小型氣動(dòng)壓力機(jī)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 單位代碼 6030 學(xué) 號(hào) 080105508 分 類 號(hào) 密 級(jí) 秘密 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 小型氣動(dòng)壓力機(jī)的設(shè)計(jì) 院（系）名稱 工學(xué)院機(jī)械系 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2012 年 3 月 16 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 小型氣動(dòng)壓力機(jī) 摘要 小型號(hào)的氣動(dòng)壓力機(jī) ，適用于軸類零件，型 材的校正和軸套類零件的壓裝。它采用手腳聯(lián)動(dòng)操作，通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng) 氣 壓泵向主油路供 氣 ，通過(guò)溢流 閥，手動(dòng)換向閥 等控制閥對(duì) 氣 壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓換向，以達(dá)到各種工作狀態(tài)。 該 氣 壓機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，操作簡(jiǎn)單。在本設(shè)計(jì)中，通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)了液壓缸的尺寸，擬訂了液壓原 理圖。按壓力和流量的大小選擇了液壓泵，電動(dòng)機(jī)，控制閥，過(guò)濾器等 氣 壓元件和輔助元件。 關(guān)鍵詞 ： 氣 壓機(jī) ； 氣 壓系統(tǒng) ；調(diào)速往返路 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is a to of of It by to to a to of a in of by to of of a by of of a 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 緒論 . 1 . 1 . 1 . 1 . 2 3 工況分析 . 3 載）分析及負(fù)載循環(huán)圖 . 3 . 3 . 3 . 4 . 4 . 4 . 4 . 5 . 5 所需流量 . 7 . 7 制沖壓機(jī)主缸工況圖 . 7 . 9 . 9 . 9 . 9 . 10 . 10 . 11 . 11 . 11 . 12 . 12 5 擬訂氣壓原理圖 . 12 6 氣壓元件的選擇 . 13 壓泵的選擇 . 13 . 14 . 14 . 14 . 14 動(dòng)機(jī)的選擇 . 15 制閥的選擇 . 15 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 管）的選擇 . 16 . 16 7 氣壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 . 17 路系統(tǒng)壓力損失 . 17 壓沖擊的計(jì)算 . 17 壓系統(tǒng)熱分析 . 18 量） . 18 . 18 8 限程裝置的設(shè)計(jì) . 19 9 機(jī)架的設(shè)計(jì) . 20 架材料的選擇 . 20 的作用 . 21 10 氣壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 . 21 壓系統(tǒng)的安裝 . 21 . 21 . 21 壓系統(tǒng)的調(diào)試 . 22 . 22 . 22 . 22 . 22 . 22 參考文獻(xiàn) . 24 致謝 . 25 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 緒論 氣 壓傳動(dòng)開(kāi)始應(yīng)用于十八世紀(jì)末，但在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用的時(shí)間比較短。有大幅度的發(fā)展也就在近 50 年。因此，與其它傳動(dòng)方式比還是一項(xiàng)年輕的技術(shù)。當(dāng)今液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、起重運(yùn)輸、冶金工業(yè)、農(nóng)用機(jī)械，輕工業(yè)和機(jī)床工業(yè)。 隨著氣 壓技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓技術(shù)也廣泛應(yīng)用在高科技高精度的行業(yè)，如機(jī)床行業(yè)。它能代替 人們一部分頻繁而笨重的勞動(dòng)，能在條件惡劣的環(huán)境中工作。特別在數(shù)控機(jī)床這類要求精度較高的領(lǐng)域有著不可代替的作用，出現(xiàn)了液壓傳動(dòng)的自動(dòng)化機(jī)床，組合機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線等。在國(guó)防工業(yè)中，如飛機(jī)，坦克、火炮等都普遍采 用了氣 壓傳動(dòng)裝置和液壓控制裝置。 當(dāng)今研究的主要內(nèi)容是高壓粘性流體在密閉容器中流動(dòng)規(guī)律和系統(tǒng)中承受高壓的粘性流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 氣壓 壓系統(tǒng)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其有著體積小，重量輕，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，工作壽命長(zhǎng)，液壓元件易于通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的特點(diǎn)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，處于 新興技術(shù)的液壓系統(tǒng)在近些年得到了大幅度的發(fā)展，還有著廣泛的發(fā)展空間。它正向高壓化、高速花、集成化、大流量、大功率、高效率、長(zhǎng)壽命、低噪音的方向發(fā)展。 液壓傳動(dòng)可以用很小的功率控制速度、方向。使用適當(dāng)?shù)墓?jié)流技術(shù)可使執(zhí)行元件的精度達(dá)到最高。其布局安裝有很大的靈活性，同體積重量比卻比其他機(jī)械小的多。因此能構(gòu)成其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動(dòng)。采用適當(dāng)?shù)墓?jié)流技術(shù)可使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度十分平穩(wěn)。 經(jīng)過(guò)五周的畢業(yè)實(shí)習(xí)，讓我們學(xué)到了很多以前沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)，也讓以前學(xué)到的書(shū)本上的知識(shí)和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)相結(jié)合，讓 我門的專業(yè)知識(shí)有了進(jìn)一步提高。特別是對(duì)液壓系統(tǒng)有了更深的了解。在此基礎(chǔ)上我們進(jìn)一 步分析 正壓裝液壓機(jī)。它是一種多功能的中小型液壓機(jī)床，適用于軸類零件、型材的校正和軸套類零件的壓裝。通過(guò)觀察測(cè)繪，進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我對(duì)設(shè)計(jì)多次改進(jìn)，通過(guò)查閱相關(guān)資料手冊(cè)，并多次向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，對(duì)以前不懂的知識(shí)有了更好的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我把大學(xué)所學(xué)的知識(shí)穿了線，知道了各知識(shí)之間的聯(lián)系，對(duì)以后的工作有了很大的幫助。 目前沖壓機(jī)床的傳動(dòng)方式主要有：液壓式、氣壓式、電動(dòng)式和機(jī)械傳動(dòng)方式等。傳動(dòng)裝置的選擇正確與否，直接決定著沖壓機(jī)的好壞。 （ 1）液 壓傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速；氣體粘性小阻力買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 損失小，流速快，防火防爆。但是空氣易于壓縮，負(fù)載對(duì)傳動(dòng)特性的影響大，不易在低溫環(huán)境下工作?？諝獠灰妆幻芊猓瑐鲃?dòng)功率小。 （ 2）電氣傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)方便，信號(hào)傳遞迅速，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，缺點(diǎn)是平穩(wěn)性差，易受到外界負(fù)載影響。慣性大，換向慢，電氣設(shè)備和元件要耗用大量的有色金屬。成本高，受溫度、濕度、震動(dòng)、腐蝕等環(huán)境的影響大。 （ 3）機(jī)械傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，操作簡(jiǎn)單，負(fù)載對(duì)傳動(dòng)特性幾乎沒(méi)有 影響。傳動(dòng)效率高，制造容易和維護(hù)簡(jiǎn)單。但是，機(jī)械傳動(dòng)一般不能進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，遠(yuǎn)距離操作困難，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜等。 （ 4）氣 壓傳動(dòng)與以上幾種傳動(dòng)方式比較有以下優(yōu)點(diǎn)：獲得力和力矩很大，體積小，重量輕，能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，工作壽命長(zhǎng)，易于通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。它有很廣闊的發(fā)展空間。 從各方面考慮，液壓傳動(dòng)系列較其他各傳動(dòng)方式有更廣闊的研究空間及發(fā)展空間。所以，此次設(shè)計(jì)將采用液壓傳動(dòng) 。 2. 氣 壓機(jī)的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇 當(dāng)決定采用氣 壓傳動(dòng)時(shí)，其設(shè)計(jì)步驟大體可分以下幾步： （ 1） 明確設(shè)計(jì) 依據(jù)進(jìn)行工況分析。 （ 2） 確定氣 壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。 （ 3） 擬訂氣 壓系統(tǒng)原理圖。 （ 4） 氣 壓元件及液壓油的選擇。 （ 5） 氣 壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算。 （ 6） 繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件。 設(shè)計(jì)一臺(tái)氣 壓機(jī)，其工作循環(huán)為： 下行，快速退回。 由設(shè)計(jì)題目及已知參數(shù)可確定： 沖壓力 100 噸 =100 1000 106 N 生產(chǎn)率： 4次 /分 =1次 /15秒 工作行程： 250大 沖壓厚度： 10塊的重量 G ： 104 N 根據(jù)工藝要求，快速下降所用的時(shí)間為 5s，運(yùn)行的距離為 240進(jìn)所用的時(shí)間為 1s，運(yùn)行的距離為 10退返回的時(shí)間為 3s，其運(yùn)行的距離為 250 得到各個(gè)工藝路線的速度參數(shù)如下： 快速下行： 行程： 240 速度： 48mm/s 減速下壓： 行程： 10 速度： 10mm/s 快 退： 行程： 250 速度： 73mm/s 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 單次循環(huán)的總時(shí)間是： 5+1+3=9s 氣 壓缸采用 O 型密封圈。其機(jī)械效率一般為 間，本液壓缸的效率?。?m= 工況分析 設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)該首先明確以下幾個(gè)問(wèn)題： （ 1）弄清主機(jī)結(jié)構(gòu)和總體布局 （ 2）明確主機(jī)對(duì)氣 壓系統(tǒng)的性能要求 （ 3）明確主機(jī)的工作條件 （ 4）明確氣 壓系統(tǒng)與其它傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的分工配合、布置和相應(yīng)的控制關(guān)系。 （ 5）了解搜集同類型機(jī)器的有關(guān)技術(shù)資料 載）分析及負(fù)載循環(huán)圖 動(dòng)力分析就是一部機(jī)器在 工作 過(guò)程中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力情況。由于工作機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽缸 必須克服的外負(fù)載為： F = 3 1） 式中 摩擦負(fù)載就是氣 壓缸驅(qū)動(dòng)工作時(shí)所需要克服的機(jī)械摩擦阻力。 由于詳細(xì)計(jì)算比較煩瑣，一般將它算入氣 壓缸的機(jī)械效率 這里不用考慮摩擦負(fù)載。 慣性負(fù)載即運(yùn)動(dòng)部件在啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中的慣性力。 計(jì)算公式為： Fi=gG（ N） （ 3 2） 式中 m 運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量 （ a 運(yùn)動(dòng)部件的加速度 （ mm/ G 運(yùn)動(dòng)部件的重量 （ N） g 重力加速度 （ mm/ v 速度變化值 （ mm/s） t 啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，由經(jīng)驗(yàn)可得 t =頭啟動(dòng)和制動(dòng)的加速或減速都在 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 則啟動(dòng)時(shí)： Fi=gG制動(dòng)時(shí)： Fi=gG壓力機(jī)沖頭上負(fù)載分為兩個(gè)階段：第一階段負(fù)載力緩慢的線增加，在達(dá)到最大沖壓力 5%左右。第二階段負(fù)載力急劇上升到最大沖壓力。因此工作負(fù)載為： 初壓階段上升到 F1=5%=105 5%=105 N 終壓階段上升到 F 2 =沖壓力 =106 N 圖 3 1 壓力機(jī)的負(fù)載循環(huán)圖 運(yùn)動(dòng)分析，就是研究一臺(tái)機(jī)器按工藝要求以怎樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完成一個(gè)工作循環(huán)。 根據(jù)已知條件，快速下行時(shí)，行程為 240度 48mm/s ，時(shí)間 5s。慢速下降時(shí)行程 10度 10mm/s，時(shí)間 1s?？焱耸切谐虨?250度 73mm/s，時(shí)間 3s。 度循環(huán)圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖 3 2 壓力機(jī)的速度循環(huán)圖 寸 在單活塞桿的氣 壓缸中 活 塞工進(jìn)（受壓）時(shí)， F = P 2 A 2 = m（ 4 1） P 1P 2V 1V 2D 4 1活塞工進(jìn)受壓示意圖 活塞快退（受拉）時(shí)， F = P 2 A 11= 4 2） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 P 1P 2V 2D 圖 4 2活塞工進(jìn)受拉示意圖 式中 氣 壓缸的工作腔壓力（ P 2 氣 壓缸的回氣 腔壓力（ D 2 /4 氣 壓缸無(wú)桿腔有效面積（ A 2 = （ D 2 d 2 ） /4 有桿腔的有效面積（ D 活塞直徑（ d 活塞桿直徑（ m 氣 壓缸的工作效率 根據(jù)資料文獻(xiàn)查得，工作壓力 0 32考同類機(jī)械的設(shè)計(jì)和加工的經(jīng)驗(yàn)，這里工作壓力 2 背壓力 P 2 =考同類機(jī)械的設(shè)計(jì)和加工的經(jīng)驗(yàn)，這里背壓力P 2 取 1 i =124 3） 活塞桿在快進(jìn)和快退中受力幾乎為零或是自 重的大小。只在沖壓工件時(shí)受到的作用力較大，即汽缸 的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)在該工步中去計(jì)算。 由參考文獻(xiàn) 2中查得下表： 表 4 1 汽 缸常用往返速比 i d 相近原理： =般，汽缸 在工進(jìn)狀態(tài)下工作，其活塞面積為： F + P 2 A 2 ） / 4 4） D 2 /4 （ 4 5） A 2 =（ D 2 d 2 ） /4 （ 4 6） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 由公式（ 4 4）（ 4 5）（ 4 6）得 D =4F / P 2 （ 1 d 2 /D 2 ） 2/1 根據(jù)參考文獻(xiàn) 1表 26 和表 27 對(duì) D 和 d 進(jìn)行調(diào)整可得 D 和 1和 A 2 需流量 氣 壓缸的最大流量： Q A V /s ） （ 4 7） 式中 A 氣 壓缸的有效面積（ V 氣 壓缸的流速（ mm/s） 快進(jìn)所需流量 Q 1 = 工進(jìn)所需流量 Q 2 = 快退所需流量 2 （ 1）當(dāng)系統(tǒng)快進(jìn)時(shí)，所需壓力為： P 1 = P 2 （ 4 8） 式子中 工作中的負(fù)載（ N） A 活塞的橫截面積（ P 2 背壓力（ （ 2）當(dāng)系統(tǒng)處于工進(jìn)時(shí)，所需的壓力為： P 1 = F 0 / A + P 2 /2 （ 4 9） 式子中 工作中的負(fù)載（ N） A 活塞的橫截面積（ P 2 背壓力（ （ 3）當(dāng)系統(tǒng)處于快退時(shí)，所需的壓力為： P 1 = F 0 / A + 2 P 2 （ 4 10） 式子中 工作中的負(fù)載（ N） A 活塞的橫截面積（ P 2 背壓力（ 制沖壓機(jī)主缸工況圖 氣壓缸的工況圖是指氣 壓缸壓力循環(huán)圖、流量循環(huán)圖和功率循環(huán) 圖。它是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、選擇氣 壓泵和閥的依據(jù)。 （ 1）壓力循環(huán)圖 通過(guò)最后確定的氣 壓元件的結(jié)構(gòu)尺寸，再根據(jù)實(shí)際載荷的大小求出氣 壓執(zhí)行元件在其動(dòng)作循環(huán)各階段的工作壓力，然后把他們繪制成 P 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 2）流量循環(huán)圖 根據(jù)已定的氣壓缸有效面積或氣 壓馬達(dá)的排量，結(jié)合其運(yùn)動(dòng)速度算出他在工作循環(huán)中每一階段的實(shí)際流量，把它繪制成 Q t 圖。若系統(tǒng)中有多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)工作，要把各自的流量圖疊加起來(lái)繪制出總的流 量循環(huán)圖。 （ 3）功率循環(huán)圖 繪制壓力循環(huán)圖和總流量循環(huán)圖后，即可繪制出系統(tǒng)的功率循環(huán)圖。 由前面所設(shè)計(jì)的壓力，流量，可得出如下一個(gè)表格，以便繪制和分析工況圖。 表 4 2 負(fù)載壓力流量明細(xì)表 工作負(fù)載（ N） 工作壓力（ 流量（ s） 快 啟動(dòng) 進(jìn) 勻速 工進(jìn) 快 勻速 退 制動(dòng) 108 0 105 104 204 . 2. 106 105 106 有前面所得的數(shù)據(jù)，可繪制出壓力循環(huán)圖（ P t）和流量循環(huán)圖 （ Q t）如下： 圖 4 1 壓力循環(huán)圖（ P t） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖 4 2 流量循環(huán)圖（ Q t） 通過(guò)對(duì)壓力循環(huán)圖和流量循環(huán)圖分析得知： 最大流量值 Q 156 10s 最大壓力值 P 缸主要零件的結(jié)構(gòu)材料及技術(shù)要求 缸的基本參數(shù) 由以上設(shè)計(jì)得到氣 壓缸內(nèi)徑尺寸 D =166塞桿直徑 d =44 氣 壓缸活塞的最大行程系數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn) 1查得 S =500 缸的類型和安裝方式 氣 壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，能夠?qū)崿F(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本液壓缸 活塞兩端面積差較大，使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)輸出速度及差值較大。所以本氣 壓缸采用雙作用無(wú)緩沖式。 缸的主要零件及技術(shù)要求 （ 1）缸體 氣 壓缸缸體的常用材料一般為 20、 35、 45 號(hào)無(wú)縫鋼管，一般情況下均采用45號(hào)鋼，并調(diào)質(zhì)到 241 285鐵可采用 于球墨鑄鐵具有較高的抗拉強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，也具有良好的塑性和韌性，其屈服度比鋼高。因此，球墨鑄鐵制造承受靜載荷的構(gòu)件比 鑄鋼節(jié)省材料，重量也輕。所以本設(shè)計(jì)的氣 壓缸采用 鑄件需進(jìn)行正火消除內(nèi)應(yīng)力處理。 由參考文獻(xiàn) 1得缸體的技術(shù)要求： 1缸體的內(nèi)徑因?yàn)轫毰c活塞配合，防止漏油，所以要盡量減少表面粗糙度，可采用 合。當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)， m，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)， m，且均需珩磨。 2 缸體內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 9、 10、 11 級(jí)精度選取，圓柱度公差應(yīng)按8級(jí)精度 選取。 3缸體端面的垂直度公差可按 7級(jí)精度選取。 4 缸體與缸頭采用螺紋連接時(shí)，螺紋應(yīng)用 6級(jí)精度的米制螺紋。 5當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或軸銷時(shí)，孔徑 D 或軸徑 d 的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線垂直公差值按 9級(jí)精度選取。 此氣 壓缸體的外徑需要與機(jī)架配合，應(yīng)進(jìn)行加工，且與中心線同軸度的要求。裝卸時(shí)需把吊環(huán)螺栓吊起。所以缸體端部選用螺紋連接，螺紋連接徑向尺寸小，質(zhì)量輕，使用廣泛。裝卸需用專用工具，安裝是應(yīng)防止密封圈扭曲。 （ 2）缸蓋 本氣 壓缸采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套，缸蓋選用 向套選用鑄鐵使導(dǎo)向套更加耐用。 （ 3）活塞 氣 壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵，灰鑄鐵，鋼及鋁合金等。本設(shè)計(jì)冶壓缸買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 活塞材料選用 鋁合金 ，需要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理。 由參考文獻(xiàn) 1得活塞的技術(shù)要求： 1活塞外徑 7、 8級(jí)精度選取。 2端面 按 7級(jí)精度選取。 3外徑 9、 10、 11 級(jí)精度選取。 4活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)由前可以選用 Y 型密封圈。 缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 氣 壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算包括缸管厚度，油口直徑，缸底厚度等等。 缸的厚度 首先利用薄壁筒公式計(jì)算液壓缸的壁厚： =P y D /2 =P y D /（ 2 b /n ） （ 4 11） 式中 氣 壓缸壁厚度（ 實(shí)驗(yàn)壓力（ 當(dāng) P 16， 當(dāng) P 16 所 以 在 此 = 氣 壓缸的內(nèi)徑（ 材料的許用應(yīng)力（ b 材料的抗拉強(qiáng)度，在此取 600（ n 安全系數(shù)，在此 取 n =5 由公式（ 4 11）得： =P y D /2 =P y D /（ 2 b /n ） =250/（ 2 600/5） =為當(dāng) D / 16 時(shí)，薄壁公式才成立， 而在此 D / =250/16。所以氣 壓缸不是薄壁。 故此式不成立。 再利用中壁計(jì)算公式計(jì)算： =P y D /（ -P y ） +C （ 4 12） 式中 氣 壓缸 壁厚度（ 實(shí)驗(yàn)壓力 （ 。當(dāng) P 16， 當(dāng) P 16 ； 所 以 在 此 = 氣 壓缸的內(nèi)徑（ 材料的許用應(yīng)力 （ 強(qiáng)度系數(shù)，當(dāng)為無(wú)縫鋼管時(shí) =1 C 計(jì)入壁厚公差和腐蝕的附加厚度，通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度 由公式（ 4 12）得： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 =P y D /（ -P y ） + C =250/（ 1+ C = = 由參考文獻(xiàn) 3里 把 圓整到標(biāo)準(zhǔn)值 =40 缸體的外徑 D 1 =D +2 =250+2 40=330氣 壓缸油口的計(jì)算 氣壓缸 口的直徑計(jì)算應(yīng)根據(jù)活塞最高的速度 速度而定。 當(dāng)氣口是進(jìn)氣 口時(shí)： d 0= V /V 0 ） 2/1 （ 4 13） 式中 氣 壓缸油口直徑（ D 氣 壓缸內(nèi)徑（ V 氣 壓缸最大輸出速度（ mm/s） 油口的液流速度（ mm/s） 根據(jù)文獻(xiàn) 5，氣 壓缸的進(jìn)油液流速度 000mm/s； 由公式（ 4 13）得： d 0 =250（ ） 2/1 =一整數(shù) 0 當(dāng)氣口是進(jìn) 油口時(shí)： 根據(jù)文獻(xiàn) 5，氣壓缸的進(jìn)氣體 流速度 000mm/s； 由公式（ 4 13）得： d 0=250（ ） 2/1 = 取一整數(shù) 2 本設(shè)計(jì)采用缸底無(wú)氣 孔，所以采用公式： h = P y / ） 2/1 （ 4 14） 式中 D 氣 壓缸內(nèi)徑（ 實(shí)驗(yàn)壓力 （ h 缸底厚度（ 缸底材料的許用應(yīng)力（ mm/s） 由公式（ 4 14）得： h = 20） 2/1 =45考同類氣 壓缸的制造經(jīng)驗(yàn)取 h =50缸的校 核 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 缸中背壓力的校 核 背壓力 P 2 是用來(lái)平衡在液壓系統(tǒng)不工作時(shí)活塞桿自重的。 由牛頓第一定律： P 2 A 2 =G （ 4 15） 式中 P 2 系統(tǒng)需要的最少背壓力（ A 2 活塞桿截面積（ G 滑塊重量（ N） 如果 P 2 P 2 =1背壓力滿足要求。 由公式（ 4 15）得： P 2 =G /A 2 =104 /P 2 =1以，該氣 壓系統(tǒng)的背壓力滿足要求。 校合活塞桿可用公式： d （ 4F / ） 2/1 。 （ 4 16） 式中 F 活塞桿的作用力（ N） 活塞桿材料的許用應(yīng)力（ 由公式（ 4 16）得： d =（ 4 106 / 120） 2/1 =102D =180以活塞桿直徑滿足要求。 5 擬訂氣 壓原理圖 氣 壓系統(tǒng)循環(huán)圖是表示系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣，他是以簡(jiǎn)圖的形式全面的具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)中提出的技術(shù)和其他方面的要求。要擬訂一個(gè)比較完善的液壓系統(tǒng)，就必須對(duì)各種基本回路、典型液壓系統(tǒng)有全面深刻的了解。 根據(jù)以上分析及參考同類設(shè)備的液壓原理圖，擬訂本設(shè)計(jì)的氣 壓原理圖如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖 5 1 氣 壓系統(tǒng)原理圖 缸 流 量原理圖說(shuō)明：電動(dòng)機(jī) 1帶動(dòng)柱塞變量泵 3向主氣路供氣 ，可以通過(guò)溢流閥 5和調(diào)壓閥 4對(duì)氣 壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓，使壓力表 7的值到系統(tǒng)需要的壓力，利用換向閥 6進(jìn)行換向。如果處于中間位置，系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)；如果 腳踩腳踏板 ，滑閥右移，換 向閥實(shí)現(xiàn)左位功能，氣缸上腔進(jìn)氣 ，活塞桿下降運(yùn)動(dòng)，完成工藝中的工進(jìn)工序 ；如果 手抬操縱手柄 ， 滑閥左移，換向閥實(shí)現(xiàn)右位功能，氣缸下腔進(jìn)氣 ，活塞桿 實(shí)現(xiàn)上升動(dòng)作，完成工序 中的快退。 6 氣壓元件 的選擇 壓泵的選擇 氣 壓泵是 將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換元件。在設(shè)計(jì)氣壓傳動(dòng)中，氣壓泵作為動(dòng)力元件向液壓系統(tǒng)提供氣 壓能。 氣 壓泵工作的基礎(chǔ)條件是： （ 1） 必須具備一個(gè)密封油腔，而且密閉空 腔的容積在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中應(yīng)不斷變化。 （ 2）泵的吸氣 是靠彈簧克服摩擦力的阻力、推力推動(dòng)活塞下移而 實(shí)現(xiàn)的，這樣的泵具有自吸能力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 P 氣 壓泵的最 大工作壓力，由下式確定： P P P 1 + P （ 6 1） 式中 P 1 氣 壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力（ P 由氣 壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)進(jìn)口之間的管路沿程阻力損失和局部阻力損失之和。這些阻力損失只有在液壓元件選定后，并繪出管路布置圖才能計(jì)算。在初算時(shí)按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單，流速不大的取 P =路復(fù)雜，流速較大的取 P =1系統(tǒng)取 P =公式（ 6 1）得：P P =1 泵的流量 Q P 和排量 當(dāng)多氣壓缸（或馬達(dá)）同時(shí)動(dòng)作時(shí) ，氣 壓泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)液壓缸（或馬達(dá)）所需的最大流量。并應(yīng)考慮到系統(tǒng)的漏損和液壓泵磨損后容積效率的下降。 即有下式計(jì)算氣 壓泵 的流量公式： Q P K （ Q ） （ s） （ 6 2） 式中 K 系統(tǒng)泄漏系數(shù)。一般取 流量取小值，小流量 取大值。該系統(tǒng)取 K = Q ） 同時(shí)動(dòng)作的氣 壓缸（或馬達(dá)）的最大流量（ s）； 可以從 Q t 圖上查得。對(duì)于工作過(guò)程始終用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，在確定流量時(shí)，尚需加上溢流閥的最小流量，一般取 5 104 s 由 Q t 圖得到氣 壓缸所需最大流量 Q 56 103/ 由公式（ 6 2）得： Q P 156=172 103/ 此氣 壓系統(tǒng)采用液壓變 轉(zhuǎn)速為 1500r/ 排量 p/1500 由公式（ 6 2）得： q p =172/1500=15r； 泵的規(guī)格 按已算出的最大工作壓力和流量，得出氣 壓泵的額定壓力 P =（ 1+25%）=查閱文獻(xiàn) 9，選則氣 壓泵的型號(hào)為 1B；排量 160r；轉(zhuǎn)速1500r；額定壓力 32N； 額定流量得： 160 1500/1000=240 103/里選 250 103/ 缸的功率 由于本機(jī)器采用閉合式液壓系統(tǒng)，壓力損失很小，可以忽略不記。這一點(diǎn)可以在后邊的系統(tǒng)驗(yàn)算中得到準(zhǔn)確的驗(yàn)證。所以氣 壓泵的輸出功率用下式計(jì)算： N = P Q 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 6 3） 式中 N 氣 壓泵的輸出功率 （ P 氣 壓缸壓力 （ Q 氣 壓泵的流量 （ s）（ 1） 氣 壓缸處于啟動(dòng)時(shí) 由 160號(hào)液壓泵的壓力、流 量曲線圖可得 ： Q =s, 所以由公式 （ 6 3），得： N =（ ） Q =（ 04 /= 2） 氣 壓缸壓力達(dá)到最大值時(shí)（即到達(dá)系統(tǒng)最高壓力時(shí)） 由 160號(hào)氣 壓泵的壓力、流量曲線圖可得 ： Q =103s, 所以由公式（ 6 3），得： N =321 06 03 = 3）氣 壓缸處于快退時(shí) 由 160號(hào)氣 壓泵的壓力、流量曲線圖可得 : Q =103s, 所以由公式（ 6 3），得： N = 06 03 =此，選出氣 壓泵的最大輸出功率 N = 動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種，如無(wú)特殊說(shuō)明時(shí)，一般選擇交流。選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形成應(yīng)根據(jù)電源種類（交流或直流），工作條件（環(huán)境、溫度、空間、位置等，載荷的大小和性質(zhì)的變化，過(guò)載情況等），啟動(dòng)性能和啟動(dòng)、制動(dòng)正反轉(zhuǎn)的頻率程度等條件來(lái)選擇。 式鼠籠三相 異步電動(dòng)機(jī)。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，因此本設(shè)計(jì)選用此電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)所求得到的氣 壓泵的功率，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行選擇，根據(jù) 參考文獻(xiàn) 4本設(shè)計(jì)可選電動(dòng)機(jī) 4，其額定功率為 11速為 1460r/ 制閥的選擇 選擇控制 閥應(yīng)按額定壓力、最大流量、動(dòng)作方式、安裝固定方式、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和工作壽命來(lái)選擇。 1. 應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，一般不使用自行設(shè)計(jì)專用的控制閥。 2. 一般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng) 管路實(shí)際通過(guò)的流量大一些。必要時(shí)允許通過(guò)閥的最大流量超過(guò)其額定流量的 20%。 3. 應(yīng)注意 單桿液壓缸 由于面積差形成不同回油量對(duì)控制閥正常工作的影響。 方向控制閥主要有手動(dòng)換向閥，機(jī)動(dòng)換向閥，電磁換向閥等幾種形式。由前面所分析，本課題設(shè)計(jì)的機(jī)器所用的換向閥為手動(dòng)換向閥。 手動(dòng)換向閥是利用手動(dòng)桿來(lái)操控的方向控制閥。該閥根據(jù)定位方式的不同，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 有彈簧復(fù)位式和鋼球定位式兩種結(jié)構(gòu)。 對(duì)手動(dòng)控制閥的操作是通過(guò)桿機(jī)構(gòu)在遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)的。由于以上分析可得選用三位四通手動(dòng)換向閥。液壓機(jī)在不同工作狀態(tài)下要求換向閥處于中位。主要參數(shù)如 下：閥芯的最大位移量是 36中間為中位，那么 S 6時(shí)閥芯處于中位，當(dāng) S 6時(shí)，閥芯處于閥體左端，換向閥處于左端，液壓缸下降運(yùn)動(dòng)，完成快進(jìn)和工進(jìn)工藝。當(dāng) S ，閥芯處于閥體右端，換向閥處于右端，液壓缸上升運(yùn)動(dòng)，完成快退工藝。即閥芯的左右位置為 18 由于本氣 壓系統(tǒng)中要的是三個(gè)位置的換向閥，在這里簡(jiǎn)單介紹下三位四通換向閥的功能。 1. 三位四通換