04毕业设计正文.docx

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1、第一章绪论液压与气动技术近年来在我国工业中得到日益广泛的引用。气动技术由于具有传动介质来源便利，结构简洁、无污染以及易实现程序好自动限制等优点。液压传动以其体积小力气大，运动平稳、可频繁换向、宜实现过载爱护等优点，使其在各厂的多种设备中有不同程度的应用。如打包机、上轴机、皮馄机等设备均采纳液压传动。纵观液压与气动技术的应用，近年来都有大幅度的发展。但距我国工业发展的形势要求，与其他行业应用状况相比发展是慢的、属低水平的，还没有充分发挥液压与气动技术在自动限制方面所具有的独特优点。例如:大量的液压设备只是运用了液压增力的原理，而忽视了其可频繁换向、大范围无级调速、与电气、电子技术协作限制易实现自

2、动化方面的特点。液压与气动元件是一种适应性强、通用性大的基础元件。它可跨行业地供应配件，所以如何选用元件是我们今后设计新设备、引进国外设备时应留意到的问题。要努力使所选用的元件标准化、系列化。因为这干脆关系到日后的修理质量和工作效率，这个问题对于机械企业显得尤为重要。1.1 开发背景随着现代工业的发展，市场竞争的须要，人们在不断地探讨如何提高生产率，降低生产成本；如何提高产品质量等等；于是，各类装配生产线被不断的复制和创新；而作为装配线上工具一一气动液压缸以其诸多优点，被人们广泛采纳；我国自改革开放以来，引进了大量的家电生产线，尤其是近几年，汽车、摩托车组装生产线更是大量的采纳了气扳机作为主要

3、装配工具，为生产商不断的提高生产率，不断的降低生产成本，不断的提高装配质量，起到了重要作用；然而，随之而来的是噪音的危害；由于气压缸是以压缩空气为动力源，一般工具进气压力在5-6个大气压，而做功后排气压力大于1个大气压，因而产生排气噪音；另外，由于冲压机做功主要是通过零件高速撞击扳轴产生扭矩，因此就会产朝气械噪音；在我国，尤其是摩托车生产线,噪音达到95分贝以上，给现场工作人员带来了极大的危害。1.2 解决的问题本论文通过分析比较国外样机，确定设计方案，对气动液压缸进行原理性探讨，进而实现气动液压缸的国产化开发。1.3 意义及目标意义为了市场和用户的须要；为了改善劳动环境；为了跟踪国际先进技术

4、和产品，驾驭国际动态；为企业今后的发展进行技术储备和供应新的经济增长点；为企业参加国际竞争供应保障。目标(1)完成TOX气动液压缸的结构设计；(2)驾驭TOX气动液压缸的工作原理及关键技术；(3)样机达到国外同类产品同等水平；(4)实现计算机三维样图和动画仿真。1.4 气动液压缸的现状及发展趋势社会需求恒久是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高牢靠性等是液压气动技术接着努力的永恒目标，也是液压气动产品参加市场竞争是否取胜的关键。由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动限制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、牢靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发

5、展，也使液压系统和元件的质量、水平有肯定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不行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意将来的要求。综合国内外专家的看法，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面：削减能耗，充分利用能量液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但始终存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。假如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。为削减压力能的损失，必需解决下面几个问题：1 .削减元件和系统的内部压力损失，以削减功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失，采纳集成化回路和铸造流道

6、，可削减管道损失，同时还可削减漏油损失。2 .削减或消退系统的节流损失，尽量削减非平安须要的溢流量，避开采纳节流系统来调整流量和压力。3 .采纳静压技术，新型密封材料，削减磨擦损失。4 .发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。5 .改善液压系统性能，采纳负荷传感系统，二次调整系统和采纳蓄能器回路。6 .为刚好维护液压系统，防止污染对系统寿命和牢靠性造成影响，必需发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要刚好调整，不允许滞后，以免由于处理不刚好而造成损失【。主动维护液压系统维护已从过去简洁的故障拆修，发展到故障预料，即发觉故障苗头时，预先进行修理，清除故障隐

7、患，避开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探讨，当前，凭有阅历的修理技术人员的感官和阅历，通过看、听、触、测等推断找故障己不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必需使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的探讨，要总结专家的学问，建立完整的、具有学习功能的专家学问库，并利用计算机依据输入的现象和学问库中学问，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的缘由，提高修理方案和预防措施。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削减量的规则。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

8、行补偿，这是液压行业努力的方向。机电一体化电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传动与限制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作牢靠性，实现液压系统柔性化、智能化，变更液压系统效率低，漏油、修理性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、惯性小、响应快等优点，其主要发展动向如下12叫(1)电液伺服比例技术的应用将不断扩大。液压系统将由过去的电气液压系统和开环比例限制系统转向闭环比例伺服系统，为适应上述发展，压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现标准化。计算机接口也应实现统一和兼容。(2)发展和计算机干脆接口的功耗为5mA以下电磁阀，以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀等

9、。(3)液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实现自动测量和诊断，由于计算机的价格降低，监控系统，包括集中监控和自动调整系统将得到发展。(4)计算机仿真标准化，特殊对高精度、“高级”系统更有此要求。(5)由电子干脆限制元件将得到广泛采纳，如电子干脆限制液压泵，采纳通用化限制机构也是今后须要探讨的问题，液压产品机电一体化现状及发展。液压行业：液压元件将向高性能、高质量、高牢靠性、系统成套方向发展；向低能耗、低噪声、振动、无泄漏以及污染限制、应用水基介质等适应环保耍求方向发展；开发高集成化高功率密度、智能化、机电一体化以及轻小型微型液压元件；主动采纳新工艺、新材料和电子、传感等高新技术。液力

10、偶合器向高速大功率和集成化的液力传动装置发展，开发水介质调速型液力偶合器和向汽车应用领域发展，开发液力减速器，提高产品牢靠性和平均无故障工作时间；液力变矩器要开发大功率的产品，提高零部件的制造工艺技术，提高牢靠性，推广计算机协助技术，开发液力变矩器与动力换档变速箱配套运用技术；液粘调速离合器应提高产品质量，形成批量，向大功率和高转速方向发展。气动行业：产品向体积小、重量轻、功耗低、组合集成化方向发展，执行元件向种类多、结构紧凑、定位精度高方向发展；气动元件与电子技术相结合，向智能化方向发展；元件性能向高速、高频、高响应、高寿命、耐高温、耐高压方向发展，普遍采纳无油润滑，应用新工艺、新技术、新材

11、料。(1)采纳的液压元件高压化，连续工作压力达到40Mpa,瞬间最高压力达到48Mpa；(2)调整和限制方式多样化；(3)进一步改善调整性能，提高动力传动系统的效率；(4)发展与机械、液力、电力传动组合的复合式调整传动装置；(5)发展具有节能、储能功能的高效系统；(6)进一步降低噪声；(7)应用液压螺纹插装阀技术，紧凑结构、削减漏油。其次章气液增力缸原理2.1液压增力机构的结构及原理在机械装配中，为了有效地拆卸各类回转式零部件，人们设计出各种拆卸工具。在传统的夹具设计中，其夹紧力一般为固定的，要使夹紧力大小随外力增大而增大就很困难。我们设计了一种液压增力机构。下面介绍该液压增力机构的结构和应用

12、实例。液压增力机构的基本结构及基本工作原理.1基本结构图21为液压增力装置的结构简图；图22为其工作原理图。如图21,增力装置工作时，压力油进入油缸的A腔，推动工作活塞向左移动。当活塞杆前端无外载荷时，压力P较低。当活塞杆前端接触到外载荷时，随着外载荷的增大，供油压力P也随着增高。当压力上升至肯定值时，后端盖内的压力依次阀自动打开，压力油进入B腔，使增压活塞连同增压杆向左移动。增压杆右端圆柱面先封住A腔的进油日，使A腔成为封闭腔。随后该腔则起先增压，压力按增压活塞面积与增压面积之比的倍数增大，使封闭腔内产生超高压。这样在总供油压力不变的状况下，活塞杆的推力却提高数倍12组图2-1结构简图图22

13、工作原理图.2原理及计算图2-3所示为增压原理简图。由此可推算出油缸的增力大小。其计算如下：QI=SD：/4)PP=4Q(M2)Q=p.P1.=.4叫24式中pB腔内的油压，PaP-A腔内的油压，PaQi一增压活塞杆推力，NQ2一输出推力，PaDi增压活塞直径，mmD2一工作活塞直径，mmd一增压杆直径，mm工作活塞增压活塞图23增压原理图液压增力油缸的增压特性下图2-4为增力油缸的增压特性曲线图。图中Oa为工作活塞杆无载行程，a-b为初压行程，油缸A腔的压力值随负载的增加而增大。b-c为增压行程，此时压力依次阀开启，增压活塞工作，A腔压力快速上升。C一d为保压阶段。此时，系统中平安阀开启，油

14、缸A腔压力到达最大值且恒定。油泵输出压力为额定值b。油W或大工作压力工作压力工作活行以S图24增压特性曲线图液压增力机构的应用.1用于机床夹具动力装置一般夹具夹紧机构的动力装置，经调整后可得到一相对稳定的夹紧力,如气动夹紧和液压夹紧机构。而当外力的波动较大或偶然因素引起外力变更时，就不能满意随外力增大而夹紧力相应增大的要求。采纳本装置就可达到随外力增加夹紧力也相应增大的目的。.2用于各类挤压机械和压力机械机械加工中，有很多工序属于热加工，如热轧、热锻和无缝钢管加工等。加工过程中随时间的延长，这时所须要的压力也相应增大。一般机构要满意该要求，只能将机构产生的力按工作中最大力来设计，这样势必使机构

15、浩大,并且消耗大的功率。若采纳本机构，由于它的工作过程与零件加工过程所需力大小相吻合，所以使加工快速，而且油缸的体积比一般油缸小，所须要的功率也小。液压增力油缸的特点(1)该液压系统的工作压力可通过依次阀来调整，以适应不同工作状况,提高了装置的利用率。(2)装置的超高压仅在油缸内(A腔)产生，所以只需保证工作活塞与增压活塞杆两处的超高压密封，简化了整个系统的高压密封，降低了成本。(3)配以不同的协助工具，本装置可一机多用，完成各种零件的拆、装、钾、压以及可作为机床夹具夹紧机构的动力装置。(4)系统产生压力的特点是由小变大，与一般工作过程相吻合，故适用于大、中型和精度要求高的零件夹紧机构和切削力波动较大的场合。2.2气液增力缸及其应用TOX型号气液增力缸的基本工作原理图25为气液增力缸的基本结构原理图，Ps为气源，Po为气源压力，左边为液压缸，右边为气液缸，两缸中的油液由一通道相连，密封性能良好。当气源供压力气时，推动活塞Do,从而带动小活塞d产生增大的压力，传递到油液，油液推动活塞D,产生增大后的作用力F,向外输出。图2-4只是简化的工作原理图，实际的机构还应考虑运动的回程、动作的发信、油液的密封、零件的工艺性等。POPS图2-5气液增力缸的结构原理图在如下增力式的推导中，忽视了摩擦力、阻尼力等。式(21)为压力增大式，设z