机械毕业设计1439五吨气控液压千斤顶设计.docx
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机械毕业设计1439五吨气控液压千斤顶设计
前言
近十多年来，随着发展先进液压气动技术的重要性获得前所未有的共识，液压气动技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术组合，在方法和体系上开始发生很大变化。
计算机技术、信息技术、现代测量技术等。
液压气动技术领域的渗透与交叉融合，推动了先进液压气动技术的形成和发展。
气动技术应用的开始大约在1776年JohnWillkinson发明能产生一个大气压左右压力的空压缩机。
1880年，人们第一次利用气缸做成气缸刹车装置，将它成功的应用到火车的制动上。
进入二十世纪60年代，气动主要用于比较繁重的作业领域作为辅助传动。
如用于矿山、钢铁、机床和汽车制造等行业。
70年代后期，开始用于自动装配、包装、检测等轻巧的作业领域，以减轻繁重的体力劳动。
80年代以来，随着于电子技术的结合，气动技术的应用领域得到迅速扩宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛的应用。
电气可编和序控制系统的发展，使整个系统的自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠。
气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多、更高的要求。
微电子技术、现代控制理论于气动技术相结合，促进了电气比例伺服技术的发展，以不断提高控制精度。
气动技术成为实现现代化传动与控制的关键技术之一。
5吨气控—液压千斤顶
摘要：
气控—液压千斤顶是一种由液压传动与气动技术相结合的产品。
用于机械方面。
在使用中，能保持行驶的稳定性，又能保持灵活性。
使用液压装置，体积小，重量轻，结构紧凑，传递的功率大，容易实现过载保护，使用寿命长。
液压元件使用标准化，系列化和通用化。
科学技术的不断的发展，液压气动技术起到了重要的作用。
关键词：
液压传动气动技术标准化系列化通用化
5tonsofgascontrol-hydraulicjack
Abstract:
Thegascontrol-hydraulicjackisahydraulicandpneumatictechnology.Forthemechanicalside.Inuse,tomaintainthestabilityoftheroad,whilemaintainingflexibility.Theuseofhydraulicequipment,smallsize,lightweight,compact,powertransmission,easytoachieveoverloadprotection,longservicelife.Standardizationoftheuseofhydrauliccomponents,andtheseriesofgeneral.ScienceandTechnologyofthecontinuousdevelopmentofhydraulicpneumatictechnologyhasplayedanimportantrole.
Keywords:
pneumatichydraulictransmissiontechnologystandardizedseriesofgeneral
目录
毕业设计课题。
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1
第一章气控液压缸的设计计算。
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1、缸筒的设计计算。
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2、活塞和活塞杆的设计计算。
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3、顶盖的设计。
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4、气控液压千斤顶的体积。
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第二章千斤顶零件的连接。
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第三章增压缸设计计算。
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第四章千斤顶气控液压系统。
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1、气控液压系统的概述。
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2、气控液压系统的工作过程。
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第五章总结。
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参考文献。
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毕业设计课题
5T气孔—液压千斤顶的设计
名称：
5T气控液压千斤顶
零件简图：
如图1—1所示
图1—1液压缸的结构
1.缸底；2螺帽；3垫圈；4活塞；5、6密封圈；7缸筒；8导向套；9缸盖；10防尘圈；11活塞杆；12顶端
§1气控液压缸的设计计算
1缸体的设计计算
1.1选择缸筒材料
选择HT300作为缸筒的材料。
1.2气控液压缸千斤顶的作用力计算
F=5000×9.8N=4.9×
N
1.3缸筒内径的选择
试选择内径为125mm、140mm、160mm、180mm、和200mm如：
缸筒内径D（㎜）
面积S（㎡）
工作压力P（
）
1
125
1.2×
3.99
2
140
1.5×
3.18
3
160
2.0×
2.43
4
180
2.5×
1.92
5
200
3.14×
1.56
根据以上比较，选择内径为160mm较为合理。
1.4缸筒壁厚度的计算
缸筒壁厚度的计算δ≥
=
2.3
式中[
]表示缸筒材料的许用应力，经查[
]HT300=126.56
Py—试验压力，
，工作压力P≤16
时，Py=1.5P;工作压力P≥16
时，Py=1.25P
D—液压缸内径，m
[
]—缸体材料的许用应力，
1.5液压缸筒的长度L
液压缸筒长度由所需行程及结构上的需要确定，一般可按如下公式计算
L=活塞行程+活塞长度+活塞杆导向长度+其他长度=200+50+100+70=420
其中，活塞长度=（0.3～1）D，导向套长度=（0.3～1.5）D，其他长度是指一些装置
所需长度，如缸两端缓冲所需长度等。
2、活塞和活塞杆的设计计算
2.1活塞杆材料的选择
选择45号钢材。
2.2活塞杆的直径选择
活塞杆的直径选择直径D的值可按表1-2选取，如果液压缸两个方向的运动速度壁由一定要求时，还需考虑这方面的要求。
活塞杆受力情况
工作压力
活塞杆直径d
受拉
—
d=0.4D
受拉或受压
d=（0.5～0.55）D
＜
d=（0.6～0.7）D
＞7
d=0.7D
直径D值可按照上表选取
d=0.5D=0.5×160=80mm
2.3活塞的选择
活塞的材料通常是钢或铸铁。
活塞和缸筒内壁间需要密封，采用的密封件有“O”形环、
“V”形密封、“U”形密封、“X”形密封和活塞环等。
而活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为缸筒内径的0.3～1.0
=0.31×160
50mm
3、顶盖的设计
气控液压千斤顶的顶盖用来支撑，为了使用不同的场合，应该设有不同的顶盖。
如直径为96mm、70mm、60mm和50mm。
4、气控液压千斤顶的体积
缸筒的体积：
W（重量㎏）=F（断面积
）×L（长度，m）×ρ（密度，g/
）×1/1000
=
×（216－105）
×0.39×7.85×1/1000
=29.6
起重杆的体积：
W（重量㎏）=F（断面积
）×L（长度，m）×ρ（密度，g/
）×1/1000
=
×105
×0.4×7.85×1/1000
=27.2
导向套的体积：
W（重量㎏）=F（断面积
）×L（长度，m）×ρ（密度，g/
）×1/1000
=
×（150－105）
×0.39×7.85×1/1000
=0.75
顶盖的体积：
W（重量㎏）=F（断面积
）×L（长度，m）×ρ（密度，g/
）×1/1000
=
×（216－105）
×0.39×7.85×1/1000
=0.9
活塞的体积：
W（重量㎏）=F（断面积
）×L（长度，m）×ρ（密度，g/
）×1/1000
=
×（216－105）
×0.39×7.85×1/1000
=1.8
千斤顶的体积﹦29.6+27.2+0.75+0.9+1.8=60.25kg
气控—液压千斤顶的重量比较重，为了使用方便，应设计手提。
§2千斤顶零件的连接
1、缸筒与端盖的连接
液压缸筒与端盖有法兰连接式、螺纹连接式、半环连接式、拉杆连接式和焊接连接式，
其结构形式和使用的材料有关。
一般工作压力P﹤10Mpa时使用铸铁，10Mpa﹤P﹤20Mpa使用无缝钢管，P﹥20Mpa时使用铸铁和锻钢。
选择材料为铸铁或锻钢；使用螺纹连接式；重量较轻、外形较小、拆装方便。
2、活塞与活塞杆的连接
活塞和活塞杆的连接方式有锥销连接、螺纹连接和半环连接。
选择螺纹连接，其装卸方便，连接可靠，适应性强，还有一定的锁紧装置。
活塞杆和活塞之间设有密封圈，以防泄露。
3、活塞杆、缸筒和导向套的连接
活塞杆和导向套之间使用密封圈，以防止泄露。
缸筒和导向套相配合连接，使用端盖来固定。
4、进油口与进气口的连接方式
进油口和进气口都使用螺纹连接。
装卸方便；牢固可靠。
5、液压缸密封装置的选择
液压缸的密封装置用以防止油液的泄露，常用的密封方法油间隙密封和用橡胶密封圈密封。
间隙密封方法的摩擦阻力新奥，但密封性能差，加工精度要求高，因此，只适应于尺寸较小、压力较低、运动速度较高的场合。
活塞与液压缸之间的间隙通常取0.02～0.05mm.
密封圈密封是液压系统应用最广泛的一种密封方法。
密封圈用耐油橡胶、尼龙等材料做成，其截面通常做成O形、V形、Y形等
选择O形密封圈；它的截面形状为圆形的密封原件，其结构简单，制造容易，密封可靠，摩擦力小，因而应用广泛，即可用于固定件的密封，又可用于运动件的密封。
6、液压缸的缓冲
液压缸的缓结构是为了防止活塞在行程终了时，由于惯性力的作用与端盖发生撞击，影响设备的使用寿命。
特别是当液压缸驱动负荷或运动速度较大时，液压缸的缓冲就是显得更重要。
液压缸的缓冲结构图如图1-1所示，它由活塞顶端的凹台和端盖上的凸槽构成。
当活塞移近缸盖时，凹台逐渐进入凸槽，将凹槽内的油液经凸台和凹槽之间的缝隙挤出，增大了回油阻
力，降低了活塞的运动速度，从而减少或避免活塞对端盖的撞击，实现缓冲。
7、液压缸的排气
液压的油液如果混有空气将会严重地影响工作部件的平稳性，为了便于排除积留在液压缸内空气，油液最好从液压缸的最高点进入和排出，。
对运动平稳性要求较高的液压缸，常在两端装有排气塞。
工作前拧开排气塞，使活塞全行程空载往返数次，空气即可通过排气塞排出。
空气排净后，需要排气塞拧紧，再进行工作。
§3增压缸设计计算
1、增压缸比例的选择
千斤顶需要高压的液压系统，常用增压缸与空气压缩机配合使用。
所以，设计中使用增压缸。
试选择增压缸比例。
=2.43
;1:
2;1:
3;1:
4;1:
5
当增压缸比例为1：
2时；
：
=1:
2=P2:
2.43
P2=1.22
当增压缸比例为1：
3时；
P2:
P1=1:
3=P2:
2.43
P2=0.81
当增压缸比例为1：
4时；
P2:
P1=1:
4=P2:
2.43
P2=0.67
当增压缸比例为1：
5时；
P2:
P1=1:
5=P2:
2.43
P2=0.49
在现实生活中，空气压缩机0.8Mpa时很容易找到。
根据设计增压缸的体积合理，应选择增压缸的比例为1：
3.
2、增压缸
的选择
试选择
为20mm;40mm;50mm和80mm的内径
当
=20mm根据公式：
=
得:
=34.6mm
当
=40mm时得：
=69.3mm
当
=50mm时得：
=86.6mm
当
=60mm时得：
=138.6mm
根据以上选择
=50mm；则
=86.6mm;行程L=100mm。
3、油腔的计算
气控液压千斤顶的油腔体积
=0.785×160
×200×10
=4.02×10
增压缸油腔的体积
=0.785×86.6
×100×10
=5.89×10
根据比较V1﹥V2,增压缸油腔的油远远不够液压缸的油，所以要在增压缸上设计一个储油箱来进行补油。
§4千斤顶气控液压系统
1、气控液压系统的概述
1.1气控液压的工作循环
图4-1所示的时千斤顶气控液压系统，该气孔液压能完成典型工作循环为：
快进→补油→工进→快退→原位停止。
1.2系统主要原件和工功用
元件1为气压源，供气压力0.8
左右。
元件2为空气过滤器，为了除去压缩机空气中固态杂质、水滴和污油滴。
元件3为压力表，用测量气压源的压力是否稳定。
元件4、10和14组成二位三通电磁换向阀。
4为二位三通气控电磁换向阀，主要用于增压
缸的运动。
10为二位三通液压电磁换向阀。
主要用液压千斤顶的前进运动。
14为二位三通
气控电磁换向阀，主要用于千斤顶的返回运动。
元件11是二位二通换向阀，主要控制千斤顶液压缸的快进，工进，快退。
元件5为溢流阀，主要作用是当气动回路和容器中的压力上升到超过调定值时能自动向外排气，以保持进口压力为调定值。
元件6是增压缸，用于增大液压缸的压力。
元件7、9为单向阀，7作用于邮箱的一个方向，流动而反向截止。
9作用于增压缸反复的运动时，控制液压缸油的返回。
元件8为滤油器，其功用是清除油液中的各种杂质，以免其划伤、磨损，甚至卡死有相对运动的零件，或者堵塞零件上的小孔及缝隙，影响系统的正常工作，降低液压元件的使用寿命，甚至造成液压系统的故障。
元件12为单向节流阀，用来改变节流口通流截面积，实现流量的调节来控制液压缸的工进。
元件13为液压缸。
图4—1气控－液压系统图
2、工作过程
2.1快进
启动气压源1，控制二位三通换向阀4电磁铁通电，左位接入系统，气源进入增压缸6的右腔，左腔的油液继续运动。
二位三通换向阀10电磁铁通电，左位接入系统。
二位二通换向阀11电磁铁通电，左位接入系统，油进入液压缸的下腔。
液压缸的上腔气经过二位三通电磁换向阀14，换向阀14失电，右位接通，气排出在外。
2.2补油
由于增压缸油腔的油小于液压缸的油，因而进行补油。
二位三通换向阀4失电移动到右位，增压缸的气进行排出，失去压力。
增压缸使用弹簧进行复位。
增压缸上的油箱里面的油就进入了增压缸的左腔，从而进行了补油。
2.3工进
控制二位三通换向阀4电磁铁通电，左位接入系统，气源进入增压缸6的右腔，左腔的油液继续运动。
二位三通换向阀10电磁铁通电，左位接入系统。
二位三通换向阀11失电，移动右位，油要通过节流阀进入到液压缸下腔，从而进行减速。
液压缸的上腔气经过二位三通电磁换向阀14，换向阀14失电，右位接通气排出在外。
2.4快退
二位三通换向阀14电磁铁通电，左位接入系统。
活塞杆迅速下降，二位二通换向阀11电磁铁通电，左位接入系统，二位三通换向阀10失电，移动到右位。
液压缸的油回到油箱，二位三通换向阀4失电，移动到右位，增压缸右腔的气进行排出，失去压力，增压缸使用弹簧进行复位。
§5总结
结论及尚存在的问题：
对每个事物都必须辨证地进行分析，气控液压千斤顶设计也同样依此进行评价。
虽然本设计功能齐全、实用性强，但是还是存在一些问题。
存在的问题主要是本人的能力问题，所以以个人的力量是有限的，尤其是在气控液压千斤顶零件设计中的设计等方面不可能是十全十美。
所以一定要发挥集体智慧和力量，广泛听取意见。
只有这样，才能突出与众不同的地方，才能制作出高质量的设计，才能符合现代工人的需要，如果大家还发现什么问题，希望大家提出宝贵意见。
感谢老师的关心和支持。
再次感谢所以支持和帮助过我的领导、老师、同学。
参考文献
[1]《液压传动与气动技术》曹建东龚建新北京大学出版社2005
[2]《液压与气动技术》朱梅朱光力西安电子科技大学出版2005
[3]《液压与气动技术》王积伟机械工业出版社2006
[4]《液压与气动应用技术》赵家文苏州大学出版社2005
[5]《工程材料》潘强上海科技技术出版社2003
[6]《公差配合与技术测量》徐茂功桂定一机械工业出版社2004
[7]《液压元件与系统》李状云华中科技大学2005
[8]《液压气动技术速查手册》张利平化学工业出版社2006
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