机械课程设计-轴系振动试验台伺服液压缸的设计（全套图纸）

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1、目录1.概述-2-2.工况分析-4-2.2主要技术参数-5-3.液压缸的设计计算-5-3.1缸体的设计计算-5-3.2缸盖的设计计算-8-3.3活塞的设计计算-8-3.4法兰的设计-11-4.液压缸的结构分析-12-4.1传感器的选型-12-4.2位移传感器座的设计-13-4.3磁环套座的设计-14-4.4伺服阀的选择-15-4.5液压辅件密封件的选用-17-4.6液压缸主要零件的材料-23-5.总结-24--25-轴系振动试验台伺服液压缸1.概述伺服液压缸又称伺服缸，是电液伺服系统中的液压执行元件，通过它将液压能转换

2、成机械能。全套图纸，加伺服液压缸总是和电液伺服阀、反馈传感器组成一体，成为一个独立产品，应用在电液力、电液压力、电液位置以及电液速度伺服系统中。如下图所示，是一些液压伺服缸产品。-25-伺服液压缸的主要零件有活塞缸杆、下端盖、上端盖、缸体、底座等。这些零件外形基本上和普通液压缸的同类零件相似，其计算方法也基本相同。由-25-于伺服液压缸是工作在电液伺服系统的闭环回路中，是回路中一个关键环节，其性能指标直接影响系统的精度和动、静态品质。每一个电液伺服系统动静态指标、工况、控制对象等功能都不相同，所以伺服液压缸的性能参数、

3、外形结构、安装连接形式随伺服系统的性能指标、功能、工况、以及所选用的伺服阀、反馈传感器的型号而定，是非标准产品，用户要以非标准产品形式委托专业厂家单独设计制造，双方要签订技术协议，制造厂家要以此制定专用技术条件，设计产品图样，进行出厂试验。伺服液压缸的分类按运动方式（1）直接往复式伺服液压缸。（2）旋转往复式伺服摆动缸。按在系统中的作用（1）位置伺服液压缸——在电液位置伺服系统中去控制被控对象的位置，所装反馈传感器是位置传感器。（2）力伺服液压缸——在电液力（压力）伺服系统中给被控制对象施加载荷，所装反馈传感器是负载传

4、感器（如拉压力传感器，压力传感器）。按活塞杆结构形式（1）单向活塞杆伺服液压缸——活塞两边有效工作面积是不对称的，运动速度、输出力两边是不对称的。（2）双向活塞杆伺服液压缸——活塞两边有效工作面积相同，运动速度、输出力对称。按支承活塞杆的方式（1）接触式摩擦副支承的伺服液压缸——活塞与缸筒、活塞杆与端盖之间的密封圈采用胶圈压缩密封，用低摩擦密封件组成摩擦副支承活塞杆，常用的伺服液压缸都属此类。(2)非接触式的静压支承的伺服液压缸——活塞与缸筒、活塞与端盖之间的密封应用间隙密封与静压支承的原理，组成非接触式无摩擦副的静压

5、支承，这类伺服缸常用于高响应的伺服液压系统，属高性能高响应伺服液压缸-25-2.工况分析2.1功能分析轴系振动试验台伺服液压缸要完成活塞杆高频伸缩的功能，最大输出推力要求达到68KN，最大拉力要求达到40KN，在活塞杆运动过程中传感器随时测试活塞杆的位置反馈到伺服阀进行伺服控制，上下震动频率为2HZ。伺服液压缸的作用在于模拟振动。对于2100kg的负载，频率2HZ的震动就要求液压缸换向速度快，也就对伺服阀有很高的要求，伺服阀必须响应速度很快。所涉及的轴系振动试验台伺服液压缸为双作用单杆活塞缸，采用缸底法兰固定，内置位移

6、传感器；具有内摩擦力及内泄漏量小、无外泄漏以及使用寿命长等特点。其实际工作环境如下图此伺服液压缸位于弹簧连接的两底板之间。-25-2.2主要技术参数（1）液压缸额定压力：16MPa；（2）最大推力：F1=68KN，最大拉力F2=40KN；（3）液压缸负载质量：2100kg；（4）工作行程：±5mm,液压缸活塞完全伸出时的高度：300mm；（5）液压缸的最大速度：0.063m/s；（6）伺服液压缸活塞杆上下运行频率：2HZ；3.液压缸的设计计算液压缸缸体均采用45钢，并应调质到241～286HBW。缸体毛坯采用锻钢。缸体

7、内径采用H8、H9配合,但是活塞上的导向环要求的缸筒内径配合为H10，O型密封圈要求的缸体内径配合为H8，为减少内泄漏量，缸体内径采用H8配合；由于缸盖上的氟橡胶O型密封圈要求的缸体内径表面粗糙度为0.8μm、活塞上孔用阶梯密封圈和导向环要求的缸体内径表面粗糙度为0.4μm，为提高工艺性，缸体内径表面粗糙度Ra为0.4μm并需要珩磨。3.1缸体的设计计算1）缸筒内径D根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算液压缸的内径D为-25-………………………3-1式中—液压缸推力，N；—往返速比，在设计液压系统时给定；—液压缸的机

8、械效率，一般取=9.5；—选定的工作压力，MPa。取=2，则计算出D=106.7mm。2）液压缸壁厚的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。且选45号钢为缸筒材料。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。本设计按照薄壁圆