工作。Fk的值与活塞杆的材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。校
F核公式为：F?k（式中nk为安全系数，取3） nk
查相关手册别结合以设计数据，取Fk=Pmax.A
Fk25?902??/4??53KN?F?50KN 则nk3
所以液压缸的稳定性满足要求。
9、活塞杆的导向、密封和防尘
1、导向环
在液压缸的前端盖内，有对活塞杆导向的内孔,在这对内孔中装导向环。本设计选择非金属导向环，用高强度塑料制成，这种导向环的优点是摩擦阻力小、耐磨、使用寿命长、装导向环的沟槽加工简单，并且磨损后导向环易于更换。
3、防尘
使用DH防尘圈，材料是聚氨酯，既有防尘作用，又有润滑作用。
4、缓冲装置
由设计要求选择的缓冲装置为杆头缓冲，缓冲由杆头和缸底部端盖共同作用。
5、排气装置
液压缸为双作用，故需要两个排气孔，分别设置在缸的两端。均取M16的排气阀，具体尺寸见装配图。
液压缸的安装
由设计要求有安装方式为底座安装，查相关手册，选具体安装方式为底面脚架安装，安装图形如下。
致谢
本学期我独立完成了双作用单杆活塞缸液压缸的设计，通过本次设计的锻炼，使我从中受益匪浅。了解到作为一名合格的设计人员实属不易。不仅需要具备较为全面的专业素质，还要具备吃苦耐劳，敢于创新等优秀品质。
在本次设计的过程中，我得到了很大提升。在设计能力上有了很大提高。借助老师和图书馆的帮助，我的设计比较顺利的完成，由于缺乏经验，设计并不是很完善。
在设计过程中也反映出很多问题，首先是设计经验十分不足，对于实际液压零件的要求和性能不甚了解，对于设计人员遵循的设计流程也不熟悉。另外本次设计的图纸绘制主要基于AutoCAD，在此过程中也多次遇到技术难题，使用制图软件不够熟练，日后我一定会好好学习，加强个人能力的培养。
本次课程设计为我提供了一次难得的机会，是一次对自己本学期所学知识的汇总。本着认真、科学、严谨和提升自我的态度，在老师的细心指导下完成了设计任务。相信在本次设计中所积累的经验和成果会在以后的工作中派上用场。
参考文献
1、陈奎生，《液压与气压传动传动》，武汉理工大学出版社，2001.8
2、成大先.机械设计手册（单行本.液压传动）.北京：化学工业出版社
3、宋学义.袖珍液压气动手册.北京：机械工业出版社，1995
4、雷天觉.新编液压工程手册.北京：北京理工大学出版社，
5、成大先. 机械设计手册(第三版). 北京: 化学工业出版社. 1997
6、机械设计手册[M]. 化学工业出版社. 1982.
范文三：双感化单杆活塞式液压缸设计仿单
目 录
设计题目---------------------------------------------------------------------------2
液压缸的选型---------------------------------------------------------------------2
液压缸主要参数的计算
液压缸主要性能参数-----------------------------------------------------2
缸筒内径,缸径,计算--------------------------------------------------2
缸壁壁厚的计算------------------------------------------------------------2
流量的计算------------------------------------------------------------------3
底部厚度计算---------------------------------------------------------------4
最小导向长度的确定------------------------------------------------------4
主要零部件设计与校核
缸筒的设计------------------------------------------------------------------5
缸筒端盖螺纹连接的强度计算-----------------------------------------6
缸筒和缸体焊缝连接强度的计算--------------------------------------6
活塞设计----------------------------------------------------------------------7
活塞的密封-------------------------------------------------------------------8
活塞杆杆体的选择----------------------------------------------------------8
活塞杆强度的校核----------------------------------------------------------8
液压缸稳定性校核----------------------------------------------------------9
活塞杆的导向、密封和防尘---------------------------------------------9
致谢-----------------------------------------------------------------------------10
参考文献------------------------- 一.设计题目
双作用单杆活塞式液压缸设计 主要设计参数:
系统额定工作压力:p= 25,Mpa, 驱动的外负载:F =50,KN)
液压缸的速度比:λ=1.33 液压缸最大行程:L =640 (mm)
液压缸最大伸出速度:λ=4 (m/min) 液压缸最大退回速度:v=5.32(m/min)t
缸盖连接方式:螺纹连接
液压缸安装方式:底座安装
缓冲型式:杆头缓冲
二.液压缸的选型
液压缸是液压装置中将液压能转换为机械能，实现直线往复运动或摆动往复运动的执行元件。按本课题设计要求，选取主要用于各种工程机械、起重机械及矿山机械等的液压系统的双作用单杆活塞缸液压缸。 三.主液压缸主要参数的计算
1、液压缸主要性能参数:
额定压力:根据设计要求，其额定压力为25MPa，即P=25MPa。
最高允许压力P:也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压max
力。 P?1.5P=37.5MPa max
活塞行程:根据设计要求，其行程为800mm.
vv,,，,,1.3345.32t 液压缸最大退回速度(m/min) 2、主液压缸缸筒内径,缸径,计算
根据液压缸的供油压力和负载，缸筒内径D可按下列公式初步计算:
液压缸负载为推力:
4F1, Dm(),P
式中:F为液压缸实际使用推力，单位为N
P为液压缸的供油压力，一般为系统压力。
,,根据题目要求，取F为30kN，为0.65，为0.8，P为16Mpa并代入公式
则
3 431510，，Dmm,，,1000400.6()6 ，，2510,
又依据手册,GB2348-80)对其进行圆整，取D=400mm。 3、缸壁壁厚的计算
,,,(7.2,27) 先暂取/D=0.08--0.3,即则可按下列公式计算
pDmax,,()mm 2[],
式中:D为缸筒内径,m,
pmax 为缸筒的最高允许压力,MPa,
[,]为缸筒材料的许用应力,MPa,
[,]由于采用无缝钢管做缸筒,见结构设计部分,，查手册有=100--110MPa,
[,]取=110MPa，代入上面公式
37.50.4，,,,57()mm则 2110，
由结果可知在所假设的范围内圆整，取为60mm。
活塞杆直径的计算
34R460010，，22回 dDmmm,,,,,,0.40.2536253.6主6 ,P3.142510，，
根据GB/T2346-1993，取标准d=250mm 顶 。
1、顶出液压缸主要性能参数:
额定压力:根据设计要求，其额定压力为25MPa，即P=25MPa。
最高允许压力Pmax:也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。 Pmax?1.5P=37.5MPa
活塞行程:根据设计要求，其行程为800mm.
vv,,，,,1.3345.32t 液压缸最大退回速度(m/min) 2、主液压缸缸筒内径,缸径,计算
根据液压缸的供油压力和负载，缸筒内径D可按下列公式初步计算:
液压缸负载为推力:
4F1, Dm(),P
式中:F为液压缸实际使用推力，单位为N
P为液压缸的供油压力，一般为系统压力。
,,根据题目要求，取F为30kN，为0.65，为0.8，P为16Mpa并代入公式
则
3 440010，，Dmm,，,1000143()6 ，，2510,
又依据手册,GB2348-80)对其进行圆整，取D=140mm。 3、缸壁壁厚的计算
,,,(7.2,27) 先暂取/D=0.08--0.3,即则可按下列公式计算
pDmax,,()mm 2[],
式中:D为缸筒内径,m,
pmax 为缸筒的最高允许压力,MPa,
[,]为缸筒材料的许用应力,MPa,
由于采用无缝钢管做缸筒,见结构设计部分,，查手册有σ=100--110MPa,取σ
σ=110MPa，代入上面公式
37.50.14，,,,24()mm则 2110，
由结果可知在所假设的范围内圆整，取为27mm。
活塞杆直径的计算
34R425010，，22回 dDmmm,,,,,,0.140.08383主6 ,P3.142510，，
根据GB/T2346-1993，取标准d=80mm 顶 4、流量的计算
液压缸流量根据下式计算:
设计要求中给定了活塞的平均速度:
vm当活塞杆外推时=2.4m/min
而活塞的面积:
2A2D×/4,1,0.1256m=
,容积效率:取=1 v
根据公式得到活塞杆外推时的流量:
AV1，，，快0.12562.460,3q1,，,100.301=L/min ,V1
因为只使用外推方向，所以回程方向的流量从略。 5、最小导向长度的确定
当
活塞杆
全部外
伸时，
从活塞
支承面
中点到
缸盖滑
动支承
面中点的距离 H称为最小导向长度。
如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度,间隙引起的挠度,增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。
应满足以下要求 对一般的液压缸，最小导向长度 H
H ? L/20，D/2
式中 L ———液压缸的最大行程,
D ———液压缸的内径。
800400，,240mm 故确定液压缸的导向长度H=202
活塞的宽度B一般取B,,0,6,1,0,D 故确定活塞宽度B=0.7X400=280mm
缸盖滑动支承面的长度 l1
当D，80 mm时，取,,0.6,1,0,d。 l1
故确定缸盖滑动支承面的长度=0.6X50=30mm l1
为保证最小导向长度 H，若过分增大和 B都是不适宜的，在缸盖与活塞之间l1
增加一隔套 K来增加H的值。隔套的长度 C由最小导向长度H决定，即
C,H,,l，B,/2=35mm 1
四、主要零部件设计与校核
1、缸筒的设计
缸筒的结构与端盖的连接形式、液压缸的用途、工作压力、使用环境以及安装要求等因素有关。端盖分为前端盖和后端盖。前端盖将液压缸的活塞杠,柱塞,腔封闭，并起这位活塞杆导向、防尘和密封的作用。后端盖将缸筒内腔一端封闭，并常常起着将液压缸与其他机构件连接的作用。 缸筒与端盖的连接选用内螺纹形式，该形式体积小，重量轻，结构紧凑。
缸筒材料
缸筒的材料，一般要求有足够的强度和冲击韧性。目前，普遍采用的缸筒的材料是热轧或冷拔无缝钢管。由于缸壁较薄，钢筒直径较小，故采用冷拔无缝钢管，采用通用材料为45钢。
查表可以得到:
,s缸筒材料的屈服强度=484MP,
,b缸筒材料的抗拉强度=610MP,
现在利用屈服强度来引申出:
,,s选取安全系数n=3.6，则缸筒材料的许用应力[]=/n=484/4=121MPa。
缸筒壁厚验算
液压缸的额定压力
22,()DD,,,1 pMPa,()2D1
式中:D为缸筒外径且: D=D+2δ,mm, 11
D为缸筒内径,mm,
D为400mm，D1为454mm，将数值代入公式可得
62212110[454400]，，, 6pPa,,，27102 454
pMPaMPa,,2527而题目所给，符合要求。 2、活塞设计
活塞的材料
由于缸径较小，故选用45钢。
活塞结构的设计
活塞根据压力、速度、温度等工作条件来选用密封件的型式，而选定的密封件型式决定了活塞的结构型式。
常见的活塞结构型式分活塞分为整体式和组合式，组合式制作和使用比较复杂，又因密封件的安装要求不是很高，而且缸径较小，故采用整体式活塞的结构型式，其密封件和导向环分槽安装。
形式如下图:
活塞的宽度一般由密封件、导向环的安装沟槽尺寸来决定，本课题，依据结构要求与密封件与导向件的结构，取活塞宽度B为280mm 5、活塞的密封
活塞的密封选用准则取决于压力、速度、温度和工作介质等因素。选用应用
广泛的O型密封圈，由于工作压力大于10MPa，为防止密封圈被挤入间隙而损坏，故选用为副密封件为聚四氟乙烯,PTFE,的挡圈与主密封件组合在一起使用。这种组合式密封圈显著地提高了密封性能，降低了摩擦阻力，无爬行现象，具有良好的动态及静态密封性，耐磨损，使用寿命长、安装沟槽简单、装坼方便。
活塞杆的设计
6、活塞杆杆体的选择
活塞杆的杆体分为实心杆和空心杆。空心杆多用于d/D比值较大或杆体内有位置传感器等场合。而实心杆加工简单，采用较多， 故选用实心杆。
活塞杆的外端是液压缸用以与负载连接的部位，可根据液压缸的安装连接形式有多种结构形式。本课题因液压缸垂直安装且活塞杆下端要装压板，为方便连接，活塞杆外端采用外螺纹,带肩,形式。其外螺纹根据国家标准GB2350-80
，可选取M451.5。
活塞杆材料
1、因为没有特殊要求，所以选用45号钢作为活塞杆的材料，本次设计中活塞杆只承受压应力，所以不用调制处理，但进行淬火处理是必要的，淬火深度可以在0.5—1mm左右。
2、安装活塞的轴颈和外圆的同轴度公差不大于0.01mm，保证活塞杆外圆和活塞外圆的同轴度，避免活塞与缸筒、活塞杆和导向的卡滞现象。安装活塞的轴间端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，保证活塞安装不产生歪斜。
R,ma3、活塞杆外圆粗糙度选择为0.3
4、因为是运行在低载荷情况下，所以省去了表面处理。 7、活塞杆强度的校核
由设计要求有液压缸最大行程L=640mm 已设计活塞杆直径为d=50mm
4F查手册有校核公式为, d,,,,
249025/4，，，,则 ,42.9mm，110,
而活塞杆的最小直径为45mm
所以活塞杆满足强度要求
8、液压缸稳定性校核:
假设液压缸只承受轴向载荷，则它所承受的力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载,以免发生纵向弯曲，破坏液压缸正常工作。的值与活FFkk塞杆的材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。校
Fk核公式为:F,,式中为安全系数，取3, nknk
查相关手册别结合以设计数据，取= FPA.kmax
2F2590/4，，,k则 ,,,,5350KNFKNn3k
所以液压缸的稳定性满足要求。
9、活塞杆的导向、密封和防尘
1、导向环
在液压缸的前端盖内，有对活塞杆导向的内孔,在这对内孔中装导向环。本设计选择非金属导向环，用高强度塑料制成，这种导向环的优点是摩擦阻力小、耐磨、使用寿命长、装导向环的沟槽加工简单，并且磨损后导向环易于更换。
3、防尘
使用DH防尘圈，材料是聚氨酯，既有防尘作用，又有润滑作用。
4、缓冲装置
由设计要求选择的缓冲装置为杆头缓冲，缓冲由杆头和缸底部端盖共同作用。
5、排气装置
液压缸为双作用，故需要两个排气孔，分别设置在缸的两端。均取M16的排气阀，具体尺寸见装配图。
液压缸的安装
由设计要求有安装方式为底座安装，查相关手册，选具体安装方式为底面脚架安装，安装图形如下。
致谢
本学期我独立完成了双作用单杆活塞缸液压缸的设计，通过本次设计的锻炼，使我从中受益匪浅。了解到作为一名合格的设计人员实属不易。不仅需要具备较为全面的专业素质，还要具备吃苦耐劳，敢于创新等优秀品质。
在本次设计的过程中，我得到了很大提升。在设计能力上有了很大提高。借助老师和图书馆的帮助，我的设计比较顺利的完成，由于缺乏经验，设计并不是很完善。
在设计过程中也反映出很多问题，首先是设计经验十分不足，对于实际液压
零件的要求和性能不甚了解，对于设计人员遵循的设计流程也不熟悉。另外本次设计的图纸绘制主要基于AutoCAD，在此过程中也多次遇到技术难题，使用制图软件不够熟练，日后我一定会好好学习，加强个人能力的培养。
本次课程设计为我提供了一次难得的机会，是一次对自己本学期所学知识的汇总。本着认真、科学、严谨和提升自我的态度，在老师的细心指导下完成了设计任务。相信在本次设计中所积累的经验和成果会在以后的工作中派上用场。
参考文献
1、陈奎生，《液压与气压传动传动》，武汉理工大学出版社，2001.8
2、成大先.机械设计手册,单行本.液压传动,.北京:化学工业出版社
3、宋学义.袖珍液压气动手册.北京:机械工业出版社，1995
4、雷天觉.新编液压工程手册.北京:北京理工大学出版社，
5、成大先. 机械设计手册(第三版). 北京: 化学工业出版社. 1997
6、机械设计手册[M]. 化学工业出版社. 1982.
范文四：单杆活塞式液压缸毕业论文
(2014届)
毕业设计(论文) 组合机床液压动力滑台的液压及电气设计
学院,部,: 机械工程系
专 业: 机械制造与自动化
学生姓名: 刘小波
班 级: 机制S2011-1 学 号201131040910
指导老师: 柳青 职 称: 副教授
最终评定成绩:
2014年6月
【摘要】
本论文主要阐述了组合机床动力滑台液压系统，能实现的工作循环是:快速前进? 工作进给 ?快速退回 ?原位停止，液压技术是机械设备中发展速度最快的技术之一。特别是近年可与微电子、计算机技术相结合、使液压技术进入了一个新的发展阶段。目前，已广泛应用在工业各领域。由于近年来微电子、计算机技术的发展，液压元器件制造技术的进一步提高，使液压技术不仅在作为一种基本的传统形式上占有重要地位而且以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段。
面对我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为制造工业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化，尤其是孔加工，其在今天的液压系统的地位越来越重要。
本液压系统的设计，除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外，还必须符合体积小、重量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维修方便等一些公认的普遍设计原则。液压系统的设计主要是根据已知的条件，来确定液压工作方案、液压流量、压力和液压泵及其它元件的设计。
综上所述，完成整个设计过程需要进行一系列艰巨的工作。设计者首先应树立正确的设计思想，努力掌握先进的科学技术知识和科学的辩证的思想方法。同时，还要坚持理论联系实际，并在实践中不断总结和积累设计经验，向有关领域的科技工作者和从事生产实践的工作者学习，不断发展和创新，才能较好地完成机械设计任务。
关键词: 组合机床 液压系统 液压缸 液压泵换向阀
2
目录 一、绪论
1.1课题意义和背景及应用现状
1.2液压控制特点
1.3机械式与液压式滑台特点 二、液压滑台液压系统动能设计
2.1运动负载分析计算
2.2确定执行元件类型及基本参数
2.3确定液压控制方案
2.4选择液压控制元件
三、液压动力滑台的电气控制设计
3.1确定电气控制的对象
3.2确定电器控制的方案
四、液压缸的结构设计
4.1确定类型和主要参数
4.2确定部件的链接方式
4.3排气缓冲设计
4.4校核
五、总结
参考文献
致谢
3
一、 绪论
1 课题意义、背景及应用现状
1.1 课题意义
通过对专用铣床动力滑台的负载分析及工艺分析，熟悉机床液压及电气设计的基本思路、方法，掌握机电设备电气与液压系统设计机液压执行机构的机构设计方法。通过本课题的训练加强对机床液压与电气控制知识的综合应用，具备初步的工程实践能力。
1.2 液压动力滑台背景及应用现状
动力滑台是组合机床用以实现进给运动的通用部件,其运动由液压缸驱动。在滑台上可根据加工工艺要求安装各类动力箱和切削头，以完成车、铣、镗、钻、扩、铰、攻螺纹等加工工序，并能按多种进给方式实现自动工作循环。液压动力滑台应满足进给速度稳定、速度换接平稳、系统效率高、发热小等要求。
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 第一个使用液压原理的是1795年英国约瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。
第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。
我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。
4
目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。
工程机械主要配套件有动力元件、传动元件、液压元件及电气元件等。目前工程机械动力元件基本上都用内燃式柴油发动机(简称柴油机);传动分机械传动、液力机械传动、静液压传动、电传动等。但目前工程机械用得最多、最普遍的为液力机械传动及静液压传动。整个传动系统还包括传动轴、驱动桥等。静液压传动有多种结构形式，有的有传动轴、驱动桥，有的没有，视情况而定;液压元件主要有缸、泵、阀、密封件及液压附件等。静液压元件的泵(主要是变量泵)、马达(变量与定量)，以及相应的减速机等;电气元件以前对工程机械的影响还并不大，最早的工程机械电气系统，主要是起动电路及照明电路，系统及元件都非常简单，起动可以用拖起动，白天干活不用照明，因此，这两个电路系统出了故障也能勉强维持工作。但工程机械发展到今天，电气系统及电气元件已经成了工程机械一个非常关键的部分，可以说今天的绝大多数工程机械，电气系统出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步难行，等于一堆废钢铁。因此电气系统、电器元件目前也是工程机械最关键最主要的配套件之一。主要电器元件除传统的元件外，还有各种传感器，各种控制元件及微处理机等等。
1.2液压控制特点
液压控制系统多采用伺服阀等电业控制阀组成的带反馈的闭外系统，以传递信息为主，以传递动力为辅，追求控制特性的完善。由于加入了检测反馈，故系统可用一般元件组成精确的控制系统，其控制质量受工作条件变化的影响小。
液压控制系统的类型繁杂，可按不同方式分类，每种分类方式均代表一定特点。
(1) 按系统的输出量分类
可分为位置控制、速度控制、加速度控制和力(或压力)控制系统。
(2) 按控制的方式分类
可分为阀控系统和泵控系统。阀控又称节流控制式系统，其主要控制
元件是液压控制阀，具有响应快、控制精度高的优点，缺点是效率低，特
别适合在中小功率快速高精度控制系统中使用。按照控制阀的不同，阀控
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系统还可以分为伺服阀式、比例阀式、数字阀式系统等。泵控系统主要的
控制元件是变量泵，具有效率高、刚性大的优点，但是响应速度慢、结构
复杂，适合在大功率而响应速度要求不高的控制场合中使用。
(3) 按控制信号传递介质分类
按控制信号传递介质的不同可分为机械液压控制系统、电气液压控制
系统。
机械液压控制系统简称机液控制系统，系统中的给定、反馈和比较元
件都是机械构件。其优点是简单可靠、价格低廉、环境适应性好，缺点是
偏差信号的校正及系统增益的调整不如电气方便，难以实现远距离操作。
此外，反馈机构的摩擦和间隙都会对系统的性能产生不利影响。
电气液压控制系统简称电液控制系统，系统中偏差信号的检测、校正
和初始放大都是采用电气、电子元件来实现的。其优点是信号的测量、校
正和放大都较为方便，容易实现远距离操作，容易与响应速度快、抗负载
刚性大的液压动力元件实现整合，组成以电子、电气为神经，以液压为筋
肉的电液控制系统。具有很大的灵活性与广泛韵适应性，是目前响应速度
和控制精度最优的控制系统。
由于机电一体化技术的发展和计算机技术的普及，电液控制系统已在
工程上普遍得到应用并成为液压控制中的主流系统。
1.3机械式与液压式滑台特点
1组合机床的工艺特点
1)组合机床特点
组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。
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作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。
组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。
2、机械式滑台
机械滑台用以实现进给运动，可卧式也可立式使用，在机械滑台上安装动力箱(装上多轴箱)钻削头、镗削头、铣削头、镗孔车端面头等各种部件，用以完成钻、扩、铰、镗、锪窝、刮端面、倒角、车端面、铣削及攻丝等工序，亦可在其上安装工件组成输送运动实现工作循环。
滑台又分A、B型，采用高牌号铸铁或镶刚结构，具有普通级和精密级两种精度。A型为双矩型导轨，一般用于粗加工，B型为一山一矩合型导轨，用于精加工。该系列滑台外形美观、设计合理、刚性好、性能可靠，是组合机床和自动线较理想的基础动力部件。
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机械滑台它具有门式框架和卧式长床身的铣床,机械滑台加工精度和生产率均较高,适合在成批和大量生产中加工大型工件的平面和斜面。
3、液压式滑台
是组合机床的重要通用部件之一，用于实现进给运动，液压滑台的主要元件有液压泵、电液换向阀、顺序阀、背压阀、液压缸。
4、机械式滑台与液压式滑台的比较
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三、液压滑台液压系统动能设计 2.1运动负载分析计算
1) 运动分析
绘制动力滑台的工作循环图
2)负载工况分析
a、启动加速阶段
11fUjF,(F，F),(u,w，ma),1580Nmn mn
b、快进、快退阶段
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fFma F,,,450Nmmnn
C、工进阶段
qfF，F F,,28268Nmn
工作阶段 负载F/N M速度 V()S
启动加速 0.06 1580N
快进、快退 490N
工进 0.004 28268N
2.2确定执行元件类型及基本参数
1)工作压力
。 通过查表、查资料取工作压力为3MPa
2)确定液压缸的主要结构参数
最大负载F=28268N
4FD,,100mm πP
取液压缸内径为100mm活塞杆的直径d=0.7D=70mm。
3)液压缸实际有效面积计算
2222 无杆腔面积 A=πD/4=3.14×100/4 mm=7850mm1
222222 有杆腔面积 A=π(D,d)/4=3.14×(100,70)/4 mm=4004 mm 2
2222 活塞杆面积 A=πD/4=3.14×70/4 mm=3846 mm 3
4)最低稳定速度验算。最低速度为工进时u=0.4，10^2m/s，工进采用 无杆腔进油，单向行程调速阀调速，查得最小稳定流量q=0.05L/min min
,30.05，10 u?q/A==0.04m/s min1,460，78.5x10
满足最低速度要求。
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5)计算液压缸在工作循环中各阶段所需的压力、流量、功率列表
表1-1液压缸压力、流量、功率计算
差 动 快 进 快 退 工
工 进 启 加 恒 加 恒 况 启 动 动 速 速 速 速
p=(F+ p=(F+ 计 算q= q= q= p= A) A) P=pq pP=pq pP=pq 2221公 式 A A A uuu331122F/A / A / A 312速 度u=0.06 u=0.04 u=0.06 213m/s
-6-6-6有 效=7850×10 A=4004×10 A=3846×10 A123面 积
2m
负 载980 1580 490 28268 980 1580 490 N
压 力0.26 0.41 0.13 3.6 0.24 0.39 0.12 MPa
流 量 13.8 1.9 14.4 L/min
功 率 0.094 0.113 0.029 KW
取 背 压 力
p=0.8MPa 2
2.3确定液压控制方案
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液压系统方案设计是根据主机的工作情况、主机对液压系统的技术要求、液压系统的工作条件和环境条件以及成本，经济性、供货情况等诸多因素，进行全面、综合的设计，从而拟定出一个各方面比较合理的、可实现的液压系统的方案来。其内容包括:油路循环方式的分析与选择，油源形式的分析与选择，液压回路的分析、选择与合成，液压系统原理图的拟定、设计与分析。
1)速度控制回路的选择
a、选择油源形式 从工况图可以清楚看出，在工作循环内，液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。最大流量与最小流量之比q/q=14.4/1.98;其相应工进的时间远比快进和快退的时间,maxmin
长，这表明在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。从提高系统效率、节省能量角度来看，选用单定量泵油源显然是不合理的，为此可选用变量叶片泵或双联叶片泵作为油源。考虑到变量叶片泵能随着系统压力的变化匹配相应的输出流量，相比双联叶片泵在经济性和减少能量损失方面更加适合。最后确定选用变量叶片泵方案。
b、选择快速运动和换向回路 本系统已选定液压缸差动连接和变量叶片泵供油两种快速运动回路实现快速运动。考虑到从工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路，以减小液压冲击。由于要实现液压缸差动连接，所以选用三位五通电液换向阀。
c、选择速度换接回路 由于本系统滑台由快进转为工进时，速度变化大，为减少速度换接时的液压冲击，选用行程阀控制的换接回路。
d、(4) 选择调压和卸荷回路 在变量叶片泵供油的油源形式确定后，调压和卸荷基本解决。即滑台工进时，变量叶片泵自动匹配所需要的工作流量，从而控制其压力。无需另设调压回路。在滑台工进和停止时，变量叶片泵流量基本上很小。故可不需再设卸荷回路。
2)液压原理系统图
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2.4选择液压元件
1、选择液压泵和电机
1)确定液压泵的工作压力
a、由表1-1可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为3.6MPa，本系统采用调速阀进油节流调速，选取进油管道压力损失为0.6MPa。
故泵的最高压力为
Pp=(3.6+0.6)MPa=4.2MPa 1
液压泵的公称工作压力Pr为
Pr=1.25 Pp =1.25×4.2MPa=5.25MPa 1
2)液压泵的流量
由图可知，在快退时，最大流量值为14.4L,min,
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取K=1.1，则可计算泵的最大流量
?K(?)max qqvpv
=1.1×14.4L,min=15.84L,min qvp
在工进时，最小流量值为1.9 L,min，故液压泵的最小流量为1.9L/min
根据以上计算数值，选用公称流量16.7L/min;公称压力为6MPa的变量叶片泵。
2、选择电机
由表1-1可知，最大功率出现在工进阶段，其数值按下式计算
36 -，0.28 Pp= Ppq,ηp=3.6×10×10,0.9=1120W 2,v
式中 q——大泵流量，q=16.7 L,min 1vv
ηp——液压泵总效率，取ηp =0.9。
根据工进阶段所需功率1120W及变量叶片泵要求的转速，选用功率为1.5KWY90L-4型的异步电机。
3、选择液压元件
根据系统所需要的流量和压力选择液压元件
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四、液压动力滑台的电气控制设计
3.1确定电气控制的对象
电气控制的对象主要是液压泵电机、动力头电机、冷却泵电机和两个电磁铁1YA和2YA。
3.2确定电器控制的方案
组合机床通常是采用多刀、多面、多工序、多工位同时加工，由通用部件和专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它的电气控制线路是将各个部件组合成一个统一的循环系统。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削及磨削等工序。组合机床用于大批量生产。
组合机床的控制系统大多采用机械、液压或气动、电气相结合的控制方式。其中，电气控制又起着中枢连接的作用。因此，应注意分析组合机床电气控制系统与机械、液压或气动部分的相互关系。
组合机床组成部件不是一成不变的，它将随着生产力的向前发展而不断更新，因此与其相适应的电气控制线路也随着更新换代，目前主要有以下两种:
1、机械动力滑台控制线路
机械动力滑台和液压动力滑台都是完成进给运动的动力部件，两者区别仅在于进给的驱动方式不同。动力滑台与动力头相比较，前者配置成的组合机床较动力头更为灵活。在动力头上只能安装多轴箱，而动力滑台还可以安装各种切削头组成的动力头，用来组成卧式、立式组合机床，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角和攻螺纹等工序，安装分级进给装置后，也可用来钻深孔。一般机械动力滑台由滑台、机械滑座及双电动机(快速电动机和进给电动机)传动装置三部分组成。滑台进给运动的自动循环是通过传动装置将动力传递给丝杆来实现的。
2、液压动力滑台控制线路
液压动力滑台与机械动力滑台在结构上的区别在于:液压动力滑台的进给运动的借助压力油通过液压缸的前腔和后腔来实现的。液压动力滑台由滑台、滑座及液压缸三部分组成，液压缸驱动滑台在滑座上移动。液压动力滑台也具有前面机械动力滑台的典型自动工作循环过程，它是通过电气控制线路控制液压系统来实现的。滑台的工进速度是通过调整节流调速阀进行无级调速的。电气控制一般采用行程原则、时间原则控制方式及压力控制方式。
组合机床电气控制系统总的特点，是它的基本电路可根据通用部件的典型控制电路和一些基本控制环节组成，再按加工、操作要求以及自动循环过程，无须或只要作少量修改综合而成。
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本设计分析对象是由一个液压动力滑台和铣削动力头来实现加工的组合机床电气控制电路。
1、确定机床的工作循环
首先是动力头快速接近工件到位后，接触到行程阀，由快进转工进，工进到位后，压力继电器发出信号，快速退回。接触到行程开关，计时器计时，短暂停留后开始下一个循环。
2、确定液压动力滑台系统的工作过程
(1)快速趋进
液压泵电动机启动后，按下SB2按钮发出滑台快速移动信号，KA1吸合，电磁铁YA1得电，三位五通电磁阀向右移，控制油路开通，控制三位五通液控换向阀向右移，接通工作油路，压力经过行程阀进入液压缸大腔，而小腔内回油经过三位五通液控换向阀、单向阀、行程阀再进入大腔，液压缸体、滑台、工件向前快速移动。
(2)工作进给
滑台快速移动到工件接近铣削动力头时，滑台上的挡铁压下行程阀，切断压力油通路，此时压力油只能通过调速阀进入液压缸大腔，减少进油量，降低滑台移动速度，滑台转为工进进给。此时由于负载增加，工作油路油压升高，顺序阀打开，液压缸小腔的回油不再经单向阀流入液压缸大腔，而是经顺序阀流回油箱。 (3)死挡铁停留
液压动力滑台工作进给结束时(铣削加工完成)，滑台撞上死挡铁，停止前
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进，但油路仍处于工作进给状态，液压缸大腔内继续进油，至使油压升高，压力继电器KP动作。
(4)快速退回停于原位
死挡铁停留，压力继电器KP动作，其常闭触点打开，使电磁铁YV1失电 ，KP常开触点闭合，电磁铁YA2得电，三位五通电磁阀左移，控制油控制阀左移，工作压力油直接进入液压缸小腔，使液压缸体、滑台、工件迅速退回。同时大腔内的回油经单向阀、三位五通液控换向阀无阻挡地流回油箱。工作台快速退回原位时，压下原位行程开关，电磁铁YA2失电，在弹簧作用下，液控换向阀处于中间状态，切断工作油路，系统中各元件均恢复原位状态，滑台停于原位，一个工作循环结束。
3、电动机控制电路
为液压泵电动机，操作按钮SB2或SB1，使KM1得电或失电，控制电动M1
机启动或停止。机床所有的操作都必须在液压泵电动机启动以后进行。 4、液压动力滑台控制
液压泵电动机启动工作后，按下按钮SB3，继电器KA1得电并自锁，电磁铁YA1得电，控制液压滑台快速趋近，至滑台压下行程阀，滑台转为工作进给速度
KP进给。工作进给至终点，死挡铁停留，进油路油压升高，到压力继电器动作。KA1失电，电磁铁YA1失电，同时KA2得电，电磁铁YA2得电，滑台快速退回到原位，压下原位行程开关SQ1，KA2失电，YA2失电，滑台停在原位，一个工作循环结束。
5、绘制电气控制原理图
根据各局部线路之间的相互关系和电气保护线路，完成电气控制原理图
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6、液压元件的选择
根据电动机的功率、线路的电流和电压选择其电气元器件如下表
18
五、液压缸的结构设计
4.1确定类型和主要参数
液压缸采用单杆活塞杆类型，其主要是为了实现差动快进。液压缸缸内径为100mm活塞杆的直径d=0.7D=70mm。
4.2确定部件的链接方式
由于液压缸的属于低压液压缸，有两种链接方式可以考虑，一个是焊接式另一个是法兰式。焊接式和法兰式相比，焊接式虽然比较简单，但是其拆卸不方便，所以我这里采用法兰式链接。
4.3排气缓冲设计
19
如图所示
4.4校核
由于液压缸是低压液压缸没有必要进行强度校核。
六、总结
完成情况:经过3周紧张有序的工作，以完成组合机床动力滑台液压及电气的设计。
所得收获:这次毕业设计我对在学校三年间的所有知识有了一个系统的复习和总结，对各个科目有了更深刻的认识，还通过各种渠道对所学知识进行了一定的扩展和深入，还学到了很多以前不知道的东西，才知道以前的自己对课本上的内容只是知其然不知其所以然，并不知道如何把自己所学到的知识应用起来，通过这次的设计我才了解到所学知识是多么的重要，以前只是茫然的在学，现在感觉好像找到了目标一样，相信这次的毕业设计会对我以后的工作和生活有很大的影响的，以后我会更加努力的，学习更多的知识来武装自己～
参考文献
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[1] :李新德主编. 《液压与气动技术》. 北京. 中国商业出版社.2006 [2] :袁承训主编. 《液压与气压传动》. 北京. 机械工业出版社.2000 [3] :张福臣主编. 《液压与气压传动》. 北京. 机械工业出版社.2006 [4] :陈桂芳主编. 《液压与气动技术》. 北京. 北京理工大学出版社.2007 [5] 张万奎 机床电气控制技术 北京大学出版社，2007
[6] 邓星钏 机电传动控制(第三版) 武汉:华中科技大学出版社，2001.9 [7] 程宪平 机电传动与控制(第二版) 武汉:华中科技大学出版社，2003.9
致谢
经过紧张的毕业设计，我如愿地，较圆满地完成了设计任务。从中得到了以前许多注意的问题。
本次设计培养了我们对设计工程的设计能力，学习和掌握课件的基本制作方法和步骤，并给我们以后的工作打下坚实的基础，通过本次设计，我们把以前在课本中学习到的理论知识在此次设计中加以综合运用设计资料，并懂得，这样才不至于在设计过程中出现太多错误。
最后，真诚的感谢辅导老师对我们的指导和帮助。由于我们对所学知识不够彻底，而且时间较短，又缺乏经验，设计书中难免会存在疏漏和欠缺之处，恳请老师批评指正，以便在以后的工作和学习中不犯类似的错误。
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范文五：双作用单杆活塞式液压缸设计 毕业论文.doc
目 录
录录录目---------------------------------------------------------------------------2液录缸的录型---------------------------------------------------------------------2液录缸主要的录算参数
液录缸主要性能参数-----------------------------------------------------2
缸筒;缸,录算内径径--------------------------------------------------2
缸壁壁厚的录算------------------------------------------------------------2
流量的录算------------------------------------------------------------------3
底部厚度录算---------------------------------------------------------------4
最小录向录度的定确------------------------------------------------------4主要零部件录录校核与
缸筒的录录------------------------------------------------------------------5
缸筒端盖螺录录接的强度录算-----------------------------------------6
缸筒和缸录录录接强度的录算体--------------------------------------6
活塞录录----------------------------------------------------------------------7
活塞的密封-------------------------------------------------------------------8
活塞杆杆的录录体----------------------------------------------------------8
活塞杆强度的校核----------------------------------------------------------8
液录缸录定性校核----------------------------------------------------------9
活塞杆的录向、密封和防录---------------------------------------------9致录-----------------------------------------------------------------------------10参献考文-------------------------
一.录录录目
双作用录杆活塞式液录缸录录
主要录录,参数
系录录定工作录力,p= 25;Mpa, 录录的外录录,F =50;KN)
液录缸的速度比,λ=1.33 液录缸最大行程,L =640 (mm)
液录缸最大伸出速度,λ=4 (m/min) 液录缸最大退回速度,v=5.32(m/min)t
缸盖录接方式,螺录录接
液录缸安方式,底座安装装
录型式,杆录录冲冲
二.液录缸的录型
液录缸是液录置中液录能录录录机械能～录录直录往录录或录录往录录的录行元件。装将运运
按本录录录录要求～录取主要用于各录工程机械、起重机械及录山机械等的液录系录的双
作用录杆活塞缸液录缸。
三.主液录缸主要的录算参数
1、液录缸主要性能,参数
录定录力,根据录录要求～其录定录力录25MPa～即P=25MPa。
最高允录录力P,也是录录录录录力～是液录缸在瞬录所能承受的限录力。极 max
P?1.5P=37.5MPamax
活塞行程,根据录录要求～其行程录800mm.
vv== =λ1.3345.32 液录缸最大退回速度(m/min)t
2、主液录缸缸筒;缸,录算内径径
根据液录缸的供油录力和录录～缸筒内径D可按下列公式初步录算,液录缸录录录推力,
4F1 =Dm()πP
式中,F录液录缸录录使用推力～录位录N
P录液录缸的供油录力～一般录系录录力。
?η根据录目要求～取F录30kN～录0.65～录0.8～P录16Mpa代入公式并
录
3431510 Dmm= 1000400.6()6π 2510
又依据手;册GB2348-80)录其录行录整～取D=400mm。3、缸壁壁厚的录算
δδ (7.2,27) 先录取/D=0.08--0.3,即录可按下列公式录算
pDmaxδ ()mm
2[]σ
式中,D录缸筒;内径m,
p 录缸筒的最高允录录力;MPa,max
[σ]录缸筒材料的录用录力;MPa,
[σ]由于采用无录录管做缸筒;录录录录部分,～录手有构册=100--110MPa,取
[σ]=110MPa～代入上面公式
37.50.4 δ57()mm 录2110 由录果可知在所假录的范录录整～取录内60mm。
活塞杆直的录算径
34R460010 22回dDmmm=?=?==0.40.2536253.6主6πP3.142510
根据GB/T2346-1993～取录准d=250mm录
。
1、录出液录缸主要性能参数,
录定录力,根据录录要求～其录定录力录25MPa～即P=25MPa。
2
最高允录录力Pmax,也是录录录录录力～是液录缸在瞬录所能承受的限录力。极 Pmax?1.5P=37.5MPa
活塞行程,根据录录要求～其行程录800mm.
vv== =λ1.3345.32 液录缸最大退回速度(m/min)t
2、主液录缸缸筒;缸,录算内径径
根据液录缸的供油录力和录录～缸筒内径D可按下列公式初步录算,液录缸录录录推力,
4F1 =Dm()πP
式中,F录液录缸录录使用推力～录位录N
P录液录缸的供油录力～一般录系录录力。
?η根据录目要求～取F录30kN～录0.65～录0.8～P录16Mpa代入公式并
录
3440010 Dmm= 1000143()6 2510π
又依据手;册GB2348-80)录其录行录整～取D=140mm。3、缸壁壁厚的录算
δδ (7.2,27) 先录取/D=0.08--0.3,即录可按下列公式录算
pDmaxδ ()mm
2[]σ
式中,D录缸筒;内径m,
p 录缸筒的最高允录录力;MPa,max
[σ]录缸筒材料的录用录力;MPa,
由于采用无录录管做缸筒;录录录录部分,～录手有构册σ=100--110MPa,取σ
σ=110MPa～代入上面公式
3
37.50.14 δ24()mm 录2110 由录果
可知在
所假录
的范录
内录整～
取录
27mm。
活塞杆直的录算径
34R425010 22回dDmmm=?=?==0.140.08383主6πP3.142510
根据GB/T2346-1993～取录准d=80mm录
4、流量的录算
液录缸流量根据下式录算,
录录要求中录定了活塞的平均速度,
v当活塞杆外推录=2.4m/minm
而活塞的面录,
22A= D×/4π1 0.1256m
容录效率,取=1ηv
根据公式得到活塞杆外推录的流量,
AV1 快0.12562.4603?q1= =100.301=L/minηV1
因录只使用外推方向～所以回程方向的流量略。从
5、最小录向录度的定确
活塞杆全部外伸录～活塞支承面中点到缸盖滑录支承面中点的距 当从离H称录最小录向录度。
如果录向录度录小～使液录缸的初始录度;录隙引起的录度,增大～影液录缸的录定将响
性～因此录录录必录保录有一定的最小录向录度。
录一般的液录缸～最小录向录度 H录录足以下要求
H ? L/20，D/2
式中 L ———液录缸的最大行程～
D ———液录缸的。内径
800400+=240mm故定液录缸的录向录度确H=202
活塞的录度B一般取B,;0,6,1,0,D
故定活塞录度确B=0.7X400=280mm
4
l缸盖滑录支承面的录度 1
l当D,80 mm录～取,;0.6,1,0,d。1
l故定缸盖滑录支承面的录度确=0.6X50=30mm1
l录保录最小录向录度 H～若录分增大和 B都是不适宜的～在缸盖活塞之录增加一与1
隔套 K增加来H的录。隔套的录度 C由最小录向录度H定～ 决即
lC,H,;，B,/2=35mm1
四、主要零部件录录校核与
1、缸筒的录录
缸筒的录端盖的录接形式、液录缸的用途、工作录力、使用录境以及安要求构与装
等因素有录。端盖分录前端盖和后端盖。前端盖液录缸的活塞;柱塞,腔封录～将杠并将内并起录位活塞杆录向、防录和密封的作用。后端盖缸筒腔一端封录～常常起着
将与构液录缸其他机件录接的作用。
缸筒端盖的录接录用螺录形式～录形式录小～重量录～录录录。与内体构凑
缸筒材料
缸筒的材料～一般要求有足录的强度和录录性。目前～普遍采用的缸筒的材冲料是录录或冷拔无录录管。由于缸壁录薄～录筒直录小～故采用冷拔无录录管～采用通径用材料录45录。
录表可以得到,
σ缸筒材料的屈服强度=484MP～s
σ缸筒材料的抗拉强度=610MP～b
录在利用屈服强度引申出,来
σ录取安全系数n=3.6～录缸筒材料的录用录力[]=/n=484/4=121MPa。σs缸筒壁厚录算
液录缸的录定录力
22σ()DD?[]1 pMPa() 2D1
式中,D录缸筒外径且, D=D+2δ;mm,11
D录缸筒;内径mm,
D录400mm～D1录454mm～录代入公式可得将数
62212110[454400] ?6pPa2710 = 2454
pMPaMPa= 2527而录目所录～符合要求。2、活塞录录
5
活塞的材料
由于缸录小～故录用径45录。
活塞录的录录构
活塞根据录力、速度、度等工作件录用密封件的型式～而录定的密封温条来
件型式定了活塞的录型式。决构
常录的活塞录型式分活塞分录整式和录构体合式～录合式制作和使用比录录录～又因密封件的安要求不是高～而装很径体构且缸录小～故采用整式活塞的录型式其密封件和录向录分槽安。装
形式如下录,
活塞的录度一般由密封件、录向录的安装沟来决构槽尺寸定～本录录～依据录要求与与构密封件录向件的录～取活塞录度B录280mm
5、活塞的密封
活塞的密封录用准录取于录力、速度、度和工作决温广介录等因素。录用录用泛的O型密封圈～由于工作录力大于10MPa～录防止密封圈被录入录隙而录～故录用录坏副密封件录聚四氟乙录;PTFE,的录圈与主密封件录合在一起使用。录录录合式密封圈录著地提高了密封性能～降低了摩擦阻力～无爬行录象～具有良好的录录及录密封性静耐磨录～使用寿装沟装命录、安槽录录、坼方便。
活塞杆的录录
6、活塞杆杆的录录体
活塞杆的杆分录录体心杆和空心杆。空心杆多用于d/D比录录大或杆有位置体内录感器等录合。而录心杆加工录录～采用录多～ 故录用录心杆。
活塞杆的外端是液录缸用以录录录接的部位～可根据液录缸的安录接形式有与装
多录录形式。本录录因液录缸构装装垂直安且活塞杆下端要录板～录方便录接～活塞杆外
端采用外螺录;录肩,形式。其外螺录根据国家录准GB2350-80可录取M451.5。
活塞杆材料
1、因录有没特殊要求～所以录用45录作录活塞杆的材料～本号次录录中活塞杆只承受录录力～所以不用录制录理～但录行淬淬火录理是必要的～火深度可以在0.5—1mm左右。
2、安活塞的录录和外录的装同录度公差不大于0.01mm～保录活塞杆外录和活塞外录的同录度～避免活塞缸筒、活塞杆和录向的录与卡滞装与象。安活塞的录录端面活塞杆录录的垂直度公差不大于0.04mm/100mm～保录活塞安不录装生歪斜。
Rμm3、活塞杆外录粗糙度录录录0.3a
4、因录是行在运况低录荷情下～所以省去了表面录理。
6
7、活塞杆强度的校核
由录录要求有液录缸最大行程L=640mm 已录录活塞杆直录径d=50mm
4Fd 录手有校核公式录册πσ[]
249025/4 π录=42.9mm 110π
而活塞杆的最小直录径45mm
所以活塞杆录足强度要求
8、液录缸录定性校核,
假录液录缸只承受录向录荷～录所承受的力它F不能超录使保它持录定工作所允录
FF的录界录录,以免录生录向弯坏曲～破液录缸正常工作。的录活塞杆的材料性录、与kk
FkF 截面形、直和录度以及液录缸的安方式等因素有录。校核公式录,状径装;式nkn中录安全系～取数3,k
FPA.录相录手录录册数合以录录据～取=kmax
2F2590/4 πkKNFKN= >=5350录n3k
所以液录缸的录定性录足要求。
9、活塞杆的录向、密封和防录
1、录向录
在液录缸的前端盖～有录活塞杆录向的内内孔,在录录内装孔中录向录。本录录录录非金属寿装录向录～用高强度塑料制成～录录录向录的录点是摩擦阻力小、耐磨、使用命录、录向录的沟并槽加工录录～且磨录后录向录易于更录。
3、防录
使用DH防录圈～材料是聚氨既录～有防录作用～又有录滑作用。4、录置冲装
由录录要求录录的录置录杆录录～录由杆录和缸底部端盖冲装冲冲共同作用。5、排气装置
液录缸录作用～故双两个气两需要排孔～分录录置在缸的端。均取M16的排气录～具尺寸体装录配录。
液录缸的安装
由录录要求有安方式录底座安～录装装册体装装相录手～录具安方式录底面脚架安～安装录形如下。
7
致录
本学独双从期我立完成了作用录杆活塞缸液录缸的录录～通录本次录录的录录～使我中受益匪浅属。了解到作录一名合格的录录人录录不易。不录需要具录录录全面的录录素录～录要具录吃苦耐录～敢于录新等录秀品录。
在本次录录的录程中～我得到了大很很提升。在录录能力上有了大提高。借助老录和录录录的帮并很助～我的录录比录录利的完成～由于缺乏录录～录录不是完善。
在录录录程中也反映出很多录录～首先是录录录录十分不足～录于录录液录零件的要求和性能不甚了解～录于录录人录遵循的录录流程也不熟悉。外本另次录录的录录录制主要基于AutoCAD～在此录程中也多次遇到技录录录～使用制录录件不录熟录～日后我一定会好好学个录～加强人能力的培录。
本次录程录录录我提供了一次录得的机～是一会学学次录自己本期所知录的录录。本着录、真学科、录录和提升自我的录度～在老录的录心指录下完成了录录任录。相信在本次录录中所录累的录录和成果在以后的工作中会派上用录。
参献考文
1、录奎生～《液录录录录录录与气学》～武录理工大出版社～2001.8
2、成大先.机械录录手;录行本册.液录录录,.北京,化学工录出版社
3、宋学录.袖珍液录录手气册.北京,机械工录出版社～1995
4、雷天录.新录液录工程手册.北京,北京理工大出学版社～
5、成大先. 机械录录手册(第三版). 北京: 化学工录出版社. 1997
6、机械录录手册[M]. 化学工录出版社. 1982.
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