4LBZ-100型水稻收割機的減振設計,4LBZ-100型水稻收割機的減振設計,lbz,水稻,收割機,設計 分 類 號 密 級 寧寧波大紅鷹學院 畢業(yè)設計(論文) 4LBZ-100型水稻收割機的減振設計 所在學院 機械與電氣工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 11機自x班 姓 名 學 號 指導老師 2015 年 3 月 31 日 誠 信 承 諾 我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)設計（論文）《4LBZ-100型水稻收割機的減振設計》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。 承諾人（簽名）： 2015年 3 月 21 日 21 摘 要 我國是一個農業(yè)大國，水稻是約4.5萬英畝最重要的糧食作物，水稻種植區(qū)之一。全國水稻種植面積占農作物面積的30％左右，產量近一半，2009年糧食總產量，中國的糧食產量達到10616十億公斤，連續(xù)六年增加了一個新的紀錄。中國南部地區(qū)的很大一部分是丘陵地帶，在那里收獲仍然是沒有多大用處，大部分還是用人類，有一天，大約一畝地收割水稻，生產效率低，和早稻收獲在夏天正好趕上最炙手可熱的，具有極高的收獲收割機效率的特點，一天甚至幾十畝的水稻收獲面積，如果他們可以使用聯合收割機收割水稻，可大大減少勞動力，提高生產效率。因此，可以產生與良好的市場前景的中小型收割機丘陵地帶。 下面介紹水稻收割機減震器，它描述了主要使用減振二，基本結構和本文減震器工作原理，其動態(tài)的分析。通過比較液體氣減振器傳統(tǒng)彈簧和橡膠減振器的分析和評價的性能，為液 - 氣減振器提供了用于水稻收割機的應用提供了理論基礎。作為安全裝置的一個減震器的機械設備被廣泛應用于港口機械地震阻尼的領域。阻尼現有的產品，由于他們的材料，技術的限制，以及許多其它因素等方面，能夠適應吊裝和稀有領域產品的需求，因此新型阻尼器的發(fā)展具有非常重要的意義。設計了一種新型的液體 - 氣減振器的采用了新型的阻尼結構，并且使用氮氣的不疲勞， 小體積彈性模量的特性，它的容量和能量吸收性能優(yōu)越，回彈時間短，能夠以小沖程的較大的阻尼力優(yōu)選地適于發(fā)展而獲得需要的端口升降區(qū)域。 關鍵詞：減振器，水稻收割機，氣液減振器 Abstract Our country is a large agricultural country, rice is one of the most important food crop, rice cultivation area of ??about 4.5 million acres. National rice planting area accounts for about 30 percent of the crop area, yield nearly half of the total grain output in 2009, China's grain output reached 10,616 billion kilograms, a new record for six consecutive years of increase. A large part of southern China region is hilly areas, where harvesting is still not much use, most still use human, one day, about an acre of land to harvest rice, low productivity, and early rice harvest in the summer just to catch the most hot, with a high harvest harvester efficiency characteristics, a day or even dozens of acres of rice harvested acres, if they can use the Combine harvesting rice, can greatly reduce labor and improve productivity. Therefore, can produce for small and medium harvester hilly areas with good market prospects. Now introduce rice harvester shock absorbers, which describes the main use of the vibration damping Second, a basic structure and working principle of this article shock absorber, and the analysis of its dynamics. By comparing the traditional spring and rubber shock absorber with liquid gas damper on the performance of the analysis and evaluation, for the liquid-gas shock absorber provides a theoretical basis for the application of rice harvester. As one of safety devices damper mechanical equipment is widely used in the field of port machinery seismic damping. Damping existing products, due to restrictions by their material, technology and other aspects of many other factors, able to adapt to the needs of the product in the field of lifting and rare, so the development of a new type of damper has very important significance. To design a new type of liquid gas damper using a new type of damping structure, and use of nitrogen without fatigue, Small bulk modulus characteristics, its capacity and energy absorption superior performance, rebound time is short, can be obtained with a small stroke of the larger damping force is preferably adapted to the development needs port lifting area. Keywords: shock absorber, rice harvester, gas-liquid damper 目 錄 摘 要 III Abstract IV 第1章 緒論 1 1. 1我國聯合收割機的現狀 1 1.2我國聯合收割機的發(fā)展前景 1 1.3 減振系統(tǒng)設計意義 2 第2章 水稻收割機的減振系統(tǒng)總體設計 3 2.1水稻收割機的減振系統(tǒng)設計原理 3 2.2 減振器結構及其工作原理 3 2.3 國內外研究現狀 5 2.4 總體參數設定及假定 6 第3章 氣液減振器工作機構設計 7 3.1缸體的設計 7 3.2 活塞的設計 9 3.3導向套的設計與計算 10 3.4 端蓋和缸底的設計與計算 11 3.5 缸體長度的確定 12 3.6 減振裝置的設計 12 3.7 密封件的選用 12 3.8節(jié)流桿的尺寸形狀的確定計算校核 15 3.9 節(jié)流孔設計的形狀選擇計算和原理 17 3.10緊固螺釘計算 18 3.11 阻隔滑動活塞尺寸選擇計算 20 3.12 氣缸末端機構的結構尺寸計算選擇原理 21 參考文獻 22 總 結 23 致 謝 24 第1章 緒論 1.1我國聯合收割機的現狀 水稻收割機的發(fā)展很不平衡，除江蘇，浙江，上海等發(fā)達地區(qū)的機器產生高于其他主要稻米產區(qū)機產量低走高，制約當地經濟的條件下，掩埋對環(huán)境的推廣和應用的影響收割機仍有一定阻力。然而，在中國的安徽，湖南地區(qū)廠家和當地農業(yè)部門已經做了很大的努力，并收到顯著的效果。無論需要農業(yè)推廣服務的廠家做出艱苦的努力。 1.2我國聯合收割機的發(fā)展前景 目前正在生產的機器收益率維持低位，隨著農村經濟的不斷發(fā)展和收割機的普及，預計在未來五，六年履帶式水稻收割機具有廣闊的市場前景。 結合我們的市場結構也在悄然發(fā)生了變化，在總量增加年復一年的比例聯合收割機。 2009年前八個月，占聯合收割機占19.78％。國家統(tǒng)計局顯示，2009年1-8月，中國累計生產的主要制造企業(yè)相結合的83,100臺，同比增長32.44％，各類型。 農業(yè)莊園，產業(yè)化，大面積的農村土地承包經營推廣，沒有收獲機械沒有。 配置農貿市場是這樣的出發(fā)點是結合小勞，節(jié)省時間，減少勞動，減少浪費，提高為商業(yè)目的效率，服務和盈利能力跳躍設置，最終使服務提供商能夠實現上述被市場預期的目的，小型聯合收割機如下：低廉的價格，最低的價格，或符合農民的電流容量，以彌補買方或用戶的一致好評;故障少，使用可靠性;符合操作使用與農村的能力現在的技術質量;谷物品種，在一個較大的工作區(qū)域中的應用;不笨拙，某種類型的美麗的外觀;維修和零件應該是更方便。 收割機的發(fā)展方向將是高技術化方向發(fā)展，打造出很強的適用性收割機市場的發(fā)展，不同地區(qū)的發(fā)展不同的收獲是有希望的。因此，相應的制造高性能聯合收割機是適應發(fā)展的趨勢。 1.3 減振系統(tǒng)設計意義 主要用在減震器作品，通過減少其中的機械設備，安全裝置被安裝在機器設備的一個安全部分的減震器的沖擊來實現的。阻尼器功能，是在操作期間的裝置中，以吸收由沖擊力產生的，有效地保護和減輕引起作為碰撞的結果，設備損壞的沖擊力。國減震器的制造和使用有嚴格的規(guī)定和限制。 目前阻尼器常用可分為兩類：一類是蓄壓式阻尼器，其制度形式分為春季和減震器橡膠減震器;另一種是能量式減振裝置，其結構分為聚氨酯減震器，液壓減震器，ZL復合減震器，彈性減震器阻尼機構。由于各種類型的減振器材料，結構不同的應用范圍和環(huán)境中有所不同。 目前最廣泛使用的類型的摩擦和摩擦阻尼器有兩種橡膠，其特點是結構簡單，制造成本低，但小的容量和性能不穩(wěn)定的。彈性粘土減振器具有容量大，體積小的阻抗力，結構簡單，性能穩(wěn)定，體積小，重量輕等優(yōu)點，近年來，有一定的發(fā)展。境內機構和研究部門在90年代末就開始彈性減震器粘土的研究和開發(fā)，并開發(fā)出了原型負荷試驗，并取得了一定的經驗。與國內外的研究和當前彈性粘土和粘土材料的減震器和性能水平的生產發(fā)展相比還有一定的差距。隨著中國鐵路的深入突飛猛進，車輛荷載，列車的總重量，運行速度和貨車編組站將被允許懸掛起來，不斷提高速度。其結果是，垂直功率的車輛之間的作用會增加，因此，為適應新的重型減震器的快速發(fā)展和操作已迫在眉睫。 。 第2章 水稻收割機的減振系統(tǒng)總體設計 第2章 水稻收割機的減振系統(tǒng)總體設計 2.1水稻收割機的減振系統(tǒng)設計原理 穩(wěn)定行駛系統(tǒng)：當在收割機不平的路面行駛，通過節(jié)流的油不斷地將動臂缸和蓄能器，累加器振動引起的由沖擊能量的吸收而引起的，用振動節(jié)流減震效果不平路面和沖擊能量之間穿梭被轉換成熱能。因為累加器的雙重作用，并當由于隨機激振力的地面與切割表時使身體振動油門的，它們可能會影響由反應至車體引起的，從而減少了驅動時振動的振動。目前，該穩(wěn)定系統(tǒng)正在開發(fā)國外，國內的研究還處于探索起步階段。 體水平控制機制：對身體的液壓示意圖水平控制機構，為了便于斜率結合設計為向上走和濕現場操作和向下的履帶裝置的前側和后側（上左和右行進有一個或兩個液壓缸）的管中，使機器始終處于水平狀態(tài)，以改善機器的穩(wěn)定性，在濕田作業(yè)時，液壓缸操縱的安裝的前部，使前履帶的一部分凸起，當背，安裝在轉向液壓缸的后部，這樣后履帶升高到保持機器水平姿態(tài)。本機傾斜表面凹凸不平，也可轉向液壓缸，軌道抬高或下降使得側面保持水平姿態(tài)。 車體水平控制機構 2.2 減振器結構及其工作原理 根據在介質上，該液體可分為液壓減震器流體氣體減震器和減震器。當受到攻擊液壓減振器，根據兩個沖擊之間的力阻抗相對速度的大小物質，形狀和中等粘度液體噴口。一般來說，更大的沖擊速度，減震器阻抗力的增加，更大的容量。因此，該液壓減震器具有大的容量，性能穩(wěn)定，易于調整的特性，它的良好的阻抗特性，不僅提高了車輛的力的結構，同時也提高了外國機車運行穩(wěn)定性在一定程度上使用。盡管液壓減振器上述優(yōu)點，研究和開發(fā)的歷史也已經幾十年了，但在國內鐵路車輛上的應用，目前仍是空白，主要的原因是液壓密封的可靠性。用在液壓密封效果和密封壽命領域的技術進步已大大提高，充分滿足的液壓減震器，適合不同的場合，液壓阻尼在工業(yè)自動化生產線已被廣泛使用，并逐漸目前的要求擴展到交通運輸，吊車液壓減震器，汽車等領域的領域得到了越來越廣泛的應用。由于需要阻尼鐵路機車車輛，使得在鐵路機車車輛受到一定的限制使用液壓減震器的要求的特殊性。液壓減震器一般多采用鋼板彈簧的復位彈簧，并利用鐵路機車車輛的環(huán)境和業(yè)務特點，往往往復沖擊，不銹鋼彈簧的疲勞壽命問題極大地限制了液壓減震器的應用程序。液氣風門正是為了克服這一缺點和發(fā)展. 圖1顯示了液 - 氣減振器的簡要結構。在油室（1）和（2）填充有液壓油，氣室2填充有氮氣的一定的初始壓力，并且使氮氣通過浮動活塞4隔離之間的液壓流體通過。當碰撞相鄰車輛之間發(fā)生，即推柱塞油室（1），所述油室（1）從分油室（1）由節(jié)流所形成的阻尼環(huán)8和節(jié)氣門減振器桿10個環(huán)的液壓油的狹縫，然后通過形成在柱塞7的端部的錐閥孔的單向閥錐體6，流入到油室（2），使得所述油室（2）的油的增加，從而在浮動活塞4向左移動，氣室1被壓縮氮。根據流體力學的理論，被壓縮的氮可起到彈簧的作用，但與鋼彈簧相比，它不會出現疲勞。時的沖擊，絕大多數的動能轉化為熱能由氣缸逃逸到大氣中，只有少量的能量轉化為液壓流體就可以了，因此，液體和氣體阻尼器的能量吸收率也比較大。當車輛之間的沖擊減緩或消失，將氮氣通過所述活塞的液壓油的壓力從液壓油會流回油室通過該柱塞端部的單向閥的油室（2）通過（1）時，柱塞又回到了原來的工作位置。其中，柱塞的相對端可軸向移動，但只在減振器被壓縮，加上柱塞的單向閥錐形相對端可軸向移動，但其只有當減振器被壓縮負荷中打開。當阻尼器卸載，在單向閥錐形油壓靠在柱塞的閥座端部按壓，提動閥孔7被關閉，并通過柱塞止回閥的油的油室（2）流入回油腔（1）的端部，以完成風門卸載。 1 —柱塞 ;2—氣 腔 ;3—缸 體 ;4—浮 動 活 塞 ;5—油 腔 (2);6 —單向錐閥 ;79 —油腔 (1);10—錐閥節(jié)流孔 ;8—節(jié)流阻尼棒 。 節(jié)流阻尼棒的形狀和尺寸是確定液氣減振器特性的關鍵 ,只要選擇節(jié)氣門減振器桿的形狀和大小合適的，可以使減震器阻尼特性來實現這個理想。對于具有相同的沖程氣液減震器阻尼油門桿來改變阻尼力的形狀和大小可以變化在大范圍內，以滿足各種操作速度和牽引上的機車車輛減震器的要求的總重量的模型。與其它模式阻尼相比，該功能液 - 氣減振器，以有更廣泛的范圍內，所以在過去10年已被廣泛使用在歐洲。 2.3 國內外研究現狀 早在歐洲國家開始減震器進行了系統(tǒng)的研究，早在19世紀中葉，已經公開發(fā)布了彈簧阻尼，摩擦阻尼器，橡膠減震器，液壓減震器和氣液減振器各種減振器。阻尼器的性能在很大程度上取決于由振動阻尼材料，所以一振動阻尼材料的選擇和研究是非常重要的。液壓油，金屬彈簧，橡膠減振三種常用材料，但它們分別存在著各自的缺點：導致短暫的，一旦磨損金屬彈簧;疲勞損傷和橡膠老化變形的問題存在。這樣的人生是有限的;液壓減振器具有較大的容量，性能穩(wěn)定，易于調節(jié)其良好的阻抗特性的特性，不僅改善了力的機械結構，而且還提高了減震器的耐沖擊性，正因為液壓減振器的特性更好，因此，在其他重型機械，船舶，鐵路部門也得到了成熟的應用。但他們使用的液壓減震器在實際工作過程中阻尼器復位件金屬彈簧的往往受到影響，使得金屬彈簧的疲勞壽命問題，大大限制了它的應用。 發(fā)展的氣 - 液阻尼器，正是為了克服這些缺點，以便發(fā)展現有的產品，它采用壓縮空氣作為復位件，不僅消除了金屬彈簧的疲勞，并實現了無磨損的工作，以提高其使用壽命提高減震器的穩(wěn)定性。與氣 - 液阻尼器具有顯著減少了新結構的減震效果。復位性能部分是穩(wěn)定的氣，克服復位件常引起疲勞和缺乏彈性的影響，液壓減震器。目前被廣泛使用在氣 - 液阻尼器重型機械，紡織機械，飛機，汽車，鐵路車輛和城市軌道車輛。 2.4 總體參數設定及假定 主要技術要求： 1. 收割機的行走速度為0.5m/s； 2. 運載100KG物品； 3. 設計壽命10年。 假定減振器的主要性能參數為：減振行程為150mm，初始阻抗力為140kN，能力吸收率80％以上，沖擊容量140kJ，最大阻抗力1100kN； 碰撞瞬時的動能: W動===1660Kg·m V0——碰撞瞬時速度 V0=0.5V=0.417 (2) 減振行程內由運行阻力和制動力消耗的功： W阻=(P摩+ P制)·S(Kg·m)=( 1497+7637)×0.0435(0.12)=397(1096) P摩——運行摩擦阻力 P摩=0.008×187100=1497 Kg P制——制動器的制動力矩換算到車輪踏面得力，按最大減速度計算：P制= = =7637 Kg —規(guī)范允許的最大減速度為0.4m/s2 S—減振行程 S===0.0435m （3）減振器容量驗算：按計算行程 W動—W阻 n W緩 n—同時吸收碰撞動能的減振器的臺數 W緩===632 Kg·m （4）減振器容量驗算：按實際行程150mm W動—W阻 n W緩 n—同時吸收碰撞動能的減振器的臺數 W緩===282 Kg·m 第3章 氣液減振器工作機構設計 第3章 氣液減振器工作機構設計 新型液氣減振器的設計結構主要由撞頭、氣腔、柱塞桿、液氣隔離活塞、油腔、限速閥、油缸、缸筒等組成。 1．組成部件功能： (1)撞頭，對于起重機械上應用的減振器，其撞頭主要用來承受起重機上的 小車、臂架、活動對重及其它起重機械的沖擊力。 (2)氣腔，用來儲存作為新型液氣減振器復位件的壓縮氮氣。 (3)活塞桿，放置阻尼機構一限速閥，當減振器受到沖擊時，柱塞桿進入油 缸迫使液壓油向油腔流動。 (4)氣液隔離活塞，主要目的是使氣體與液體分開，即密封作用。 (5)油腔，儲存壓縮過程中由油缸流入的液壓油，并推動氣液隔離活塞向氣 腔移動進而壓縮氣體。 (6)限速閥，新型液氣減振器的阻尼機構。 基本技術數據，是根據用途及結構類型來確定的，它反映了工作能力及特點，也基本上上確定了輪廓尺寸及本體總質量等。 3.1缸體的設計 工作壓力p的確定。工作壓力p可根據負載大小及機器類型初步確定，先查表取液壓缸工作壓力為32MPa. 設備類型 機 床 農業(yè)機械或中型工程機械 液壓機、重型機械、起重運輸機械 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 工作壓力 P（MPa） 0.8～2.0 3～5 2～8 8～10 10～16 20～32 氣液減振器擬采用1個油缸同時進行工作的，最大負荷為最大阻抗力1100kN 并且工作過程為前進→后退過程的工作循環(huán)。液壓缸的機械效率 工進時候的負載是最大的， 每個液壓缸內徑的計算 D=×103=158mm P=32Mpa 查《液壓傳動與控制手冊》經過標準化處理D=160mm。 表1 液壓缸內徑系列 mm 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 1. 液壓缸缸體厚度計算 缸體是液壓缸中最重要的零件，當液壓缸的工作壓力較高和缸體內經較大時，必須進行強度校核。缸體的常用材料為20、25、35、45號鋼的無縫鋼管。在這幾種材料中45號鋼的性能最為優(yōu)良，所以這里選用45號鋼作為缸體的材料。 式中，——實驗壓力，MPa。當液壓缸額定壓力Pn5.1MPa時，Py=1.5Pn，當Pn16MPa時，Py=1.25Pn。 []——缸筒材料許用應力，N/mm。[]=，為材料的抗拉強度。 注：1.額定壓力Pn 額定壓力又稱公稱壓力即系統(tǒng)壓力，Pn=5.1MPa 2.最高允許壓力Pmax Pmax1.5Pn=1.2532=40MPa 液壓缸缸筒材料采用45鋼，則抗拉強度：σb=600MPa 安全系數n按《液壓傳動與控制手冊》P243表2—10，取n=5。 則許用應力[]==120MPa = =20.8mm ,滿足。所以液壓缸厚度取25mm。則液壓缸缸體外徑為225mm。 液壓缸工作行程長度可以根據執(zhí)行機構實際工作的最大行程確定，并參照表4-4選取標準值。液壓缸活塞行程參數優(yōu)先次序按表4中的a、b、c選用。 表4（a）液壓缸行程系列（GB 2349-80）[6] 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 表4（b） 液壓缸行程系列（GB 2349-80）[6] 40 63 90 110 140 180 220 280 360 450 550 700 900 1100 1400 1800 2200 2800 3600 表4（c） 液壓缸形成系列（GB 2349-80）[6] 240 260 300 340 380 420 480 530 600 650 750 850 950 1050 1200 1300 1500 1700 1900 2100 2400 2600 3000 3400 3800 液壓缸長度L根據工作部件的行程長度確定。這里取L=150 3.2 活塞的設計 由于沿液壓往復滑動的作用下在氣缸的活塞，因此，它應適當與缸，既不太緊也不太多空間。緊，不僅最小啟動壓力，降低機械效率，并且容易損壞缸和活塞的配合表面;間隙過大時，會引起液壓缸內部泄漏，減少不符合要求的設計性能的液壓缸的容積效率?；钊蜌飧酌芊饧问椒譃椋洪g隙密封（用于低壓系統(tǒng)的液壓缸活塞密封圈），活塞環(huán)密封（適用于廣泛的溫度變化，因此需要低摩擦，長壽命的活塞密封圈），密封環(huán)密封3類別。其中還包括一個O型圈密封環(huán)（密封性能好，摩擦系數低，安裝空間?。?，Y型圈（用時為20Mpa的壓力，高速往復油缸密封件），環(huán)（耐高壓，耐磨損，低低溫性能，逐漸取代Y型圈），V型圈（可以在壓力為50MPa，耐用性，但摩擦阻力）使用。綜合以上因素，考慮到O型圈的選擇。 3.3導向套的設計與計算 1.最小導向長度H的確定 當活塞桿完全伸出，從該中點到所述引導套筒的滑動面的中點的活塞支承面的距離被稱為導向器的最小長度[1]。如果引導長度太短，初始偏轉將導致液壓缸因增加該間隙，影響了液壓缸的工作性能和穩(wěn)定性。因此，在設計中必須確保氣缸的導向件的一定的最小長度。根據經驗，當液壓缸的最大行程為L，圓筒直徑為D，則引導件的最小長度: （4-5） 一般導向套滑動面的長度A，在缸徑小于80mm時取A=(0.6~1.0)D，當缸徑大于80mm時取A=(0.6~1.0)d.。活塞寬度B取B=(0.6~1.0)D。若導向長度H不夠時,可在活塞桿上增加一個導向套K(見圖4-1)來增加H值。隔套K的寬度。 圖4-1 液壓缸最小導向長度[1] 2.導向套的結構 有一般導套導向套，易拆導向套，球形導向套和靜壓導向套等，根據適當選擇的工作。 1）這是一般的導套引導套筒被安裝在軸承座或蓋，所述油底殼潤滑密封環(huán)唇部的內部的壓力和開放天空[6]。 2）易拆本指南適用導套螺釘或擰上蓋子。當導向套筒和密封件的磨損，并需要在不拆卸帽和桿就可以進行更換，維修十分方便。它適用于苛刻的工作條件，需要頻繁地更換導向套并密封的情況下，但不容許液壓缸拆卸。 ??3）球形導向套筒這個球形帽與導向套筒中，當引起的偏心載荷在活塞桿傾斜接觸，所述引導套筒可自動調整位置，以移動的方向相一致，以使導向套軸，不生產。 “憋勁”的現象。這樣，不僅保證了活塞桿的光滑工作和引導套筒孔磨損是相對均勻的。? 4）高靜導向套桿往復頻率，速度，振動的液壓缸可用于靜壓導引套。由于活塞桿和導套之間的壓力油膜，在它們之間沒有直接接觸，而是浮在油壓力，使低摩擦系數，無磨損，剛性，能吸收振動，同軸高，但在制造復雜的，必須有一個專用的靜態(tài)系統(tǒng)。 3.4 端蓋和缸底的設計與計算 在單活塞液壓缸中，有活塞桿通過的端蓋叫端蓋，無活塞桿通過的缸蓋叫缸頭或缸底。端蓋、缸底與缸筒構成密封的壓力容腔，它不僅要有足夠的強度以承受液壓力，而且必須具有一定的連接強度。端蓋上有活塞桿導向孔（或裝導向套的孔）及防塵圈、密封圈槽，還有連接螺釘孔，受力情況比較復雜，設計的不好容易損壞。 1.端蓋的設計計算 端蓋厚h為： 式中 D1——螺釘孔分布直徑，cm； P——液壓力，； ——密封環(huán)形端面平均直徑，cm； ——材料的許用應力，。 2.缸底的設計 缸底分平底缸，橢圓缸底，半球形缸底。 3.端蓋的結構 覆蓋在除了該結構，以解決與氣缸的密封連接，但還必須考慮導桿，密封和灰塵等的問題[6]。缸端連接形式有以下幾種： ????A.焊接的特點是結構簡單，體積小，質量低，用途廣泛。焊接缸后可能會變形，并且內圓筒是不容易處理。主要用于液壓缸活塞。 ????B.螺紋連接（男，女）的特征在于小的徑向尺寸，更小的質量，被廣泛使用。圓筒的外徑進行加工，并應同軸內徑;徐處理專用工具;密封件應安裝，以防止失真。 ?C.法蘭連接的特點是結構相對簡單，易于加工，易于操作，應用廣泛。徑向尺寸比大的質量的螺紋連接大。非焊接法蘭的端部應燉厚。 ?D.連桿結構的特征在于，通用性好。缸體加工簡單，操作方便，使用更廣泛。大尺寸，大質量。裝載大型雙作用氣缸。 ?E.半球的連接，它被分成半環(huán)半環(huán)2種外面。外半環(huán)連接的特征在于，連接該液壓缸的外徑小棒的質量比進行處理。半環(huán)形槽削弱了氣缸，對于氣缸壁的厚度應較厚。半環(huán)形的連接的特征是緊湊，低質量。當安裝結束深入缸，密封件可以是入口邊沿擦傷。 F.接線的特點是結構簡單，體積小，質量低。 3.5 缸體長度的確定 液壓缸缸體內部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還需要考慮到兩端端蓋的厚度[1]。一般液壓缸缸體長度不應大于缸體內經的20~30倍。 3.6 減振裝置的設計 液壓缸的活塞桿（或柱塞桿）具有一定的質量，在液壓力的驅動下運動時具有很大的動量。在它們的行程終端，當桿頭進入液壓缸的端蓋和缸底部分時，會引起機械碰撞，產生很大的沖擊和噪聲。采用減振裝置，就是為了避免這種機械撞擊，但沖擊壓力仍然存在，大約是額定工作壓力的兩倍，這就必然會嚴重影響液壓缸和整個液壓系統(tǒng)的強度及正常工作。減振裝置可以防止和減少液壓缸活塞及活塞桿等運動部件在運動時對缸底或端蓋的沖擊，在它們的行程終端能實現速度的遞減，直至為零。 3.7 密封件的選用 1.對密封件的要求 液壓缸工作中要求達到零泄漏、摩擦小和耐磨損的要求。在設計時，正確地選擇密封件、導向套（支承環(huán)）和防塵圈的結構形式和材料是很重要的。從現在密封技術來分析，液壓缸的活塞和活塞桿及密封、導向套和防塵等應作為一個綜合的密封系統(tǒng)來考慮，具有可靠的密封系統(tǒng)，才能式液壓缸具有良好的工作狀態(tài)和理想的使用壽命。 在液壓元件中，對液壓缸的密封要求是比較高的，特別是一些特殊材料液壓缸，如擺動液壓缸等。液壓缸中不僅有靜密封，更多的部位是動密封，而且工作壓力高，這就要求密封件的密封性能要好，耐磨損，對溫度適應范圍大，要求彈性好，永久變形小，有適當的機械強度，摩擦阻力小，容易制造和裝卸，能隨壓力的升高而提高密封能力和利于自動補償磨損。 密封件一般以斷面形狀分類。有O形、U形、V形、J形、L形和Y形等。除O形外，其他都屬于唇形密封件。 2.O形密封圈的選用 液壓缸靜密封部位主要在孔的活塞和活塞桿，軸承在圓筒狀的缸孔，氣缸蓋和氣缸體等的端面[6]。雖然這些部件都仍然密封的，而是由液壓工作，有點意外，就會造成過大的泄漏和滲漏。 密封靜密封部位基本上都使用O型圈。 O形圈是小的，的確是一個精密的橡膠制品，通過使用復雜的條件下，具有良好的尺寸穩(wěn)定性和保持其性能。當設計選擇，可根據材料和尺寸，以及安裝和維護的適當選擇的條件下采取合理的措施，以獲得更滿意的密封。在許多形式，如矩形，三角形，V形，燕尾，半圓形斜底部安裝O形圈槽，可以根據不同的條件來選擇，不能一概而論。最常用的是一個矩形槽，容易加工，但容易削弱環(huán)相反的現象。 3.動密封部位密封圈的選用 液壓缸密封件的主要部分，用于密封的密封件在活塞和汽缸內孔，所述活塞桿和所述軸承（導向套筒）。 ?????戒指是我們的行業(yè)使用非常廣泛的液壓缸往復密封件。這是一個軸密封洞，不具有普遍性。通常，當壓力大于16MPa的，擋圈下，不能單獨使用。當超過16MPa的和用于移動所述活塞密封件，保持環(huán)應采用防止該間隙，“出”。 海豹A.要求 在液壓組件，該液壓缸的密封要求相對高，特別是在一些特殊的液壓缸，如擺動液壓缸或類似物。不僅具有靜態(tài)液壓缸密封件，該網站是更動態(tài)密封，和高的工作壓力，這需要更好的密封性能的密封，耐磨損，適應的高溫范圍，要求彈性好，永久變形小，有適合的機械強度，低摩擦，易于制造和組裝和拆卸，可隨自動補償磨損壓力密封能力，有利于得到改善。密封件通常被分類部的形狀，-O-，Y形，U形，V形和YX形狀。除了O型，其他屬于唇形密封。 B. O形密封圈的選用 靜態(tài)密封件缸膛的主活塞和活塞桿，圓柱形支撐基部和缸孔，氣缸蓋和場所的端面。密封靜密封部位基本上都使用O型圈。 C.選擇的環(huán)動密封部位 由于O形環(huán)的往復運動有一個起始大的電阻故障，所以密封作往復運動一般不會有O形環(huán)，以及使用唇形密封或金屬密封件。 液壓缸密封件的主要部分，用于密封活塞與氣缸孔，活塞桿和密封件的支承基座（或引導套筒）。 活塞環(huán)的彈性金屬密封，摩擦阻力小，耐高溫，使用壽命長，而且密封性能差，內部泄漏量大，而且工藝復雜，成本高。嚴格的要求和液壓缸的內部泄漏需要高溫，使用這種密封更合適的。 在一般情況下，密封壓力V形環(huán)密封件可以通過按圈進行調整，但摩擦阻力，溫度嚴重。因為它是用來在一組，模具多，不經濟。對于速度不高，直徑較大的輸出液壓缸，與此優(yōu)選的密封。 盡管U形唇密封環(huán)，但在安裝抑制所需的支撐環(huán)，否則它容易滾動的嘴唇，但是當操作壓力低于10MPa的低只能用于中，高壓液壓缸不適用。 相比較而言，以確保密封效果，摩擦小，易于安裝，易于在的情況下，制造經濟YX型密封圈。它不屬于自封高壓縮型密封唇，副軸和兩個孔。。 綜上，所以本設計選用Yx型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料組合使用，可以顯著提高密封性能： a.降低摩擦阻力，無爬行現象； b.具有良好的動態(tài)和靜態(tài)密封性，耐磨損，使用壽命長； c.安裝溝槽簡單，拆裝簡便。 這種組合的特別之處就是允許活塞外園和缸筒內壁有較大間隙，因為組合式密封的密封圈能防止擠入間隙內，降低了活塞與缸筒的加工要求，密封方式圖如下： 圖3-2 密封方式圖 3.8節(jié)流桿的尺寸形狀的確定計算校核 由圖2一l液氣減振器的結構原理圖可見，液 - 氣減振器相對復雜的內部結構影響其動態(tài)雜，很多因素的影響，因此，需要建立一個更精確的數學模型來描述。根據其基本結構和工作原理，如圖2-1所示，可以通過簡化的建立，如圖2-3 液化氣減振器動力學模型。其中，P，A，A：，小，分別為油腔SL和液壓油和有效的行動區(qū)域的壓力;氮氣壓力氮腔和在該地區(qū)的有效作用：R是減震器的阻抗力，在列車系統(tǒng)是垂直耦合力; △x和△V很慢行程沖床和速度，在列車系統(tǒng)的相對位移以及兩個車輛的相對速度是在相鄰的部分。從圖2-3建立數學模型阻尼器。 一某時刻流體質點的速度分量，m／s。 式（2-7）表示的任何流體運動的連續(xù)性條件可能存在必須滿足的。通過流體動力學理論表明沿管阻力管線，直接關系到運動的流動狀態(tài)。因為 這里，所述油室，由于流體運動的一個節(jié)流孔板流動方程是根據下式的不同狀態(tài)（2-7） 流量方程為： 式中：前后壓差，Pa： u一液壓油運動粘度， N．s／m2；，長度，m；‘半徑，m；‘一節(jié) 流阻尼棒半徑，m。 紊流時的流量方程為： 式中：直徑，m； 6一縫隙長度，m； v一流體運動速度，m／s。 不考慮液壓油的可壓縮性，則油腔1流量連續(xù)性方程 油腔2處單向錐閥流體阻力方程系數，取值；v，一流體的速度，m／s。 單向錐閥力平衡方程： 3.9 節(jié)流孔設計的形狀選擇計算和原理 在安裝速度閥柱塞頂端的目的是在高壓油室的節(jié)流作用油缸發(fā)揮的流動，所以減震器其更好阻抗可以在沖擊更好的轉換的熱動能的頭部被擊中逸入空氣中的氣缸，還起到防止減震器阻尼力由于沖擊氣缸不足導致柱塞桿。從圖2.4上的限速閥座可以看出有一個固定節(jié)流閥D，由阻尼條件來決定所需要的孔的數目和大小。彈簧3的由限位止動環(huán)4，在初始狀態(tài)向最大閥開度的作用下錐形閥閥芯速度。當阻尼力逐漸增大的阻抗，在錐閥力兩端固定孔的壓力差超過彈簧預緊力，逐步形成的提升閥和閥速度轉輪之間的環(huán)縫，所以它開始更好節(jié)流效果。其優(yōu)點是：阻尼起動時節(jié)流閥是緩慢的，比較光滑，與阻尼過程的進展，限速閥芯克服彈簧預緊力，逐漸形成周長，加大油門，而相反的效果限制作用小閥，阻尼器的響應時間較短。從限速閥的工作原理的角度來看，這樣能夠達到液 - 氣減振器的減振效果最好，限制了滑閥孔的尺寸和彈簧預緊判定的液體氣體的主要特征減震器，只要適當的設計速度，該孔的大小和數量，并且彈簧預緊閥芯的形狀，所述減震器的減震性能也將隨之優(yōu)化。 3.10緊固螺釘計算 (1)前端螺栓處的拉應力 = Mpa 式（4.39） = =0.7445MPa z-螺栓數，4根； k-擰緊螺紋的系數變載荷,取k=4； -螺紋底徑 (2)螺紋處的剪應力: =0.475Mpa 式（4.40） = MPa -屈服極限; -安全系數; 12 (3)合成應力 = 式（4.41） =0.9679MPa，符合設計要求。 (缸筒端部）法蘭連接螺栓的強度計算 連接圖如下： 圖 缸體端部法蘭用螺栓連接 1-前端蓋；2-缸筒 螺栓強度根據下式計算： 螺紋處的拉應力: (MPa) 式（3-9） 螺紋處的剪應力 (MPa) 式（3-10） 合成應力 (MPa) 式（3-11） 式中, —液壓缸的最大負載，=A，單桿時，雙桿是 —螺紋預緊系數，不變載荷=1.25~1.5，變載荷=2.5~4； —液壓缸內徑； —缸體螺紋外徑； —螺紋內經； —螺紋內摩擦因數，一般取=0.12;變載荷取=2.5~4； —材料許用應力，,為材料的屈服極限，n為安全系數，一般取n=1.2~1.5； Z—螺栓個數。 最大推力為： 使用4個螺栓緊固缸蓋，即：=4 螺紋外徑和底徑的選擇： =10mm =8mm 系數選擇：選取=1.3=0.12 根據式（3-9）得到螺紋處的拉應力為： = 根據式（3-10）得到螺紋處的剪應力為： 根據式（3-11）得到合成應力為： ==367.6MPa 由以上運算結果知，應選擇螺栓等級為12.9級； 查表的得：抗拉強度極限=1220MP;屈服極限強度=1100MP； 不妨取安全系數n=2 可以得到許用應力值：[]=/n=1100/2=550MP 證明選用螺栓等級合適。 3.11 阻隔滑動活塞尺寸選擇計算 由于沿液壓往復滑動的作用下在氣缸的活塞，因此，它應適當與缸，既不太緊也不太多空間。緊，不僅最小啟動壓力，降低機械效率，并且容易損壞缸和活塞的配合表面;間隙過大時，會引起液壓缸內部泄漏，降低了液壓缸的容積效率達不到要求設計性能。 活塞的寬度一般取=（0.6-1.0） D=120 mm 即=（0.6-1.0）×120=（72-120）mm 取=72mm 3.12 氣缸末端機構的結構尺寸計算選擇原理 液壓缸的端蓋形式有很多，較為常見的是法蘭式端蓋。本次設計選擇法蘭式端蓋（缸筒端部）法蘭厚度根據下式進行計算： 式（3-8） 式中， -法蘭厚度（m）； —密封環(huán)內經（m）； 密封環(huán)外徑（m）； 系統(tǒng)工作壓力（pa）； 附加密封力（Pa）；值取其材料屈服點353MPa； 螺釘孔分布圓直徑（m）； 密封環(huán)平均直徑（m）； 法蘭材料的許用應力（Pa）；[]=/n=353/5=70.6MPa —法蘭受力總合力（m） 所以=43.2mm 為了安全取=50mm 參考文獻 [1] 王世明《機床與液壓》[J]上海海洋大學工程學院1996,(08) [2] 楊華勇周華路甬祥《中國機械工程》[M]浙江大學2000,(12) [3] 楊爾莊《液壓氣動與密封》[J]中國液壓氣動密封件工業(yè)協會1993,(04) [4] 范士娟楊超《液壓與氣動》[J]華東交通大學,機電工程學院2005,(08) [5] 司癸卯李曉寧《筑路機械與施工機械化》[J]長安大學道路施工技術與裝備教育部重點實驗室2009,[07] [6] 汪世益方勇滿忠偉《工程機械》[J]安徽工業(yè)學機械工程學院2010,(09) [7] 楊爾莊《國液壓氣動技術的現狀及展望》[M]液壓與氣動1998，（06） [8] 楊爾莊·液壓技術現狀及發(fā)展趨勢-液壓氣動與密封，[J]1998，（01） [9] 李運華，史維祥·流體動力技術的現狀與發(fā)展·[J]機械與液壓1994，（04） [10] 曹秉剛，郭卵應，中野和夫，史維祥錐閥流場的邊界元[J]1991，（02） [11] 章本照編著·流體力學中的有限元法·[M]機械工業(yè)出版社1986 [12] H.Hanafusa,Designofelectro-hydraulicservosystemforarticulatedrobot,JournaloftheJapanHydraulicsandPneumaticsSociety13719821–8. [13]H.B.Kuntzeetal.,Onthemodel-basedcontrolofahydrauliclargerange-robot,IFACRobotControl1991207–212. 總 結 時間過得真快，轉眼間XX個月的畢業(yè)論文設計就要結束了。由于基礎薄弱，設計起來很困難，剛拿到課題時找資料是第一大難關，那時腦子里一片紊亂，無從下手，記得當時在圖書館呆了幾個下午，挑了好多的書，但總是無法把那些片段串聯成一個方案，后來通過俞老師和同學們的幫忙，漸漸有了頭緒，確定了方案，正式著手設計。設計時只有拿著書本慢慢學，參考書本，經過兩個月的摸索和學習，把原本不清楚的東西都學會了，在這期間走過彎路，不知所措，經過指導老師俞老師細心的講解加上自己的努力，同學的幫助，終于完成了設計。 這次畢業(yè)設計對我以前學過的理論知識起到了很好的回顧作用，以前在校學習時不夠清楚如何應用所學知識，對所學的課程不能很好的融會貫通。以前我們每學期都會有一些各個科目的課程設計，但那樣的設計都會在老師的不斷提醒下完成，這次的畢業(yè)設計就有所不同，它需要自己去查找資料，自己拿出方案，找出設計的突破口，經過一個月左右的努力，這次設計才有了一個明確的思路。 在設計中遇到很多困難卻令我難忘，特別在用AUTOCAD制圖在繪制液壓原理圖時，由于對AUTOCAD軟件應用不熟練，還得邊翻書自學邊畫圖，畫一張簡單的圖往往要花上幾天的時間，還要將畫好的原理圖復制到WORD中，進行排版。雖然麻煩，但這次課程設計使我對AUTOCAD軟件有了進一步的了解，并能較為熟練的應用它。 通過本次設計，我對液壓方面的知識有了更深一步的了解，也進一步掌握了各類液壓元件的功能以及經常會出現的故障。為以后的工作打下了堅實的基礎。 我們即將步入社會，我們面臨的將會是更多的困難和挑戰(zhàn)，只要我們努力學習，勇于實踐，勤學好問，就會懂得以前不明白或不十分明白的道理，就會很快地成長和成熟起來，我也相信，憑著我自強不息，勇于拼搏的精神，定能很快適應這個多變的社會，充分發(fā)揮長處，朝我的方向不斷前進，前進，再前進！ 總之，通過這次畢業(yè)設計，我的創(chuàng)新思維的能力，自學的能力，學以致用的能力都得到提高為，這為我以后的工作打下一個良好的基礎。 致 謝 在本文中，在導師的指導XXX即將過去完成論文階段X個月，研究生課程設計幫助我為以后工作奠定了良好的基礎。在此，感謝我們的精心安排大學畢業(yè)課程設計和良好的學習環(huán)境，使我們能夠更好，更快地完成畢業(yè)設計。在這段時間里，我得到了很多老師和朋友的關心和幫助的。 首先，我想表達我的導師XX最誠摯的謝意，在整個論文期間，XX老師對我的生活和學習，老師深厚的學術造詣，嚴謹的治學態(tài)度，勤奮的工作態(tài)度和平易近人的他無微不至地照顧了我受益終身做。 我們也感謝我的班主任老師XX，受我做了很多創(chuàng)新的思路開展階段。 在過程中我的同學我的論文給了我很多的幫助，當我遇到困難時，經常給我很多提出了寶貴的意見，并總是鼓勵我。 最后，感謝幫助我在我的任務完成我所有的朋友！ 附 錄