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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流四柱液压机系统设计设计8856764.精品文档.毕业设计（论文）BACHELOR DISSERTATION 论文题目： YH32-315液压机液压系统设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名：
2、 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在
3、文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外
4、文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4
5、单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它 YH32-315液压机液压系统的设计 中文摘要这次我们毕业设计的题目是YH32-315液压机液压系统的设计，我们的主要任务就是根据老师给定的参数，通过对其工作原理的观察，对液压机的原理图进行设计并且对主油缸、顶出缸和各元件进行设计和校核，并且使用三维软件UG等计算机辅助软件进行三维建模、对立体模型进行受力有限元分析，对其结构、尺寸进行优化设计，最终形成设计结果。但是由于当前出版的有
6、关液压机系统设计的参考资料比较少,所以我们通过老师的指导和一些上了年份的资料书，这样可能导致计算设计过程不是特别严谨也并不完美，但这是努力下的成果。通过我和老师的共同努力有如下的研究成果：一、通过材料力学和理论力学知识选择计算合理的YH32-500四柱液压机结构参数，对主要的零件（主油缸和顶出缸）等强度校核。二、通过流体力学知识设计YH32-500四柱液压机液压原理图，选择计算合理的高、低压泵、油箱、充液箱、各种阀及相应的连接管道。三、通过三维软件对YH32-500四柱液压机主要工作零件（主油缸和顶出缸）等进行结构分析。四、对大学阶段的知识温故知新并进行总结和应用，培养机械创新能力。关键词：液
7、压机;设计;系统YH32-315 hydraulic design of hydraulic system English AbstractThis time we graduate design topics is designed YH32-315 hydraulic machine This time we graduate design topics is designed YH32-315 hydraulic machine hydraulic systems, our main task is to set the parameters, by observing the prin
8、ciple of its work, the schematic hydraulic machine designed according to the teachers and to the master cylinder, the top the cylinder and the components for the design and verification, and use computer-aided software UG 3D modeling, finite element analysis, to optimize the design of its structure,
9、 size, eventually forming the design results. This is the development and improvement of the hydraulic machine has a certain role in promoting. However, due to relatively small current publication about the hydraulic system design reference, so we pass the teachers guide and a few years of data on t
10、he book, which could lead to the design process is not particularly rigorous calculation is not perfect, but it is the efforts of results. Through the joint efforts of the teachers and I have the following findings:First, through the material mechanics and theoretical mechanics choose to calculate r
11、easonable YH32-500 hydraulic machine of structural parameters, the main part (master cylinder and the top of the cylinder) and other strength check, complete assembly drawing and parts drawings.Second, the design by hydrodynamics knowledge YH32-500 hydraulic machine hydraulic schematic diagram, sele
12、ct the calculation reasonably high and low pressure pumps, high and low pressure vessel (tank, filling boxes, etc.), various valves and the corresponding connecting pipes.Third, through the three-dimensional software for YH32-500 hydraulic machine main parts (the master cylinder and the top of the c
13、ylinder) and other structural analysis.Fourth, the college summarize knowledge and application, foster innovation.Keywords: Hydraulic; design; system 目录第一章 前言11.1液压机的基本概述21.2 液压机的型号介绍及控制顺序分析31.2.1液压机的型号3第二章YH32-315通用液压机的总体设计42.1主要技术规格的确定42.2 YH32-315液压机各部分的方案选择42.3 YH32-315总体布局设计5第三章 YH32-315液压机液压系统
14、设计53.1液压传动概述53.2液压系统设计参数63.3液压系统原理图的拟定63.4液压系统原理分析8第四章YH32-315液压系统中各元件的确定104.1已知的技术参数104.2系统各元件的确定104.2.1确定油缸直径D104.2.2确定柱塞直径114.2.3确定泵的输出流量114.2.4确定电动机的功率134.2.5确定各种条件下通过各元件的流量134.2.6确定支承压力144.2.7确定管路尺寸154.3油箱的结构设计16第五章 主油缸的设计和校核175.1结构尺寸及形式175.2实际工作压力175.3缸体强度的计算185.3.1中段强度185.3.2主油缸体支承台肩处强度185.3.
15、3缸底强度计算205.4缸口部分零件强度计算215.4.1作用在缸口导套和法兰盘上的力215.4.2螺栓的计算215.4.3缸口导套所受挤压应力分析225.4.4法兰盘的计算225.5主油缸立体模型的有限元分析22第六章顶出缸的设计与校核246.1结构尺寸及形式246.2实际工作压力256.3缸体强度的计算256.3.1中段强度256.3.2支承台肩强度计算校核256.4活塞部分计算276.4.1活塞杆受压计算276.4.2活塞头部导向套计算286.4.3活塞头部锁母螺纹应力计算286.5顶出缸立体模型的有限元分析29第七章 结论32谢 辞32参考文献33 第一章 前言随着工业和制造业的快速发
16、展，社会许多行业对液压设备的需求越来越大，要求越来越高，对机械设备的性能、种类、制造工艺等提出了新的更高要求，向着智能化、无人化的方向发展，三梁四柱液压机更是很难被替代的产品，在当今的制造生产中起到非常重要的作用。所以本次设计本着严谨的态度，对四柱液压机系统进行设计，了解设计的规程，强化设计的过程。液压机设计也要根据具体工作要求、工艺需求等来设计这和其他机械类设计没有什么区别。因此整个设计过程首先就应详细分析压制工件对各执行机构的动作、工作空间和装卸料要求等等。并根据实际情况参考一定的实际例子进行综合分析从而确定总体设计方案并进行进一步详细设计和校核使其达到要求。本次设计要求是由我们小组的指导
17、老师侯总监经过精心计算提出的，液压机设计涉及机械、液压原理、材料力学等方面的知识，要求学生具有一定的的综合知识。通过对多种因素的综合考虑，侯老师给我们布置了这次设计的题目-YH32-315四柱液压机的液压系统进行设计，侯老师的目的主要是希望通过本次设计提升我们的综合分析能力，同时培养我们的设计和动手实践能力，拓宽理论知识广度，同时能将所学到的机械、液压、材料力学等方面的知识互相联系起来。具体设计任务说明一、根据任务书，查阅相关资料后完成相应工作并上交老师。（两周）二、实习。（一周）三、确定四柱液压机的总体传动方案、液压系统原理图绘制和说明、如何选取液压系统元件等元器件，同时还要其他参数确定、设
18、计和校核。（四周）四、 四柱液压机装配图、零部件图绘制及三维建模。（四周）五、编写毕业设计说明书。（两周） 六、修改完善，准备答辩。（一周）1.1液压机的基本概述液压机已经是发展时间比较长的一种传统机械制造工具，具有许多优点。传统的压力机很少有能在自身速度和压力范围内无级可调的，这样有时候会很难是其达到精准要求；但液压机圆满解决了这个问题。三梁四柱液压机的特点是它整机结构比较简单，而且工作空间大，方便操作人员观察模具工件。 本机为四柱液压机，可用在金属及非金属压制成型，还可以从事于压装、校正、冷热挤压金属制造工艺、砂轮成型等等，同样也适应于非金属材料的加工，如玻璃钢、绝缘材料等压制、塑料、粉末
19、冶金、成型工艺等。目前三梁四柱式液压机已经广泛应用到医疗、运输、矿山、建筑、航空、科技、军事、工业、自动化生产、等领域。液压机实例如下所示：图 1-1液压机实例1.2 液压机的型号介绍及控制顺序分析1.2.1液压机的型号伴随着科技技术的不断进步，液压机的种类和型号也在不断增加，为了区别不同种类液压机，我们规定了液压机的型号并且把其推行成一个公认的并使之有效的标准，让大家再设计制造的时候遵守。表1-1 锻压机械类别代号液压机的主要组型代号列表如下表1-2：表1-2液压机主要的组型代号但是在实际生产当中，伴随着工艺技术的不断改进，为了满足不同的需求，我们也要对相应的零部件进行改进。为了区分开这些改
20、变，并对这些改变方便生产管理、技术管理，所以增加了修改序号，在型号后面加上大写字母这些修改序号。 1.2.2液压机的控制顺序分析液压机的控制顺序可简单的用 行程图概括如下图：图1-2 一般液压机控制顺序图 第二章YH32-315通用液压机的总体设计2.1主要技术规格的确定根据侯总监给的任务书我们可知主要的参数。剩下的参数就需要通过计算和查手册来确定。是YH32-315的主要技术规格见下表：项 目单 位YH32-315备注公 称 力KN3150回程力KN600液体压力MPa25滑块行程mm710开 口mm1500工作台尺寸mmmm12001200（左右X前后）滑块快降速度mm/s120滑块压制速
21、度mm/s57滑块回程速度mm/s65顶出力KN630顶出行程mm300工作介质 YB-N46抗磨液压油2.2 YH32-315液压机各部分的方案选择一、总体控制方式：根据现在机械控制的现状，我们采用的控制方式电气和液压系统相结合。工作方式可以选择手动、半自动或者调整。二、液压系统：液压系统中我们有相应的溢流阀、插装阀、电磁阀等组成系统。同时有邮箱油表指示还有报警装置。三、电气控制：有独立的电气控制桌面，并且有集中的控制回路和面板。同时面板上还有各种按钮和开关。四、主机形式及要求：立式三梁四柱的主机设计结构形式。执行元件是滑块、主油缸、顶出缸。通过上横梁、滑块、下横梁连接到一起并通过螺栓螺母紧
22、固成一个封闭整体五、安全装置：急停按钮可一定程度上确保系统和元件的安全。2.3 YH32-315总体布局设计根据现有的实际液压机实例及工作性能、工作要求及工艺要求，我们可以大致设计液压机的总体布局。总体布局简图如下所示：图2-4 四柱液压机总体布局简图图中：1-主机 2-油管 3-控制阀 4-插装阀 5泵 6-油箱 7-电气控制柜根据总体布局简图我们可以大概知道总体构造，并且实际安装中可以参考总体简图进行安装。 第三章 YH32-315液压机液压系统设计 3.1液压传动概述科学技术在飞速的发展，液压技术也变得越来越先进，特别是全自动化、智能化、人性化等都是液压机的发展方向。特别是中国高科技的飞
23、速发展给我们新的思路方法去研究液压机和液压传动。一、 液压传动优点：（一） 液压传动无冲击、无振动，过载时自动保护性能优越；（二） 一般可以用简单的办法（各种阀）在一个工作循环中进行调节或者限制压力，不容易超载，可以保护各种模具，工件，也就是过载保护；（三） 液压的流量可以连续调节，可进行无极调速，无极调速的范围大；（四） 设备零件的标准化，方便了设备的维护和保养，减少了液压能的泄漏、浪费和污染，使得液压机的零件更加通用化，加工使用都更加便利；（五） 液压油在部件之间减小摩擦还可以防腐蚀，这样就使得元件可以长 时间使用，减小成本；二、 液压传动不足：（一） 液压传动收到的阻力相对较大，进而导致
24、损失较大；（二） 液压传动在高压时可能出现泄油，万一处理不好可能会污染环境（三）整个系统受外部环境干扰较大，温度过高、过低都不宜工作；（四）因为传动过程中会存在压力损失、容积损失和机械摩擦损失，液压传动的总效率不是很高3.2液压系统设计参数液压系统设计已知参数：最大负载：3150kN； 工进最大压力：25MPa；主缸回程力：600kN； 顶出缸顶出力：630kN；滑块快进速度：120mm/s； 主缸最大工进速度：10mm/s；主缸回程速度：60mm/s； 顶出缸顶出速度：55mm/s；顶出缸回程速度：110mm/s3.3液压系统原理图的拟定基本油路如图3-1所示。图3-1基本回路图图中数字代表
25、原件如下所示：1-液压缸 2-油箱 3-过滤器 4-变量泵 5-电磁阀通过查些相关的资料，工进之时的流量相对其他运动过程很小，但是这个运动时系统的负载并不小，而是最大的，为了完成这些动作，在设计的时候，考虑选择使用变量泵。这种调速回路有一个好处，液体的流量与压力的积是一个定值，当负载之压力按要求增大时，泵之流量会自动跟随变小。即：功率恒定。恒功率曲线如图3-2所示。图3-2 恒功率曲线图液压系统中我们有相应的溢流阀、插装阀、电磁阀等组成的系统。同时有邮箱油表指示还有报警装置，这种控制系统具有各种优点：密封好、流通性能强、压力损失、容易集成等。根据以上所有数据参考及查询相关资料我们可以大致确定液
26、压机系统控制原理，如图3-3所示： 图3-3 YH32-315原理图电磁阀的电磁铁动作顺序得失电列表，详细如下图所示：执行部件工 况3Y1a3Y1b3Y2a3Y2b3Y33Y43Y54Y1a4Y1b 主缸快速下行+工进、加压+保 压泄 压+回 程+停 止顶出缸顶 出+退 回+停 止 图3-4 YH32-315液压机系统电磁铁动作得失电顺序表3.4液压系统原理分析由液压原理图可知，整个原理图的设计包括8个插装阀，5个电磁阀和若干个溢流阀、单向阀组成。其中泵和电机的选择在后面都有计算讲述。YH32-315液压系统采用的电动机是Y180L-4型电动机，Y180L-4型电动机的额定功率为22KW，额定
27、转速为1470r/min，选用63YCY14-1BF型液压泵（具体选型过程后文将详细介绍）。当按下按钮启动时，电机M启动，从而带动液压泵转动，接着将油箱中的液压油输送到管路中，阀门打开，油回到油箱进而实现空载启动。一、 主油缸的工作状况（一） 滑块快速下降滑块的快降动作，需要主缸的无杆腔进油，有杆腔排油这个时候电磁体动作。使得油从阀开始排油。与此同时，得电动作，主油路中的高压油进入无杆腔。充液阀与辅助油箱连接，柱塞缸由于和滑块连接，自重导致无杆腔负压，充液阀自动开启，油液进入无杆腔。（二） 滑块慢降加压快转慢行限位开关别接触瞬间，“+”，无杆腔进油，而下腔的液压油要经阀的调压再流入到油箱中，此
28、时下腔的压力与滑块快速下行过程中的压力相比较高，实现了滑块减速加压。其中下列电磁阀必须动作：3Y1a、3Y2b(下腔排油)、3Y2（上腔进油）（三） 滑块保压过程保压的过程中，当压力达到设定值时，相关继电器工作，各个液压阀均关闭，进而液压泵输出的液压油继续直接返回到油箱中，液压缸的无杆腔保压作用。并开始记录时间。（四） 主缸卸压在保压延时2-3s后，此时各个液压阀仍保持关闭状态，电磁铁3Y5接触，使得二位四通电磁阀左位工作，液压油流入到油箱，无杆腔卸压。（五） 滑块回程准备 下列电磁铁得电：3Y1b、3Y5（打开无杆腔），3Y4 （充液阀工作）；滑块做好回程准备（六） 滑块快速回程电磁铁3Y1
29、b、3Y4、3Y5得电，液压油流入有杆腔。无杆腔的液压油则流入油箱，实现速回过程。 （七）滑块停止 当滑块达到预设值时， 3S101发讯，电磁铁均失电；此时滑块停止到上限位置。一个工作循环结束。二、辅助液压缸顶出缸的工作状况：（一）顶出缸顶出：首先按下按钮“顶出缸顶出 ”，电磁阀3Y1b、4Y1b、3Y8得电，同时锥阀1、2、3、4、5、8断电。无杆腔进油，而有杆腔中液压油通过电磁阀6、管路C流进油箱,进而使得顶出柱塞被顶向上运行。实现顶出缸顶出。松开按钮即停止。（二）顶出缸退回： 按下按钮“顶出缸退回”，电磁阀3Y1b、3Y1a得电，上腔得油，下腔油进油箱。实现了顶出缸的退回。 第四章YH3
30、2-315液压系统中各元件的确定4.1已知的技术参数根据上文综述我们可得到如下已知数据：项目符号YH32-315单位备注公称力P315t回程力Pr60t液体压力p25MPa低压下行速度V1120mm/s低压回程速度V260mm/s高压下行速度V1p2mm/s高压回程速度V2p4mm/s运动部件总重量G2000kgf4.2系统各元件的确定 4.2.1确定油缸直径D 由经验公式： 式中：根据技术参数要求我们可知：公称压力 液体工作压力代入经验公式可得取整数值,并且根据密封圈尺寸，已有的密封圈，所以取4.2.2确定柱塞直径可以有两种原则来确定柱塞杆直径：原则一：根据公称压力P和回程压力Pr的比值Kp
31、进行选择；原则二：按照下行速度V1与回程速度V2的比值Kv进行选择。此处选用原则一， 即按公称压力与回程压力的之比选择，则有：化简得 （mm）式中：现有 ； ；代入上式可得对计算结果进行圆整并根据密封圈尺寸选定4.2.3确定泵的输出流量分析可得： 化简得 式中：、单位均取；单位为. 现在有、 .代入上式得计算泵的输出流量还应该考虑漏损，特别是高压时，原则上有： 式中：.高压泵的流量应为式中：若不考虑各阀漏油，则有所以所以低压泵流量为：式中：和分别为高压泵和低压泵的流量，单位为L/min.所以，选用 63YCY14-1BE型手动变量轴向柱塞泵，具体参数如下表所示：表4.1 63YCY14-BF型
32、柱塞泵规格参数数值单位排量63ml/r额定压力31.5MPa额定转速1470r/min容积效率90%理论流量94.5L/min最大传动功率35.8Kw4.2.4确定电动机的功率在25MPa系统压力下，选取空载功率Nlo=1.5Kw，选取泵的效率根据功率计算公式得：所以选用Y180L-4型，额定功率为22KW，转速为1470r/min，相关参数如下表所示：表4.2 Y180L-4型电动机参数参数数值单位功率22Kw电流41.2mA转速1470r/min效率91.5%功率因数0.86噪声7Db(A)振动2.8mm/s重量196kg4.2.5确定各种条件下通过各元件的流量计算依据：由化简得：流量。其
33、中，各部件的行程速度如下表所示表4.3 各部件的速度参数数值单位主油缸快速下降速度100mm/s主油缸工作速度612mm/s主油缸回程速度60mm/s顶出缸的顶出速度55mm/s顶出缸退回速度110mm/s高压管道中液体流速6m/s低压管道中液体流速4m/s将部件在行程过程中的运动速度带入公式可得各动作时通过的流量，见表4.4各元件通过的流量表4.4各元件通过的流量动作名称流量（L/min）元件主油缸顶出缸管路A管路B管路C管路D主油缸快速下降/92.617901/主油缸工作90.43/主油缸快速回程85.91/67.15/顶出缸顶出/83.93/86.9192.61顶出缸退回/86.91/9
34、2.61167.864.2.6确定支承压力支承压力式中：现在有 说明：支承压力Po=8.38，但是回程压力高达1828kgf/cm2,其原因是回程时排油背压较大，密封圈和导向套等产生的摩擦损失较大。但其回程压力仍在齿轮泵工作压力范围以内，所以选择的元件还是可以的。4.2.7确定管路尺寸液体的流速和工作压力决定了管路的尺寸，由公式化简得；根据已知技术参数可知：在高压管路中和低压管路中，液压油的流速分别为为和；由上文可知，选用63YCY14-1BF型柱塞泵。其输出的总流量为（一） 主油缸快降管道A通过的流量管道A（高压管道）流速管道A内径管道B通过的流量管道B（高压管道）流速管道B内径（二） 主油
35、缸回程主油缸下腔的液压油都是经过充液阀直接流入到油箱中，只有少量的会经过管道A。可以忽略不计。管道B通过的流量管道B（高压管道）流速管道B内径（三） 顶出缸顶出过程管道C通过的流量管道C（高压管道）流速管道C内径管道D通过的流量11管道D（高压管道）流速管道D内径（四） 顶出缸退回管道C通过的流量管道C（高压管道）流速管道C内径管道D通过的流量管道D（高压管道）流速管道D内径综上所述，根据以上对个动作时的管道通径尺寸的计算，对于管道A、B选取内径为20mm的管路，即DG20管路、C、D选取内径为25mm的管路，即DG25管路。4.3油箱的结构设计油箱，按普通的想法，首选长方体，因为这种样式的结
36、构，相同的容量在散热的功能上是最强的。一般情况下，在油箱上面还会放置泵、电机等设备，也有些设计是放在油箱的侧面，最高油面只可到油箱高度的五分之四处，油箱的容积是泵的输出流量的810倍，通过约束这些设计要求，大致确定油箱的尺寸油箱一般是由几块钢板焊接成的，厚度2.5-4mm。油箱底离开地面高度控制在150mm以上，以便油的散热、油的排放、油箱的移动，在油箱侧面还会设计吊耳，供吊运用。隔板的设计也是很讲究的，隔板的用处是将吸、回油隔开。这样就迫使液压油循环流动，在流动的过程中就可以分离油液中的空气，杂质，还有利于沉淀，散热。在油箱的底部我们设计了斜面，也就是有一定的倾斜度，方便对沉淀物处理。在隔板
37、底部四角还设计了放油口，方便放油。 第五章 主油缸的设计和校核5.1结构尺寸及形式如图图5.1所示，油缸是活塞式油缸。油缸被活塞头分为了上下两腔，所以能够获得正反双向的运动。实质上，起两个柱塞缸的左右 图5.1 主油缸总体结构图结构图 图中：油缸外径（cm） D油缸内径（cm） d活塞杆直径（cm） 5.2实际工作压力主压力：（kgf）回程压力：（kgf）式中：p液体工作压力()选用根据结构尺寸得回程压力：5.3缸体强度的计算5.3.1中段强度主油缸缸体材料选用45锻钢，根据材料力学分析知应用第四强度理论进行计算式中符号尺寸相对位置见图5.15.3.2主油缸体支承台肩处强度 图5.2支撑台肩（
38、1） 支承台肩接触面挤压应力：支撑台肩结构如图4.2所示许用挤压应力() （2）支承台肩断面的应力分析：通过对图4.2进行分析可见油缸台肩处断面上的合成应力应为弯曲应力与拉伸应力之和。即 其中： 其中 u材料泊松比系数钢u=0.3 铸铁u=0.25 得代入 得所以 5.3.3缸底强度计算图5.3缸底结构尺寸按圆形平板弯曲计算5.4缸口部分零件强度计算 图5.4缸口结构5.4.1作用在缸口导套和法兰盘上的力 式中 所以 5.4.2螺栓的计算螺栓选用16个M30双头螺栓，其材料为35号钢，查阅相关资料得M30螺纹内径为。螺栓拉伸应力为式中：n 螺栓数目 螺栓截面积（） 许用拉伸应力对大于M12的螺
39、钉 对小于M12的螺钉 5.4.3缸口导套所受挤压应力分析根据要求缸口导套用HT250作材料,导套所受挤压应力为：式中 代入得5.4.4法兰盘的计算法兰盘的材料选用45钢，故弯曲应力：代入上式得：5.5主油缸立体模型的有限元分析 通过计算我们可以知道主油缸的大部分尺寸，并通过查表及资料根据以往经验我们可以把主油缸的三维模型画出来。接着对立体模型进行有限元分析，我们可以大概了解主油缸的受力情况，并根据受力情况确定油缸的壁厚及强度分析，使其满足相应要求。具体分析结果如下： 图5.5 主油缸有限元分析位移幅值 图5.6 主油缸有限元分析最大剪应力 图5.7 主油缸有限元分析最大主应力 第六章顶出缸的
40、设计与校核6.1结构尺寸及形式顶出缸的大致尺寸和结构如图图6.1所示： 由图上可知有两腔，可双向运动。 图6.1 顶出缸结构位置图 图中：油缸外径（cm） D油缸内径（cm） d活塞杆直径（cm） 6.2实际工作压力主压力：（kgf）回程压力：（kgf）式中：p液体工作压力()选用根据结构尺寸得回程压力：6.3缸体强度的计算6.3.1中段强度缸体材料选用45锻钢，45锻钢这种塑性材料通常以屈服的形式失效，应用第四强度理论进行计算得式中符号尺寸位置见图6.16.3.2支承台肩强度计算校核 图6.2顶出缸支撑台肩（1） 顶出缸支承台肩接触面挤压应力分析支撑台肩结构及尺寸如图 6.2所示：式中 将数
41、据代入上式可得：其中查询设计手册可得：许用挤压应力() 故满足应力要求（2）支承台肩断面应力：弯曲应力与拉伸应力两个的和为台肩断面合成应力即 其中 将上述数据数据代入公式后可得：其中 u材料泊松比系数钢u=0.3 铸铁u=0.25 故我们选择u=0.3将数据代入得代入 得所以 综上所述可得台肩处断面上的合成应力为6.4活塞部分计算6.4.1活塞杆受压计算活塞杆材料为45，直径为12.5cm，长度为63cm，长度与直径之比为约等于5，在液压缸加压过程中，压力作用活塞杆上，但是其直径大，受压面积大，有很好的挤压稳定性，很安全，所以不计算其受压情况。6.4.2活塞头部导向套计算 图6.3活塞头部结构
42、 导套材料为HT250，活塞头部结构尺寸见图6.3导套挤压应力为 式中符号见图尺寸为 0.3cm-许用挤压应力 将上述数据代入公式中可得：故满足应力要求6.4.3活塞头部锁母螺纹应力计算锁母螺纹所受的力式中尺寸为 螺纹剪切应力为螺纹弯曲应力为式中：螺纹选取为代入上两式可得：螺纹强度符合要求6.5顶出缸立体模型的有限元分析 通过计算我们可以知道主油缸的大部分尺寸，并通过查表及资料根据以往经验我们可以把主油缸的三维模型画出来。通过对立体维模型进行受力有限元分析，我们可以大概了解主油缸的受力情况，并根据受力情况确定油缸的壁厚及强度分析，确保油缸符合强度要求和工艺要求。具体分析结果如下： 图6.4 顶出缸有限元分析位移幅值