目录
一、设计要求——————————————————————-1 1、目的—————————————————————————1 2、题目—————————————————————————1 二、总述————————————————————————-2 1、作者的话——————————————————————--2 2、设计提要———————————————————————3 三、各零部件的设计及验算————————————————-5 1、缸筒设计———————————————————————5 2、法兰设计———————————————————————14 3、活塞设计———————————————————————19 4、活塞杆设计——————————————————————21 5、缓冲装置和排气阀设计—————————————————26 四、外接线路和程序———————————————————-27 1、液压设配外接线路———————————————————27 2、操作板————————————————————————28 3、程序地址分配—————————————————————29 4、芯片接线图——————————————————————31 5、PLC程序指令—————————————————————-33 五、参考文献———————————————————————38
一、设计要求
1、目的
①、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统的初步设计工作，并结合设计或实验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
②、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。 ③、培养学生掌握机电产品的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。
④、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 2、题目
液压油缸的压力和速度控制 ①、执行元件：液压油缸； ②、传动方式：电液比例控制；
③、控制方式：单片微机控制、PLC控制； ④、控制要求：速度控制、推力控制； ⑤、主要设计参数：
油缸工作行程————600、400mm； 额定工作油压————4MP；
移动负载质量————1000、2000kg； 负载移动阻力————5000、10000N； 移动速度控制————3、6m/min。
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二、总述
1、作者的话
液压油缸在现代工程中的使用十分频繁，其工作性能和可靠性直接影响工程的质量和进度；
利用数控电液伺服阀来控制液压油缸，可以实现输出的线性和实时控制，在很大程度上改善工程油缸的使用性能；
本次设计中使用的电液比例换向阀可以实现电——机械转换，配合放大器件同时使用，能够对油缸进行良好的控制；
实施控制的器件为可编程逻辑控制器（Programmable Logical Controller），选用德国西门子STEP7-200进行编程，接口简单易懂。
因为说明书比较长，为了方便阅读，在下面的“设计提要”中会先给出液压油缸设计的主要参数和一些部件的选用，在后续的“各零部件设计及验算”中再加以具体的说明和验证。
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2、设计提要
①、液压油缸主要参数给定
在设计要求中已经提到的参数这里就不再赘述，下面只给出此次设计中液压油缸主要部件的其他参数：
缸内径：D=80mm； 缸外径：D1=90mm； 壁厚：?=5mm；
极限推力：Fmax=30162N； 速比：?=2；
活塞杆直径：d0=56mm； 活塞外推流量：q1=0.5L/s 法兰厚：h=8mm；
②、法兰安装方式
选择后端法兰安装方式，因为是推力，所以选用如下方式：
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③、缓冲机构的选用
一般承压在10MP以上应当选用缓冲机构，本次设计中，工作压力为4MP，因此缓冲机构从略。
④、密封装置选用
选用Yx型密封圈，聚氨酯（PU）和聚四氟乙烯（PTFE）材料联合使用，达到良好的密封效果。
⑤、工作介质的选用
因为工作在常温下，所以选用普通的是油型液压油即可。
⑥、液压缸的装配
装配前必须对各零件仔细清洗；
要正确安装各处的密封装置：安装形密封圈时，要注意其安装方向，避免因装反而漏油，其唇边应对着有压力的油腔。此外，因为是Yx形密封圈，所以还要注意区分是轴用还是孔用，不要装错；
由于密封装置与滑动表面配合，装配时应涂以适量的液压油； 螺纹联接件拧紧时应使用专用扳手，扭力矩应符合标准要求； 活塞与活塞杆装配后，须设法测量其同轴度和在全长上的直线度是否超差；
装配完毕后活塞组件移动时应无阻滞感和阻力大小不匀等现象。
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