壓鑄機壓射機構(gòu)課程設(shè)計--大型冷室壓鑄機典型機構(gòu)設(shè)計

1、<p><b>　　專業(yè)模塊課程設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計題 目：大型冷室壓鑄機典型機構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　（壓射機構(gòu)） </b></p><p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　本壓鑄技術(shù)的發(fā)展至今有150余年。19世紀

2、初,由于印刷業(yè)的興起,用于鉛字鑄造的鑄字機應(yīng)運而生,不久,在鑄字機的基礎(chǔ)上演變成為熱室壓鑄機。到19世紀中葉,典型的熱室壓鑄機誕生。進入20世紀以后,熱室壓鑄機日漸成熟,冷室壓鑄機問世。20世紀后半葉,壓鑄機經(jīng)歷了更大的改革、演進與創(chuàng)新,壓鑄機進入新的發(fā)展時期。近二三十年來,壓鑄機在大型化、自動化、單元化和柔性化等方面的發(fā)展非常迅速。最近的幾年,壓鑄的高新技術(shù)又不斷地對壓鑄機提出更高和更新的要求。 更多還原</p><

3、;p>　　對于壓鑄機壓射機構(gòu)的設(shè)計，首先，對液壓傳動回路進行初步設(shè)計，、蓄能器快速運動回路的設(shè)計方案，滿足一個壓射沖頭在壓射時的兩級速度，對電機、泵、閥和活塞等液壓元件進行選型，通過相關(guān)驗算后，驗證最終回路方案可行，按照相關(guān)標(biāo)準繪制出一張液壓系統(tǒng)圖。然后對壓射液壓缸進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，要求能夠執(zhí)行高壓大流量的工況，并經(jīng)過相關(guān)校核，采用法蘭連接的缸體結(jié)構(gòu)形式，同時具有節(jié)流閥緩沖裝置，繪制出一張裝配圖及相關(guān)典型零件圖；接著，針對經(jīng)過驗算的液

4、壓系統(tǒng)進行總體布局的設(shè)計，要求布局緊湊合理，便于維修。經(jīng)過泵組和閥組的配置形式選擇，最終確定集中式布局方案，即將系統(tǒng)中的泵組、閥組和油箱做成液壓泵站，并將其設(shè)計為旁置式液壓站，繪制出一張液壓泵站的裝配簡圖；最后，整理資料撰寫論文。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：壓鑄機，液壓系統(tǒng)，液壓缸，壓射機構(gòu) </p><p><b>　　Abstract</b></p&

5、gt;<p>　　Up to present,it has been for over 150 years for the development of die casting technology. Printing industry sprang up and typecasting machine was born during the 19th century ,soon after that ,the first

6、 hot chamber die casting machine was produced which was based or typecastingmachine.In mind of 19th century by 1900,the earliest cold chamber die casting machine was published .Hereafter ,die casting machine so ahead of

7、developing since the fifties of the 20th century .In recent years ,die casti</p><p>　　First,do the structure design of Injection hydraulic cylinder, required to perform high pressure large flow conditions. A

8、fter checking,we use flange connection of the cylinder block structure with a throttle valve buffer device. Finally we draw a drawing of the assemblydrawing and the related typical parts. </p><p>　　And then

9、we design the overall layout, it requires that compact layout is reasonable, easy to maintenance. By selecting configuration form of pump and valve group, the centralizedlayout scheme was finally determined. It means to

10、put Pump, valve and fuel tank in thesystem to make hydraulic pump station and designed it to be a set-type hydraulic station,after that we map out a hydraulic pump station in the assembly diagram. </p><p>　　

11、Keywords :Die casting machine;Hydraulic system;Hydraulic cylinder;Injection.</p><p><b>　　目 錄 </b></p><p>　　摘要 ...... ........ ........ ......... ........ ........ ......... .......

12、 ......... ........ ........ ......... ........ ........ ......... ........ .....Ⅰ</p><p>　　Abstract ........ ........ ......... ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ......... ....

13、.... ........ ........ .. ....... ... Ⅱ</p><p>　　1.緒論 ...... ........ ........ ......... ........ ........ ......... ....... ......... ........ ........ ......... ........ ........ ......... ....... ....1<

14、;/p><p>　　2. 壓射液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 ...... ........ ......... ........ ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ......... .... 3</p><p>　　2.1.液壓系統(tǒng)的基本介紹 ........ ........ ......... ......

15、.. ........ ........ ......... ........ ........ ........ ......... .... 3 </p><p>　　2.2.液壓系統(tǒng)的要求和特點 .... ........ ......... ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ......... .... 3<

16、;/p><p>　　2.3.壓射液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù) .... ........ ......... ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ......... .... 4</p><p>　　2.4確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) .... ........ ......... ........ ........ ..

17、...... ......... ........ ........ ........ ......... .... 4</p><p>　　2.4.1.確定壓射液壓缸的活塞及活塞桿的直徑 .......................................................................... 4</p><p>　　2.4.2.計算壓射液壓缸實

18、際工作壓力 .......................................................................................... 4</p><p>　　2.4.3計算壓射液壓缸實際所需流量 ................................................................................

19、.......... 5</p><p>　　2.5.液壓系統(tǒng)的回路分析及設(shè)計 .... ......... ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ......... .. ..5</p><p>　　2.6.液壓元件的選擇 ........ ........ ......... ....... ..

20、....... ........ ........ ......... ........ ........ ......... ...... .. .. 5</p><p>　　2.6.1.液壓泵的選擇 ..........................................................................................................

21、........ ... 5</p><p>　　2.6.2.電動機功率的確定 ............................................................................................................. 6</p><p>　　2.6.3.液壓閥的選擇 .....................

22、................................................................................................ 6 </p><p>　　2.6.4.蓄能器的選擇 .....................................................................................

23、................................ 7</p><p>　　2.6.5.管道尺寸的確定 ................................................................................................................. 7 </p><p>　　2.6.6.油箱容積

24、的確定 ................................................................................................................. 8</p><p>　　3. 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計. ......... ........ ........ ........ ......... ........ ........ .

25、....... ......... ........ ........ ........ ....... .. . . 8 </p><p>　　3.1.液壓缸主要參數(shù)的確定 .... ........ ......... ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ..... .... .. 8 </p><

26、p>　　3.2.液壓缸主要零部件設(shè)計及驗算 ......... ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ..... .... .. 9 </p><p>　　3.2.1.缸體設(shè)計 ......................................................................

27、........................................... ............ 9</p><p>　　3.2.2.缸頭、缸底、連接法蘭的設(shè)計 ......................................................................................... 11</p><p>　　3.2.

28、3.活塞設(shè)計 ............................................................................................................................. 11 </p><p>　　3.2.4.活塞桿設(shè)計 .................................................

29、........................................................................ 12 </p><p>　　3.2.5.活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵選用 ...................................................................................... 13</p>

30、<p>　　3.2.5.1.導(dǎo)向環(huán) ...................................................................................................................... 13</p><p>　　3.2.5.2.密封..........................................

31、.............................................................................. ... 14</p><p>　　3.2.5.3.防塵圈 ....................................................................................................

32、.................. 14 </p><p>　　3.2.6.排氣裝置 ............................................................................................................................. 14</p><p>　　3.2.7.油口設(shè)計 ..

33、........................................................................................................................... 15</p><p>　　設(shè)計心得 .... ........ ........ ......... ........ ........ ......... .....

34、... ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ....... ..16</p><p>　　參考文獻 ....... ........ ......... ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ......... ........ .

35、....... ........ ....... .. .. 17</p><p><b>　　緒論 </b></p><p>　　1.1. 課題背景及目的 </p><p>　　鋁合金壓鑄是液態(tài)鋁合金在較高的壓力作用下以較高的速度充填模具型腔，并在壓力下凝固成型而獲得鑄件的一種鑄造工藝方法。近年來，汽車行業(yè)不斷采取各種措施，來滿足“車身輕

36、量化”的要求，鋁合金壓鑄件在這種背景下得到大量的運用，其熱傳導(dǎo)性能良好且在壓力下凝固，組織性能比普通鑄造更好，提高了汽車的行車安全性，金屬壓鑄技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。在汽車白車身上大量使用鋁合金件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵件，可有利于汽車輕量化。目前鋁合金車身覆蓋件采用與鋼質(zhì)車身類似的沖壓和焊接來制造單片車身板件，車身覆蓋件為具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大型薄壁件，因此這種成形工藝需要鋁合金軋制成形的板材以及多套復(fù)雜沖壓模具，成形工藝流程長、成形成本較高。而通過

37、壓鑄方式制備車身覆蓋件可以一次成型，成形工藝流程短、成本較低，而且可以制造大尺寸復(fù)雜的零件。而作為壓鑄技術(shù)的重要組成部分，液壓系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用也至關(guān)重要，目前正處于迅速發(fā)展、提高的階段。本設(shè)計以真空高壓壓鑄壓射系統(tǒng)作為研究課題，要求針對汽車發(fā)動機罩內(nèi)板工藝要求，重點開展液壓系統(tǒng)的原理設(shè)計、關(guān)鍵零件設(shè)計以及總體布局設(shè)計。液壓系統(tǒng)采用雙液壓缸的設(shè)計方案，用于雙沖頭多點壓鑄，滿足壓鑄大型復(fù)雜薄壁件的要求</p><p>

38、　　1.2. 設(shè)計現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 </p><p>　　1.2.1. 液壓傳動技術(shù)發(fā)展概況和現(xiàn)狀 </p><p>　　液壓傳動系統(tǒng)相對于機械傳動來說是一門較新的傳動形式。從 17 世紀中葉帕斯卡提出靜壓傳動原理，繼而 18 世紀末英國造出第一臺水壓機算起，液壓傳動技術(shù)已有兩百多年的歷史。只是由于早期技術(shù)水平和生產(chǎn)需求的不足，這項技術(shù)沒有得到普遍的應(yīng)用，其真正的推廣使用也不過是近五十

39、年來的事情。二戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)為民用，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及對傳動技術(shù)越來越高的要求，在機械制造、工程機械、農(nóng)業(yè)機械和汽車制造等方面推廣開來。特別是二十世紀六十年代以后，原子能技術(shù)、航天技術(shù)、控制技術(shù)、材料科學(xué)和微電子技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展，使液壓技術(shù)得到進一步發(fā)展，使其發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)，并滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域之中。如今，液壓傳動技術(shù)日趨成熟，已成為衡量一個國家工業(yè)化程度的重要標(biāo)志之一。 我

40、國的液壓工程開始于二十世紀五十年代，最初被用于機床和鍛壓設(shè)備，后來又用于工程機械中，并且隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的騰飛，鋁鑄件不斷得到應(yīng)用，液壓傳動系統(tǒng)在壓鑄機上的重要性也日益凸顯。自1964 年開始，我國就從外國引進液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，并努力自己研發(fā)液壓產(chǎn)品。目前我國在認真學(xué)習(xí)國外先進液壓技術(shù)的同時，</p><p>　　1.2.2. 液壓傳動技術(shù)發(fā)展趨勢 </p><p>　　液壓傳動技術(shù)的

41、發(fā)展正向著高效率，高精度，高性能方向邁進。液壓元件向著體積 小，重量輕，微型化和集成化方向發(fā)展，并滿足低能耗、低噪聲、低振動、無泄漏以及污染控制、應(yīng)用水基介質(zhì)等環(huán)保要求。液壓技術(shù)，交流液壓等新興的液壓技術(shù)正在開拓當(dāng)中，并積極采用新工藝、新材料和電子、傳感等高新技術(shù)。又由于計算機的應(yīng)用，更大大地推進了液壓技術(shù)的發(fā)展，像液壓系統(tǒng)的輔助設(shè)計，計算機仿真和優(yōu)化，微機控制等工作，也都取得了顯著成果。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實現(xiàn)高壓，高速，大功率，高效率，

42、低噪音，經(jīng)久耐用，高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展，在完善比例控制，數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。由此可見，液壓技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。 </p><p>　　1.3. 設(shè)計過程及研究內(nèi)容 </p><p>　　本次設(shè)計的任務(wù)是在了解汽車發(fā)動機罩內(nèi)板壓鑄工藝要求的基礎(chǔ)上，開展?jié)M足其壓 射過程要求的液壓系統(tǒng)設(shè)計、液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計以及液壓系統(tǒng)總體布局設(shè)計。首先，明確 設(shè)計要求，

43、進行液壓系統(tǒng)工況分析，根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計液壓傳動回路的初步方案，對電 機、泵、運用 proe 進行三維建模并用 CAD 繪制出一張裝配圖及相關(guān)典型零件圖；接著，針對經(jīng)過驗算的液壓系統(tǒng)進行總體 布局的設(shè)計，要求布局緊湊合理，便于維修，經(jīng)過泵組和閥組的配置形式選擇，運用 CAD 繪制出一張液壓泵站的裝配簡圖；最后，整理資料撰寫論文。 </p><p>　　1.4. 本章小結(jié) </p><p>

44、　　本章主要介紹了課題研究背景及目的，簡單概括了液壓傳動技術(shù)的發(fā)展歷程以及未來發(fā)展的趨勢，明確設(shè)計過程和研究內(nèi)容，為接下來的工作奠定了基礎(chǔ)。 </p><p>　　2. 壓射液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 </p><p>　　2.1. 液壓系統(tǒng)的基本介紹 </p><p>　　一個完整的液壓系統(tǒng)基本由四個部分組成，即動力部分、執(zhí)行部分、控制部分、輔</p>&

45、lt;p>　　助裝置 (附件)。 </p><p><b>　　1.動力部分 </b></p><p>　　用液壓泵將機械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能，有時也將蓄能器作為緊急或輔助動力源。在</p><p>　　壓鑄機中，一般采用葉片泵或者柱塞泵。 </p><p><b>　　2.執(zhí)行部分 </b>

46、</p><p>　　能夠?qū)⒁后w的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，如液壓缸、液壓馬達。由于壓鑄機的壓</p><p>　　射機構(gòu)為直線運動，所以其液壓系統(tǒng)采用液壓缸，并且是單桿活塞缸。 </p><p><b>　　3.控制部分 </b></p><p>　　此部分用以實現(xiàn)對執(zhí)行元件的運動速度、方向、作用力等的控制，也用于實

47、現(xiàn)過載</p><p>　　保護、程序控制等。液壓系統(tǒng)主要使用各類壓力、流量、方向等控制閥完成對各功能的</p><p><b>　　控制。 </b></p><p><b>　　4.輔助裝置 </b></p><p>　　上述元件以外的其他元件，有油箱、管道、蓄能器、過濾器、冷卻器、加熱器、壓&

48、lt;/p><p>　　力表、流量計等。它們對系統(tǒng)的穩(wěn)定安全完成各功能具有重要作用。 </p><p>　　2.2. 液壓系統(tǒng)的要求和特點 </p><p>　　1.該壓鑄機壓射機構(gòu)壓射時運動平穩(wěn)，具有兩級壓射速度，壓射速度的切換由液壓</p><p><b>　　系統(tǒng)控制； </b></p><p

49、>　　2.該壓鑄機壓射機構(gòu)有壓射、保壓(增壓)、跟進和退回等工況，不能產(chǎn)生液壓沖擊，</p><p>　　保證系統(tǒng)的可靠和安全； </p><p>　　3.該壓鑄機壓射機構(gòu)有兩個壓射沖頭，由兩個液壓缸分別控制，在運動時要求具有</p><p><b>　　同步性； </b></p><p>　　4.壓射機構(gòu)的運

50、動速度較大，控制其運動的液壓缸要求有緩沖裝置，避免強烈碰撞</p><p>　　造成不必要的破壞； </p><p>　　5.該壓鑄機的壓 射機構(gòu)工作循環(huán)為： 蓄能→慢速壓 射→快速壓射→保壓 (增壓)→跟</p><p><b>　　進→退回。 </b></p><p>　　2.3. 壓射液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù) <

51、;/p><p>　　1.最大壓射力2110KN； </p><p>　　2.射料行程1180mm； </p><p>　　3.壓射位置-350mm； </p><p>　　4.最大壓射速度500~5000mm/s； </p><p>　　5.系統(tǒng)工作壓力16Mpa； </p><p>　　2.4.

52、 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) </p><p>　　2.4.1. 確定壓射液壓缸的活塞及活塞桿的直徑 </p><p>　　當(dāng)鋁合金液充滿模具型腔并開始增壓時，壓射液壓缸的載荷達到最大值 2110KN，此</p><p>　　時壓射沖頭稍有前進，但這段距離實際上很小，活塞移動速度也近似等于零，回油量極</p><p>　　小，故背壓力可以忽略

53、不計，這樣： </p><p>　　活塞直徑(液壓缸內(nèi)徑) </p><p>　　式中：F=2110KN，p=16MPa </p><p>　　求得 D=0.410m； </p><p>　　查閱手冊，按照 GB/T2348—1993 取 D=0.45 m； </p><p>　　壓鑄機 的 壓射 液壓 缸屬 于重

54、 載液 壓缸 ， 其速 比要 求為V2/V1=1.61,即 活塞 桿直 徑</p><p>　　d=0.62 D=0.62×0.45=0.279m； </p><p>　　查閱手冊，按照 GB/T2348—1993 取 d=0.28 m。 </p><p>　　2.4.2. 計算壓射液壓缸實際工作壓力 </p><p>　　設(shè)實

55、際工作壓力為 P，則 </p><p>　　式中： A1是液壓缸無桿腔面積，A1=?/4=0.16 </p><p>　　A2是液壓缸有桿腔面積,A2=?( - )/4=0.10 ;</p><p>　　P2是背壓力,初步方案中其回油路帶調(diào)速閥，根據(jù)手冊選取為 0.4MPa。 </p><p>　　由此求得：其實際工作壓力 P=13.4MPa

56、<16MPa。 </p><p>　　2.4.3. 計算壓射液壓缸實際所需流量 </p><p>　　設(shè)實際所需流量為，則</p><p>　　慢速壓射時：qv=79.5L/s </p><p>　　快速壓射時：qv =795L/s </p><p>　　2.5. 液壓系統(tǒng)的回路分析及設(shè)計 </p&g

57、t;<p>　　該壓鑄機壓射機構(gòu)有兩個壓射沖頭，運動具有同步性，需前進和退回雙向運動，同時具有兩</p><p>　　級壓射速度并有保壓-增壓階段。所以壓射液壓系統(tǒng)中有同步回路，方向控制回路，速度控</p><p>　　制回路，保壓-增壓回路以及調(diào)壓回路等。</p><p>　　2.6. 液壓元件的選擇 </p><p>　　

58、2.6.1. 液壓泵的選擇 </p><p>　　1.工作壓力的確定 </p><p>　　式中：p1=16MPa 為液壓執(zhí)行元件的最大工作壓力，對于本系統(tǒng)，最大壓力是壓射液壓缸</p><p>　　在快速壓射結(jié)束瞬間的壓力；??p 為泵到液壓執(zhí)行元件間總的管路損失。由修改后的原</p><p>　　理圖可見，從泵到液壓缸之間管路復(fù)雜，

59、取 ??p =1MPa。 </p><p>　　所以，泵的工作壓力為：Pp=(16+1)MPa=17MPa。 </p><p>　　2.確定液壓泵的流量 </p><p>　　式中：K 為系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取 K=1.2；?qvmax為運動時液壓缸的最大總流量。因為</p><p>　　本系統(tǒng)中，泵直接供油于壓射液壓缸的慢壓射行程和跟進行程

60、，所以 ?qvmax =79.5L/s。 </p><p>　　求得泵的流量為：qvp=5724L/min。 </p><p>　　3.選擇液壓泵的規(guī)格 </p><p>　　根據(jù)以上求得的壓力和流量值，并且為了使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力</p><p>　　一般要比最大工作壓力16MPa大 20%-25.6%，選 用液

61、壓泵，其額 定壓力為22MPa，輸出流量為</p><p>　　5724L/min。 </p><p>　　2.6.2. 電動機功率的確定 </p><p>　　壓射機構(gòu)在整個動作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的，所需功率變化較大，</p><p>　　為滿足整個工作循環(huán)的需要，按較大功率段來確定電動機功率。 </p>

62、<p>　　其快速壓射行程由蓄能器供油，慢速壓射行程由泵直接供油，所以計算電動機功率</p><p>　　不考慮快壓射行程。由前面的計算可知，在其余運動過程中，工作壓力最大為 16MPa，</p><p>　　流量最大為5724 L/min，所以，電機功率為： </p><p>　　求得：P=3816KW，因為壓射時間 較短，而電動機允許短時間超載25%

63、 ，這樣電動</p><p>　　機的功率還可以降低一些：P=3816×100/125KW=3052.8KW。查產(chǎn)品樣本，選用同步</p><p>　　電動機TD173/54-6,其額定功率為3400KW。 </p><p>　　2.6.3. 液壓閥的選擇 </p><p>　　選擇 液 壓 閥主 要 根 據(jù) 閥 的 工 作 壓

64、 力 和 通 過 閥 的 流 量 。 本 系 統(tǒng) 工 作 壓 力 最 大 為</p><p>　　16MPa，所以液壓閥都選用中、高壓閥。 </p><p>　　所選閥的規(guī)格型號見表</p><p>　　序號 名稱 允許最大流量 允許最大工作壓力 選用規(guī)格</p><p>　?。↙/min

65、) (MPa) </p><p>　　1 先導(dǎo)式電磁溢流閥 500 20 DBW20G-50/200U6A</p><p>　　2 三位四通電液換向閥 500 31.5 DSG-06-3H2-5 </p>&

66、lt;p>　　3 單向閥 15000 31.5 RVP40-1-0</p><p>　　4 插裝閥 6300 31.5 100K91-04</p><p>　　5 調(diào)速閥

67、 6 21 2FRM5-20/6</p><p>　　2.6.4. 蓄能器的選擇 </p><p>　　根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定其類型和主要參數(shù)。在本系統(tǒng)中，壓射液壓缸的</p><p>　　快速壓射行程由蓄能器供油，運動時間很短，其有效工作容積為： </p>

68、<p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　式(2.8)中： Ai為液 壓缸有效 作用面積； Li為液 壓缸行程，在 此處為快速 壓射行程1180 mm；K 為油液損失系數(shù)，一般取 K=1.2；qvp為液壓泵流量，t 為動作時間。 </p><p>　　根據(jù)已知條件求得：?V=204L，查閱手冊，選擇氣囊式蓄能器 NXQ1—L80/20—H，

69、</p><p>　　其容積為80L，每個壓射液壓缸需要配備 3 個此型號蓄能器。 </p><p>　　2.6.5. 管道尺寸的確定</p><p><b>　　管道內(nèi)徑計算 </b></p><p><b>　　(2.9) </b></p><p>　　式(2.9)中

70、：qv 為通過管道內(nèi)的流量；v 為管內(nèi)允許流速。本系統(tǒng)管路較為復(fù)雜，取其主要</p><p>　　幾條按照上面公式進行計算，并查閱手冊的標(biāo)準系列選取相應(yīng)的管子，有關(guān)參數(shù)及計算結(jié)</p><p>　　果列于下表（2-3）中。</p><p>　　表 2-3 液壓系統(tǒng)管道明細表</p><p>　　管路名稱 通過流量

71、 允許流速 管路內(nèi)徑 實際取值</p><p>　?。↙/min) (m/s) (mm) (mm)</p><p>　　液壓泵吸油管 5724 1 348 355</p><p>　　液壓泵排油管

72、 5724 5 156 160</p><p>　　壓射缸進油管路 68270 10 352 355</p><p>　　壓射缸回油管路 4717 2 225

73、 236</p><p>　　2.6.6. 油箱容積的確定 </p><p>　　初始設(shè)計時，先按照經(jīng)驗公式確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進</p><p>　　行校核。油箱容量的經(jīng)驗公式為： </p><p><b>　?。?.10）</b></p><p&

74、gt;　　式(2.10)中：qv 為液壓泵每分鐘排出壓力油的容積；a 為經(jīng)驗系數(shù)，此處取 6。 </p><p>　　求得：V=34344L </p><p>　　非標(biāo)準油箱容積V=34344L </p><p>　　3. 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　在此處只做壓射液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。由前面液壓系統(tǒng)設(shè)計中的分析可知，壓射沖頭</

75、p><p>　　在 壓射鋁合 金液的過 程中做直 線往返 運動，所 以壓射液 壓缸采用 單活塞桿 雙作用 液壓</p><p>　　缸，并且因為壓射過程中運動速度較大，還需要具有緩沖裝置。 </p><p>　　3.1. 液壓缸主要參數(shù)的確定</p><p>　　由之前的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計分析計算已知，壓射缸的工作壓力是 16MPa，且為重載液壓

76、缸，</p><p>　　其速比為 1.6，由此計算出液壓缸內(nèi)徑 D=410mm，查閱手冊,圓整為液壓缸內(nèi)徑標(biāo)準值 </p><p>　　D=450mm，活塞桿直徑 d=280mm。 </p><p>　　在壓射沖頭的一個動作循環(huán)中，單向運動行程總長1180 mm，則按照 GB/T2349-1980</p><p>　　選取壓射液壓缸的活塞行

77、程為1200 mm。 </p><p>　　3.2. 液壓缸主要零部件設(shè)計及驗算 </p><p>　　液壓缸的主要零部件包括：缸體、缸頭、缸底、連接法蘭、活塞、活塞桿、導(dǎo)向套、</p><p>　　密封件、防塵圈、緩沖裝置和排氣裝置等 。 </p><p>　　3.2.1. 缸體設(shè)計 </p><p>　　1.

78、缸體結(jié)構(gòu)的選擇 </p><p><b>　　連接方式如下圖：</b></p><p>　　圖 3-1 缸體連接方式示意圖 </p><p>　　選取如圖所示的法蘭式連接，并且連接法蘭和缸筒焊接在一起。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，</p><p>　　易加工、易裝卸；缺點是外徑較大，比螺紋連接的重量大。 </p>

79、<p>　　2.缸體的技術(shù)要求 </p><p>　　缸體內(nèi)徑采用 H8、H9 配合；缸體內(nèi)徑 D 的圓度公差值等級可按 9、10 或 11 級選</p><p>　　取，圓柱度公差等級應(yīng)按 8 級選??；缸體端面 T 的垂直度公差值可按 7 級選??；為了防</p><p>　　止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以 30—40u m 鉻層，鍍后進行珩磨或拋光

80、。 </p><p>　　缸筒材料的選取及強度給定 </p><p>　　在此處，缸體材料選取 45 號鋼，從表中可以得到：缸體材料的屈服強度 ?s=360 MP；</p><p>　　缸 體材料的 抗拉強度 ?b =610MPa；現(xiàn)在 利用屈 服強度來 引申出： 缸筒材料 的許用應(yīng) 力</p><p>　　[ ?]=?b /n=610/

81、5=122MPa。 </p><p>　　其中 n=5 是選取的安全系數(shù)，來源于下表： </p><p>　　表 3-2 液壓缸安全系數(shù)表 </p><p>　　材料名稱 靜載荷 突變載荷 沖擊載荷</p><p>　　不對稱 對稱 </p>

82、<p>　　鋼，鍛鐵 3 5 8 12</p><p>　　4.缸筒壁厚的計算 </p><p>　　已知缸體內(nèi)徑 D=450mm，按中等壁厚計算，缸筒壁厚可以使用下式(3.1）進行計算：</p><p><b>　?。?.1）</b>&l

83、t;/p><p>　　根據(jù)缸徑查手冊預(yù)取?=40</p><p>　　此時?/D=40/450=0.089 處于 0.08 至 0.3 之間，滿足使用中等壁厚計算式的要求，</p><p>　　下面利用上式來計算： </p><p>　　最 高 允 許 壓 力 一 般 是 額 定 壓 力 的 1.5 倍 ， 根 據(jù) 給 定 參 數(shù) P=1

84、6MP ， 所 以 ：</p><p>　　Pmax=16×1.5=24MP</p><p>　　許用應(yīng)力在選取材料的時候給出：?p =122MPa。 </p><p>　　從而求得得到壁厚：?=51.8mm </p><p>　　按照液壓缸外徑標(biāo)準，圓整為53mm，即缸體的外徑為556mm。 </p><p&g

85、t;　　3.2.2. 缸頭、缸底、連接法蘭的設(shè)計 </p><p>　　已知，本系統(tǒng)的壓射液壓缸屬于重載液壓缸，因此通過查閱手冊，選取HSG-450單活塞桿雙作用</p><p>　　液壓缸的外形尺寸，其安裝方式采用頭部法蘭連接型。 </p><p>　　3.2.3. 活塞設(shè)計 </p><p>　　1.活塞結(jié)構(gòu)的設(shè)計 </p&

86、gt;<p>　　活塞分為整體式和組合式，組合式制作和使用比較復(fù)雜，所以在此選用整體式活塞。</p><p>　　圖 3-4 整體活塞示意圖</p><p><b>　　活塞的密封 </b></p><p>　　因為壓射沖頭運動速度較大，所以在此處采用活塞環(huán)密封方式，其摩擦阻力小，耐</p><p>　　磨

87、，壽命長，適用于高溫、高速工況，但是活塞環(huán)制造工藝復(fù)雜。密封方式圖如下： </p><p>　　圖 3-5 活塞環(huán)密封示意圖 </p><p><b>　　3.活塞的材料 </b></p><p>　　因采用活塞環(huán)密封，所以活塞材料為 ZCuAl10Fe3。 </p><p>　　4.活塞的尺寸及技術(shù)要求 </

88、p><p>　　已知活塞直徑為 200mm，選擇活塞厚度為活塞直徑的 0.6 倍，則計算結(jié)果為 120mm。 </p><p>　　其技術(shù)要求為：活塞外徑 D 對內(nèi)孔 D1 的徑向跳動公差等級，按 7、8 級選取；端面</p><p>　　T 對內(nèi)孔 D1 軸線的垂直度公差等級，應(yīng)按 7 級選取；外徑 D 的圓柱度公差等級，按 9、</p><p&g

89、t;　　10 或 11 級選取。 </p><p>　　3.2.4. 活塞桿設(shè)計 </p><p>　　1.活塞桿桿體的選擇 </p><p>　　此次設(shè)計選用的是實心桿件，形式如下圖： </p><p>　　圖 3-6 活塞桿示意圖 </p><p>　　2.活塞桿與活塞的連接形式 </p>&l

90、t;p>　　此次設(shè)計采用的是鎖緊螺母型連接，如下圖：</p><p>　　圖 3-7連接方式示意圖</p><p>　　3.活塞桿材料和技術(shù)要求 </p><p>　　因為沒有特殊要求，所以選用 45 號鋼作為活 塞桿的材料。 </p><p>　　其技術(shù)要求為：活塞桿的熱處理，粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229—285HBW；活塞桿&l

91、t;/p><p>　　d 和 d1 的圓柱度公差等級，按 9、10 或 11 級選 ??；活塞桿 d 的圓柱度公差等級，應(yīng)按 8</p><p>　　級選?。换钊麠U d 對 d1 的徑向跳動公差值應(yīng)為 0.01mm；端面 T 的垂直度公差等級，應(yīng)</p><p>　　按 7 級選取；活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按 6 級 公差加工； </p><p>&

92、lt;b>　　4.活塞桿的計算 </b></p><p>　　已知，活塞桿直徑 d=280mm，端頭處螺紋 M250×6. </p><p>　　3.2.5. 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵選用 </p><p>　　活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對活塞桿進行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝</p><p>　　置以保

93、證缸筒有桿腔的密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時把雜質(zhì)、灰塵及</p><p>　　水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。 </p><p>　　3.2.5.1. 導(dǎo)向環(huán) </p><p>　　導(dǎo)向方案采用端蓋式加非金屬導(dǎo)向環(huán)結(jié)構(gòu)，材料選擇用高強度塑料制成，這種導(dǎo)向</p><p>　　環(huán)的優(yōu)點是摩擦阻力小、耐磨、使用壽命長、裝

94、導(dǎo)向環(huán)的溝槽加工簡單，并且磨損后導(dǎo)</p><p>　　向環(huán)易于更換，如圖所示。 </p><p>　　圖 3-8 活塞桿密封示意圖</p><p>　　3.2.5.2. 密封</p><p>　　在此處的密封件采用兩個斯特封，一般由一個橡膠O型圈及聚四氟乙烯圈組合而</p><p>　　成。O 型圈為施力元件，提

95、供足夠的密封力，并對聚四氟乙烯圈起補償作用。斯特封具</p><p>　　有摩擦力低 ，無爬行，啟動力小，耐高壓，溝槽結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。 </p><p>　　3.2.5.3. 防塵圈 </p><p>　　使用 A 型防塵圈，材料是丁腈橡膠，在外表面上具有數(shù)字形截面的密封表面，保證</p><p>　　了它在溝槽中可靠的定位，如圖所示

96、。 </p><p>　　圖 3-9 防塵圈示意圖</p><p>　　3.2.7. 排氣裝置 </p><p>　　為使液壓缸運動穩(wěn)定，在新 裝上液壓缸之后，必須 將缸內(nèi)的空氣排出。排氣的方</p><p>　　法之一是使液壓缸反復(fù)運動，直到運動平穩(wěn)。在此處采用更可靠的方法：在液壓缸上設(shè)</p><p>　　置

97、排氣閥，排氣閥的位置一般放在液壓缸的端部，壓射缸是雙作用液壓缸，所以此處要</p><p>　　設(shè)置兩個排氣閥，在此處采用整體型排氣閥，其結(jié)構(gòu)見下圖</p><p>　　圖 3-12 排氣閥結(jié)構(gòu)圖 </p><p><b>　　3.2.8油口設(shè)計</b></p><p>　　油口包括油口孔和油口連接螺紋。壓射缸的進、出

98、油口均布置在端蓋上。已知壓射缸在各 個運</p><p>　　動階段的流量，并要滿足液壓缸最大速度的實現(xiàn)，查閱手冊，油口孔直徑38mm，液壓缸進出油</p><p>　　口螺紋連接的規(guī)格為M60x2。</p><p><b>　　設(shè)計心得</b></p><p>　　通過兩個星期的課程設(shè)計，從一開始的查找資料，基本思路的

99、初步確定，參數(shù)的計算，圖紙</p><p>　　的繪制等等，至此已基本完成了任務(wù)書所規(guī)定的任務(wù)。本設(shè)計涉及的課程很多，涉及到液壓傳動，</p><p>　　液壓，機械原理，機械設(shè)計，CAD,PROE等相關(guān)課程的知識，從而對壓鑄機這類機械有了一定的</p><p>　　了解和認識，通過完成該設(shè)計，受益匪淺知道了怎么從根據(jù)所要求的參數(shù)中，系統(tǒng)的設(shè)計很好的</p&g

100、t;<p>　　達到所要求的功能，綜合能力提高很大。</p><p>　　首先，對大學(xué)四年所學(xué)過的主要專業(yè)知識進行了一遍較系統(tǒng)的復(fù)習(xí)。在課程設(shè)計完成的過程</p><p>　　中，基本上是在不斷翻閱課本，手冊，加以總結(jié)和聯(lián)系的基礎(chǔ)上團隊一起來完成的，因此，可以</p><p>　　說通過本次課程設(shè)計使自己在專業(yè)知識方面得到了一次較大的提高。其次，設(shè)計的

101、過程中，不免</p><p>　　會遇到很多問題和難點，在問題面前，我們學(xué)會了獨立思考解決問題和團隊協(xié)作。在課程設(shè)計文</p><p>　　成的過程中，我們通過查找資料，請教老師和同學(xué)們，使難點和問題逐個擊破，感覺很充實，收</p><p><b>　　獲頗多。</b></p><p>　　再次，通過此次課程設(shè)計鍛煉了思

102、想，感覺只要靜下心來做一件事，成功的寄回還是很大的，</p><p>　　在收集資料的過程中，我們準備了筆記本在圖書館搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這</p><p>　　些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我們的資料完整，精確，數(shù)量多，這有利于課程設(shè)計的</p><p>　　撰寫。然后我們將收集到的資料仔細整理分類，及時發(fā)現(xiàn)問題，與老師溝通。在整個設(shè)計過程

103、中</p><p>　　了解了以前在學(xué)習(xí)中沒遇到過的問題，腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難，</p><p>　　堅持不懈，吃苦耐勞是我們在這次設(shè)計中最大的收益。我想，通過這次課程設(shè)計，是對自己綜合</p><p>　　能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。</p><p>　　在這次課程設(shè)計中，同學(xué)們互相幫助

104、，有什么不懂的大家一起商量，聽聽不同的看法對我們</p><p>　　理解知識有很大的幫助，這段課程設(shè)計給我們留下了難忘的回憶，這段旅程看似荊棘密布，實則</p><p>　　蘊藏著無數(shù)寶藏。最后再次感謝在本次的課程設(shè)計幫助我們的老師和同學(xué)，是你們讓我們的課程</p><p><b>　　設(shè)計順利完成。</b></p><p

105、><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[111]王積偉.液壓傳動第2版.機械工業(yè)出版社2013 </p><p>　　[ 2]陳啟松.液壓傳動與控制手冊.上海科學(xué)技術(shù)出版社,2006. </p><p>　　[3]潘存云.機械原理:中南大學(xué)出版社,2013. </p><p>　　[4]馬克新.機