液压缸试验台自动测试系统设计与实现
液压缸试验台自动测试系统设计与实现
李厦１
乌建中
２
（
１
上海理工大学机械工程学院，上海２０００９３）（２
同济大学机械工程学院，上海２０００９２）
Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｂｅｎｃｈａｕｔｏｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍ
ＬＩＳｈａ１，ＷＵＪｉａｎ－ｚｈｏｎｇ２
（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ）
（２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）
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【摘要】设计了一种液压缸试验台自动测试系统，实现了液压缸出厂试验的自动检测。应用模块化方法设计了通用计算机平台与嵌入式技术融合的二级架构方案，嵌入式控制器设计为标准的数据交换和通信模块，通用计算机平台采用组态软件和ＯＰＣ技术规范，此方案简化了系统结构和开发过程，降低了软件耦合，提高了系统的开放性与通用性。
关键词：试验台；自动测试系统；ＯＰＣ；组态软件
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｂｅｎｃｈａｕｔｏｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｎｇｅｄｆｏｒｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｅｘｆａｃｔｏｒｙｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ．
ＴｗｏｌｅｖｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｆｕｓｅｄｗｉｔｈｇｅｎｅｒａｌＰＣａｎｄｅｍｂｅｄｄｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄ－
ｕｌａｒｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｆｕｎｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅａｎｄｃｏｍｍｕｎｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌＰＣａｐｐｌｙｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄＯＰＣｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ，ｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅ＇ｓｃｏｕｐｌｉｎｇａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｏｐｅｎｎｅｓｓａｎｄｃｏｍｍｏｎｏｆｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｅｓｔｂｅｎｃｈ；Ａｕｔｏｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍ；ＯＰＣ；Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ
中图分类号：ＴＨ１３７，ＴＰ２７４＋．５
文献标识码：Ａ
１引言
液压缸是液压系统的重要组成部分，目前液压缸出厂试验主要通过手工操作方式检测，其缺点是试验标准掌握不准、试验方法缺乏一致性、操作人员劳动强度大，导致测试数据不真实，效率低，达不到控制和提高产品质量的目的。采用基于计算机控制的液压缸试验台自动测试系统克服了以上的诸多不足，提高了试验台系统的先进性、可靠性及操作的方便性。
２液压系统
液压缸试验台的液压系统部分主要由测试子系统、加载子系统和循环过滤子系统三部分组成，测试子系统可同时对三台液压缸进行测试，测试子系统外挂蓄能器组，以适应液压缸快速运行测试需要；加载子系统采用比例方向阀和比例压力阀控制加载液压缸的压力、运行速度和方向。为提高测试系统的自动化程度，配置
了较多的传感器：压力温度流量测试仪，液压缸两侧的压力传感器；过滤器的报警传感器；球阀行程开关传感器、油箱液位传感器和温度继电器等，液压系统原理简图如图１所示。
３测试系统设计
３．１整体架构
在液压缸试验台测试系统整体设计中，应用模块化方法设
文章编号：１００１－３９９７（２００７）１０－０１６７－０２
第１０期２００７年１０月
－１６７－
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
机械设计与制造
＊来稿日期：２００７－０６－１６
计了通用计算机平台与嵌入式技术融合的二级架构方案［１］［２］，为提高系统的可靠性和测试便利，加入了手动控制器以作备用，测试系统整体架构如图２所示。
图２测试系统架构框图
在制定系统功能分配时，根据模块化方法应最大程度使各部件保持不相干性，据此设计了如图３所示的系统任务分配模型。该模型的最大特点是把整个测试系统的资源分成两大类：监控计算机（通用计算机）和嵌入式控制器。由于嵌入式系统在开发后不易修改和调整，故把逻辑判断，特定的控制过程，数据表现等与应用相关的功能放在监控计算机上实现。
图３测试系统模块化设计
监控计算机的设计功能是实现数据处理、人机界面显示和自动测试。监控计算机应用了ＯＰＣ（ＯＬＥｆｏｒＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ））技术，将ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ应用程序作为ＯＰＣ服务器，组态软件为ＯＰＣ客户端，由组态软件实现数据处理、界面显示和操作及自动测试功能。采用ＯＰＣ技术规范和组态软件［３］［４］，不但简化了系统结构和开发过程，降低了软件耦合，而且提高了系统的开放性，方便了测试系统在信息应用方面的扩展。两者的结合，缩短了开发周期，提高了测试系统的通用性。
架构方案中的嵌入式控制器以ＣｙｇｎａｌＣ８０５１Ｆ０４０单片机为核心［５］，设计功能是实现数据交换和通信，采集试验台的开关量和模拟量并输出监控计算机发出的开关量、模拟量和脉冲量，通过总线与监控计算机通信。根据常用设备的情况，嵌入式控制器的设计指标如表１所示。并且在此基础上可以根据不同的对象加以调整和扩展。
表１嵌入式控制器设计指标
３．２变量和参数动态设置
图３中的设备数据映射模块表示在系统实施过程中，嵌入式控制器采集的数据与组态软件中实际设备变量和参数的对应关系，此映射可以通过ＯＰＣ技术中的ＯＰＣＢｒｏｗｓｅｒ功能浏览
ＯＰＣ服务器名称空间的各个对象，与ＶＢ中定义的公共输入和
输出数组－－ＰｕｂｌｉｃＤａｔａＭｏｄｕｌｅ一一对应添加ＯＰＣＩｔｅｍｓ，而公共输入和输出数组是通过通信模块与嵌入式控制器的数据地址相对应的，这样就建立了组态软件中实际设备变量和参数与嵌入式控制器数据地址之间的关系，其动态设置如图４所示。这使得嵌入式控制器可以独立于具体的应用，在连接不同的设备时，不需要修改单片机里面的程序，而只需要在监控计算机中调整映射关系就可以了。相应地，采集量的标度转换等工作也在监控计算机中实现。通过ＯＰＣ技术的动态设置，可以非常方便对整个系统进行扩展和维护。
图４组态软件变量和参数与嵌入式控制器数据的动态设置
４自动测试功能实现
４．１组态软件设计
组态软件的出现，减少了自己开发图形界面的繁琐，可以利用组态软件的功能，快速地构建一套最适合的应用系统，它们一般都提供了丰富的工控界面、数据处理、对象连接等数据管理控制功能，为使用者带来了极大的方便［６］。
测试系统采用组态王６．５来实现图形显示、界面操作、数据存贮和自动测试等功能，其监控界面如图５所示。左侧图形区为对应的系统的原理图，系统的状态通过相应的元件动画显示。右侧为操作按钮区，显示了系统所有的操作按钮，点击这些按钮，即可操作相应的设备。在右下角还设置了急停按钮，可以在紧急情况下，停掉所有的泵源，并使系统卸荷。除了上述的指令输入按钮和动态图标外，系统还有大量直观的参数显示输出功能，可以详细地显示各个传感器测点的实时测量值。
组态软件充分利用了液压系统的各种反馈信号，通过温度继电器、加热器和冷却器可以实现液压泵站油温的自动控制，通过滤清器的反馈信号实时检测是否有堵塞情况发生。在液压系统的所有信号正常的情况下，才可以启动泵站，确保系统的安全。
４．２自动测试
液压缸测试所有的逻辑判断和流程控制都在组态软件中实现，各个测试流程通过事件触发，事件触发程序根据事件号执行不同测试过程。在自动状态下，通过生动直
具体应用对象：液压缸试验台采集球阀、过滤器报警、油箱液位等开关信号
采集油压、流量和位移等模拟信号驱动液压泵、电磁换向阀、加热器等开关信号
驱动比例方向阀驱动比例溢流阀
实际应用２４路１６路２４路２路４路
ＲＳ４８５
设计目标３０路２０路３０路６路６路ＣＡＮ／ＲＳ４８５／ＲＳ４２２
类型开关量
模拟量开关量
模拟量脉冲量输入输出通信
－１６８－第１０期
李厦等：
液压缸试验台自动测试系统设计与实现
观的人机界面，用户只需点击鼠标，即可按照国标ＧＢ／Ｔ１５６２２－１９９５［７］液压缸试验方法，依次完成试运转试验、
启动压力测试、耐压试验、泄漏试验、行程试验及缓冲时间测试等项目，并自动记录各项测试数据和判定被测液压缸是否合格，在各项测试完成之后，将相关数据保存在数据库中并打印输出测试报告。下面以试运转的往复运动测试为例来说自动测试的实现。在往复运动中，当液压缸具备行程传感器时，可直接根据传感器的反馈来完成液压缸的往复测试，对于没有行程传感器的液压缸，如何判断行程结束是个难点，这里主要采用液压缸两侧的油压作为判断信号，根据液压缸到底端时压力会上升到比例溢流阀设定的压力值来作为判断依据。
图６所示的
是液压缸往复测试的流程图，首先在自动测试启动后选择往复测试选项，通过比例溢流阀设定系统压力，执行伸缸操作，并根据油压传感器压力变化判断是否伸缸到底，如果条件满足，便以同样的方法执行缩缸操作。在一个完整的伸缩缸过程之后，系统计数器加一，开始下一个伸缩缸操作，循环往复直到设置的往复测试次数为止，此流程结束。在测试过程中，有实时故障监测子程序同时启动，如果超过测试设定的时间阈值和相关设定值，会及时发出报警提示。
５结论
目前，此套测试系统已成功应用于某液压缸生产厂的产品出厂测试，现场运行结果证明测试系统运行稳定，数据交换准确可靠，自动测试方法使测试标准统一，降低了操作人员劳动强度，提高了生产率，保证了产品出厂质量。证明了模块化的二级架构测试系统方案的的先进性、正确性和可靠性。
参考文献
１ＰａｈｌＧ，ＢｅｉｔｚＷ．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎ－ＡＳｙｓｔｅｍａｔｉｃＡｐｐｒｏａｃｈ［Ｍ］．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｌａｇ，１９９６．
２候亮，唐任仲，徐燕申．产品模块化设计理论、技术与应用研究进展．机械工程学报［Ｊ］．２００４（１１）：５６￣６１．
３ＯＰＣ（中国）基金会．ＯＰＣ应用程序入门．２００１．
４ＯＰＣＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ．ＯＰＣＤａｔａＡｃｃｅｓｓＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＶｅｒｓｉｏｎ２．０２．１９９９．
＊来稿日期：２００６－１２－０９
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【摘要】根据仿生学原理，提出了一种蠕动式爬行的管外机器人。详细介绍了其机械本体结构和工作原理。同时，给出了光电耦合输出信号电路、输入信号放大电路以及ＳＰＥＣ０６１Ａ型单片机控制系统总体框图和控制程序流程图。
关键词：仿生学；蠕动；光电耦合；ＳＰＥＣ０６１Ａ；管外机器人
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｂｉｏｎｉｃｓ，ａｃｒａｗｌｉｎｇｐｉｐｅ－ｏｕｔｒｏｂｏｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ．Ｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓｏｐｔｏｃｏｕｐｌｅｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌｃｉｒｃｕｉｔ，ｉｎｐｕｔｓｉｇｎａｌａｍｐｌｉｆｉｅｒｃｉｒｃｕｉｔ，ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆａｎｄＳＰＥＣ０６１ＡＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｌｏｗｃｈａｒｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｉｏｎｉｃｓ；Ｃｒａｗｌｉｎｇ；Ｏｐｔｏｃｏｕｐｌｅ；ＳＰＥＣ０６１Ａ；Ｐｉｐｅ－ｏｕｔＲｏｂｏｔ
中图分类号：ＴＨ１２
文献标识码：Ａ
管道横孔去毛刺机器人系统的设计
唐宗军
周洪波（沈阳工业大学机械工程学院，沈阳１１００２３）
Ｓｔｒｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｏｆｄｅｂｕｒｒｉｎｇｒｏｂｏｔｏｎｈｏｌｅｏｕｔｓｉｄｅａｐｉｐｅｌｉｎｅ
ＴＡＮＧＺｏｎｇ－ｊｕｎ，ＺＨＯＵＨｏｎｇ－ｂｏ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００２３，Ｃｈｉｎａ）
１引言
管道机器人是智能机器人的重点研究领域之一。随着我国
经济的发展，管道作为一种重要的运输工具，逐渐被大量应用到日常生活和生产中来，由于腐蚀、压力以及其它外力损伤等因素，管道不可避免的会出现各种破损，如果未能及时采取防范措
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&文章编号：１００１－３９９７（２００７）１０－０１６９－０３
第１０期２００７年１０月
－１６９－
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
机械设计与制
造
液压课程设计
一、液压传动课程设计的目的： 1、综合运用《液压传动》课程及其它先修课程的理论和工程实际知识，以课程设计为载体，通过液压功能原理及液压装置的设计实践，使理论和工程实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展，并培养分析和解决工程实际问题的设计计算能力。 2、使学生掌握根据设计题目搜集有关设计资料和文献的一般方法和途径，提高学生综合利用设计资料的能力，为独立从事液压传动设计建立良好的基础。 3、在设计实践中学习和掌握方案论证及拟定方法，掌握液压回路的组合方法及 液压元件的选用原则、结构形式，深化对液压系统设计特点的认识和了解。二、液压课程设计题目：
设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为N 7000，滑台的重量为N 5000，快速上升的行程为mm 450，其最小速度为s mm /55;慢速上升行程为mm 200，其最小速度为mm/s 13；快速下降行程为 mm 450，速度要求mm/s 55。滑台采用V 型导轨，其导轨面的夹角为 90，滑台 与导轨的最大间隙为mm 2，启动加速与减速时间均为s .50，液压缸的机械效率（考 虑密封阻力）为0.9。
目录 1 前言 (1) 2 负载分析 (2) 2.1 负载与运动分析 (2) 2.2 负载动力分析 (2) 2.3负载图和速度图的绘制 (5) 3 设计方案拟定 (7) 3.1液压系统图的拟定 (7) 3.2 液压系统原理图 (8) 3.3 液压缸的设计 (8) 4 主要参数的计算 (12) 4.1 初选液压缸的工作压力 (12) 4.2 计算液压缸的主要尺寸 (12) 4.3活塞杆稳定性校核 (13) 4.4计算循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率 (13) 5 液压元件的选用 (15) 5.1确定液压泵的型号及电动机功率 (15) 5.2选择阀类元件及辅助元件 (16) 1
液压缸设计
液压缸设计指导书 机械工程学院 机设教研室
一、设计目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门。其主要应用有：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人、火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以进一步研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 通过学生自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名出色的机械工程师打好基础。 为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供机械专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。 二、设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式不必进行推导，但应注明公式中多符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。 5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。 三、设计任务 设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。最后人均一题，避免重复。 四、设计依据和设计步骤 油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对油缸则有不同的工作要求。因此在设计油缸之前，首先应了解下列这些作为设计原始依据的主要内容。主机的用途和工作条件，工作机构的结构特点，负载值，速度，行程大小和动作要求，液压系统所选定的工作压力和流量等。 油缸的设计内容和步骤大致如下： 1、液压缸类型和多部分结构的选择。 2、确定基本参数。主要包括工作负载、工作速度（当有速度要求时）、工作行程、导向长度、缸筒内径及活塞杆直径等。 3、强度和稳定性计算。其中包括缸筒壁厚、外径和缸底厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性验算，以及各连接部分的强度计算。 4、导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。 5、整理设计说明书。绘制工作图。 应该指出，不同类型和结构的油缸，其设计内容量是不同的，而且各参数之间需要综合考虑反复验算才能得出比较满意的结果。因此设计步骤不可能是固定不变的。 五、结构型式的确定
液压缸试验台电控系统设计
液压缸试验台电控系统设计 针对传统的液压缸测试效率低、精度差等缺点，设计了一种计算机控制的液压缸试验台，不仅精度高，而且操作方便，性能可靠，通过实际的应用，体现了它的优越性。 标签：液压缸；PLC；自动控制 1 前言 液压油缸是液压传动系统的一个重要执行元件，它可以将液压能转变为直线往复运动的机械能，它结构简单，工作可靠，在机械系统中得到了广泛应用。液压缸性能的好坏决定了整个液压系统的性能，因此对液压油缸的各项性能检测就显得尤为重要。传统的液压缸测试主要采用手工操作的方式，不仅劳动强度大，而且工作效率低，测试数据精度也不高。针对这些问题，本文设计了一种计算机控制的液压缸试验台，保留了手动控制的同时增加了计算机自动控制方式，便于从传统控制方式到自动控制方式的过度。 2 试验台的结构和功能 本液压试验台主要由三大部分组成：液压系统，电气控制系统，数据的采集与显示系统，通过本试验台可以完成液压油缸的出厂检验，包括对油缸的启动压力测试、往复性能测试、耐压测试、泄露量测试和报表打印等。 2.1 液压系统 液压系统主要包括液压油箱总成1套、液压油泵及电动机组3台套、压力调节和压力输出及回油总管系统、测试接口管路及液压阀。通过高压软管，将被测油缸接入液压管路，系统中每台油泵的出口压力可以通过接入的溢流阀进行手动调节，压力大小主要采用机械式压力表进行测量和显示。 2.2 电气控制系统 电气控制系统的核心为计算机和PLC，可以分别通过试验台面板和人机界面对每台液压泵的起、停控制，过载保护，液压缸的加载控制，故障报警等功能。由于电机的容量比较大，控制中采用Y-△启动方式。另外，通过对相关电磁阀的控制可以实现对液压总管压力的加载或卸载，控制油缸连杆的伸出或缩回等功能。控制方式有手动操作和计算机控制操作两种。 2.3 数据采集与显示系统 显示系统由试验台操作面板显示和计算机人机界面显示组成。系统中数据的采集主要是通过各个传感器来完成的，传感器获取的数据分别传送至数字显示单
液压课程设计(理工大学)
目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)
0．摘要 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统
1.设计要求 设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1 。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089
液压缸设计说明书范本
液压缸设计说明书
1 设计课题 1.1设计要求 设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。 1.2原始数据 运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为0N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。
2 液压系统的发展概况 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。
减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。改进液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，经过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化能够提高工作可靠性，实
液压缸设计与计算
液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系，对于不同的机种和机构，液压缸具有不同的用途和工作要求。因此，在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，编制负载图，选定系统的工作压力(详见第九章)，然后根据使用要求选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计。 1.液压缸的设计内容和步骤 (1)选择液压缸的类型和各部分结构形式。 (2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸。 (3)结构强度、刚度的计算和校核。 (4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。 (5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书。 下面只着重介绍几项设计工作。 2.计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个：缸筒内径D、活塞杆外径d和缸筒长度L。 (1)缸筒内径D。液压缸的缸筒内径D是根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径D，再从GB2348—80标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径。 根据负载和工作压力的大小确定D： ①以无杆腔作工作腔时 (4-32) ②以有杆腔作工作腔时 (4-33) 式中：pI为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；Fmax 为最大作用负载。 (2)活塞杆外径d。活塞杆外径d通常先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。若速度比为λv，则该处应有一个带根号的式子： (4-34) 也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.3～0.5D。 受压力作用时： pI＜5MPa时，d=0.5～0.55D 5MPa＜pI＜7MPa时，d=0.6～0.7D pI＞7MPa时,d=0.7D (3)缸筒长度L。缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：L=l+B+A+M+C 式中：l为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导
液压缸设计分析
第一章液压系统设计 1.1液压系统分析 1.1.1 液压缸动作过程 3150KN热压成型机液压系统属于中高压液压系统，涉及快慢速切换、多级调压、保压补压等多个典型的液压回路。工作过程为电机启动滑块快速下行滑块慢速下行保压预卸滑块慢速回程滑块快速回程推拉缸推出推拉缸拉回循环结束。按液压机床类型初选液压缸的工作压力为28Mpa,根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。1.1.2液压系统设计参数 （1）合模力； （2）最大液压压28Mp； （3）主缸行程700㎜； （4）主缸速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s。 1.1.2分析负载 （一）外负载压制过程中产生的最大压力，即合模力。 （二）惯性负载 设活塞杆的总质量m＝100Kg，取△t＝0.25s (三)阻力负载 活塞杆竖直方向的自重 活塞杆质量m≈1000Kg，同时设活塞杆所受的径向力等于重力。 静摩擦阻力 动摩擦阻力 由此得出液压缸在各个工作阶段的负载如表****所示。
表*** 液压缸在各个工作阶段的负载F 工况负载组成负载值F工况负载组成负载值F 启动981保压3150×103加速537补压3150×103快速491快退+G10301按上表绘制负载图如图***所示。 F/N v/mm·s-1 537 491 981 38 4.85 0 l/mm 0 l/mm -491 -981 -38 由已知速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s和液压缸行程s=700mm，绘制简略速度图，如 图***所示。 1.2确定执行元件主要参数 1.2.1 液压缸的计算 （一）液压缸承受的合模力为3150KN，最大压力p1=28Mp。 鉴于整个工作过程要完成快进、快退以及慢进、慢退，因此液压缸选用单活塞杆式的。在液压缸活塞往复运动速度有要求的情况下，活塞杆直径d根据液压缸工作压力选取。 由合模力和负载计算液压缸的面积。 将这些直径按GB/T 2348—2001以及液压缸标准圆整成就近标准值，得:
汽车举升油缸性能试验台加载系统设计
目录 摘要 (2) Abstract (3) 第一章绪论 (4) 1.1概述 (4) 1.2课题背景 (4) 1.3国内研究现状 (4) 1.4研究目的与意义 (4) 1.5课题研究的内容 (5) 第二章实验台的设计思路与方案的选择 (6) 2.1概述 (6) 2.2试验台的设计思想 (6) 2.3试验台的最终方案确定 (7) 第三章加载缸各零部件的设计及验算 (8) 3.1缸体组件 (8) 3.2法兰设计 (11) 3.3活塞设计 (14) 3.4活塞杆的设计 (15) 3.5活塞杆的导向、密封 (19) 第四章加载缸支承座的设计 (20) 4.1方案连接部分的设计与选取 (20) 4.2结构部分尺寸计算 (20) 第五章液压系统的设计 (23) 5.1液压系统图的拟定 (23) 5.2液压元件的选择 (25) 结论 (27) 参考文献 (28) 致谢 (29)
摘要 多级举升油缸体是专用汽车结构中的一个主要部件，其性能好坏直接影响汽车整车的工作性能。多级举升油缸克服了现有技术中举升机利用单级油缸作为驱动系统，提升车辆至一定高度时，油缸本身及滑台的高度较高，导致整个装置稳定性较差，造成高成本的缺陷，采用多级举升油缸，结构简单稳定性能好，降低了制造成本。随着工业生产的发展，工业上大型机械越来越多，其质量也越来越大，对起重设备的要求也越来越高，统机械起重已不能满足工业的需要。工业上现在越来越多地使用液压起重设备，靠液压传动来满足大型机械的起重与安装本设计主要针对四级伸缩缸进行采举升油缸的性能试验。 关键词：举升油缸；液压传动；性能试验
Abstract Multi-stage lift cylinder is a special purpose vehicle body structure of one of the main components, its performance directly affects the work of automobile performance.Multi-stage lift cylinders lift to overcome the existing technology as the use of single-stage cylinder drive system, upgrading the vehicle to a certain height, the tank itself and the height of a high slider, leading to poor stability of the entire device,defects caused by high-cost, multi-stage lift cylinders, simple structure and stable performance, lower manufacturing costs.With the development of industrial production, more and more large-scale machinery industry, its quality is also growing, the requirements for lifting equipment have become more sophisticated, mechanical lifting system can not meet the needs of industry.Industry are increasingly using hydraulic lifting equipment, hydraulic transmission to meet by the lifting and installation of large machinery.The design of the main telescopic cylinders for the four cylinder performance test mining lift. Key Words：Lift cylinder；hydraulic drive；performance test 第一章绪论
液压油缸课程设计说明书
课程设计说明书（液压油缸的压力和速度控制）
目录 1、设计课题 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计要求 (3) 1.3设计参数 (3) 1.4设计方案 (3) 2、设计方案 (4) 2.1工况分析 (4) 2.2拟定液压系统 (6) 3、机械部分计算 (9) 3.1液压缸的设计计算 (9) 3.2液压缸的校核计算 (12) 3.3液压缸结构设计 (15) 3.4选择液压元件 (17) 4 、系统的验算 (20) 4.1.压力损失的验算 (20) 4.2 系统温升的验算 (21) 5、电气部分设计 (23) 5.1控制系统基本组成 (23) 5.2PLC控制系统的流程图 (24)
1 设计课题 1.1设计目的 通过课程设计培养学生综合运用所学知识和技能、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于： 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(产品)的初步设计工作，并结合设计或试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设计的一般程序和方法，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。 1.2设计要求 执行元件：液压油缸； 传动方式：电液比例控制； 控制方式：PLC控制； 控制要求：速度控制； 控制精度：0.01 1.3设计参数 油缸工作行程——600 mm； 额定工作油压——6.5MPa； 移动负载质量——1000 kg； 负载移动阻力——5000 N； 移动速度控制——0.2m/s； 1.4设计方案 利用设计参数和控制要求设计出液压油缸，进而设计出液压系统，通过PLC 对液压油缸进行速度控制。
液压缸组件设计说明书
晋中学院本科毕业设计 题目液压缸组件设计 院系机械学院 专业机械设计制造及其自动化姓名刘晓萍 学号0914112114 学习年限2009年9月至2013年6月指导教师李彩联职称讲师 申请学位工学学士学位 2013年05 月30 日
液压缸组件设计 学生姓名：刘晓萍指导教师：李彩联 摘要：在液压与气压传动系统中，会经常用到液压活塞缸的形式，它广泛地存在于各个领域中。通常活塞缸的组成部分是缸底、缸筒、活塞、活塞杆和端盖等主要部件。有时，在液压缸的连接处，比如缸体和缸盖法兰部分，缸盖与活塞部分，活塞与活塞杆部分等需要安装密封装置，以减少和防止外部灰尘或者内部油液的进出和泄露。缸体的运动过程中，由于惯性、速度、质量等原因，活塞在运动到行程终端时会与缸底发生碰撞，从而引起能量的损失和传动失衡，因此需要在缸体内部安装缓冲装置。此外，在必要时还需要在液压缸体的某些部位安装排气装置和防尘装置以使整个传动机构精度提高、效率提升。液压缸的设计需要根据已给数据和要求来进行，对液压缸的结构进行设计、选择、检验、制造等方面的考虑。 关键字：活塞；活塞杆；缸盖；缸体；
Design specification of the hydraulic cylinder assembly Author’s Name:Liu Xiaoping Tutor:Li Cailian ABSTRACT：The piston cylinder usually be used in the hydraulic and pneumatic drive system,the main part of the piston cylinder is bottom, cylinder, piston, piston rod and cover. To prevent the working medium to the outside of the cylinder or by a high-pressure chamber to the low pressure chamber leakage, a seal between the cylinder cover, piston and piston rod, piston rod with end caps, piston and cylinder device. The outside of the end cap is also equipped with dust-proof device. In order to prevent impact cylinder head, piston rapid movement to the stroke end cushioning device may also be provided in the end portion of the cylinder. The basic part of the cylinder by cylinder assembly, the piston assembly, the sealing member, and a buffer, the connection member. Further, according to the needs cylinder is also provided with the exhaust means and dustproof device. During the design of the hydraulic cylinder, in accordance with the requirements of the working pressure, velocity, working conditions, processing and disassembly repair sum considering the structure of the various parts of the cylinder. KEYWORDS：piston；piston rod；cylinder head；cylinder
液压缸尺寸计算Word版
A、大腿液压缸结构尺寸设计计算 ①、大腿缸的负载组成 1、工作载荷（活塞杆在抬腿过程中始终受压） 2、惯性载荷（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计 重量，且执行元件运动速度变化较小，故不考虑惯性载 荷） 3、密封阻力，其中是作用于活塞上的载 荷，且，是外载荷，，其中是 液压缸的机械效率，取 综上可得：外载荷，密封阻力， 总载荷。 ②、初选系统工作压力 1、按载荷选定工作压力，取工作腔压力为 （由于总载荷为61988N大于50000N，故根据手册 选取工作压力为12MPa） 2、选择执行元件液压缸的背压力为（由于回 油路带有调速阀，且回油路的不太复杂，故根据手册 选取被压压力为1MPa） ③、液压缸主要结构尺寸的计算 1、在整个抬腿过程中活塞杆始终受压，故可得下式： 活塞杆受压时：
----------液压缸工作腔压力（Pa） ----------液压缸回油腔压力（Pa） ----------无杆腔活塞有效作用面积，，D为活塞直径（m）----------有杆腔活塞有效作用面积，，d为活塞杆直径（m） 选取d/D=0.7（由于工作压力为12MPa大于5MPa，故根据手册选取d/D=0.7） 综上可得：D=82.8mm，根据手册可查得常用活塞杆直径，可取D=90mm，d=60mm。 校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为45钢，故。 由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到压力作用，故仅校核其 压缩强度即可。，故满足强度要求。 即d=60mm，则D=90mm。 由此计算得工作压力为： 根据所选取的活塞直径D=90mm，可根据手册选的液压缸的外径为108mm，即可得液压缸壁厚为。 校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为45钢，故
液压缸设计
液压缸设计 指导书 河南理工大学机械与动力工程学院 热能与动力工程系
一、设计目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以，研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 通过学生自己独立地完成指定的液压缸设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名合格的机械工程师打好基础。 为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供热能专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。 二、设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式 不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。 5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。 三、设计任务 设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。 四、设计依据和设计步骤 油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对油缸则有不同的工作要求。因此在设计油缸之前，首先应了解下列这些作为设计原始依据的主要内容：主机的用途和工作条件，工作机构的结构特点，负载值，速度，行程大小和动作要求，液压系统所选定的工作压力和流量等。 油缸的设计内容和步骤大致如下： 1、液压缸类型和多部分结构的选择。 2、确定基本参数。主要包括工作负载、工作速度（当有速度要求时）、工作行程、导向长度、缸筒 内径及活塞杆直径等。 3、强度和稳定性计算。其中包括缸筒壁厚、外径和缸底厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性验
液压缸课程设计DOC
河南理工大学机械学院 课程设计说明书 题目名称：单柱压力机的液压缸设计 学院：机械与动力工程学院 班级：机电11-1 姓名：邱晓 学号： 311104001017 指导教师：刘俊利
目录 一、课程设计的目的及要求…………………………………… 二、课程设计内容及参数确定………………………………… 三、液压缸主要尺寸的确定……………………………………… 四、液压缸的密封设计………………………………………… 五、支承导向的设计…………………………………………… 六、防尘圈的设计……………………………………………… 七、液压缸材料的选用………………………………………… 八、课程设计总结……………………………………………… 九、参考文献………………………………………………………
说明书 一、课程设计的目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以，研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式 不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。
液压缸设计说明书
1 设计课题 1.1设计要求 设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。 1.2原始数据 运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为20000N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。
2 液压系统的发展概况 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件部流道的
压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。 减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下：[1]
机械毕业设计-液压缸设计说明书
课程设计说明书 名称：液压缸设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机制10-？班 姓名： 学号：06 指导教师姓名：徐鹏 设计起止日期：2013年7月8日——2013年7月12日
《液压与气压传动课程设计》任务书 一、设计题目：液压缸设计 二、数据： 推力大小：； 速比：； 行程：； 缸体型式：； 活塞杆外端连接型式：； 是否有导向：。 三、任务量： 液压缸总图：2号（手工绘制）； 零件图：3号(手工绘制)； 说明书：液压缸的设计及计算说明书（手写）。 指导教师：徐鹏2013年7月8 日 课程设计成绩评定单
液压缸设计指导书 机械工程学院 机设教研室
一、设计目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门。其主要应用有：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人、火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以进一步研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 通过学生自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名出色的机械工程师打好基础。 为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供机械专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。 二、设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式不必进行推导，但应注明公式中多符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。 5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。 三、设计任务 设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。最后人均一题，避免重复。 四、设计依据和设计步骤 油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对油缸则有不同的工作要求。因此在设计油缸之前，首先应了解下列这些作为设计原始依据的主要内容。主机的用途和工作条件，工作机构的结构特点，负载值，速度，行程大小和动作要求，液压系统所选定的工作压力和流量等。 油缸的设计内容和步骤大致如下： 1、液压缸类型和多部分结构的选择。 2、确定基本参数。主要包括工作负载、工作速度（当有速度要求时）、工作行程、导向长度、缸筒内径及活塞杆直径等。 3、强度和稳定性计算。其中包括缸筒壁厚、外径和缸底厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性验算，以及各连接部分的强度计算。 4、导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。 5、整理设计说明书。绘制工作图。 应该指出，不同类型和结构的油缸，其设计内容量是不同的，而且各参数之间需要综合考虑反复验算才能得出比较满意的结果。因此设计步骤不可能是固定不变的。 五、结构型式的确定
液压缸设计计算
第一部分 总体计算 1、 压力 油液作用在单位面积上的压强 A F P = Pa 式中： F ——作用在活塞上的载荷，N A ——活塞的有效工作面积，2 m 从上式可知，压力值的建立是载荷的存在而产生的。在同一个活塞的有效工作面积上，载荷越大，克服载荷所需要的压力就越大。换句话说，如果活塞的有效工作面积一定，油液压力越大，活塞产生的作用力就越大。 额定压力（公称压力） PN,是指液压缸能用以长期工作的压力。 最高允许压力 P max ，也是动态实验压力，是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。通常规定为：P P 5.1max ≤ MPa 。 耐压实验压力P r ，是检验液压缸质量时需承受的实验压力，即在此压力下不出现变形、裂缝或破裂。通常规定为：PN P r 5.1≤ MPa 。 液压缸压力等级见表1。 2、 流量 单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积： t V Q = L/min 由于310?=At V ν L 则 32104 ?= =νπ νD A Q L/min 对于单活塞杆液压缸： 当活塞杆伸出时 32104 ?= νπ D Q 当活塞杆缩回时 32210)(4 ?-=νπ d D Q 式中： V ——液压缸活塞一次行程中所消耗的油液体积，L ；
t ——液压缸活塞一次行程所需的时间，min ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m ； ν——活塞运动速度，m/min 。 3、速比 液压缸活塞往复运动时的速度之比： 2 2 2 12d D D v v -==? 式中： 1v ——活塞杆的伸出速度，m/min ； 2v ——活塞杆的缩回速度，m/min ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m 。 计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置。速比不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。 4、液压缸的理论推力和拉力 活塞杆伸出时的理推力： 626 11104 10?= ?=p D p A F π N 活塞杆缩回时的理论拉力： 6226 2210)(4 10?-= ?=p d D p F F π N 式中： 1A ——活塞无杆腔有效面积，2 m ； 2A ——活塞有杆腔有效面积，2m ； P ——工作压力，MPa ； D ——液压缸缸径，m ； d ——活塞杆直径，m 。 5、液压缸的最大允许行程 活塞行程S ，在初步确定时，主要是按实际工作需要的长度来考虑的，但这一工作行程并不一定是油缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程，应首先计算出活塞的最大允许计算长度。因为活塞杆一般为细长杆，由欧拉公式推导出： k k F EI L 2π= mm 式中：