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课程：液压与气压传动
学生信息 教师信息 学院 姓名 姓名 职业技术学院 专业 学号 职称 机械设计制造及其自动化 任务书发出时间 班级 组别 3 课程设计题目 设计起止时间 液压基本回路原理分析及双作用单活塞杆液压缸的结构设计 2011年12月26日——2012年1月6日 主要任务: （详见附录） 1. 绘制一种常用液压基本回路原理图并分析其特点； 2. 进行液压缸的结构设计(绘制缸筒零件图，A3图纸)； 3. 编写《设计计算说明书》。 主要要求: 1. 经过集体讨论和老师的指导，完成液压缸的结构设计； 2. 完成液压原理图及特点分析（A4）、液压缸筒零件图（A3）及其设计计算说明书。 预期目标: 1. 熟悉液压原理图的绘制和液压系统的组成； 2. 学会根据液压原理图对系统进行分析； 3. 了解液压缸的设计方法和设计说明书的编写。 计划进程: 1. 集体讨论。充分了解《任务书》的要求并形成草案；（2天） 2. 经老师指导后修改定案；（2天） 3. 进行相关设计和绘图、编写说明书；（5天） 4. 整理装订、上交。（1天） 主要参考文献: 《机械设计手册》、《液压与气压传动》（教材）、《互换性及技术测量》、《机械制造基础》、《机械制造工艺学》、《机械制图》等。 教师评语： 成绩 （满分100分） 指导教师（签名）： 年 月 日 2
设 计 说 明 书
一、设计说明
1、绘制“液控单向阀锁紧回路”
“液控单向阀锁紧回路” 原理图如下：
2、回路中所含有的液压元件的名称
答：回路中所含液压元件有：单向定量液压泵、滑阀式直动溢流阀、三位
四通换阀、2个液控单向阀。
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3、液控单向阀的工作特点 答：(1)液压缸的“支承”：在立式液压缸中，由于滑阀和管的泄漏，在活塞
和活塞杆的重力下，可能引起活塞和活塞杆下滑。将液控单向阀接于液压缸下腔的油路，则可防止液压缸活塞和滑块等活动部分下滑。 (2)保持压力：滑阀式换向阀都有间隙泄漏现象，只能短时间保压。当有保压要求时，可在油路上加一个液控单向阀，利用锥阀关闭的严密性，使油路长时间保压。
(3)实现液压缸锁紧：当换向阀处于中位时，两个液控单向阀关闭，可严密封闭液压缸两腔的油液，这时活塞就不能因外力作用而产生移动。 (4)大流量排油：液压缸两腔的有效工作面积相差很大。在活塞退回时，液压缸右腔排油量骤然增大，此时若采用小流量的滑阀，会产生节流作用，限制活塞的后退速度；若加设液控单向阀，在液压缸活塞后退时，控制压力油将液控单向阀打开，便可以顺利地将右腔油液排出。 (5)作充油阀：立式液压缸的活塞在高速下降过程中，因高压油和自重的作用，致使下降迅速，产生吸空和负压，必须增设补油装置。液控单向阀作为充油阀使用，以完成补油功能。
(6)组合成换向阀：在设计液压回路时，有时可将液控单向阀组合成换向阀使用。例如：用两个液控单向阀和一个单向阀并联（单向阀居中），则相当于一个三位三通换向阀的换向回路。需要指出，控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。
4、按图分析换向阀分别处于左位、右位及中位时，单向阀的开闭情况及原因
答：换向阀在左位时：液压泵排出的压力油，将左边的液控单向阀正向打
开，由于右腔压力油压力较小，液压泵排出的压力油将右边的液控单 向阀反向打开，使右腔室的油顺利流入油箱，所以2个液控单向阀都 打开。
在右位时：液压泵排出的压力油，将右边的液控单向阀正向打开，时
由于左腔压力油压力较小，液压泵排出的压力油将左边的液控单向阀 反向打开，使左腔室的油顺利流入油箱，所以2个液控单向阀都打开。
在中位时：液压泵排出的压力油直接流向油箱，两液控单向阀处于关
闭状态，液压缸中的活塞停止运动，且不受外力影响。 5、说明溢流阀何时打开？
答：当液压泵排出的油的压力超过额定压力时，溢流阀打开；当过载的
时候，溢流阀也打开。
二、局部结构初选
1、两端盖用M6内六角圆柱头螺钉与缸筒联接； 2.、缸筒的材料
缸筒常用20、35、45号无缝钢管，当缸筒上需要焊接缸底、耳轴或管接头时，多采用35号钢管。在承受的负载很大时，如液压支架中的立柱等，常用低合金无缝钢管，如27SiMn和30CrMnSi等。此处用M6内六角圆柱头螺钉与缸筒联接，选用45号钢。 三、确定基本参数
1、液压缸筒设计的已知条件：
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负荷F=870kg； 行程S=200mm； 供油压力p=15MPa；
两端盖与缸筒配合长度均为15，用M6内六角圆柱头螺钉与缸筒联接； 缸筒壁厚推荐15mm； 油口在两端盖。
液压缸的主要尺寸包括液压缸的内径D、缸的长度L、活塞杆直径d,主要根据液压缸的负载、活塞运动速度和行程等因素来确定上述参数。 2、缸筒内径D、与活塞干直径d
对于密封元件选用橡胶密封所以机械效率取?m=0.92，工作压力
p?1.5?107Pa，回油直接与油箱相连顾p0=0pa，活塞杆直径d通常取
? ? ? ? ? ?
d?(0.2~0.7)D，此处取d=0.6D,负载F=870Kg，取g=10N/kg，所以由:
F?可以得出：D??4[(p?p0)D2?p0d2]?m
4?870kg?10N/kg?28.34mm 7??1.5?10Pa?0.924F=
?p?m式中P——工作压力（Pa）；
P0——回油背压（Pa），若回油直接通油箱，可取P0≈0； ?m——机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取?m?0.92；
。通常d?(0.2~0.7)D 。 d——活塞杆直径（mm）
由附表2可以查得：D取为32mm；
所以d=0.5D=0.5×32mm=16mm。
由附表3可以查得活塞杆外径d=16mm.
由上式计算所得的缸筒内径，需按GB2348-80规定的液压缸内径尺寸系列圆整成标准值。（见附表2）
附表2
缸筒内径D尺寸系列(GB2348-80)(mm) 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 320 400 500 630 注：括号内的数值为非优先选用值
附表3
液压缸的活塞杆外径d尺寸系列(GB2348-80)(mm) 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 180 200 220 250 280 320
3、液压缸壁厚t
t取推荐的厚度t=15mm 4、液压缸外径D0
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