敞口油桶搬運(yùn)車—液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【液壓運(yùn)輸車】【油桶搬運(yùn)機(jī)】
敞口油桶搬運(yùn)車—液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【液壓運(yùn)輸車】【油桶搬運(yùn)機(jī)】,液壓運(yùn)輸車,油桶搬運(yùn)機(jī),敞口,油桶,搬運(yùn)車,液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì),運(yùn)輸車,搬運(yùn)
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
論文（設(shè)計(jì)）
課題名稱
敞口油桶搬運(yùn)車—液壓系統(tǒng)
學(xué)生姓名
院（系）
工學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)老師
職稱
教授
學(xué)歷
博 士
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求：
1. 要求在完成論文期間，態(tài)度端正，積極主動(dòng)；
2. 查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，通過查閱文獻(xiàn)資料擴(kuò)充知識(shí)面；
3. 設(shè)計(jì)說明書和圖紙符合國標(biāo)規(guī)定和工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)要求；
4. 繪制零件圖和裝配圖，圖紙量不少于1.5張A0圖紙，要求字?jǐn)?shù)不少于6000字；
5. 完成電子文檔及PPT文檔，并打印裝訂成冊(cè)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：
1. 油桶高度1000mm;
2. 油桶直徑580mm;
3. 油桶及膠渣重量200kg，膠渣溫度180-200度
4. 油桶提升到離地面250mm
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)劃：
1．2008年11月～12月：接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱整理文獻(xiàn)資料；
2．2009年1月：確定課題設(shè)計(jì)方案；
3．2009年2月～4月：繪制設(shè)計(jì)圖紙及編寫設(shè)計(jì)說明書；
4．2009年5月10日之前：定稿打印，裝備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
接受任務(wù)日期 2008 年 12 月 1 日 要求完成日期 2009 年 5月 10 日
學(xué) 生 簽 名 2009 年 5 月 10 日
指導(dǎo)教師簽名 年 月 日
院長（主任）簽名 年 月 日
學(xué)校代碼：10410
序 號(hào)：050384
本 科 畢 業(yè) 論 文
題目： 敞口油桶搬運(yùn)車—液壓系統(tǒng)
學(xué) 院： 工 學(xué) 院
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
年 級(jí)：
指導(dǎo)教師：
二OO九年 五 月
目錄
1 緒 論 1
1.1引言 1
2 總體方案及工作原理 1
2.1總體設(shè)計(jì)條件 1
2.2液壓系統(tǒng)技術(shù)要求 1
2.3液壓系統(tǒng)工作要求 1
2.4負(fù)載分析 2
2.5液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 2
3 頂桿液壓缸設(shè)計(jì)與計(jì)算 3
3.1頂桿液壓缸內(nèi)缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3
3.1.1頂桿液壓缸內(nèi)缸的校核 3
3.1.2頂桿液壓缸內(nèi)缸的設(shè)計(jì)要求 3
3.2頂桿液壓缸活塞桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4
3.2.1頂桿液壓缸活塞桿的校核 4
3.2.2頂桿液壓缸活塞桿的設(shè)計(jì)要求 5
3.3頂桿液壓缸活塞的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5
3.3.1頂桿液壓缸活塞桿的校核 5
3.3.2頂桿液壓缸活塞的設(shè)計(jì)要求 6
3.4頂桿液壓缸導(dǎo)向套的設(shè)計(jì) 6
3.5頂桿液壓缸小柱塞缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6
3.5.1頂桿液壓缸小柱塞缸的校核 6
3.5.2頂桿液壓缸內(nèi)缸的設(shè)計(jì)要求 7
3.6 頂桿液壓缸小柱塞桿 7
3.6.1頂桿液壓缸小柱塞桿的校核 7
3.6.2頂桿液壓缸小柱塞桿的設(shè)計(jì)要求 7
3.7銷軸、耳環(huán)的聯(lián)接計(jì)算 8
3.7.1活塞桿端部的連接計(jì)算 8
3.7.2底板支撐耳環(huán)和機(jī)架聯(lián)接計(jì)部分計(jì)算 8
3.8頂桿液壓缸底板的設(shè)計(jì)和計(jì)算 9
3.8.1頂桿液壓缸底板的計(jì)算 9
3.8.2頂桿液壓缸底板的設(shè)計(jì)要求 10
3.8.3頂桿液壓缸底板鋼珠部分的裝配 11
3.8.4頂桿液壓缸底板卸油部分的裝配和工作原理 11
3.8.5頂桿液壓缸底板小活塞部分的裝配 11
3.8.6頂桿液壓缸底板其他部分的裝配 12
4 夾桿座管液壓缸設(shè)計(jì)與計(jì)算 14
4.1夾桿座管液壓缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 14
4.2夾桿座管活塞桿的設(shè)計(jì) 14
4.3夾桿座管液壓缸缸缸蓋 15
5 焊接部分的要求 15
5.1 焊接的定義 15
5.2焊接用的氣體 15
5.3焊條的選用 16
5.4 焊前預(yù)熱的目的 16
5.5 焊蕊 16
5.6 藥皮 16
5.7焊接采用電流 16
5.8 焊接根據(jù)鋼的分來可以分為不同的焊接: 17
5.8.1低碳鋼（含碳量<0.25） 17
5.8.2中碳鋼（含碳量0.26%-0.6%） 17
5.8.3高碳鋼（含碳量>0.6%） 17
致 謝 18
參考文獻(xiàn) 19
敞口油桶搬運(yùn)車
摘要 介紹一種敞口油桶搬運(yùn)車的結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計(jì)原理?，F(xiàn)有的油桶搬運(yùn)車僅適用于搬運(yùn)閉口油桶，它是通過卡鉤卡住上蓋和桶邊進(jìn)行吊裝，這種吊裝油桶搬運(yùn)機(jī)對(duì)敞口油桶無法進(jìn)行吊裝運(yùn)輸。敞口油桶是一種上口無蓋的油桶，廣泛適用于化工、冶金等生產(chǎn)領(lǐng)域中。其內(nèi)通常都裝有高溫液體和腐蝕性液體，搬運(yùn)困難，目前敞口油桶的搬運(yùn)通常是油桶置于小平板推車上進(jìn)行的，工作很不可靠，往往會(huì)造成內(nèi)裝物濺出而傷人及浪費(fèi)原料等生產(chǎn)事故?，F(xiàn)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，采用液壓運(yùn)輸車，只需一個(gè)人操作，省力、速度又快，擺放整齊、，原4-5人，年花費(fèi)工資為7-8萬，現(xiàn)一個(gè)人只要2萬，年節(jié)約6萬左右，車輪只需0.4萬，而且經(jīng)用3年也不會(huì)損壞，壞了只需要換幾個(gè)輪子及一些液壓元件，總共不超過0.03萬元，經(jīng)濟(jì)效率特別的高。
關(guān)鍵詞：
油 桶
搬運(yùn)車
液壓技術(shù)
節(jié)約成本
The development of openjerrican transportation machine
Abstract The exposure of a tank car carrying the structure, working principle, design principles. Removal of existing tank cars carrying only applies to closed tank, hook it through the card stuck to the superstructure and barrels while lifting, the lifting of the oil drum handler exposure can not be lifting the transport tank. Exposure tank is a catchy cover of the oil drums, widely used in chemical, metallurgical and other production areas. Usually equipped with its high-temperature liquids and corrosive liquids, handling difficulties, the current exposure is usually removal tank oil drum placed on a small flat panel carts, and work very reliable, often caused by spill contents wounding and a waste of raw materials and other production accidents. Is based on the actual production needs, the use of hydraulic vehicles, just one person operation, energy, speed fast, neat display, the original 4-5, and 7-8 years for the cost of wages million, is a person who has only 20,000 annual savings of about 60,000, 04,000 wheels only, but also by the use of 3 years will not be damaged, broken only changed a few wheels and a number of hydraulic components, a total of not more than 00,300 yuan, in particular the high economic efficiency .
Key words:
Oil drums
Truck
Hydraulic Technology
Cost savings
敞口油桶搬運(yùn)車—液壓系統(tǒng)
1 緒 論
1.1引言
現(xiàn)有油桶搬運(yùn)機(jī)僅適用于搬運(yùn)封閉油桶，他是通過卡鉤卡住上蓋和桶邊進(jìn)行吊裝，這種吊裝油桶搬運(yùn)機(jī)對(duì)敞口油桶無法進(jìn)行吊裝運(yùn)輸。敞口油桶是一種上口無蓋的油桶，廣泛用于化工、冶金等生產(chǎn)領(lǐng)域中。其內(nèi)通常都裝有高溫液體或腐蝕性液體，搬運(yùn)困難，目前，敞口油桶的搬運(yùn)通常是油桶置于小平板推車上進(jìn)行搬運(yùn)的，工作很不可靠，往往會(huì)造成內(nèi)裝物濺出而傷人及浪費(fèi)原料等生產(chǎn)事故。現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的功能要求，采用液壓技術(shù)，研制了一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的敞口油桶搬運(yùn)機(jī)，，并已在江西星火化工廠投入使用，一年多生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐證明，該機(jī)構(gòu)操縱靈活、動(dòng)作準(zhǔn)確、性能可靠、生產(chǎn)效率高。
2 總體方案及工作原理
總體方案確定的依據(jù)：完成敞口油桶的搬運(yùn)，保證桶內(nèi)的高溫液體或腐蝕性
液體不往外濺出。既可以節(jié)約成本，而且不會(huì)造成桶內(nèi)裝物濺出而傷人及浪費(fèi)原
料等生產(chǎn)事故。
2.1總體設(shè)計(jì)條件
（1）擬定油桶直徑為Φ580mm，油桶高度1000mm;
（2）油桶及膠渣重量為200kg；
（3）膠渣溫度為180°到200°；
（4）運(yùn)輸距離為30m；
（5）工作可靠，操作方便，節(jié)約成本。
2.2液壓系統(tǒng)技術(shù)要求
（1） 擬定油桶夾緊后的直徑為Φ574mm，上升行程H不低于300mm。
（2） 液壓缸活塞桿頂升力F=3000Ｎ.
（3） 夾桿座管液壓缸內(nèi)彈簧最大彈力產(chǎn)生的壓強(qiáng)需要小于吊架對(duì)頂桿液 壓缸產(chǎn)生的壓強(qiáng)，以確保當(dāng)液壓缸內(nèi)壓強(qiáng)升高時(shí)，先克服彈簧的彈力，再克服吊架的重力。
（4） 最大腳踏力不超過300N。
2.3液壓系統(tǒng)工作要求
液壓系統(tǒng)動(dòng)作過程：
腳踩踏板，使液壓系統(tǒng)油壓上升→在比較小的壓強(qiáng)下，液壓油驅(qū)動(dòng)夾桿座管活塞桿，使彈簧受壓，夾桿座管活塞桿水平移動(dòng)→抱桶手臂在液壓系統(tǒng)的作用下夾緊油桶→由于手臂被導(dǎo)向鍵擋住，達(dá)到手臂夾緊油桶的極限位置→夾桿座管活塞桿停止運(yùn)動(dòng)→液壓系統(tǒng)的壓強(qiáng)繼續(xù)增大→當(dāng)壓強(qiáng)大到可以驅(qū)動(dòng)活塞桿帶動(dòng)整個(gè)吊架時(shí)→活塞桿帶動(dòng)座管機(jī)架上升→使手臂上升直到碰到油桶的上邊緣被擋住不能再上升→液壓系統(tǒng)油壓繼續(xù)增大→當(dāng)壓力大到可以驅(qū)動(dòng)活塞桿、吊架和油桶的總重量時(shí)→夾緊的油桶將提升，并到離地約250的高度→一定時(shí)長的保壓，使油桶高度保持不變→踩放油桿，釋放有壓力的液壓油→活塞桿緩慢下降，被夾緊的油桶緩慢達(dá)到地面→活塞桿繼續(xù)下降，直到吊架落到支撐的筋板上→手臂在彈簧的作用下緩慢張開→松掉放油桿。
2.4負(fù)載分析
（1）工作負(fù)載Fg
工作負(fù)載為油桶及其內(nèi)裝物重量，按2500N計(jì)算，即：Fg=2500N
（2）吊架、抱桶手臂、活塞桿重量
吊架、抱桶手臂、活塞桿重量按Fq=250N計(jì)算，即：
（3）摩擦阻力及其它因素阻力Ff
阻力及其它因素阻力按Ff=250N計(jì)算。
（4）總工作負(fù)載 F=3000N
2.5液壓系統(tǒng)原理圖的擬定
3 頂桿液壓缸設(shè)計(jì)與計(jì)算
3.1頂桿液壓缸內(nèi)缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算
液壓缸內(nèi)缸選用內(nèi)徑為Φ35mm，壁厚為3.5mm，長度為474mm的45號(hào)鋼的無縫液壓鋼管。
3.1.1頂桿液壓缸內(nèi)缸的校核
校核內(nèi)缸強(qiáng)度：
缸內(nèi)壓力
查表=100~110MPa
所以液壓缸內(nèi)缸強(qiáng)度符合要求。
3.1.2頂桿液壓缸內(nèi)缸的設(shè)計(jì)要求
（1）缸體的材料
液壓缸內(nèi)缸缸體用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB，
（2）缸體技術(shù)要求：
1）缸體內(nèi)徑采用H9配合。表面粗糙度：由于活塞采用橡膠密封圈密封， 為0.1~0.4μm。
2）缸體內(nèi)徑D的公差值按10級(jí)精度選取，圓柱度公差按8精度選取。
3）缸體端面T的垂直度公差值按7級(jí)精度選取。
（3）為保護(hù)液壓內(nèi)缸，限制活塞桿的行程，當(dāng)活塞桿達(dá)到極限行程后，壓力不超過極限壓力，在離內(nèi)缸頂部部65mm的缸壁上挖一個(gè)Φ5的通孔，那么當(dāng)活塞桿活塞運(yùn)動(dòng)到孔的上部時(shí)，液壓油會(huì)從孔泄到外缸。而且當(dāng)活塞的密封圈有液壓油泄漏時(shí)，液壓油也可以隨活塞桿的上升從小孔里流到外缸。
（4）為了更充分的是液壓缸簡單，所以在液壓內(nèi)缸上端車削螺紋，來連接缸蓋，從而固定外缸的位置，又達(dá)到了裝配簡單，維修方便的作用。
（5）液壓內(nèi)缸車削出了階梯形方便液壓內(nèi)缸的定位，液壓缸內(nèi)缸和底板采用角焊聯(lián)接。
3.2頂桿液壓缸活塞桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算
液壓缸的活塞桿選用直徑為Φ30mm，長度為540mm的45號(hào)鋼實(shí)桿
3.2.1頂桿液壓缸活塞桿的校核
（1）對(duì)活塞桿的進(jìn)行強(qiáng)度校核：
mm
所選的直徑符合要求。
（2）對(duì)活塞桿的穩(wěn)定性校核
活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，它所承受的力不能超過使他保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載。
因?yàn)?10d
所以要對(duì)活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性校核
由公式得:
其中，=20+30+396.5+513=959.5mm
--底板支撐的高度
--底板厚度
--液壓內(nèi)缸的有效高度
活塞桿升高高度
N
當(dāng)F是活塞桿是穩(wěn)定的 。
將式中的取4 ，所有N，又F=3000N
所以F,所以活塞桿穩(wěn)定。
3.2.2頂桿液壓缸活塞桿的設(shè)計(jì)要求
（1） 活塞桿端部采用銷軸聯(lián)接。
（2） 活塞桿端部的銷孔為Φ16。
（3） 活塞桿采用實(shí)心桿。
（4） 活塞桿材料采用45鋼。
（5） 活塞桿的技術(shù)要求
1） 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229~285HB。
2） 活塞桿d和d1的圓度公差值為10級(jí)精度。
3） 活塞桿d的圓柱度公差值為8級(jí)精度。
4） 活塞桿d對(duì)d1的徑向跳動(dòng)公差值為0.01mm。
5） 端面T的垂直度公差值為7級(jí)精度。
6） 活塞桿銷孔按11級(jí)精度加工。
7） 孔軸線與活塞桿軸線的垂直度公差值按6級(jí)精度選取。
8) 活塞桿上工作表面的粗糙度為Ra0.63。
9) 活塞桿和活塞采用H8/h7配合。
3.3頂桿液壓缸活塞的設(shè)計(jì)與計(jì)算
3.3.1頂桿液壓缸活塞桿的校核
活塞與活塞桿的連接計(jì)算：
由于活塞桿不受拉應(yīng)力，只受壓應(yīng)力，所以只需要計(jì)算活塞桿與活塞肩部表面的壓應(yīng)力
式中——活塞上的孔徑（m）
C——活塞上的孔的倒角尺寸（m）
0.002——活塞桿的倒角尺寸（m）
——活塞（或活塞桿）材料的許用壓應(yīng)力（Pa），取72MPa。
所以強(qiáng)度是足夠的。
3.3.2頂桿液壓缸活塞的設(shè)計(jì)要求
（1） 活塞的材料
活塞用耐磨鑄鐵，MT-4。
（2） 活塞的技術(shù)要求
1） 活塞外徑D對(duì)內(nèi)孔D1的徑向跳動(dòng)公差值，按8級(jí)精度選取。
2） Dd斷面T對(duì)內(nèi)孔D1軸線的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。
3） 外徑D的圓柱度公差值，按10級(jí)精度選取。
（3） 活塞和活塞桿的聯(lián)接方式用軸用彈性擋圈固定，軸用彈性擋圈為GB894.2-86,軸徑d0=20mm。因?yàn)榛钊皇艿较蛏系囊簤河偷淖饔茫@時(shí)軸用彈性擋圈幾乎沒有受力，而活塞桿向下運(yùn)動(dòng)是靠吊架和活塞桿的自重下降的，所以軸用彈性擋圈還是幾乎沒受力。那么用軸用彈性擋圈來聯(lián)接活塞和活塞桿就沒有問題了。
（4） 為了防止液壓油從活塞和活塞桿之間的孔軸配合處泄漏，所以在活塞桿下部裝活塞的軸上開一個(gè)小槽用來放O型圈。這樣液壓油就不會(huì)泄露。裝配的時(shí)候由于放了O型圈所以會(huì)突出來，為了不損壞O型圈，在活塞孔內(nèi)涂些黃油，這樣就能很順利的裝上了。
（5） 活塞與缸體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，又需要時(shí)液壓缸兩腔之間不漏油，所以采用YX型密封圈進(jìn)行密封。YX型密封圈的型號(hào)為： YX型密封圈D50聚氨酯-4 JB/ZQ4264-86。
3.4頂桿液壓缸導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)
（1） 導(dǎo)向套選用ZG45鑄鋼。
（2） 導(dǎo)向套內(nèi)徑配合取H8/f9。表面粗糙度為Ra0.63~1.25.
（3） 活塞桿的防塵結(jié)構(gòu)中，采用J型防塵圈，型號(hào)：的A型防塵圈。
3.5頂桿液壓缸小柱塞缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算
選用內(nèi)徑為Φ40mm的棒料，材料為45鋼。底部車削出M24×1.5,長為12的螺紋。緊接著螺紋的地方做一個(gè)六角螺母的外形，方便用扳手?jǐn)Q上螺紋。其余外徑為Φ30mm。小活塞缸內(nèi)徑為Φ16mm外徑為Φ30mm。
3.5.1頂桿液壓缸小柱塞缸的校核
校核小活塞缸的強(qiáng)度
缸內(nèi)壓力和液壓缸外缸的壓力相同所以
計(jì)算最小處的應(yīng)力，最危險(xiǎn)處在螺紋的退刀槽處
查表=100~110MPa
所以液壓缸內(nèi)缸強(qiáng)度符合要求。
3.5.2頂桿液壓缸內(nèi)缸的設(shè)計(jì)要求
（1）缸體的材料
液壓缸內(nèi)缸缸體用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB，
（2）缸體技術(shù)要求：
1）缸體內(nèi)徑采用H9配合。表面粗糙度：由于活塞采用橡膠密封圈密封， 為0.1~0.4μm。
2）缸體內(nèi)徑D的公差值按10級(jí)精度選取，圓柱度公差按8精度選取。
3）缸體端面T的垂直度公差值按7級(jí)精度選取。
3.6 頂桿液壓缸小柱塞桿
小活塞桿選用直徑為Φ16mm，長度為120mm的45號(hào)鋼棒料。
3.6.1頂桿液壓缸小柱塞桿的校核
對(duì)活塞桿的進(jìn)行強(qiáng)度校核：
受力F1=
mm
所選直徑符合要求。
對(duì)活塞桿的穩(wěn)定性校核：
活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，它所承受的力不能超過使他保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載。
因?yàn)?10d
所以不要對(duì)小活塞進(jìn)行穩(wěn)定性校核，小活塞是穩(wěn)定的。
3.6.2頂桿液壓缸小柱塞桿的設(shè)計(jì)要求
（1）外徑D的圓柱度公差值，按10級(jí)精度選取。
（2）活塞外徑D對(duì)內(nèi)孔D1的徑向跳動(dòng)公差值，按8級(jí)精度選取。
3.7銷軸、耳環(huán)的聯(lián)接計(jì)算
3.7.1活塞桿端部的連接計(jì)算
1）銷軸的聯(lián)接計(jì)算：
銷軸通常是受雙面受剪，其直徑d應(yīng)按下式計(jì)算
式中d——銷軸直徑（m）
F——液壓缸輸出最大推力（N）
——取=70MPa
mm
遠(yuǎn)大于銷軸的直徑，所以符合要求。
2）耳環(huán)的聯(lián)接計(jì)算：
耳環(huán)寬度為EW=
式中d——銷軸的直徑（m）
EW——耳環(huán)的寬度
——耳環(huán)材料的需用壓應(yīng)力（Pa），通常取=0.25
——耳環(huán)材料的抗拉強(qiáng)度。Q235取400MPa
EW==mm
所用的推力板上耳環(huán)遠(yuǎn)大于所需寬度，符合要求。
3.7.2底板支撐耳環(huán)和機(jī)架聯(lián)接計(jì)部分計(jì)算
1）銷軸通常是受雙面受剪，其直徑d應(yīng)按下式計(jì)算
式中d——銷軸直徑（m）
F——液壓缸輸出最大推力（N）
——取=70MPa
mm
遠(yuǎn)大于銷軸的直徑，所以符合要求。
2)耳環(huán)的聯(lián)接計(jì)算：
耳環(huán)寬度為EW=
式中d——銷軸的直徑（m）
EW——耳環(huán)的寬度
——耳環(huán)材料的需用壓應(yīng)力（Pa），通常取=0.25
——耳環(huán)材料的抗拉強(qiáng)度。Q235取400MPa
EW==mm
所用底板支撐耳環(huán)遠(yuǎn)大于所需寬度，符合要求。
3.8頂桿液壓缸底板的設(shè)計(jì)和計(jì)算
底板選用的是長220mm寬120mm 厚35mm的鋼板。
3.8.1頂桿液壓缸底板的計(jì)算
校核底板的厚度
平行缸底，缸底有油孔時(shí)：采用公式計(jì)算缸底的最小厚度。
——缸底油孔直徑
——試驗(yàn)壓力，（工作壓力P16MPa，=1.5P）
D——缸的內(nèi)徑
=，取=598MPa，n=5。
所以m
實(shí)際厚度為0.35m，所以厚度是足夠的。
3.8.2頂桿液壓缸底板的設(shè)計(jì)要求
由于采用的是簡易的靠人力驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)，所以將單向閥，和放油機(jī)構(gòu)做在底板上。
考慮到加工問題和加工的步驟：將底板的孔做成如下分布：
（1）鉆孔的方法和要求
鉆深孔1的方法：先將要鉆的孔的中心線訂好，從下端開始鉆一個(gè)Φ8.6長為75mm的孔，因?yàn)殂@頭頭部為為120°，所有在鉆Φ6的小孔時(shí)就比較簡單，定位也比較方便，鉆好之后即可擴(kuò)上下兩孔。
鉆深孔2的方法：因?yàn)檫@個(gè)孔是要做成一個(gè)出油的孔，所以先鉆外缸的出油孔（垂直與視圖平面的方向）來方便定位孔2的深度和精確度，將孔2的中心線畫好按鉆深孔1的方法鉆孔，擴(kuò)孔，絞螺紋孔。
再鉆深孔3，孔3的的鉆孔和孔1的方法相似，先鉆大孔再鉆小孔，再擴(kuò)孔，絞螺紋孔。
深孔4比較長，所以要在兩頭鉆，但是對(duì)4孔的要求不高，誤差不要過大即可。深孔4在裝配完后一端要封起來。選用一小段鋼棒放深孔，然后再焊接密封。使其在有壓力的情況下不發(fā)生泄漏。
（2）在深孔放鋼珠的部位的要求
鉆好孔后在3個(gè)要放鋼珠的部位，用淬硬的90°的剛沖，手工對(duì)120°的錐面沖打，使放入鋼珠后不會(huì)漏油，起到密封的作用。
3.8.3頂桿液壓缸底板鋼珠部分的裝配
在孔一中放置彈簧，使彈簧能壓緊鋼珠，應(yīng)為這個(gè)部位起到的是放油作用，而且是用梯形螺紋來起傳動(dòng)作用，傳動(dòng)力量比較大，而放油部分比較重要，所以彈簧可以多使用幾圈，來達(dá)到一個(gè)比較大的壓力，以確保卸油部分不會(huì)失效。彈簧是一端頂在鋼珠上另，一端套在自制的管接頭里。
孔2放鋼珠部分也像孔1處一樣處理，但是彈簧不用使用過長的，因?yàn)檫@個(gè)孔是吸油孔，在活塞提起時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)吸力，為了確保油能順利從孔中流出，所以彈簧力不宜過大，即圈數(shù)不宜過多。只要能密封住即可。彈簧是一端頂在鋼珠上，另一端安放在內(nèi)六角螺釘上。內(nèi)六角螺釘?shù)穆菁y的前端部份需要經(jīng)過車削，車削得比彈簧的內(nèi)徑少小一點(diǎn)，直徑定為5mm，車削長度為5mm。
孔3放鋼珠部分也按照孔1放鋼珠部分一樣處理，但是這里的彈簧可以多使用幾圈，因?yàn)榇颂幨艿氖菈毫?，產(chǎn)生的液壓油壓力比較大。多用幾圈彈簧可以確保密封性。彈簧是一端頂在鋼珠上，另一端安放在內(nèi)六角螺釘上。內(nèi)六角螺釘?shù)穆菁y的前端部份需要經(jīng)過車削，車削得比彈簧的內(nèi)徑少小一點(diǎn)，直徑定為5mm，車削長度為5mm。
3.8.4頂桿液壓缸底板卸油部分的裝配和工作原理
在深孔1的段部已經(jīng)開好了和放油套的外徑相同的圓孔，將放油套放入配合圓孔中，使定位的臺(tái)階與底板側(cè)面接觸。然后再焊接密封。使其在有壓力的情況下不發(fā)生泄漏。
放油螺桿的裝配需要注意是在裝完底板深孔1后才裝的。將放油螺桿的端部放入配套的圓銷，螺桿采用的是左螺紋。所以需要反轉(zhuǎn)擰入。當(dāng)擰入感覺到有些許阻力時(shí)，說明圓銷已經(jīng)碰到了鋼珠。這是再轉(zhuǎn)出來1/4圈，將放油套蓋擰上。再將踏腳部分裝配上去。需要注意的是裝配的時(shí)候不是水平的裝。而是和水平成60°左右。這樣踩下去的時(shí)候就能放油了。為了使踏腳部分自動(dòng)彈起。在踏腳桿上焊接一個(gè)小螺絲。掛彈簧，另一端掛在外缸上。
3.8.5頂桿液壓缸底板小活塞部分的裝配
活塞缸筒用螺紋連接到一個(gè)圓螺母。底板有一個(gè)和圓螺母外徑相同的凹臺(tái)，圓螺母是焊接到底板上的，所以就可以使活塞缸筒和底板聯(lián)接。
在離底板150mm的液壓外缸筒壁上焊接了槽鋼支點(diǎn)架，用來安裝使活塞桿運(yùn)動(dòng)的踏腳杠桿。要注意不能偏離中心平面太大了。
活塞桿的行程是由槽鋼支點(diǎn)架上焊接的方形塊限制的?；钊麠U的上端有銷孔，將彈簧和彈簧座壓到活塞桿的銷孔下，放入一根圓柱銷，活塞桿由于彈簧的彈力而頂起，但是活塞桿上部有滾輪和杠桿，杠桿只能移動(dòng)23°，即活塞桿彈起約有60mm左右。
彈簧選用的是d=4.0mm 中徑d2=50mm的彈簧 節(jié)距為19.6mm。
彈的最小內(nèi)徑要比活塞缸筒的最大外徑大，所有彈簧的下端是落在底板上的，上部被彈簧座擋住。
支點(diǎn)到活塞桿與滾輪的接觸點(diǎn)的水平距離為72mm，而杠桿的有效距離為273mm。
那么力F1=
加上不大的彈簧的彈力，中的腳踏力要比預(yù)設(shè)的腳踏力要小。
3.8.6頂桿液壓缸底板其他部分的裝配
（1）自制的管件接頭直接裝在孔里焊接即可。
（2）液壓缸內(nèi)缸和底板采用角焊聯(lián)接。
（3）液壓外缸的固定是由液壓內(nèi)缸的上端部車削出了外螺紋，用來聯(lián)接液壓缸缸蓋，液壓缸蓋壓住外缸環(huán)形蓋板，而外缸環(huán)形蓋板是焊接在外缸上的。所以當(dāng)液壓缸缸蓋壓緊外缸環(huán)形蓋板時(shí)，外缸就會(huì)被緊緊的壓在底板板的凹槽里。而且為了密封，外缸環(huán)形蓋板開了槽用來放O型圈，使液壓缸缸蓋壓住O型圈來防止油從螺紋處泄露出來。和液壓缸外缸底部配合的凹槽里也放了O型圈來防止液壓油的泄漏。
支撐耳環(huán)的焊接部位如圖：
4 夾桿座管液壓缸設(shè)計(jì)與計(jì)算
4.1夾桿座管液壓缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
選用外徑為57mm，內(nèi)徑為45mm的液壓缸筒，長度為624mm。通過和頂桿活塞缸對(duì)比可知，液壓缸的強(qiáng)度是足夠的。不會(huì)引起失效。
夾桿座管液壓缸是組裝在吊架上，用來夾緊油桶的?，F(xiàn)在計(jì)算手臂需要張開多大才能使油桶進(jìn)入到手臂內(nèi)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，油桶的直徑為580mm，根據(jù)如下示意圖來計(jì)算手臂的行程。
可以看出手臂最少要多張開約34mm，為了保險(xiǎn)起見設(shè)夾桿座管的活塞運(yùn)動(dòng)行程為80mm，那么夾桿座管的活塞桿在不工作位置，即張開的時(shí)候，油桶能進(jìn)入手臂中不會(huì)卡住。
（1）夾桿座管缸體的材料
液壓缸內(nèi)缸缸體用20號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB，
（2）夾桿座管缸體技術(shù)要求：
1）缸體內(nèi)徑采用H9配合。表面粗糙度：由于活塞采用橡膠密封圈密封，為0.1~0.4μm。
2）缸體內(nèi)徑D的公差值按10級(jí)精度選取，圓柱度公差按8精度選取。
3）缸體端面T的垂直度公差值按7級(jí)精度選取。
（3）為限制活塞桿的行程，當(dāng)活塞桿達(dá)到行程后，導(dǎo)向銷會(huì)抵住活塞桿，使其不能再向里移動(dòng)。而且在非工作位置時(shí)活塞桿里面有彈簧作用使活塞桿張開，為限制活塞桿的移動(dòng)，在夾桿座管液壓缸缸蓋上做了突出的部分來限制手臂的張開度。
（4）為了更充分的是液壓缸簡單，所以在液壓內(nèi)缸兩端車削內(nèi)螺紋，來連接缸蓋。
（5）液壓缸在安裝部位的下部車削出了孔，用來焊機(jī)上自制的管接頭。
4.2夾桿座管活塞桿的設(shè)計(jì)
（1）活塞桿材料采用45鋼。
（2）活塞桿直接開一個(gè)裝孔用的Y型密封圈用來做活塞部分。
（3）活塞桿端部車有28的孔，用來裝配彈簧。并開有鍵槽，用來固定手臂。而且安裝后用螺母鎖緊。
（4）活塞桿的技術(shù)要求
1）活塞桿活塞部分外徑對(duì)桿部外徑的徑向跳動(dòng)公差值，按8級(jí)精度選取。
2）外徑D的圓柱度公差值，按10級(jí)精度選取。
3）活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229~285HB。
4）活塞桿d和d1的圓度公差值為10級(jí)精度。
5）活塞桿d的圓柱度公差值為8級(jí)精度。
6）活塞桿d對(duì)d1的徑向跳動(dòng)公差值為0.01mm。
7）端面T的垂直度公差值為7級(jí)精度。
8）活塞桿上工作表面的粗糙度為Ra0.63。
4.3夾桿座管液壓缸缸缸蓋
（1）選用ZG45鑄鋼。
（2）內(nèi)徑配合取H8/f9。表面粗糙度為Ra0.63~1.25.
（3）缸蓋里面開了槽可以放置防塵圈和軸用Y型圈。為防止液壓油從螺紋處滲透出去，在缸筒兩邊進(jìn)行倒角，來放置O型圈。在缸蓋的斷面有4個(gè)螺絲孔，可以裝螺絲。目的就是方便將缸蓋擰緊。使液壓油布會(huì)泄露。
5 焊接部分的要求
5.1 焊接的定義
焊接是將需要連接的零件在連接部分加熱到融化或半融化狀態(tài)后，用壓力使其連接起來，或在其間加入其他融化狀態(tài)的金屬，使他們冷卻后連成一體，因此焊接是一種不可拆卸焊接。
5.2焊接用的氣體
（a）: 助燃?xì)怏w（氧氣）
（b）: 可燃?xì)怏w（乙炔）
（c）: 保護(hù)氣體（氬氣、二氧化碳、混合氣體）
5.3焊條的選用
查表根據(jù)《使用焊工讀本》表4-3可知選用E4303或E5003焊條，因?yàn)樗幤ぶ泻?0%的氧化鈦和20%以下的鈣或鎂碳酸鹽礦，熔渣流動(dòng)性良好，脫渣容易，電弧穩(wěn)定，熔深適中，飛濺少，焊波整齊，使用全范圍焊接。
5.4 焊前預(yù)熱的目的
含碳量較高的碳鋼以及低合金高強(qiáng)度鋼，在焊接過程中或焊接后，由于冷卻速度過高會(huì)產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致出現(xiàn)冷裂紋，焊前預(yù)熱的目的是減緩焊接接頭的冷卻速度，適當(dāng)延長從800℃-500℃的冷卻時(shí)間（預(yù)熱溫度越高，冷卻時(shí)間越長），從而避免或減小產(chǎn)生淬硬組織，減小了焊接應(yīng)力，有利于氫的逸出，有利于防止冷裂紋的出現(xiàn)。
5.5 焊蕊
焊條中藥皮包覆的金屬叫焊蕊，焊條的直接系列是指焊條的蕊棒系列。
5.6 藥皮
壓深在焊蕊表面上的深涂料層叫藥皮。涂料系列由各種氧化物、碳酸鹽、
氟化物、硅酸鹽、鐵合金、有機(jī)物、金屬粉末。按一定的比例配制而成，藥皮的主要作用是造氣，造渣，脫氧，合金化，粘接成形等。焊接的質(zhì)量與藥皮的成分和配比密切相關(guān)。
5.7焊接采用電流
焊條夾在絕緣的焊槍上，通過電纜連到與使用的直流或交流的電焊機(jī)相連接，因?yàn)樗唵吻覍?duì)焊接電流在工作上產(chǎn)生的磁場所引起的電弧偏吹不太敏感，然而有些焊條（高合金鋼、有色金屬）不適用于交流焊，焊接的電流的電壓一般約為60v，但起弧后工件和焊條之間的電壓為20-35v，當(dāng)在潮濕的環(huán)境中焊接時(shí)，采取的附加安全措施是在裝一降壓裝置熄弧時(shí)自動(dòng)降壓。
5.8 焊接根據(jù)鋼的分來可以分為不同的焊接:
5.8.1低碳鋼（含碳量<0.25）
特點(diǎn)：（1）含碳及合金元素少，可焊性好
（2）產(chǎn)生裂紋、氣孔傾向小
焊接：（1）工作焊前一般不預(yù)熱，寒冷地區(qū)或工件剛性較大時(shí)，可適當(dāng)預(yù)熱150°左右
5.8.2中碳鋼（含碳量0.26%-0.6%）
特點(diǎn)：（1）含碳量比低碳鋼高，強(qiáng)度也比較高
（2）熱影響區(qū)易產(chǎn)生低塑性淬硬組織
（3）易產(chǎn)生裂紋
焊接：（1）選用抗裂性能較高的焊條焊接
（2）工件焊前預(yù)熱
35號(hào)鋼-45號(hào)鋼，預(yù)熱150°-250°
含碳量再高，或厚度、剛性大，可預(yù)熱到250°- 400°
預(yù)熱范圍：坡口兩側(cè)150°-200°
（3）采用小直徑焊條和較小電流焊接
5.8.3高碳鋼（含碳量>0.6%）
特點(diǎn)：（1）含碳量高（>0.6%），可焊性差
（2）裂縫傾向達(dá)
（3）淬火性能敏感，在熱影響區(qū)易形成馬氏體組織的脆性硬化區(qū)域
焊接：（1）選用高強(qiáng)度低合金鋼焊條，降低焊縫含碳量
（2）焊條用前按規(guī)定烘干，降低含氫量
（3）工件焊前預(yù)熱300°-500°
（4）采用小直徑焊條和較小電流焊接
（5）焊后，焊件應(yīng)進(jìn)行600°-700°回火處理
致 謝
經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我覺得自己學(xué)到了不少東西。歸納起來，主要有以下幾點(diǎn)：
1.大學(xué)四年的時(shí)間都是在學(xué)習(xí)機(jī)械理論基礎(chǔ)知識(shí)，并未真正的應(yīng)用和實(shí)踐。平時(shí)很少接觸設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工。但是在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在吳瑞梅老師的帶領(lǐng)下
做畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我體會(huì)到所學(xué)理論知識(shí)的重要性，知識(shí)掌握得越多，設(shè)計(jì)就得更全面、更順利、更好。
2.了解進(jìn)行一向設(shè)計(jì)必不可少的幾個(gè)階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠從理論設(shè)計(jì)和過程實(shí)踐相結(jié)合、鞏固基礎(chǔ)知識(shí)與培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)相結(jié)合、個(gè)人作用和集體協(xié)作相結(jié)合等方面全面培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)。我經(jīng)過這次系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，熟悉了機(jī)械產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)。這些對(duì)我在將來的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中都會(huì)有很大的幫助和啟發(fā)。
3.學(xué)會(huì)了怎樣查閱資料和利用工具書。平時(shí)課堂上所學(xué)習(xí)的知識(shí)不夠全面，作為機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，由于專業(yè)特點(diǎn)自己自己更要積極查閱資料吸取別人在設(shè)計(jì)、加工中的寶貴經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)人不可能什么都學(xué)過，什么都懂，因此，當(dāng)你在設(shè)計(jì)過程需要用一些不曾學(xué)過的東西時(shí)，就需要要有針對(duì)性的查閱資料，然后加以吸取利用，以提高自己的應(yīng)用的能力，而且還能增長自己的見識(shí)，補(bǔ)充最新專業(yè)知識(shí)。
4.畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)以前學(xué)過的理論知識(shí)起到了回顧作用，并對(duì)其加以進(jìn)一步的消化和鞏固。
5.畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神以及相對(duì)應(yīng)的工程意識(shí)，同學(xué)之間友誼互助也充分的在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中體現(xiàn)出來了。
在這里，我要感謝我的指導(dǎo)老師，他給了我許多幫助。我還要感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中所有給我真誠幫助的老師和同學(xué)。
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19
編 號(hào) 20050384
江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)材料
題 目
敞口油桶搬運(yùn)車—液壓系統(tǒng)
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
學(xué)生姓名
材 料 目 錄
序號(hào)
附 件 名 稱
數(shù)量
備注
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
1
2
畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙
27
3
設(shè)計(jì)任務(wù)書
1
二〇〇九年五月
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