液壓缸拆裝機機架設計畢業論文

《液壓缸拆裝機機架設計畢業論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《液壓缸拆裝機機架設計畢業論文（33頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 摘 要本文主要介紹了液壓缸拆裝機機械系統的設計。液壓缸拆裝機機械系統主要包括底座、外柱、內柱、頂板、耳座、油缸耳座、軸銷、銷釘等部件材料的選取、結構設計、尺寸的確定。根據設計的要求確定了內、外柱直徑、高度以及壁厚，設計了銷釘的結構尺寸和直徑。結合設計的加載壓力和材料的力學性能，根據強度校核公式校核了內、外柱壁的強度；依據剪切力校核公式校核了銷釘的剪切應力。分析了液壓缸拆裝機研究的意義，并對液壓缸的分類和常見故障以及發展趨勢做了簡要的介紹，在此基礎上確定了液壓缸拆裝機的總體方案。然后對液壓缸拆裝機的使用方法進行了簡要說明。最后運用CAXA設計軟件完成了液壓缸拆裝機整體結構、機架以及機架各部分的

2、建模。關鍵字：液壓缸拆裝機，結構設計，強度校核AbstractThis design is mainly introduced the hydraulic cylinder disassembly mechanical system design. Hydraulic cylinder disassembly mechanical system includes the base, outside the columns, interior columns, roof, ear block, cylinder blocks ears, axle pin, pin and other parts

3、 of the selection of materials, structural design, size determination. Determined according to the requirements of the design inside and outside the column diameter, height and thickness, the design of the structure size and pin diameter. Loaded with the design pressure and the mechanical properties

4、, strength check according to the formula check the inside and outside the column wall strength; check the formula based on checking the shear pins shear stress. Analysis of the hydraulic cylinder changer research significance, and classification of the hydraulic cylinder and common faults and the d

5、evelopment trend of a brief introduction, on the basis of the hydraulic cylinder disassembly to determine the general scheme. Then the hydraulic cylinder disassembly machines use a brief description. Finally, the use of design software CAXA changer complete the overall structure of the hydraulic cyl

6、inder, rack and frame parts modeling.Key words: Hydraulic cylinder changer，Structural Design，Strength check目 錄前 言11概述21.1研究的目的意義21.2液壓缸的發展趨勢21.3本設計的主要內容32總體方案確定42.1液壓缸的分類與故障42.1.1液壓缸的分類42.1.2液壓缸的常見故障62.2總體結構設計72.2.1機架設計82.2.2液壓系統設計103機架總成設計123.1底座的設計123.2耳座的設計133.3軸銷設計143.4外柱設計153.4.1外柱結構設計特點153.4.2

7、外柱強度校核163.5內柱設計183.5.1內柱結構設計特點183.5.2內柱強度校核193.6頂板的設計213.7側壁插銷設計223.7.1結構設計特點223.7.2側壁插銷強度校核223.8油缸耳座設計244使用說明25結 論27致 謝28參考文獻2929前 言隨著科技的發展，在現代化的社會生產中，為了提高生產效率減輕人類的勞動強度，機械自動化在社會生產中的運用越來越廣泛。液壓技術憑借其無級調速，工作平穩，抗沖擊和振動，易實現間斷和連續運動頻繁換向的優點在機械自動化生產中得到了廣泛的應用。液壓缸作為液壓系統的執行元件，其身影在各種設備上隨處可見，同時在工作生產中由于液壓缸故障導致設備停機的

8、現象也屢見不鮮，通過分析液壓缸的常見故障及其原因后，我們了解到要解決液壓缸的常見故障以及對液壓缸進行維修保養時都會對液壓缸進行拆卸和裝復。目前在維修液壓缸時絕大多數都是采用手工的方式對液壓缸進行拆裝。手工拆裝液壓缸不僅工作效率低，而且要求維修人員要有一定的經驗積累。因此，液壓缸的拆裝實現機械化將是一種必然的趨勢。本論文應用本專業所學課程的理論和生產實際知識，在老師的指導下，通過查閱資料和社會調研之后，設計了一款主要用于工程機械上液壓缸拆裝的機械液壓缸拆裝機，完成了液壓缸拆裝機機械部分的研究設計。分析了目前市場上臥式和立式液壓缸拆裝機的優缺點后，結合工程機械上液壓缸具有結構尺寸大，壓力高的特點，

9、本設計的液壓缸拆裝采用立式結構。本文主要完成了總體方案確定和機械系統各部分的結構設計并對主要部件進行了力學性能校核。本文是液壓缸拆裝機機械系統的設計說明書。在結合液壓缸的結構形式，廣泛聽取老師的意見之后，經過多次修改和驗證編制而成。為了達到設計的規范化,標準化和合理性，筆者通過查閱多方面的資料文獻，力求內容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。文中配有大量的插圖，在附件中還配又各部分完整的結構圖紙。1概述1.1研究的目的意義液壓技術作為一門新興應用學科，雖然時間不長，但應用，發展的速度卻非常驚人。特別是近60年來，液壓傳動設備的年增長率一直遠遠高于其他設備的年增長率?，F代機械工程自動化控制中

10、，對直線運動的實施要求愈益增多，這樣造成機械構件傳動及電力傳動的困難。反之，液壓傳動中通過液壓缸則可以便利，圓滿地得到實現，這也是液壓傳動的重大特點之一。液壓傳動設備能在較大范圍內方便地實現無級調速，且低速性能好，工作平穩，還易實現間斷和連續運動頻繁換向，沖擊及振動現象可以很好地得到消減。液壓缸是液壓系統中將液體的壓力能轉換為直線往復運動的機械能的重要執行元件，應用于工程機械的單桿雙作用活塞式液壓缸，按其缸頭與缸筒的聯接方式可分為卡鍵式和法蘭式兩種型式：卡鍵式液壓缸的端部采用卡鍵槽、卡鍵、導向套聯接，缸頭強度低，難以承受很大拉力，通常用在中高壓液壓系統。在實際修理中，由于缸頭端部有卡鍵槽，活塞

11、油封在裝入時難以越過槽口，即使采用卡鍵槽“填料”或專用工裝導套也容易造成油封的局部損壞，返工率較高，維修質量不易保證；法蘭式液壓缸的端部采用法蘭螺栓聯接，強度高，能承受很大的拉力，多用于中高壓以上的液壓系統。無論哪種液壓缸，在出現“內漏”故障維修時，都要將其分解，更換活塞油封。由于液壓缸個大體沉，結構配合緊密，分解時有許多困難，如：不容易搬遷移動、活塞桿不容易從缸筒內抽出和裝復以及液壓油噴灑過多等，造成勞動強度大，工作效率低。為了確保液壓缸維修質量，防止液壓油被“二次污染”和浪費，減少裝配時密封件的損壞率與勞動強度，精心設計制作了液壓缸拆裝專用機具液壓缸拆裝機。用于液壓缸的拆裝，提高液壓缸的維

12、修效率和改善液壓缸的拆裝質量。1.2液壓缸的發展趨勢隨著液壓技術的深入普及和應用領域的日益擴大，對液壓缸的工作性能、結構、使用范圍、制造精度、外觀、材料、試驗方法都不斷提出新的要求。在新的形勢下，液壓缸的發展趨勢為：（1） 高壓化、小型化高壓化是減小液壓缸徑向尺寸和減輕重量，并縮小整套液壓裝置體積尺寸的有效途徑，目前超高壓泵的輸出壓力已經高達250MPa以上，一臺工作壓力為100MPa的15t輕型壓力機，可以制造成手電筒一般大小。（2） 新材質、輕型化不久前，日本采用新組份的鋁合金，從液態開始進行新的熱處理工藝，結果最終成型鋁合金材料的抗拉強度等機械性能可達到45號優質碳素鋼的水平。這將使現用

13、的液壓缸的重量減輕三分之二以上。此外，國外在航空航天工業中已采用高彈性纖維復合樹脂塑料制作液壓缸筒和活塞桿。據資料記載：該材料的比重僅為鋁的1/2左右，強度為碳素鋼的2倍。隨著新型材料的社會需求總量的擴大以及成形、加工方法的不斷更新，價格下降后，將會在其他機械結構中推廣應用。（3） 新型機構復雜化隨著社會分工的進一步細化以及液壓缸在社會生產活動的普及應用。為了適應液壓缸應用范圍的擴大，各種新穎結構的液壓缸不斷出現。（4） 高性能、多品種化高速、低速性能以及密封件的壽命是評價液壓缸的重要指標。國外，超高速性能的液壓桿在高速達2000mm/s的工況下能均勻運動，且換向平穩。低速液壓缸能在8mm/s

14、至零的最易發生液壓振蕩的速度區間，要不存在爬行，別勁等現象，液壓缸的工作溫度擴大到-60至+200。因此，對新型密封件，密封件的材料與摩擦體間的匹配性，以及液壓缸的加工工藝均提出了相應的要求（5） 節能化與耐腐蝕高水基工質和水質液壓缸，以及用于深海開發的耐蝕海水用傳動液壓缸也在不斷的完善、發展，在我國也已進入適用和試制階段1.3本設計的主要內容本設計的主要內容是針對工程機械上常用的單杠活塞式液壓缸的拆裝設計的機械裝置液壓缸拆裝機。液壓缸拆裝機主要包括機械和液壓兩部分。本文主要針對機械部分進行設計，主要包括了總體方案確定，底座、內外柱、頂板、耳座以及油缸耳座等的結構設計，內、外柱壁以及銷釘的強度

15、和剪切力的校核。2總體方案確定在設計制造任何一種機械時，都應該對該機械的作用對象有一定的研究，只有對其作用對象有充分的認識和了解，設計制造的機械才能更好地滿足使用要求。在設計液壓缸拆裝機之前，我們必須先對液壓缸進行研究。2.1液壓缸的分類與故障2.1.1液壓缸的分類液壓缸是將液壓能轉變為機械能的、做直線往復運動（或擺動運動）的液壓執行元件。它結構簡單、工作可靠。用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的液壓系統中得到廣泛應用。壓缸的種類繁多，根據不同的分類方式有可以分為不同的類別。在此，只根據常用液壓缸的結構形式，將其分為四種類型。（1）活塞式液壓缸活塞

16、缸分單桿活塞缸和雙桿活塞缸兩種結構，其固定方式由缸體固定和活塞桿固定兩種，按液壓力的作用情況有單作用式和雙作用式。單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖2.1所示，它只在活塞的一側設有活塞桿，因而兩腔的有效作用面積不同，無活塞桿的一腔習慣上稱無桿腔（或大腔），帶活塞桿的一腔則稱有桿腔（或小腔）。通常油液進入活塞一側的無桿腔作為工作狀態，油液進入有桿腔作為返回狀態，在供油量相同時，不同腔進油活塞的運動速度不同；在需克服的負載力相同時，不同腔進油所需要的供油壓力不同，或者說在系統壓力調定后，液壓缸兩個方向運動所能克服的負載力不同。圖2.1單桿雙作用活塞式液壓缸Fig. 2.1 Single-pole

17、 double-acting hydraulic cylinder piston（2）柱塞式液壓缸柱塞桿分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵。由于柱塞與導向套配合，以保證良好的導向，故可以不與缸筒接觸的場合。柱塞端面是受壓面，其面積的大小決定柱塞缸的輸出速度和推力，因而對缸筒內壁的精度要求很低，甚至可以不加工，工藝性好，成本較低，特別適用于行程較長定了柱塞缸的輸出速度和推力。柱塞工作時恒受壓，為保證壓桿的穩定，柱塞必須有足夠的剛度，故柱塞直徑一般較大，重量也較大，水平安裝時易產生單邊磨損，故柱塞缸適宜于垂直安裝使用。水平安裝使用時，為了減輕重量，有時柱塞采用空心結構。柱塞缸返回需借助外力作用，如垂直缸借助

18、柱塞與運動部件的自重，彈簧力等，以獲得往復運動，柱塞式液壓缸常成對使用。柱塞式液壓缸的結構如圖2.2所示。圖2.2柱塞式液壓缸Fig. 2.2 Piston hydraulic cylinder（3）伸縮式伸縮式液壓缸如圖2.3所示，具有二級或多級活塞，伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。圖2.3 伸縮式液壓缸Fig.2.3 Telescopic hydraulic cylinder伸縮缸可實現較長的行程，而縮回時長度較短，結構較為緊湊。此種液壓缸常用于農業機械上。其結構如圖2.3所示。（4）擺動式液壓缸擺動缸又稱擺動液壓馬達，它能實現往復擺動。擺動缸的結

19、構比連續旋轉運動的液壓馬達結構簡單，以葉片式擺動缸應用較多。擺動液壓缸有單葉片式和雙葉片式兩種。其結構如圖2.4所示。圖2.4 擺動式液壓缸Fig.2.4 Swinging hydraulic cylinder2.1.2液壓缸的常見故障液壓缸是液壓系統中將液壓能轉換為機械能的執行元件，其作為一種元件，一種工作裝置，與所有機械設備一樣，在長期的運行過程中不可避免地在其結構零部件中會產生不同程度的磨損、疲勞、蠕變、腐蝕、松動、剝落老化變質甚至損壞等現象，使得液壓缸工作性能、技術狀況惡化，進而直接造成整臺液壓設備的故障甚至失效，液壓缸保養維修的重要性和必要性由此可見。其故障及其原因可基本歸納為以下幾

20、點：（1）液壓缸誤動作或動作失靈。常見原因如下： 閥芯卡住或閥孔堵塞；活塞桿與缸筒卡住或液壓缸堵塞；液壓系統控制壓力太低；液壓系統中進入空氣；液壓缸初始動作緩慢。（2）液壓缸工作時不能驅動負載。常見原因如下：液壓缸內部泄漏；液壓回路泄漏；液壓油經溢流閥旁通回油箱。（3）液壓缸活塞滑移或爬行。常見原因如下：液壓缸內部澀滯。潤滑不良或液壓缸孔徑加工超差液壓泵或液壓缸進入空氣密封件質量與滑移或爬行有直接關工作生產中由于液壓缸故障導致設備停機的現象屢見不鮮，通過分析液壓缸的常見故障及其原因后，我們了解到要解決液壓缸的常見故障以及對對液壓缸進行維修保養時都會對液壓缸進行拆卸和裝復?，F在社會生活隨著液壓技

21、術的發展和普及，液壓技術在機械設備上得到了大量的使用，尤其是工程機械行業中，在機電液一體化的發展趨勢下，液壓缸在工程機械上得到廣泛的使用，一臺工程機械上都安裝不下一個液壓缸，像常用的ZL50裝載機上就使用了3個液壓缸。由此可見液壓缸拆裝機在實際生活中具有廣泛的應用價值。2.2總體結構設計目前，人們對液壓缸拆裝機的研究開發及生產還處于初步階段。液壓缸拆裝的結構形式和設置功能，在行業內還沒有確定使用的統一標準，每一個研究人員針對不同的應用場合對液壓缸拆裝機結構設計形式都有自己的解決方案。目前市場上存在的液壓缸拆裝機主要由臥式和立時兩種類型。臥式液壓缸拆裝機，具有機構尺寸大，占用空間，搬遷困難，在拆

22、裝大型液壓缸時時被拆液壓缸容易產生彎曲等缺點，因此臥式液壓缸拆裝機用于小型液壓缸的拆裝的。工程機械上的液壓缸往往都具有工作行程長，結構形式簡潔，外形尺寸較大，工作壓力大等特點。對于不同用途的液壓缸在設計上有不同的要求，相應地在結構上也有不同的特點。結合工程機械上使用的液壓缸的結構特點，此設計的液壓缸拆裝機采用立式結構。液壓缸拆裝機的結構如圖2.5所示，該液壓缸拆裝機主要有機械和液壓兩大操作系統。機械系統主要由1、底板2、外柱3、耳座4、夾緊架5、軸銷6、油缸耳座7、內柱9、頂板等組成。液壓系統主要由8、液壓缸10、油箱總成11、液壓泵12、電動機13三位四通電磁換向閥等構成。該液壓缸拆裝機具有

23、操作簡單、靈活方便、堅固耐用、安全可靠的特點。最大加載力為10T，機械架外柱高1640mm，內柱高1565mm。適用于拆裝工程機械上行程在200mm1000mm液壓缸的拆卸與安裝?？紤]到工作環境、使用特點、成本要求以及工程機械液壓缸的特點結合機械優化設計的原則，在滿足基本強度和剛度需要的前提下，整體結構應體現造型的美觀，底板、頂板以及兩側柱的結構設計力求簡單實用、制造方便，工作裝置、控制裝置、液壓系統、動力系統參數設計、選取應合理、盡量選用國內外知名品牌和常用標準，以確保整機的質量可靠性和制造的方便性。1底板；2外柱；3耳座；4夾緊架；5軸銷；6油缸耳座；7內柱；8液壓缸；9頂板；10油箱總成

24、；11液壓泵；12電動機；13三位四通電磁換向閥圖2.5 液壓缸拆裝機總圖Fig.2.5 General Plan cylinder changer2.2.1機架設計機架的基本結構如圖2.6所示，主要由1、耳座2、底板3、夾緊架4、外柱5、內柱6、頂板7、油缸耳座9、軸銷等組成。機架主要用于固定被拆裝液壓缸，安裝液壓動力系統的執行元件（工作液壓油缸），為工作液壓缸和被拆裝液壓缸的移動和安放提供空間位置，對拆裝機的工作范圍進行粗調。并保證液壓缸拆裝機能拆裝行程在200mm至1000mm的液壓缸，且在加載壓力為10T時，結構的穩定性和可靠性。底座主要用于機架的固定和安放以及外柱和耳座的安裝，由于機

25、架的結構尺寸較大，尤其是在內柱伸展到極限位置時機架高達3.5m，為了保證機架的穩定性，底座采用工字型結構。底座主要由腳板、橫板、加強筋以工字型的結構焊接而成。橫板橋接在兩腳板之上，外柱座板和耳座均通過螺釘和底座的橫板固定在一起。為了防止液壓缸拆裝機工作時橫板發生彎曲失效，在橫板下面焊接有加強筋。側柱由外柱和內柱組成，主要用于液壓缸拆裝機實際工作范圍的調節和頂板的安裝以及被拆裝液壓缸的固定。外柱通過螺釘和底座連接在一起，內柱通過螺釘和頂板連接在一起，內柱套入外柱之中。在內柱頂部安裝有頂板，頂板的中間位置安有液壓系統的液壓油缸。為了被拆裝液壓缸在機架上的安裝固定，在外柱下部焊接有腰板用于夾緊架的安

26、裝。外柱壁上距離外柱頂端250mm處開有一個35mm的圓形通孔。內柱壁在距離內柱座板250mm處開有第一個32mm的圓形通孔，然后依次向下每間隔175mm的距離進行打孔，內柱上總共打有八個32mm的圓形通孔。內外壁之間采用間隙配合，內柱能在外柱內上下移動，兩者之間采用銷釘固定。通過調節內柱在外柱里的相對位置，從而改變液壓缸拆裝機的實際工作范圍。液壓缸拆裝機不同的工作位，可以通過外柱通孔與內柱不同通孔銷接的方式來進行大范圍的調節（調級方法是：在兩耳座之間加入相應的支撐桿并固定好，然后啟動液壓系統向工作液壓缸的無桿腔或有桿腔加壓從而調節內柱的高度），然后通過液壓系統驅動執行液壓缸進行細調，從而實現

27、液壓缸拆裝機工作范圍無間斷調節。當內柱全部進入外柱內時是液壓缸拆裝機的最低工作位，此時機架高度為2300mm左右，適用于拆裝行程為200mm的液壓缸。當內柱最下端的圓形通孔和外柱上的通孔對齊并通過銷釘固定時，此時達到液壓缸拆裝機的最高工作位，機架高度為3000mm左右，適用于拆裝行程為1000mm的液壓缸。拆裝機的其它工位可以根據被拆裝液壓缸的具體尺寸用同樣的方式進行調節。底板上用螺釘固定有一耳座，用于安裝固定被拆液壓缸缸筒上的耳環，在耳座側板上開有40mm的通孔，同軸銷和耳座配合一起固定被拆液壓缸。耳座兩側板之間的距離根據可拆裝的最大液壓缸的耳環厚度確定。為了使液壓缸拆裝機保持良好的工作狀態

28、，應該保證固定好的被拆液壓缸垂直于水平面且其活塞缸的軸線和工作液壓缸活塞桿的軸線相重合。只靠耳座是很難將被拆液壓缸固定到位的，因此為能更好的固定被拆液壓缸，在外柱的適當位置裝有一夾緊架同耳座一起固定被拆液壓缸。夾緊架通過其上的抓手對被拆裝液壓缸進行固定。頂板中間裝有工作液壓缸，用于調級機架的高度和液壓缸拆裝機工作時提供動力。并對液壓缸拆裝機的實際工作范圍進行細調。1耳座；2底板；3加緊架；4外柱；5內柱；6頂板；7虎爪；8軸銷圖2.6 機架Fig.2.6 Rack2.2.2液壓系統設計液壓系統的基本結構如圖2.7所示，主要由1、液壓缸2、油箱總成3、液壓泵4、電動機5、插裝閥以及管路等組成。液

29、壓動力系統主要用于為工作液壓缸提供動力，使工作液壓缸的活塞桿能夠在工作范圍內實現連續的移動，在對拆裝機的工作范圍進行細調，使油缸耳座上的軸銷能更好地與被拆裝液壓缸活塞上的耳環連接。油箱總成包括空氣過濾器，吸油過濾器，回油過濾器和液位計組成，電動機與液壓泵連接，吸油過濾器與液壓泵之間通過鋼管連接起來，液壓泵的出油口與插裝閥組通過軟管連接，兩個三位四通電磁換向閥中的一個接待拆裝的液壓缸，另一個接機架上的液壓缸。三位四通電磁換向閥的出油口與油箱上的回油過濾器連接。當電動機通電正常運轉后，帶動液壓泵工作，液壓泵吸油，液壓油經過吸油過濾器到達液壓泵，液壓泵將液壓油送到插裝閥，當壓力大于最大工作壓力時，溢

30、流閥開啟，一部分液壓油通過回油管路，經過回油過濾器回到油箱，達到卸荷的作用。另一部分液壓油則驅動液壓缸工作。當電動機空載時，三位四通電磁換向閥不工作，液壓油直接回到油箱。并控制工作液壓缸活塞桿的伸縮用于拆裝工作。1液壓缸；2油箱總成；3液壓泵；4電動機；5三位四通閥圖2.7 液壓系統Fig.2.07 Hydraulic system3機架總成設計壓缸拆裝機主要由機械和液壓兩大操作系統，本文主要對機械系統進行設計。如圖3.01所示，機械系統主要由1、耳座2、底板3、夾緊架4、外柱5、內柱6、頂板7、油缸耳座9、軸銷等組成。結合機械系統的功能結合機械設計的方法和原則以及機械系統各部份的功用，下面對

31、機械系統的各部分進行整體結構設計。3.1底座的設計工程機械上使用的液壓缸結構尺寸大、工作壓力高，在液壓缸拆裝時對拆裝機的強度要求高，同時液壓缸拆裝機的設計工作范圍為200mm至1000mm，設計加載載荷為10T。因此拆裝機的結構基本全采用鋼結構并且結構尺寸大，在液壓缸拆裝機伸展到極限尺寸時，高度可達3.5m以上。綜合考慮機械結構的穩定性和地面的承載能力以及美觀等各種因素后，采用了工字型結構的底座設計。底座的結構形式如圖3.1所示，主要由1、腳板2、橫板3、加強筋組成。底座由橫板和加強筋以及腳板焊接而成。為了保證底座的穩定性，底座只采用腳板接地。腳板采用900mm×80mm×

32、40mm的長條結構形式。橫板通過焊接的方式橋搭在兩腳板的中間位置形成工字型結構，工字型的底座結構對高型機架具有很好的穩定性?？紤]到1000mm行程液壓缸的結構尺寸以及兩側柱的結構形式和尺寸，為了將操作的方便和更好的固定被拆裝液壓缸。橫板采用1100mm×220mm×15mm的結構形式。液壓缸拆裝機的最大加載力為10T，為使液壓缸拆裝機工作時橫板不會產生過度的彎曲從而影響液壓缸拆裝機的正常工作。因此，為了加強橫板的強度和穩定性，橫板的下面焊接有兩塊940mm×15mm×37mm的加強筋。加強筋的下底面比腳板的下底面低3mm，從而保證底板暗訪在地面上的平穩性

33、。為了液壓缸拆裝機便于拆裝和裝運，底座采用獨立的結構形式。在長途搬運的時侯可將液壓缸拆裝機上的螺釘連接件拆下把液壓缸拆裝機拆卸成幾塊后再裝車，等運送到目的地后在進行組裝，如此可以減小液壓缸拆裝機在運輸工程中的空間尺寸方便運輸。兩外柱位于底座橫板的兩端，橫板中間位置裝有耳座。外柱和耳座均通過螺釘與底座橫板進行連接固定。橫板上車有M12的螺栓，采用螺釘連接不僅考慮了整機的運輸而且避免了螺栓連接的缺陷。1腳板；2橫板；3加強筋圖3.1 底座Fig.3.1 Base3.2耳座的設計液壓缸拆裝機的耳座采用獨立結構設計，其結構形式如圖3.2所示，主要由1、底板2、側板組成。耳座通過螺釘同底座連接在一起。工

34、作時，耳座主要用于固定被拆液壓缸缸筒上的耳環。耳座固定在底座橫版上，為了方便兩者的連接固定，耳座底板長度和橫板等寬為220mm。液壓缸拆裝機可拆裝的最大油缸行程為1000mm。因此，耳座在結構設計上要求能固定行程1000mm液壓缸缸筒耳環。結合1000mm行程油缸缸筒的結構形式，為了方便其在耳座上的安裝固，耳座側板采用如圖3.2的結構形式，詳細的結構尺寸見圖YCJ-010600。耳座兩側板之間的設計距離為80mm。耳座需要和軸銷配合使用，因此在耳座側板上開有通孔，通孔直徑對應于軸銷的直徑設計為40mm，在液壓缸拆裝機工作時耳座要承受工作壓力和拉力，為了使耳座在液壓缸拆裝機最大加載壓力下不會產生

35、力學性能失效，底板和側板均采用材料為Q235厚度為15mm的鋼板焊接在耳座底板上。耳座底板通過四個M12×35的螺釘和底座連接固定在一起。結合耳座各部分的結構尺寸同時為了方便耳座的固定，耳座底板設計寬度確定為200mm。工作時通過軸銷同被拆裝液壓缸缸筒上的耳環銷接在一起，從而實現耳座與被拆裝液壓缸的固定。1底板；2側板3.2 耳座Fig.3.02 Ear Block3.3軸銷設計液壓缸拆裝機上有兩個軸銷，分別位于底板耳座和油缸耳座上，其主要作用是在液壓缸拆裝機工作時將被拆液壓缸和機架固定在一起。底板耳座上的軸銷用于底板耳座與被拆液壓缸缸筒的固定，油缸耳座上的軸銷用于將被拆液壓缸活塞桿

36、的耳環和油缸耳座的固定。 根據經驗軸銷選用45鋼作為原材料，其結構如圖3.3所示。為了使用的方便，操作的簡單，兩個軸銷采用相同的設計結構。軸銷在使用的過程中需要和耳座配合使用且在結構設計上要求軸銷與耳座之間采用間隙配合。因此，在滿足強度要求和使用要求以及材料性能的前提下，兩耳座的結構設計決定了軸銷的結構設計形式。由底板耳座的結構設計可知，底板耳座兩側板的厚度為15mm，兩側板之間的距離為80mm，在耳座側板上開有40mm的通孔。在綜合考慮各種因素的情況下結合經驗確定軸銷的中間軸采用40mm長120mm的結構設計。 軸銷除了用于耳座上同被拆液壓缸固定以外。在調節液壓缸拆裝機實際工作范圍時，還起到

37、固定支撐桿的作用。結合支撐桿的結構形式，在軸銷中間軸的兩端各設計有直徑為30mm長為55mm的臺階軸。 在臺階軸外端面5mm處開有3.5mm的通孔用于插開口銷，從而保證軸銷同支撐桿配合工作時的可靠性和安全性。圖3.3 軸銷Fig.3.3 Shaft3.4外柱設計一臺液壓缸拆裝機有一對外柱，其主要作用是在工作時，支撐液壓缸拆裝機內柱、頂板、工作油缸以及承載工作壓力與拉力的作用。3.4.1外柱結構設計特點外柱是液壓缸拆裝機的基礎構件，主要起支撐作用，在工作時受到壓力和拉力兩種作用力。其基本結構如圖3.4所示，主要由1、圓筒2、腰板3、座板、4、支撐板組成。外柱通過螺釘和底座連接在一起，立于底座橫板

38、的兩端。為了能使外柱能更好的同底座固定在一起以及液壓缸拆裝機拆裝和裝配的方便在外柱下端焊接有外柱座板3，結合外柱和底座橫版的尺寸，外柱座板使用220mm×220mm×15mm的方形結構并采用Q235號鋼為材料。參照用于連接固定外柱底座和底座橫板的螺釘的結構在外柱座板的四個角的適當位置開有14mm的通孔。由于外柱的的軸向尺寸較長，為了保證外柱在座板上焊接的穩定性，在座板和外柱之間設計焊接有四塊支撐板4，將座板和外柱固定在一起。液壓缸拆裝機夾緊架間接固定在外柱上，考慮拆裝機拆裝范圍內各種型號的液壓缸結構尺寸為了方便被拆裝液壓缸的固定在外柱的下部距離外柱座板385mm處焊接有固定

39、加緊架的第一塊腰板2，兩腰板之間的距離根據加緊架的結構尺寸設計為75mm。由于液壓缸拆裝機的工作范圍為200mm至1000mm。因此，要求液壓缸拆裝的機架的高度具有伸縮性。根據功能要求，結構上采用內柱位于外柱上部并套接于外柱里邊，從而實現內、外柱之間的相對運動。內、外柱之間采用銷釘固定的方式來控制內外柱的相對位置，外柱上銷釘孔大小為35mm開在距離外柱頂端250mm處的柱壁上。當內柱全部縮進外柱里邊時液壓缸拆裝機能拆裝行程為200mm的液壓缸，為了保證液壓拆裝機的下限拆裝范圍，外柱的高度確定為1640mm。根據被拆液壓缸的實際結構尺寸、液壓缸拆裝機設計的工作范圍、材料的結構性能和尺寸、外形的簡

40、潔美觀、操作使用的方便等多種因素。采用Q235號鋼外徑為121mm的空心圓筒外柱結構形式。工作時外柱承載的最大加載壓力為液壓缸拆裝機的設計載荷10T，初步確定鋼壁厚度為6mm。以此為設計基礎，并對外柱進行力學性能分析。1圓筒；2腰板；3座板；4支撐板圖3.4 外柱Fig.3.4 External columns3.4.2外柱強度校核外柱屬于直桿，主要受到內柱和底座的壓力和拉力，對外柱進行力學性能分析時，只需校核外柱的強度，當強度符合設計要求時，外柱的其它力學性能均可滿足使用要求，故其它力學性能可以不用校核。液壓缸拆裝機工作時，當活塞桿上行時，活塞壁受到向下的壓力，上頂板兩端受到向上的支撐力，故

41、機架內、外柱均受到向下的壓力F。根據外柱壁的實際受力情況畫出外柱側壁的受力模型如3.5所示，以此受力模型為依據對外柱進行強度分析。圖3.5 外柱力學原理圖Fig.3.5 Mechanical schematic exterior columns由強度校核公式 （3.1）根據以上公式對外柱進行強度校核。由圖可得R=60.5mm，r=54.5mm，d=35mm故有外柱壁的受力面積為： 外柱壁的壓力為根據強度校核公式（3.1），外柱壁所受到的應力為= = 通過查詢機械設計手冊可知Q235號鋼的許用屈服力為因為由以上結論可知外柱壁厚滿足強度要求，外柱的結構形式設計合理。3.5內柱設計內柱同外柱一樣是液

42、壓缸拆裝機的基礎構件，其除起支撐作用外，還是調節內、外柱先對位置的重要構件。通過內柱在外柱內移動的方式改變與外柱孔銷接的內柱孔，從而調節液壓缸拆裝機的實際工作范圍。3.5.1內柱結構設計特點一臺液壓缸拆裝機有一對內柱，其結構如圖3.6所示，主要由1、圓筒2、座板組成。內柱主要有三個作用，首先是調節液壓缸拆裝機的實際工作范圍。通過調節內柱和外柱銷接的位置來改變液壓缸拆裝機的實際工作范圍。其次是液壓缸拆裝機工作時承受壓力和拉力。為了更好的保證兩內柱在加載壓力為10T時能正常工作，兩內柱采用了許用屈服壓力為235MPa的Q235號鋼為材料。最后是安裝機架的頂板。在結構上內柱套接在外柱里，因此內柱同外

43、柱一樣在結構上采用圓筒型的設計。工作的時候需要通過內、外柱的相互配合來調節液壓缸拆裝機的實際工作范圍。依據外柱已知的結構形式，確定出內柱采用外徑為106mm厚6mm的空心圓形鋼管，結合液壓缸拆裝機設計的上限工作范圍1000mm以及外柱的已知機構尺寸設計內柱的高度為1550mm。工作是通過內柱在外柱里的移動來調節液壓缸拆裝機的實際工作范圍，因此，內柱在距離內柱座板250mm出開有第一個32mm的通孔，以此為基準，以175mm為間隔依次向下聯系開孔，一個內柱上開有8同樣的通孔。為了方便頂板和內柱的連接與固定以及液壓缸拆裝機的拆卸和運輸，在內柱的結構上設計有一內柱座板。內柱座板的結構形式參照外柱座板

44、的設計方原則，結合頂板的結構形式確定內柱座板的結構為220mm×220mm×15mm。內柱和內柱座板之間通過焊接的形式固定在一起。為了將內柱和內柱底座焊接的方便和牢固，在內柱底座的中心開有107mm深為5mm的圓槽。根據被拆液壓缸的實際結構尺寸、液壓缸拆裝機設計的工作范圍、材料的結構性能和尺寸、外形的簡潔美觀、操作使用的方便以及內柱同外柱的配合等因素，內柱采用Q235號鋼的空心圓筒的結構形式。結合液壓缸拆裝機的許用加載壓力10T，初步確定鋼壁厚度為6mm。以此為設計基礎，并對內柱進行力學性能分析。1圓筒；2座板圖3.6 內柱Fig.3.6 Interior columns3

45、.5.2內柱強度校核內柱同屬于直桿，在工作時主要受到來自頂板和外柱的壓力和拉力，在進行力學性能校核時，只需校核其強度即可。該液壓缸拆裝機以10T為理論設計載荷，當液壓油缸的活塞桿像下運動時，液壓油缸的缸筒和機架頂板受向上的拉力，根據力的傳遞性，兩內柱同時受到向上的拉力，當液壓油缸的活塞桿像上運動時，同理可推出兩內柱受到向下的壓力。以內柱受到壓力時的實際受力情況畫出內柱的受力模型如圖3.7所示，以此受力模型為依據對內柱進行強度校核計算。圖3.7內柱受力模型圖Fig.3.7 Mechanical schematic of cylindrical根據強度校核公式3.1對內柱進行強度校核由圖可得R=5

46、3.5mm，r=47.5mm，d=32mm故有內柱壁的受力面積為： 內柱壁的壓力為根據強度校核公式（1.01），上側壁所受到的應力為= = 通過查詢機械設計手冊可知Q235號鋼的許用屈服力為因為由以上結論可知外柱壁厚滿足強度要求，外柱的結構形式設計合理。3.6頂板的設計頂板是機架的主要部件之一，其結構如圖3.8所示，主要有1、橫板2側板組成，側板通過焊接的方式固定在橫板的兩側。頂板的主要功能是固定并支撐壓缸拆裝機的液壓油缸，液壓缸拆裝機工作時承載加載壓力。頂板的兩端由螺釘與內柱的座板固定在一起，液壓油缸通過螺釘連接固定在頂板橫板的中間位置。頂板的結構形式由其功能和與之配合的各部件決定。頂板的的

47、中間位置需要安裝液壓油缸。因此，在頂板橫板的中間位置開有通孔，通孔的結構形式安裝在其上的液壓油缸的結構尺寸確定為122mm。液壓油缸固定在頂板橫板上，液壓缸拆裝機工作時頂板將承擔液壓缸拆裝機的工作加載力。因此對頂板的力學性能有一定要求，為了保證頂板在液壓缸拆裝機加載最大加載壓力10T時，橫板不會產生過度的彎曲變形，繼而影響液壓缸拆裝機的正常工作。在結構設計上頂板橫板兩側焊接有結構為1110mm×15mm×50mm的側板用于加強頂板底板的力學性能，從而在結構上保證頂板的力學性能。 頂板橫板的結構和功用同底座橫板類似，橫版的其他形狀結構形式依照底板橫板的設計原則進行設計，確定出

48、頂板橫板最終的結構形式采用1110mm×220mm×15mm。頂板橫板上在需要同內柱座板和液壓缸進行螺釘連接的部位均車有M12的螺紋孔。1底板；2側板圖3.8 頂板Fig.3.8 Roof3.7側壁插銷設計3.7.1結構設計特點 一臺液壓缸拆裝機上有兩個側壁插銷，其主要作用是將內柱和外柱銷接在一起，使內柱不能在外柱里產生相對位移，從而確定液壓缸拆裝機的實際工作范圍，分別位于兩內、外柱的銷接處。外柱和內柱的銷接口在結構上均設計為圓形。其圓形銷口分別為35mm和32mm。在結構設計上，側壁插銷和內柱的銷孔采用的間隙配合。由此可以確定側壁插銷工作部件的結構尺寸為32mm，長度根據

49、外柱的外徑尺寸確定為135mm?？紤]到銷釘外形的簡潔美觀和使用的方便性，設計側壁插銷蓋的直徑為45mm。側壁插銷的總長度設計為150mm。為了保證側壁銷釘工作時安全性，側壁銷釘的工作部位距離端面7mm處開有3.5mm的開口銷孔，用于插開口銷。側壁插銷的結構如圖3.9示。圖3.9 側壁插銷Fig.3.9 Wall plug3.7.2側壁插銷強度校核側壁插銷位于內、外柱的銷接處，主要受到內、外柱的剪切力。對側壁插銷進行力學性能分析時，只需要考慮其受到的剪切力。在液壓缸拆裝機加載壓力為10T時，要求校核側壁插銷在內、外柱剪切力下滿足強度要求。根據經驗側壁插銷應選用以45號鋼為材料。根據側壁插銷的實際

50、受力情況畫出側壁插銷的受力模型如圖3.10所示，以此受力模型為依據進行切應力分析并進行強度校核。圖3.10 側壁插銷受力圖Fig.3.10 Wall by trying to pin由許用應力校核公式 （3.2）根據以上公式對側壁插銷進行切應力校核。由平衡方程容易求出由圖可知R=16mm則側壁插銷橫截面為根據剪切力校核公式（3.2），側壁插銷受的切應力為通過查詢機械設計手冊可知Q235號鋼的許用屈服為因為由以上結論可知側壁插銷滿足材料的剪切力要求，側壁插銷的結構形式設計合理。3.8油缸耳座設計油缸耳座在液壓缸拆裝機上同工作液壓缸的活塞桿通過螺紋連接在一起，其主要作用是配合軸銷共同固定被拆液壓缸

51、活塞桿耳環。 油缸耳座的結構如圖3.11所示，主要由1、圓柱2、隔板3、側板等組成。油缸耳座圓柱主要用于同油缸螺栓聯接。根據設計的最大加載壓力通過查表確定采用缸徑100mm的液壓缸，由液壓缸活塞桿端部的螺紋尺寸確定出使用80mm高80的圓柱結構，并在圓柱內部車有M42×2.5的內螺紋，用于同活塞桿的聯接。側板是油缸耳座的的重要構件，其結構形式主要由軸銷和可拆裝的最大液壓缸活塞耳環決定。軸銷和油缸耳座在設計上要求采用間隙配合，通過肩梯銷的結構設計已知道軸銷中軸的外形尺寸為40mm。由此確定出兩側板上的通孔尺寸為40mm且兩側板內壁相距80mm。結合可拆裝的最大液壓缸活塞桿耳環的結構形式

52、和尺寸以及實際經驗和考慮到結構的簡單美觀以及使用的方便性等因素。有缸耳座側板在結構尺寸上采用下方上圓的結構形式，具體的形狀位置尺寸見圖紙YCJ-010503。為了便于圓柱和側板更好的聯接固定。在兩者之間焊接有110mm×110mm的隔板。圓柱立于隔板中心焊接在隔板的一面同時兩側板以齊邊的方式焊接在隔板的另一面。1 圓柱；2隔板；3側板圖3.11有缸耳座Fig.3.11 Cylinder Block ear4使用說明（1）調節液壓缸拆裝機的實際工作范圍根據被拆裝的液壓缸的實際尺寸，判斷液壓缸拆裝機實際工作范圍是否適合，若能滿足使用要求，繼續使用，若不能滿足要求則需調節液壓缸拆裝機的實際

53、工作范圍。具體調節方法如下：啟動液壓動力系統驅動液壓缸拆裝機的液壓缸活塞將油缸耳座移動到合適的位置。用調節桿將兩耳座上的軸銷連接在一起并固定好。再次啟動液壓動力系統并控制液壓缸拆裝機活塞桿動作將機架上部稍微頂起，然后將液壓動力系統切換到保持位置。取下內、外柱上的側壁插銷。根據被拆裝液壓缸的實際尺寸通過液壓動力系統驅動液壓缸活塞運動，帶動內柱在外柱內移動，從而改變內柱與外柱對齊的通孔。以此來調節液壓缸拆裝機的實際工作范圍至方便液壓缸的拆裝，實際工作范圍調節完成后，將側壁插銷插入將內外、柱固定。取下調節桿，液壓缸拆裝機的實際工作范圍調節完畢。（2）安裝固定液壓被拆裝液壓缸將被拆裝液壓缸以活塞桿向上

54、的姿勢，從上方裝入液壓缸拆裝機的兩外柱和加緊架之間，并且將被拆裝液壓缸缸筒上的耳環裝入耳座的兩側板之間。通過軸銷將被拆裝液壓缸缸筒上的耳環和液壓缸拆裝機的耳座固定在一起。旋轉夾緊架上的固定抓手將被拆裝液壓缸的上部缸壁夾緊固定。正確固定好的被拆裝液壓缸應該滿足以下兩點。一是，被拆裝液壓缸活塞桿的軸線垂直于水平面；二是，被拆裝液壓缸活塞桿的軸線和液壓缸拆裝機液壓油缸活塞桿的軸線應該在同一直線上。（3）檢查被檢修液壓油缸的好壞啟動液壓系統，平緩地加載相應的工作壓力，保持工作壓力一段時間，查看被檢修液壓缸的工作狀況，并通過被檢修液壓缸的工作狀態從而判斷被檢修油缸的好壞。若被檢修油缸工作壓力正常，則被檢

55、修油缸正?？梢圆挥脵z修，送回機械安裝繼續使用。如果被檢修油缸已壞。根據液壓缸的工作狀態和故障現象對故障原因和部位進行初步判斷，為液壓缸的下一步檢修工作做好準備。如果事先知道被檢修的液壓缸已壞，并對故障原因有一定的認識可以跳過此過程，直接進行下一步。（4）拆卸被檢修液壓缸松開端蓋的緊固螺栓或連接桿，然后啟動液壓動力系統用，緩慢加載適當的壓力使液壓缸拆裝機的活塞桿緩慢勻速的向上運動，帶動被拆裝液壓缸活塞缸向上運動。依次將液壓缸的缸蓋、活塞桿、活塞或缸筒。注意在拆出活塞與活塞桿時，不應硬性將他們從缸筒中拉出，以免傷害缸筒內壁表面。（5）修理被檢修液壓缸液壓缸拆卸后，首先對液壓缸各零件進行外觀檢查，專

56、業人員依據經驗判斷各個零件的是否損壞和失效，并按維修和保養要求對液壓缸進行維修和保養。（6）裝配檢驗被檢修液壓缸被檢修液壓缸維修保養完后，按照拆裝被檢修液壓缸的步驟1和步驟2將液壓缸拆裝機的實際工作范圍調節好，并固定好被拆裝液壓缸的缸筒。然后將被拆裝液壓缸的活塞桿的耳環同液壓缸拆裝機的油缸耳座固定在一起，啟動液壓缸拆裝機的液壓動力驅動液壓缸拆裝機的活塞桿向下運動，將被拆裝液壓缸的活塞桿緩慢壓入被拆裝液壓缸的缸筒內。注意裝配時按照裝配液壓缸的方法將被拆裝液壓缸裝配完整。唯一不同的就是將活塞缸的壓入方式由手動改為液壓缸拆裝機壓入。（7）修理完成液壓缸修理好后。若長時間不使用拆裝機時將液壓缸的實際工

57、作范圍調節至低位置。避免液壓缸拆裝機太高，放置時易發生傾倒。同時切斷液壓缸拆裝機的液壓動力系統之后進行放置。結 論通過這次液壓缸拆裝機的設計，本人在多方面都有所提高。本次設計綜合運用本專業所學課程的理論和生產實際知識，培養獨立工作能力和繪圖能力，熟悉了規范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。液壓缸拆裝機的研究目前還處于起步階段，但是在液壓缸的維修中的作用已開始得到人們的認識，隨著液壓缸在社會生產中的廣泛應用，液壓缸拆裝機的價值會越來越得到人們的認識和接受。由于液壓缸的種類繁多，形式多樣，目前還沒有一種能夠拆裝各種型號液壓缸的拆裝機出現。但是隨著科技的發展，液壓

58、缸的廣泛應用，在液壓缸拆裝機的價值被逐漸認可后，將會有大量的人力物力投入液壓缸拆裝機的研究與開發中，在不久的將來液壓缸拆裝機將會具有統一的標準。本設計是在研究了目前各種類型的液壓缸拆裝的結構形式特點之后進行的改進設計，對液壓缸現階段的發展可起到見證的作用，同時為液壓缸拆裝機以后的研究開發提供了一定的參考。致 謝行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我四年的大學時光也即將敲響結束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個轉折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生?；厥准韧?，自己一生最寶貴的時光能于這樣的校園之中，能在眾多學富五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實是榮幸之極。在這四年的時間里，

59、我在學習上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學和朋友的關心、支持和鼓勵是分不開的。論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰的，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。在此，我特別要感謝我的導師吳清珍老師。從論文的選題、文獻的采集、框架的設計、結構的布局到最終的論文定稿，從內容到格式，從標題到標點，他都費盡心血。沒有吳老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒有我論文的順利完成。吳老師以其淵博的學識、嚴謹的治學態度、求實的工作作風和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘吳老師對我的親切關懷和悉心指導，再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學生營造的濃郁學術氛圍，以及學習、生活上的無私幫

60、助!最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授!參考文獻1 趙應樾.常用液壓缸與其修理.上海：交通大學出版社，1996.2 劉鴻文.材料力學.高等教育出版社， 2004.3 秦大同，謝里陽.現代機械手冊.化學工業出版社，2011.5 方建.機械機構設計.化學工業出版社，2006.6 孫恒.機械原理.北京：高等教育出版社，2006.7 裘建新.機械原理課程設計指導書.北京：高等教育出版社，20088 鞏云鵬，田萬祿.機械課程設計.沈陽：東北大學出版社，2000.9 高澤遠，王金.機械設計基礎課程設計.沈陽：東北工學院出版社，198710Gere J M, Timoshenko S P. Mechanics of materials, Second SI Edition New York :Van Nostrand Reinhold， 198411Popov E P. Mechanics of materials.2ed ed. New Jersey:Prentice-Hall Ine ，1976