液壓缸設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、目錄一、 設(shè)計(jì)要求 -11、目的 12、題目 1二、總述 -21、 作者的話 -22、設(shè)計(jì)提要 3三、 各零部件的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 -51、缸筒設(shè)計(jì) 52、法蘭設(shè)計(jì) 143、活塞設(shè)計(jì) 194、活塞桿設(shè)計(jì) 215、緩沖裝置和排氣閥設(shè)計(jì) 26四、外接線路和程序 -271、液壓設(shè)配外接線路 272、操作板 283、程序地址分配 294、芯片接線圖315、PLC程序指令 -33五、參考文獻(xiàn) 38一、設(shè)計(jì)要求1、目的 、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的根底理論和專業(yè)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)展機(jī)電控 制系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)工作，并結(jié)合設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)研究課題進(jìn)一步鞏固和擴(kuò) 大知識(shí)領(lǐng)域。 、培養(yǎng)學(xué)生搜集、閱讀和綜合分析參考資料，運(yùn)用各種標(biāo)準(zhǔn)和工具

2、 書籍以與編寫技術(shù)文件的能力，提高計(jì)算、繪圖等根本技能。 、培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)電產(chǎn)品的一般程序和方法，進(jìn)展工程師根本素質(zhì)的訓(xùn)練。 、樹立正確的設(shè)計(jì)思想與嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。2、題目液壓油缸的壓力和速度控制 、執(zhí)行元件：液壓油缸； 、傳動(dòng)方式：電液比例控制； 、控制方式：?jiǎn)纹C(jī)控制、PLC空制； 、控制要求：速度控制、推力控制； 、主要設(shè)計(jì)參數(shù)：油缸工作行程600、400mm額定工作油壓4MP移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量1000、2000kg;負(fù)載移動(dòng)阻力5000、10000N移動(dòng)速度控制3、6m/min。、總述1、作者的話液壓油缸在現(xiàn)代工程中的使用十分頻繁，其工作性能和可靠性直接影響工程的質(zhì)量和進(jìn)度；利用數(shù)控電

3、液伺服閥來(lái)控制液壓油缸， 可以實(shí)現(xiàn)輸出的線性和實(shí) 時(shí)控制，在很大程度上改善工程油缸的使用性能；本次設(shè)計(jì)中使用的電液比例換向閥可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)械轉(zhuǎn)換，配合放大器件同時(shí)使用，能夠?qū)τ透走M(jìn)展良好的控制；實(shí)施控制的器件為可編程邏輯控制器Programmable LogicalController 選用德國(guó)西門子STEP7-200進(jìn)展編程，接口簡(jiǎn)單易懂。因?yàn)檎f(shuō)明書比擬長(zhǎng)，為了方便閱讀，在下面的“設(shè)計(jì)提要中會(huì) 先給出液壓油缸設(shè)計(jì)的主要參數(shù)和一些部件的選用， 在后續(xù)的“各零 部件設(shè)計(jì)與驗(yàn)算中再加以具體的說(shuō)明和驗(yàn)證。2、設(shè)計(jì)提要、液壓油缸主要參數(shù)給定在設(shè)計(jì)要求中已經(jīng)提到的參數(shù)這里就不再贅述，下面只給出此次設(shè)計(jì)中液

4、壓油缸主要部件的其他參數(shù)：缸內(nèi)徑：D=80mm缸外徑：D1=90mrn壁厚： =5mm極限推力：Fmax=30162N速比：=2;活塞桿直徑：d0=56mm活塞外推流量：q =/s法蘭厚：h=8mm、法蘭安裝方式 選擇后端法蘭安裝方式，因?yàn)槭峭屏?，所以選用如下方式:、緩沖機(jī)構(gòu)的選用一般承壓在10MP以上應(yīng)當(dāng)選用緩沖機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)中，工作壓 力為4MP因此緩沖機(jī)構(gòu)從略。、密封裝置選用選用Yx型密封圈，聚氨酯PU和聚四氟乙烯PTFE材料聯(lián) 合使用，達(dá)到良好的密封效果。 、工作介質(zhì)的選用因?yàn)楣ぷ髟诔叵?，所以選用普通的是油型液壓油即可。 、液壓缸的裝配裝配前必須對(duì)各零件仔細(xì)清洗；要正確安裝各處的密封

5、裝置：安裝形密封圈時(shí)，要注意其安裝方 向，防止因裝反而漏油，其唇邊應(yīng)對(duì)著有壓力的油腔。此外，因?yàn)槭?Yx形密封圈，所以還要注意區(qū)分是軸用還是孔用，不要裝錯(cuò)；由于密封裝置與滑動(dòng)外表配合，裝配時(shí)應(yīng)涂以適量的液壓油； 螺紋聯(lián)接件擰緊時(shí)應(yīng)使用專用扳手，扭力矩應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求； 活塞與活塞桿裝配后，須設(shè)法測(cè)量其同軸度和在全長(zhǎng)上的直線度 是否超差；裝配完畢后活塞組件移動(dòng)時(shí)應(yīng)無(wú)阻滯感和阻力大小不勻等現(xiàn)象。三、各零部件的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算1、缸筒設(shè)計(jì)、缸筒結(jié)構(gòu)的選擇連接方式如如下圖：選取法蘭式連接，并且法蘭和缸筒用焊接方式連接其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易選取、易裝卸；缺點(diǎn)是外徑較大，比螺紋連接的重量大。、缸筒的要求有足夠強(qiáng)度，

6、能夠承受動(dòng)態(tài)工作壓力，長(zhǎng)時(shí)間工作不會(huì)變形； 有足夠剛度，承受活塞側(cè)向力和安裝反作用力時(shí)不會(huì)彎曲； 內(nèi)外表和導(dǎo)向件與密封件之間摩擦少，可以保證長(zhǎng)期使用； 缸筒和法蘭要良好焊接，不產(chǎn)生裂紋。、缸筒材料的選取與強(qiáng)度給 疋局部材料的機(jī)械性能如下表：缸簡(jiǎn)用無(wú)%音材料機(jī)械性能材料/MPa2042025025305003001339540320J74361036014751)5002627SiMn10008501230CrMo950SOU1235CrMIO00B50 12本次設(shè)計(jì)選取45號(hào)鋼從表中可以得到：缸筒材料的屈服強(qiáng)度s =360MP缸筒材料的抗拉強(qiáng)度 b=610M ；現(xiàn)在利用屈服強(qiáng)度來(lái)引申出：缸筒材

7、料的許用應(yīng)力=s/n=360/5=72MP。其中n=5是選取的安全系數(shù)，來(lái)源于下表:掖壓缸的安全殺靈材料名稱靜栽荷交交拿商沖擊*荷不對(duì)稱對(duì)稱亂鍛鐵35812、缸筒的計(jì)算、液壓缸的效率 油缸的效率 由以下三種效率組成：I5亍拭械效率存：由各運(yùn)動(dòng)件摩擦規(guī)先所造成.在額定壓力下通?？扇〖泳綆?B)容裁效率甲由各封密件泄掃所造成，通常 容積效率哲、為戈裝彈性體密封圈時(shí)陣裝活塞環(huán)時(shí)70*98(槨庇力效率物，由出油口背壓所產(chǎn)生的反作 冃力而造:就射=1、液壓缸缸徑的計(jì)算內(nèi)徑D可按下列公式初步計(jì)算 植壓缸的負(fù)我為推力液壓缸的貝載為拉力j 4F ,而予 NltrS護(hù) (th) 23,3-2)注：雙活塞桿臧壓

8、缸芥缸筒內(nèi)徑D由式23-3-2計(jì)算式中Fql.Fw鞍壓缸實(shí)際使用推力，拉力(N);液低缸的負(fù)載率見K23,1-H 般取 = 0.5-0.7；7液壓缸的總效率見式(23.1- 24)般取耳一 0.70.9；P液壓缸的供油壓力，一般為農(nóng)統(tǒng)壓 力t (MPa);d潔塞桿直徑(m亢Fi=10000NP=4MP1得到內(nèi)徑：D=缸徑可以取為80mm 、流量的計(jì)算 液壓缸流量根據(jù)下式計(jì)算:當(dāng)活塞桿外推時(shí)比g” (m3/s)(23. 1 廠 25)當(dāng)酒塞桿內(nèi)拉時(shí)_ 2_(23.1 - 26) %式中 九皿分別為活塞無(wú)桿側(cè)及有桿側(cè)有效面積(罔：嘰活塞平均線速度(mA) 0設(shè)計(jì)要求中給定了活塞的平均速度:vm=6

9、m/m in二/s而活塞的面積：實(shí)際上這個(gè)值可以從手冊(cè)里面查到A = D2x /4 10 4m2容積效率：=125得到活塞桿外推時(shí)的流量:qi =/s因?yàn)橹皇褂猛馔品较?，所以回程方向的流量從略。、缸筒壁厚的?jì)算缸筒壁厚可以使用下式進(jìn)展計(jì)算：普時(shí)(可用薄壁缸簡(jiǎn)的實(shí)用計(jì)算式)P D運(yùn)囂丁 (m)(23.3-3) 最高允許壓見表23丄2和 式(23.1 - I) - (23.1 - 2)因?yàn)楸褖毫h(yuǎn)大于耐壓試驗(yàn)壓力，所以完全滿足條件11k R J1）、選擇油泵工作是否有效如果油泵有效，意味著溢流閥保持在 4MP、正向運(yùn)行Network 7IQ1Q0.11、負(fù)向運(yùn)行Network BQ02Y O1Q

10、0.1T -1QQ3T R)1 、急停無(wú)論正向還是負(fù)向運(yùn)行，都會(huì)立即停止Network 9Q0L3C T1Q021Q0.1(R)1 行程始端末端自動(dòng)停止 、自動(dòng)回程如果開始選擇了自動(dòng)回程事實(shí)上在油缸運(yùn)作中也可以對(duì)此項(xiàng)進(jìn)展設(shè) 置活塞完全伸出后，等待時(shí)間為im之后自動(dòng)返回初始位置。Network 12Q23IQ 4T37INJOINPT100 msMetwofk 13T37Q02 、復(fù)位首先全部動(dòng)作停止Network 1 411.3QD311f q 、1 11QOlI(R )1i之后等待im活塞自動(dòng)回到初始位置Network 15inTONPT100Q1.310-T3311.3Network 16T38Q0L21五、參考文獻(xiàn)3、X輝、林玲，基于PLC控制的液壓控制系統(tǒng)，科技動(dòng)態(tài)4、朱明星、李慶峰，PLC在液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，某某職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006年第4期5、 X賢波、