液压缸设计说明书.docx

一、 设计要求

要求液压系统完成的工作循环是：工件定位----工件夹紧----进给缸快进----进给缸工进----进给缸快退到原位----工件松开----拔定位销。工件的定位、夹紧都采用液压控制，运动部件的总重量为9800N，快进与快退速度均为6m/min，快进行程为100mm，工进速度为60--1000mm/min，X进行程为50mm，最大切削力为30468N，采用平面导轨，往复运动加、减速时间均为0.2s，夹紧力为152340N，采用两个夹紧缸，夹紧缸行程为20mm，夹紧时间为1s。

二、 液压缸的主要设计计算

1、负载与运动分析

液压缸工况分析图

（手绘）

液压缸要承受的负载包括有效工作负载、摩擦阻力和惯性力等。液压缸的工作压力按负载确定。对于不同用途的液压设备，由于工作条件不同，采用的压力范围也不同。该设计是一钻床，负载由以下计算可知：Fl=30468N

=F+F=Gf+ma

=Fd

=F

d

+F.=Gfd+ma

=Gf

F工=F+F=F+Gf

F进

F进----快进时的压力

f----静摩擦力

F----

F----静压力

m——质量

f——惯性力G----自重力V末2----快退时的末速度S----启动换向时间G=9800Ng=9.8m/s2

f——惯性力

G----自重力

V末2----快退时的末速度

S----启动换向时间

G=9800N

g=9.8m/s2

V末1----快进时的末速度

S=0.2

F切=G=9800N

V出1-----快进时的初速度

V出2----快退时的初速度a---加速度

V末1=6m/min=0.1m/s

V末2=6m.min=0.1m/s

V出1=0m/min=0m/s

V出2=0m/s

=F+F=Gf+ma

f广0.2

=Gf

s

+GXV末1V出1=2460Ngs

+F=Gf+ma=Gf+°x 出^=1480N

d dg

F+Gf=31448N

FXF进FXF退由上可知：负载为31448N。查表1得p=4MPa。

负载/KN

5

5~10

10~20

20~30

30~50

工作压力/MPa

0.8~1

1.5?2

2.5?3

3~4

4?5

表1按负载选择工作压力

50

N5

运动时间:

快速上升100x10-3 s=1s

快速上升

0.1

快速下降

工进L—2u250

工进

L—2

u

2

50X10-3

s=62.5s

0.8X10-3

设液压缸的机械效率n=0.9,

cm

得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表2所列。

表2液压缸各阶段的负载和推力

工况

负载组成

液压缸负载F/N

液压缸推力F0=F/久理

启 动

加 速

F=Ffs

F=F+F

1960

1480

2178

1644

快速下降

工进

fd i

F=Ffd

F=F+F

500

31448

556

34942

反向启动

加速

fd L

F=Ffs

F=F+F

1960

1480

2178

1644

快速上升

fd i

F=F

500

556

fd

（手绘）

液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-t和速度循环图u-t，如图1所示。

2、确定液压缸内径和活塞杆直径

液压缸的选材为Q235无缝钢管，活塞杆的选材为Q235。

液压缸内径：

根据总负载力F和工作压力p可计算出液压缸的内径D，即：

F=Ap=p，则D=：坦=：—4*31448——*0.1m=100mm

4 兀p\3.14x4000000

活塞直径：

因为该钻床为快进快退式，所以其活塞杆直径应根据以下公式计算，即：D=3d所以d=D^2=100/1.414*70.71mm

4F 4x31448

活塞杆直径d的强度校核：J—c=.、； *0.014mm70.71

兀In」\3.14x200x106

式中：F----液压缸的负载力；

」____活塞杆材料许用应力，卜」=勃=4虹=200MPa[Q235的抗拉强度8b=375—460MPa，

取400MPa]，n为安全系数n=2,即活塞杆的强度适合。

根据国家标准(GB2348-80)查得液压缸内径及活塞杆直径的取值为D=100mm，d=70mm。

3、缸桶壁厚8的确定

一般情况下机械液压缸大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算

8?吕式中8-----液压缸壁厚 D-----液压缸内径

Py-----试验压力，取最大工作压力的1.5倍(MPa)