液压缸组件设计说明书Word下载.docx

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刘晓萍指导教师：

李彩联

摘要：

在液压与气压传动系统中，会经常用到液压活塞缸的形式，它广泛地存在于各个领域中。

通常活塞缸的组成部分是缸底、缸筒、活塞、活塞杆和端盖等主要部件。

有时，在液压缸的连接处，比如缸体和缸盖法兰部分，缸盖与活塞部分，活塞与活塞杆部分等需要安装密封装置，以减少和防止外部灰尘或者内部油液的进出和泄露。

缸体的运动过程中，由于惯性、速度、质量等原因，活塞在运动到行程终端时会与缸底发生碰撞，从而引起能量的损失和传动失衡，因此需要在缸体内部安装缓冲装置。

此外，在必要时还需要在液压缸体的某些部位安装排气装置和防尘装置以使整个传动机构精度提高、效率提升。

液压缸的设计需要根据已给数据和要求来进行，对液压缸的结构进行设计、选择、检验、制造等方面的考虑。

关键字：

活塞；

活塞杆；

缸盖；

缸体；

Designspecificationofthehydrauliccylinderassembly

Author’sName:

LiuXiaopingTutor:

LiCailian

ABSTRACT：

Thepistoncylinderusuallybeusedinthehydraulicandpneumaticdrivesystem,themainpartofthepistoncylinderisbottom,cylinder,piston,pistonrodandcover.Topreventtheworkingmediumtotheoutsideofthecylinderorbyahigh-pressurechambertothelowpressurechamberleakage,asealbetweenthecylindercover,pistonandpistonrod,pistonrodwithendcaps,pistonandcylinderdevice.Theoutsideoftheendcapisalsoequippedwithdust-proofdevice.Inordertopreventimpactcylinderhead,pistonrapidmovementtothestrokeendcushioningdevicemayalsobeprovidedintheendportionofthecylinder.Thebasicpartofthecylinderbycylinderassembly,thepistonassembly,thesealingmember,andabuffer,theconnectionmember.Further,accordingtotheneedscylinderisalsoprovidedwiththeexhaustmeansanddustproofdevice.Duringthedesignofthehydrauliccylinder,inaccordancewiththerequirementsoftheworkingpressure,velocity,workingconditions,processinganddisassemblyrepairsumconsideringthestructureofthevariouspartsofthecylinder.

KEYWORDS：

piston；

pistonrod；

cylinderhead；

cylinder

目录

1绪论………………………………………………………………1

2设计内容及所给参数…………………………………………………2

2.1设计内容…………………………………………………………2

2.2设计参数…………………………………………………………2

3液压缸的设计计算……………………………………………………2

3.1液压缸设计计算步骤……………………………………………2

3.2液压缸性能参数的计算………………………………………2

3.3液压缸结构参数的计算…………………………………………3

3.4液压缸结构设计…………………………………………………7

4液压缸的联接计算及校核……………………………………………14

4.1缸盖联接计算……………………………………………………14

4.2活塞与活塞杆联接计算………………………………………14

4.3活塞杆稳定性计算……………………………………………15

5液压缸组件的工艺规程设计…………………………………………19

6液压缸组件的工装设计………………………………………………22

7总结……………………………………………………………………22

参考文献…………………………………………………………………24

致谢………………………………………………………………………25

1绪论

在本设计中，设计题目和内容是对液压缸的结构及其液压缸的主要组件进行设计。

首先根据已给的参数选择液压缸的工况，工作环境，工作方式，工作材料，从而确定液压缸的基本类型。

其次根据具体数据，比如工作压力，活塞杆退力等确定组成液压缸的各部分结构的尺寸和形状。

再次，对液压缸的组成元件进行选择。

最后，对所设计的结构和选用的零件进行校核、替换。

在本次液压缸的设计中，要对液压知识，包括传动和控制都要有了解，对液压的发展史以及与液压缸有关的发展领域都要有大概和初步的了解。

要对机械设计有清楚地认识，包括前期计算，中期选择构思，后期校核绘图，都要弄清来龙去脉和前因后果，具体到元件的选择和替换。

要对机械制造工艺规程设计部分有大概了解，对所设计的零件的制造和加工方法都要做到心中有数。

液压的发展及地位：

现代机械囊括机械电气和液压三个领域，是对这三个技术部分的融会贯通。

液压传动系统的广泛运用在机械领域的地位可见一斑、尤其重要。

液压传动是在近代工业中兴起并迅猛发展起来的。

液压传动至今已有二百多年的历史。

由于在发展开始时期各方面机制体制不成熟不完善，而不被广大社会各界所接收和熟知。

当代世界科技的蓬勃起飞以及人们对技术的钻研和了解，对传动技术有了不断的深刻的了解和需求，尤其是在二战期间，由于军事上迫切需要反应快、重量轻、功率大的各种武器装备，而液压传动技术的特点和有点能够很恰当地满足这一要求，从而推动了液压的前进和发展，在之后的的70年中，液压传动技术以迅猛的速度传向世界各个领域和部门，并且得到了广泛的认可和应用。

在本次毕业设计中，我的主要工作内容是：

通过对大二上半学期和大三下半学期所学的有关液压的传动和控制部分的知识进行复习和重新巩固以及对其他各资料的综合运用和理解，对本次毕业要求进行综合研究并且要结合实际进行液压传动设计，将书本只是与实际生活相联系，从而完成液压缸的结构设计，通过这个过程巩固和完善自己所学到的知识，让自己各方面的能力有进一步的提升和发展。

在设计和学习过程中，学习和掌握平常所学到的所接触到的通用液压元件，尤其是对各类标准元件应该如何选取，如何连接，如何工作都要进行详细的了解，培养设计的思维方式和操作技能，提高我们提出问题，分析问题和解决问题的创造能力，为今后能够解决所面临的问题做准备。

液压传动的这些突出优点，让它能够在日常生活和工作中得到广泛的运用和发展，比如在汽车飞机轮船制造业及其他重工产业中都有较多的运用。

2设计内容及所给参数

2.1设计内容

液压缸的设计；

液压缸主要组件的设计;

工艺规程设计；

工装设计。

2.2设计参数

公称压力P=2.5Mpa；

活塞工作推力F=8KN；

活塞行程100mm。

3液压缸的设计计算

3.1液压缸设计计算步骤

1）根据液压缸系统的运动要求，按下表选择适合其运动结构的液压缸类型。

根据对液压缸系统的结构要求，按下表选择液压缸的具体组装方式。

2）根据主机的动力分析和运动分析，根据已知参数计算主要尺寸。

3）根据所给的数据中的工作压力和缸体刚度强度的材料进行液压缸结构设计和组件结构设计。

4）液压缸数据结果进行校核。

3.2液压缸性能参数的计算

1）液压缸缸筒内径D和液压缸活塞杆直径d的确定的计算

液压缸内径D以及活塞杆直径d的确定：

已知:

F=8KN,=2.5Mpa。

根据表格4.4选取往复速度比=2

查《机械设计手册》表23.6—33、23.6—34得：

D=63mm，d=45mm。

2）液压缸行程s

液压缸行程s，主要根据机构的运动要求而定，查《机械设计手册》表23.6-35取标准行程系列100mm。

3.3液压缸结构参数的计算

液压缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚、缸体外径尺寸、缸盖厚度、缸体长度等。

1）液压缸壁厚的计算

液压缸的壁厚常常根据其的强度条件来计算。

液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。

本设计按照薄壁圆筒设计，其壁厚按薄壁圆筒公式计算为：

（3.1）

--试验压力，一般取最大工作压力的（1.25-1.5）倍的P。

=Mpa。

[]--缸筒材料的许用应力=100～110（无缝钢管），取[]=100

--液压缸壁厚（m）；

D--液压缸内径（m）；

从公式可以算得，结果显示液压缸的壁厚厚度较低，从而导致整个缸体刚度不足，在生产加工过程中容易引起弯曲或在安装中会引起力的变形因此导致无法正常工作，降低工作效率和精度。

所以用经验法选取壁厚：

δ=16mm

2）缸体缸体外径的计算

缸体外径，查机械手册表：

外径取95mm

3）缸底厚度的确定

一般液压缸多为平底缸，其有效厚度常常按照具体的强度要求通过下列方法和下列式子进行计算：

无孔时：

有孔时：

式中：

—缸盖止口内径（mm）

t—缸盖有效厚度（mm）

d—缸盖孔直径

t≥4.74mm

本设计中，缸底选用无孔与缸体连接式，因此厚度确定为16mm。

4）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距离为H，称为最小导向长度。

当导向长度低于正常值时，会使液压缸刚度降低，从而导致液压缸工作不平缓。

因而在设计液压缸的结构时要保证其最小的导向长度。

对一般的液压缸，最小导向长度H应满足：

L—液压缸的最大行程（mm）

D—液压缸内径（mm）

取H=40mm

5）活塞宽度B的确定

活塞的宽度B一般取

即

取B=60mm

6）缸盖厚度计算

液压缸缸盖由于有法兰连接，并且需要进行连接强度的校核，因此与液压缸盖缸底厚度的计算稍有区别。

螺钉连接法兰式缸头：

（3.2）

式中h—缸盖厚度（m）；

图3.1最小导向长度

F—缸盖受力总和（N）；

d—密封环内径（m）；

--密封环外径（m）；

P—系统工作压力（Pa）；

q—附加密封力（Pa）；

若采用金属材料密封时，q取其屈服点；

--螺钉孔分布圆直径（m）；

--密封环平均直径；

--法兰材料的许用应