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液压缸设计说明书学院：机械学院专业：机电2班姓名：王昆鹏学号：311004001419日期：2014.03.10液压缸设计一、设计目的油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以，研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。通过学生自己独立地完成指定的液压缸设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名合格的机械工程师打好基础。为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供热能专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。二、设计要求1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得出结果即可。3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。三、设计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，其设计内容不尽相同，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、原始数据要求设计一种用于单注压力机的液压缸主要技术参数：压力机额定输出压力：F=15吨（150000N）液压缸安装方式：竖式布置、法兰固定。液压缸行程：S=250mm液压缸额定压力：P=16MPa液压缸背压：1MPa环境温度：-1070℃1.结构型式的确定结构初型：采用轴线固定类中的头部内法兰式局部结构初选缸筒的结构设计：采用法兰连接；缸筒的材料：采用45号无缝钢管，根据《GB-T 3087-2007优质结构钢冷拉刚才技术条件》中查的45号钢退火后抗拉强度为缸底：采用45号钢，与缸筒采用法兰连接；缸盖：采用45号钢，与缸筒采用法兰连接；缸体与外部的链接结构为刚性固定：采用法兰连接；活塞：活塞采用铸铁活塞杆：活塞缸采用45号钢，设计为实心排气装置：在缸筒尾端采用组合排气塞密封件的选用：活塞和活塞杆的密封件采用O形密封圈加挡圈。2.确定基本参数液压缸负载主要包括：压制力、摩擦力、惯性阻力、惯性密封阻力和背压阻力等。压制力：根据油缸和活塞杆的连接形式知：F=150KN摩擦阻力、重力：由于液压缸的摩擦阻力和重力相对压制力很小，固可忽略不计。惯性阻力：由于液压缸工作运动时速度小，不属于快速往复运动型，固惯性阻力可忽略不计。密封阻力和背压阻力：将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去，去液压缸的机械效率为：0.9-0.97，此处选择为0.95；背压阻力是为1MPa缸筒内径D和活塞杆直径d（在此设计的液压缸以无杆腔为工作腔）：由于单柱压力机以力为主，对工作速度无太严格要求，则活塞杆直径d和工作压力的关系为：液压缸工作压力P/MPa推荐活塞杆直径d0.7D得d=0.7D，查公式可知单柱液压机其缸筒内径可由液压缸工作压力P、背压P0及其工作效率和正压力F的关系如下：式中 ——工作循环中最大的外负载。由负载图知最大负载为100000N。P——液压缸工作压力P0——背压为0.5MPa,为0.92。——液压缸内径与活塞杆直径的关系。考虑到快进、快退速度相等，取为0.7。——液压缸的机械效率，一般取。在本设计中取。在本设