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届本科生毕业设计（论文）课题名称全气动高压注油机及其油脂泵的设计专业机械设计制造及其自动化专业方向机电一体化班级学号学生姓名指导教师教研室机械电子应用技术学院机械与自动化工程学院全气动高压注油机及其油脂泵的设计摘要:注油机主要运用于隧道、矿山、冶金起重运输类的轴承及其他摩擦部位的润滑油加注。目前大多数注油机的主要特点是手动或电动控制效率均不高且手动注油机劳动强度大使用有局限性出油压力不高。国内对全气动高压注油机的研究较少大多需要国外进口价格昂贵。本毕业设计的题目是气动注油机及控制系统的设计。是为满足隧道工程的需要为隧道工程机械润滑而设计的注油机。设计正文气动注油机部分为总体方案选择、油脂泵的设计及控制实现方案、驱动气缸的设计三大部分注油机的设计在前期已经基本研究成功已经投入生产。但是原来的注油机使用的是电控制在隧道这种比较潮湿的环境中容易发生机器的故障及工作人员的人身安全问题。所以在原来的设计上加以改进运用气动传动的优点提高机器的适应性和可靠性。气动注油机因以空气作为动力源较易取得用后的空气可直接排入大气中处理方便与液压相比不必设置回收油的油箱与管道污染少较能体现现在的环保概念。有因空气的黏度很少其损失也很小所以便于集中供气实远距离传送这对于像隧道工程这样的地下操作是很方便的。气压传动的环境适应性好特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动严重的恶劣工作环境中比如这次的隧道工程。而且考虑到这次课题的设计要求注油机的排量是：往复一次连续排油ml行程为mm注油压力为MPa其注油量较高。由于干油黏度很高不易吸压所以其工作频率不能很高故综合考虑这些因素本次设计的总体方案采用气动控制。关键词：全气动注油机高压连续且流、排量可调ThepneumatichighpressurenoteoilmmdesignofthemachineGeneralInformationDesign:Oilingmachineismainlyusedintunnel,mining,metallurgy,materialshandlingclassesandotherfrictionbearingpartsoftheoilfillingMostcurrentnoteoilmachinemaincharacteristicisamanualorelectriccontrol,efficiencyarenothigh,andthemanuallaborintensitynoteoilmachine,usinghaslimitations,theoilpressureisnothighTothepneumatichighpressureinjectiondomesticoilfeederresearchless,mostlyneedforeignimports,thepriceishighThegraduationprojectisthesubjectofairoilingmachineandcontrolsystemdesignShanghaiTunnelEngineeringistomeettheneedsoflubricationforthetunnelprojectdesignedoilingmachineDesigntextpneumaticnoteoilmachinepartsforoverallplanselection,greasepumpdesignandcontrolimplementationscheme,drivingcylinderdesignthreesectionsPneumaticnoteoilmachineforairaspowersupply,easilyobtained,withtheairaftercanbedirectlyintotheatmosphere,comparedwithconvenient,handlingofhydraulicoiltanknotsettingrecoverylesscontaminationwithpipe,canreflectnow,withtheenvironmentalprotectionconceptTheviscosityforair,thelossisrarelyfacilitatesconcentrationwassmall,sothesupply,reallongdistancetransmission,thisforliketunnelprojectsuchanundergroundoperationisveryconvenientPneumatictransmissiongoodadaptabilitytotheenvironment,especiallyininflammable,explosive,dusty,strongmagnetic,radiation,vibrationseriousodiouslyworkingenvironment,suchasthetunnelprojectAndconsideringthetopicdesignrequirements,noteoilmachineemissionsis:acontinuousml,reciprocatingmmtripforthesoot,notetheoilpressureforMPa,itsnoteoilamountishigherBecauseoilviscosityisveryhigh,donoteasyabsorptionofpressure,soitsworkingfrequency,itcanhighconsideringthesefactors,thedesignschemeofadoptpneumaticcontrolKeywords:allthepneumaticnoteoilmachine,highpressure,flow,displacementisadjustable目录绪论研究目的及其意义注油机的分类发展趋势注油机的介绍手动液压注油机电动黄油注油机液压润滑脂注油机矿车轮注油机气动干油泵注油机总体分析油脂泵的设计总体方案的确定活塞杆的设计计算油脂泵缸筒壁厚的设计活塞的设计计算缸盖的连接螺栓的设计密封的设计增压盘的设计定压安全阀的设计气动控制系统的设计方案的比较及分析控制系统的方案确定驱动气缸的设计缸筒壁厚的设计活塞杆的设计活塞杆的初步选择活塞杆计算活塞杆强度校核耗气量的计算气缸进排气口直径的计算缸筒与缸盖的连接设计密封的设计升降气缸的设计缸筒内径的设计缸筒壁厚的设计活塞杆的设计初选活塞杆规格计算LD稳定性校核计算细长杆比确定系数m校核活塞杆耗气量的计算气缸进排气口直径的计算密封的设计注油机总体设计设计小结特别致谢参考资料绪论研究目的及其意义注油机目前主要用于重型矿山机械行业。重型矿山机械大致包含了采矿冶炼轧制锻压润滑和液压等几大类设备是我国国民经济的基础工业也是我国机械工业的基础部门。随着工业现代化进程的不断深入用于隧道、矿山、石油开采、汽车拖拉机制造等行业的大型干油注油机的需求越来越大。目前我国的注油机发展与国外先进水平相比尚有较大的差距。其中主要原因是成套设备和控制水平低。油脂被广泛运用于轴承等运动部件的润滑。通常在注油前先要把油脂融化后才能加入到注油机的注油泵里导致注油工作比较繁琐。而且国内生产的注油机由于通常注油阻力大而现在市场上的注油机注油压力低流量比较小在注油时导致油脂无法充分的灌注到摩擦部件当中导致这些重要部件磨损还是比较厉害。国外的注油机却解决了压力低流量无法控制等问题。但是直接进口价格过于昂贵不太适合中小型企业的作业需求。因此此次所毕业设计所要设计的注油机不但要求在功能上超过以往国内所常用的注油机使其在真正使用时达到高效省时。同时在设计成本上力求用廉的价格做出满足普通企业所需要的机器。注油机的种类按照驱动方式分为：（）、手动注油机：以人力作为动力靠对杠杆施加压力通过千斤顶等一系列的机械系统对人工施加的压力进行放大处理从而达到MPa左右的压力。（）、通过电动机作为动力电动机的马达旋转通过机械结构的转换变成直线式传动从而把油脂挤出去。输出压力达到Mpa～Mpa。（）、液压注油机：通过液压缸提供压力把油脂挤压出机械装置。增加啊了油脂的出油量速度和其稳定性都大大提高压力可以达到Mpa左右。（）、气动注油机：通过气缸提供压力把油脂挤压出去。其出油量可以调整行程也可以调整动作灵敏效率有很大的提高。压力可以达到Mpa左右。发展趋势我国国内自发生产的注油机在慢慢的发展起来在技术上也渐渐趋于成熟。但是与国外先进的制造水平来相比还是有较大的差距。主要由于成套设备和控制水平低才导致这样一个局面。（）、由于生产环境的不同为了适应不同的工作环境。生产厂家所生产的注油机在性能可靠性及使用寿命都有了很大的发展与改进。（）、为了方便运输及在狭窄工作环境中工作注油机又小型化的方向改变。（）、直接从国外进口注油机不仅价格昂贵大大增加了生产成本。所以国内的生产厂家学习国外先进生产技术改进自己设备性能使注油机逐渐变成国产化。（）、随着人的环保及安全意识增加机器的使用安全和对环境污染两方面因素也被越来越看重。注油机的介绍及其工作原理手动液压注油机图手动液压注油机原理图千斤顶压力表活塞标尺油缸上盖储油缸手动开关工作原理（如图）：右边的活塞上升时活塞内压力下降单向阀打开单向阀关闭活塞进油。当右边的活塞下压时单向阀关闭单向阀打开油液传送到左边的活塞内。通过缸体内的油液传动可将压力传递到左边的活塞上从而将活塞顶起。完成注油的工作。当截止阀被打开油液便会从油缸中流到油箱。图手动液压注油机机械结构图胶轮小车压力表标尺活塞储油缸、手动开关锥形上盖输油软管出油嘴液压千斤顶机械结构：手动液压注油机机架部分（如图）:为胶轮小车使用这样一个可动机架的目的在于希望此注油机能够在狭窄的矿道内或者润滑部位较多而且相距较远的工作情况下可以方便的移动。手动注油机的驱动部分（如图）：为液压千斤顶千斤顶在现在的工业当中用的比较多所以其技术发展比较成熟。但是由于依靠人力来工作靠杠杆的压力比来施加压力。所以注油机的输出压力不会很高。手动注油机的油脂泵部分（如图）：为储油缸由于没有安全阀当注油大于需要压力时油脂无法回流。而且每次注油完毕或者储油缸内油脂用完时只能先融化油脂再对其加注故注油工作繁琐。优点：（）、由于是运用手推式方便在狭小空间内移动并工作。（）、运用比较成熟的千斤顶技术工作更加可靠。缺点：（）、虽然使用千斤顶施加压力但是无法改变输出压力。（）、手动注油注油效率低。（）、每次油脂用光时要先融化油脂再进行加注操作过程复杂。（）、由于单向注油压力传递不连续。故此种原理在此次设计中不太可取。机器为手动操作且存在着注油压力低。一次注油量少注油劳动强度大效率低等缺点因此使用范围受到限制。电动黄油注油机图电动黄油注油机原理图１车架２电动机３皮带轮４缸体５前缸盖６皮带轮７挡圈８轴承压盖９轴承活塞轴活塞螺母密封环后缸盖出油头车轮电动黄油注油机以电动机为动力通过皮带轮带动活塞轴活塞轴上螺纹配合有活塞螺母（活塞轴上螺纹配合有活塞螺母如图）。使用时开电动机正转或反转将活塞螺母退回加油孔端加入黄油然后开电动机反转或正传活塞螺母在活塞轴螺纹推动下进退给黄油增加压力黄油通过出油头、胶管和加油头给机械加油。机械结构：电动黄油注油机的机架部分（如图）：为车型底座可移动性非常好能够对距离比较远的注油部位注油润滑。电动黄油注油机的驱动部分（如图）：为电动机通过皮带轮的传动把电动机的动力转换成油脂泵的输出压力。但是如果想得到很高的输出压力的话只能够增加电动机的功率。这样就会导致电动机的体积增大。为了移动方便这一要求只能限制电动机及整体体积从而限制油脂泵输出压力。电动黄油注油机的油脂泵部分（如图）：为注油机上面部分是依靠是靠活塞轴上螺纹配合有活塞螺母(如图)。可通过电机的正反转来使活塞前进或者后退。图优点：（）、移动方便可以适合各种工作场合（）、实现注油机械化。缺点：（）、油脂用完后再次加注油脂不方便。（）、只能单向注油不能实现连续注油。（）、结构复杂维修不方便。（）、为了实现注油移动方便电动机大小不会很大出油压力也不会搞。此方案虽然比起手动注油机更加方便工作效率也得到了很大的提高。为了满足注油可移动化所以电机不会过大导致出油压力不高。而且注油量不可调。所以该注油机不适合此次毕业设计题目。液压润滑脂注油机图液压润滑脂注油机原理图加油盘单向阀注油管阀上天轮下天轮压力表高压油泵电机滤油器油箱溢流阀手动换向阀注油油缸注油机的工作原理（如图所示）：润脂加入油盘后启动电动油泵打开手动换向阀液压油进入油缸B腔．A腔回油C腔产生负压润滑脂在大气压作用下．进入C腔。当C腔容积达到值后操作手动换向阀A腔进油B腔回油C腔润滑脂注完后重复上述动作实现注油的目的。当注油时压力过大超过安全阀的调定压力时液压油世界流回油箱注油机停止工作。机械结构：润滑脂注油机由CZB电动油泵、注油油缸、加油盘、注油管、换向阀和球阀等组成其主要结构特点是CZB电动油泵体积小、重量轻、压力高、结构简单。注油油缸由上下二个油缸组成．上部油缸实现吸润滑脂和压注润滑脂的目的上部油缸活塞的运动由下部油缸来完成该油缸缸径Φmm行程为mmC腔的容积为L。由于润滑脂的粘性大运动阻力很大故设计中尽量缩短加油盘到油缸吸油口的距离．使润滑脂能顺利进入油缸在吸油和排油侧安装单向阀的目的是实现吸油和排油的自动打开或关闭油路。管路连接采用快速接头可实现快速拆装阀门采用球阀操作方便。液压润滑脂注油机的驱动部分：图注油油缸的下半部分由于使用液压作为动力因此输出压力很高。并且装有安全阀可以调定输出压力。液压润滑脂注油泵的油脂泵部分：图注油油缸的上半部分只能实现单向注油伸出时为注油缩回时为吸油。并且在注油前要将油脂桶内的油脂融化装入加油盘内。优点：（）、加注润滑脂速度快加油时间比手工注油每次可节约h每年可节约时间h其速度提高近倍且劳动效率大大提高。（）、注油压力大工作压力可达MPa使轴与轴套及天轮两端轴承润滑均匀取得良好的润滑效果。（）、采用电动操作比手动操作劳动强度大大降低且节省了人工。缺点：（）、无法改变行程。（）、注油量不可调。（）、只能单向注油不能连续注油。虽然此注油机使用液压注油但是无法实现连续注油注油效率低而且注油量不可调油脂注入完毕后加油不方便。所以不适合此次设计。矿车轮注油机工作原理：图矿车轮注油机（原理图）连杆机构将驱动电动机的旋转运动变成油缸活塞的往复直线运动从而来实现吸油和压油。当活塞向右运动时油缸左腔形成较大的负压从而吸下单向阔的钢球油桶内的黄油就被吸入油缸的左腔。在这个过程中油缸５右腔产生较高的油压使锥面阀口气室通油缸右腔的黄油经锥面阀口气室、注油嘴开关而注入矿车轮内。当活塞向左运动时油缸右腔形成较大的负压单向阀被打开油桶内的黄油经单向阀进入油缸右腔。在此过程中油缸左腔油压升高锥面阀口气室通油缸左腔的黄油经锥面阀口气室、注油嘴开关而注入矿车轮中。由于安全阀的调定压力较高所以它在注油的过程中并没有被打开当一个矿车轮注满黄油后关闭注油嘴开关气室内的油压迅速增大当达到安全阀的调定压力时安全阀被打开黄油经安全阀流回油桶中起到了安全保险作用。等到注油嘴再插入另一矿车轮后打开开关又开始注油机械结构：图矿车轮注油机结构简图油泵部分包括：油缸、活塞、泵体、端盖、进油单向阀和出油单向阀等。进油单向阀是由一个塔式弹簧和一个钢球组成为了便于油泵的吸油其弹簧的预紧力要尽可能的小。在不工作情况下能保证钢球与油桶上的进油孔接触即可。吸油时在较大的负压作用下钢球压缩弹簧使单向阀打开。压油时钢球在弹簧力和油压作用下关闭单向阀保证单向阀正常的压油。图（出油梭阀）出油出油梭阀结构如图所示钢球与孔为间隙配合钢管与孔为过盈配台。当左端出油时钢球在其左端的压力和右端的吸力作用下迅速移动到右端压紧在钢管的端面上打开了左端的油通道而关闭了右端的油通道当右端出油时则相反钢球向左移动关闭左端的单向阀而打开右端的单向阀。为了保证单向阀的密封性能两个钢管的端部要加工出比较精密的锥面阀口。图（气室结构图）气室（图）上装有安全阀压力表和注油管。气室具有滤气作用当从油桶里吸的黄油带有空气时或某处密封不好有少量气体进入时带有空气的油进入气室后气体就会跑到气室的上部这样就可以减少或避免注油时的喷油现象。压力油进入气室后将气室内的空气压缩等到气室内达到一定压力后才能给矿车轮注油这样由于气室内气体压力的作用均匀了注油速度使注油时便于控制。气室内的压力可以从压力表上读出。它的压力通过安全阀来调定。当达到压力时安全阀打开压力油通过安全阀流进油桶。优点：、由于装有下车型的底座使用起来灵活方便、由于装有气室可以减少或避免注油时的喷油现象、能调节注油压力、能实现连续注油、具有过载保护功能缺点：、采用电动机驱动不能远程传输力、采用电机在矿场容易引起事故、传动力小无法输出高压的润滑油、排量与流量均不可调由于存在这些缺点不适合这次的设计要求。气动干油泵注油机机因以空气作为动力源较易取得用后的空气可直接排入大气中处理方便气缸可实现无级变速。动干油泵如美国的林肯干油泵由驱动气缸、油脂泵、油箱、卸荷阀等等零部件组成用管联接零件多联接点面多易泄漏活塞易磨损热胀冷缩性大、工作可靠性差、整机结构复杂体积大。图气动干油泵总图进油口注油泵卸油口驱动气缸防护罩卸荷阀压缩空气进气口提手高压出油口油箱回油管工作过程：进压缩空气驱动气缸往复运动油脂泵泵油出油切断压缩空气卸荷阀余油回油箱。气动干油泵安置在定时自动加油系统中压缩空气的进与断由定时器和换向阀控制。由于驱动气缸活塞（）的面积大于油脂泵活塞（）的面积设它们的面积比为n（一般为~本实例取）则出油油压为压缩空气气压的n倍。图气动干油泵驱动气缸图余油口下密封环、气道出气孔配气块滑套上气腔通道活塞杆活塞缸盖缸体上密封环、螺栓摆套弹簧摆安全阀本体气室孔驱动气缸工作过程：如图所示压缩空气由进气口（）进入卸荷阀阀体（）的气腔（）里通过进气口（）进驱动泵体（）的气室（）里通过气道（）、（）进入缸体（）的上腔推动活塞（）、活塞杆（）下行（图示向左）活塞杆（）下行一段距离后其上的台肩碰到滑套（）下端的内突缘后带动滑套（）下行滑套（）下行一段距离后其上端的台肩碰到拨块（）的上端并带动拨块（）下行拨块（）右侧上的摆槽带动摆（）下行摆的活塞压迫弹簧（）拨块（）继续下行当下行某一段距离后拨块（）上的突台碰到并带动配气快（）下行配气块（）下行一距离后封气道（）、（）缸体的上、下腔均不进气此时拨块（）刚刚越过摆（）的活塞中心线位置在弹簧（）的作用下使拨块（）迅速下行拨块（）下行的同时带动配气块（）下行打开气道（）压缩空气从气道（）进入缸体（）的下腔推动活塞（）活塞杆（）上行（图示像右）活塞杆（）上行一段距离后其上的台肩又碰到滑套（）上端的内突缘因而带动滑套（）上行滑套、拨块、摆、配气块、等主要运动换向件为形状对称的零件故在压缩空气进入活塞（）上腔时活塞（）下腔的空气往气道（）、配气块（）上的凹槽、出气孔（）然后再经过消声器系统通入大气当压缩空气进入活塞（）的下腔时活塞上腔的空气经气道（）、()、配气块（）上的凹槽、气孔（）然后再经过消声系统通入大气。由于驱动气缸的活塞杆（）与油脂泵的接杆（）用螺纹连接为一体故驱动气缸活塞杆的往复运动带动油脂泵出高压油。图气动干油泵油脂泵图下管接管柱塞套柱塞上管接杆螺杆螺母螺杆、钢珠挡圈螺套螺杆止回阀止回阀垫刮油滑阀螺母气动干油泵油脂泵：如图所示驱动气缸的设计十分的巧妙将换向机构与气缸连在一起形成一个整体。通过活塞杆上的突肩带动套筒来触发换向机构实现机械的式的换向。但是有些缺点驱动气缸这套换向机构已经作死无法改变改变驱动气缸缸的行程导致无法改变驱动气缸的排量。柱塞伸出时B腔内空间减少压力减小钢珠、打开A腔内的油进入B腔。由于A腔与B腔存在面积差A腔的油脂一部分填补B腔增大的容积剩下多出的部分油脂从高压出油口出去。当柱塞缩回时刮油滑阀将油刮进而此时B腔容积减小压力上升。而A腔的容积增大A腔压力减小。导致钢珠、将空封闭。止回阀打开油被吸进A腔。而B腔内的油被从高压出油口出去。两个圆珠形成一个单向阀在活塞杆上下驱动的过程中单向阀不能完全的打开或者完全的闭合。这样下腔吸油时就无法吸满而注油时压力也上不去。图气动干油泵卸荷图回油管连接管、油道偶件活塞卸荷阀阀体堵头气腔油腔螺母安全阀参照图气腔内的气压将活塞顶住将偶件与油道断开当油压达到将活塞顶开时偶件与回油管和油道相通此时达到安全卸荷的目的油又回到了油箱内。气腔通的是高压气源压力无法改变这个机构就起到了限制出油压力的机构。当油安全阀压超过安全阀时油压将会被溢流达到稳定输出油压的作用。而这个是可调的因此输出油压可调。优点：（）气动注油机因以空气作为动力源较易取得用后的空气可直接排入大气中处理方便。（）气缸可实现无级变速。（）油泵整机结构新颖紧凑体积小零件数量少换向灵活工作可靠使用寿命长。（）输出压力高能连续注油。（）能改调节注油的流量。（）由于使用气压传动能够在隧道工程等恶劣环境下工作。（）安装、维修方便外形美噪音低。缺点：（）由于内部零件作死无法改变行程。（）由于无法改变行程从而无法改变排量。此方案较之前的所有方案有了明显的优化与进步。不仅体积小输出压力高而且能够实现连续注油且能调节注油的流量。但是不能改变注油量。对于驱动气缸的选择在经过了之前对各个文献案例的分析发现都是用活塞缸作为驱动元件。比如气动驱动气缸的换向机构就是一个很巧妙的设计。而且主油泵的设计也十分紧凑。基本上满足这次设计的要求。但还需稍作修改。总体分析关于驱动方式的选择：）手动方式不适合本次毕业设计。因为劳动强度过于大工作效率不够而且出油压力也不高。）使用液压驱动的话虽然出油压力得到了很大的提高能够大致达到毕业设计的要求但是液压重要的问题就是泄漏在恶劣的工作环境下是个安全隐患容易发生安全事故。所以液压驱动方式也不适合此次毕业设计要求。）如使用电机驱动的方式的话要是要达到方便移动这一功能的话电动机的体积不易过大这样导致了出油压力不高。所以电机驱动也不太合适此次毕业设计。）使用气动驱动的话压力可以经过一些列的调整达到满足工作目的而以空气作为介质的话泄漏也没有污染的问题安全能够得到保证粘度十分低也就适合远距离传输和集中供气在恶劣的工作环境下能够很好的胜任。综上所述此次毕业设计注油机采用气动作为驱动方式。关于泵的选择：）手动注油机和电动注油机一样只能单向注油动作不连续装油不方便所以不适合此次设计要求。）液压注油机与之前的注油机稍微有些区别每次将活塞推到底注完油注油油缸内的油退回时将油脂桶里的吸进注油油缸内之后可进行第二次的注油。工作方便了许多但是还是不能连续行供油。）气动注油机由于两腔面积不同能实现连续供油。而对于单向阀方面在泵运动时能够机械的自动打开和关闭。综上所述在设计泵的时候要在借鉴气动注油机的基础上改善并完成自己的此次毕业设计。对于驱动气缸的选择参考前面几个文献案例使用用活塞缸作为动力。而且在驱动气缸的内部结构不能像前面的案例一样做死不可调整。要做到能够灵活改变行程来改变排量。油脂泵的设计：这次注油机设计采用如上图的结构原理。主要由驱动部件注油缸升降缸油脂泵机架控制集成板等零部件组成。其中驱动气缸和注油缸相连注油缸和干油桶相连。本设计有以下特点：采用气动控制方案。因为气动与液动和电气控制相比有介质较易取得便于远距离输送且不用担心泄露多余气体排放到大气中不会污染环境。特别适应易燃易爆强磁辐射等恶劣工作情况下。可确定气压传动所能达到的压力（~Mpa）,可使此次设计的注油机系统正常工作注油机正常工作所需的压力为Mpa。注油机的工作原理：输入压缩空气使驱动主泵往复运动。从而带动注油缸活塞杆上下运动完成从干油桶吸油到向工作点出油的动作过程。升降缸的作用是自动或手动地调节机架的位置以控制和检测干油桶内油位的变化。干油的输出油压取决于注油缸的有效作用面积与驱动主泵有效面积的比值。工作过程：手动控制升降气缸注油机的主体部分向上提升放上油桶启动注油机进压缩空气驱动气缸内活塞往复运动油脂泵进行吸排油。将标准油桶置于注油机底部油脂泵配油盘置于油桶开口处当工作时压缩空气推动活塞从而驱动油脂泵油脂泵开始动作吸出油脂并连续排出当油桶内油脂全部排完毕后升降架上抬将气缸及油脂泵一起提起更换油桶进行下一次工作。本次注油机系统的设计共包括四大部分的设计分别是注油机气动回路控制系统的设计注油缸的设计计算注油泵的设计计算以及注油升降缸和支架的设计计算。我主要负责油脂泵和注油缸的设计与分析计算。油脂泵泵的结构设计图油脂泵结构简图因为油脂具有粘稠的特点为了保证油脂的流动性缸体使用三段式设计采用螺纹连接方式缸筒材料为#钢无缝钢管。上缸筒与上缸盖焊接再用螺栓与法兰盖连接。下缸筒与接管螺纹连接接管和压油盘用螺栓连接固定。工作原理：油脂泵工作当泵杆下降时上腔空间减小压力升高活塞杆下降时将下阀口打开油脂从单向阀流入上腔由于上腔空间减小油脂从出油口压出完成加油工作。当泵杆上升时上腔压力上升单向阀关闭而下腔空间变大压力下降形成负压单向活塞上提再由刮油活塞和增压盘的作用油脂进入下腔。而上腔空间减小压力上升腔内的油脂从出油口出去完成注油工作。次配有机构可以实现往复吸压油的动作且工作压力高出油口压力可达MPA活塞杆的设计计算图气缸工作原理图气缸向下运动时：气缸向上运动时：油脂泵向上时运动的排量：油脂泵向下时运动的排量：根据以上方程式联立查设计手册设活塞杆直径为D=mm,d=mm,d=mm油脂泵上腔有效作用面积油脂泵下腔有效作用面积当活塞杆上升时驱动气缸对活塞的拉力为式中P驱动气缸工作压力MPa驱动气缸下腔作用面积出油口压力为活塞杆上升时油脂泵排量式中：L活塞杆行程则：活塞杆下降时驱动气缸对活塞的推力为式中P驱动气缸工作压力MPa驱动气缸上腔作用面积出油口压力为活塞杆下降时油脂泵排量式中：L活塞杆行程则：综上所述：活塞杆上升时输出油压为MPa大于MPa。活塞杆下降时输出油压为MPa大于MPa。平均排量为与设计要求的平均排量ml基本相符。活塞杆的强度校核：油脂泵往上运动时活塞杆受拉往下运动时杆受压F=P*A=*^**D^=*^**^=N强度校核：校核：d=查表的=MPAd=mm活塞杆稳定性校核：FFknk,=,=Fk=f*A()*(lrk)^,Fk=(*^**^)()*()^Fk=NFknk==NF=(N)稳定性满足要求。同时满足以上要求查表得D取mm,d=mm,d=mm缸筒壁厚的设计初步设油脂泵壁厚则根据（机械设计手册单行本第篇P）当时可用实用公式：m式中：缸内工作压力MPa缸筒材料强度要求小值mD缸筒内径m缸筒材料的许用应力MPa,n取缸筒采用铸钢ZG,则：综上所述：缸筒内壁厚度为mm活塞的设计查设计手册：活塞长度L=D=mm,阻尼孔d=L=mm活塞直径=mm根据油脂泵频率取每分钟来回次每次排量为ml缸盖的链接螺栓的设计螺栓受力为式中：P注油泵输出压力MPa注油泵上腔有效作用面积则：用六根六角螺栓连接则每根螺栓受力根据（机械设计手册软件版）表如下图所示因此选用性能等级为且螺纹直径为mm的六角螺栓。缸筒螺栓强度校核：取螺栓直径d=mm,螺距T=mm,K=,Z=,ds=dsT,F=N,K=强度满足要求密封件的设计根据Ddd查得如图所示V型组合密封圈左右两端宽分别为mmmm。总长为mm其中左端压环部分长为mm,宽为mm。图为选取的普通橡胶密封圈长为mm宽mm用于缸筒多处的静密封。增压盘的设计增压盘外圈套着两只橡胶密封圈在油脂泵吸压油工作时直接作用在油脂液体的表面使其吸油充分。定压安全阀的设计计算确定阀的开口量Xv：弹簧的计算：技术要求：总圈数n=旋向为右旋硬度HRC~气动控制系统的设计方案的比较及分析方案一：图控制原理图一三大件换向阀阀压力表两位五通换向阀气动气缸升降气缸控制原理:手动换向阀控制两个升降气缸的升降。当打开总换向阀时在打开手动换向阀然后靠两位五通换向阀控制气动气缸的伸出与缩回当按下手动换向阀时气缸缩回。当按下手动换向阀时气缸伸出。如此反复动作。（如图）优点：全用气压控制更加方便安全。缺点：）手动控制换向不可靠。）气缸伸出速度不可调。）出油量不可调。）系统压力过高没有安全措施。方案二：图控制原理图二气动三大件压力表手动换向阀单向节流阀驱动气缸两位五通拨动式换向阀升降气缸三位四通换向阀消声器减压阀注气口控制原理：手动换向阀控制两个升降气缸的升降。当打开总换向阀时总回路有气压。再打开支路上手动换向阀注油机开始工作注油。两个升降气缸开始运动切换换向阀控制气缸的升降。驱动气缸依靠两位五通拨动式换向阀使气缸伸出与缩回靠活动挡块的位置调节实现注油量的可调功能。当油脂桶里油脂全部用完打开手动换向阀由出气口向油脂桶注气方便油脂桶的取出。（如图）优点：）注油量可调。）两个升降气缸也可以给注油增加注油压力。）升降气缸和气动气缸的速度可调。控制系统方案的确定结合自己所设计的两种控制系统图。在本次毕业设计中我决定使用第二种方案。在第二种方案里不仅实现了注油量的可调这点是此次设计所要对以往的设计需做出的改进点。而且升降气缸和气动气缸的升降速度都实现了可调化能更好的节省放置油脂桶的时间。而且在控制系统中又添加了注气孔直接在油脂桶无油脂时通气能方便使用完毕后的油脂桶方便取出更加人性化。而且通过注油口旁的减压阀使出气口的压力不至于过大。消声器的安装能更好解决高压气体排出时的巨大噪音问题。所以在此次毕业设计中的控制系统采取这样一种方案。气缸的设计缸筒壁厚的设计根据（机械设计手册第四册）一般气缸缸筒壁厚与内径之比为：图缸径图示则EMBEDEquation气缸缸筒承受压缩空气的压力其壁厚可按薄壁公式计算：式中本次设计安全系数n取缸筒材料选用号钢(根据GBT标准)其抗拉强度则则壁厚所以壁厚mm按公式计算出的壁厚通常都很薄加工比较困难实际设计过程中一般都需要按照加工工艺要求适当增加壁厚尽量选用标准钢管或者铝合金管。国外缸径~mm的小型气缸缸筒与缸盖的连接为不可拆的滚压结构缸盖材料选用不锈钢壁厚为~mm缸筒材料常用钢无缝钢管、铝合金Al、铸铁HT和HT等在这里选用号钢无缝钢管根据（机械设计手册新版第四册表）：如下表所列缸筒壁厚可供参考材料气缸直径壁厚铸铁HT钢QA、、号无缝管铝合金ZL～～～表气缸筒壁厚所以本次设计驱动气缸缸筒采用直径为mm壁厚为mm材料为号无缝管。活塞杆的设计活塞杆的初步选择活塞杆的材料为号钢根据（设计手册新版表）取一般常用活塞直径（如下表所示）表常用活塞直径根据上表选择活塞杆的直径为d为mm长度L为mm。活塞杆的计算图活塞杆示意图根据（机械设计手册单行本气压传动）所述：当时一般按强度条件计算活塞杆直径。强度校核根据（机械设计手册单行本气压传动）所述：当时一般按强度条件计算活塞杆直径。可按照直杆的抗压强度条件计算公式计算活塞杆直径。式中气缸承受的轴向负载即气缸的理论输出推力N活塞杆材料的许用应力Pa根据（机械设计手册新版第四卷）号钢许用应力则：前面所选直径d为mmmm所以满足校核要求。因此驱动气缸的活塞杆选d=mm长度为mm材料为号钢。耗气量计算气缸的耗气量与缸径、行程、工作频率和从换向阀到气缸的连接管路的容积（死容积）有关气缸每分钟消耗的压缩空气流量可按（机械设计手册第三版第四卷）计算：式中：当行程长度为mm时无活塞杆端压缩空气的体积当行程长度为mm时无活塞杆端压缩空气的体积S活塞杆行程mn气缸活塞每分钟往复次数气缸活塞每分钟往复次数则：为了便于选用空气压缩机可按（机械设计手册第三版第四卷）式将压缩空气的消耗量换算为自由空气量。式中：每分钟自由空气消耗量p气缸工作压力（表压）MPa标准大气压）（）MPa则：气缸进排气口直径的计算气缸进排气口与气缸单位时间所需压缩空气量直接有关进气口如太小供气速度就将受到限制进而影响气缸的正常出力和活塞正常运动速度有时甚至不能满足使用条件的要求。除特殊情况外一般排气口直径取与进气口相同。当气缸工作时在全程中活塞运动速度是非恒定的（除特殊设计以控制活塞速度者除外）设计计算中所用的活塞运动速度一般是指活塞的平均速度而言。除特殊设计的要求高速速度运动的气缸外常用的平均速度一般多取ms,容许平均速度一般不超过ms活塞速度过小将影响气缸运动的灵活性过大则常因供气速度受到一定限制和不适当地增大了背压而使气缸输出力大大降低。从（机械设计手册第三版第四卷图b）查得进气口直径图不同压力下各种直径圆孔的自由空气流量缸筒与缸盖的连接设计缸筒与缸盖的连接采用双头螺栓的连接方式（如下图）。用螺栓连接的结构应用很广结构简单易于加工易于装卸。图缸筒与缸盖的连接对于双头螺栓的连接一般是四根螺栓但是对于工作压力高于Mpa时一定要校核螺栓强度必要时增加螺栓数量。由于本次驱动气缸的压力小于Mpa所以选用四根螺栓连接。根据缸盖螺栓的许用轴向静载荷通过查表可得到螺栓的直径单个螺栓静载荷根据（机械设计手册单行本气压传动表）选择螺栓：表螺栓允许静载荷根据上表所示本次驱动气缸的螺栓材料为Q,直径为M。密封的设计在选择正确的密封时应考虑如下因素：）压力气动用密封的使用压力一般是MPa以下如果考虑经济性、管路强度、脉动等因素实际使用压力多在MPa近来还有实际使用压力在MPa以下的。由于使用气动压力很低对密封材料的强度、硬度没有太高要求。而空气的密度、粘度均大大低于液压油仅为数量级密封结合面的极小的间隙也会产生泄漏所以气动用密封必须使用质地软、密着性好的密封材料但材料太软会降低刚性使密封圈变形太大导致破损。）摩擦性能气动元件输出力一般很小在这种情况下摩擦力对元件输出效率、响应性等多项工作性能都有较大的影响。降低密封摩擦力是气动密封设计的重要内容。为使摩擦特性良好应保持良好摩擦表面的状态（表面粗糙度及粗糙形状）。对材料而言硬度越高摩擦阻力越小这与密封性的要求相抵触。对形状而言无压力时唇形密封摩擦阻力低于预压型密封断面形状减小可提高密封摩擦性。）温度液压油被看成几乎不可压缩相反空气因压力改变而被大比例的压缩。气动缸等执行元件中空气反复的绝热压缩、膨胀会产生大量热量加上元件运动的摩擦热有可能使密封件承受高温。）润滑油气动用密封近的发展方向是无给油气动密封它是在安装时涂上一层润滑油此后的使用中采用一种不供给润滑剂的润滑措施这样一来气动系统中就不必设置加油装置。设备维护变的更经济也减少了对排气造成的环境污染。）偏心在气动缸中轴承间隙大以及密封对瞬时偏心不能及时补偿会造成泄漏、引起工作不良状态的产生。所以轴承间隙应尽量小一般轴承取Hf的配合间隙较为合适如果受条件限制不得不增加轴承间隙则应选用弹性良好的橡胶材料做密封圈。同时应特别注意保证有足够的过盈量。）速度速度高容易引起发热、变形而导致寿命降低因此这种情况下应选用硬度高、耐热性好的密封材料。低速情况下由于气体比液体有更大的压缩性压力变化更明显摩擦对运动质量的影响更显著因此更易发生爬行。）运动频度特殊的气动元件往返运动频率可以在每年一次至每分钟次以上的范围变化。长时间放置密封面间的润滑油会被挤压出来密封材料会与结合面产生黏着造成始动压力增加。）往复动密封尺寸气动缸经常用于低载活塞和活塞杆尺寸可以很小所以密封件的小型化成为密封设计的特点。事实上从适用角度对气动往复动密封以缸径尺寸大小分类在设计选用时十分方便。密封圈的具体选用：O形橡胶密封圈有良好的密封性它是一种压缩性密封圈同时又具有自封能力所以使用范围很宽密封压力从Pa到MPa的高压（动密封可达MPa）。如果材料选择适当温度范围为－～。往复运动用密封圈又称径向唇形密封圈密封圈受压面呈唇状使唇缘与密封面充分接触产生密封作用。其广泛地用于液压缸活塞和活塞杆动密封。设计时选用活塞L密封沟槽用Y形橡胶密封圈结构。O型密封圈断面尺寸虽小但作为动密封使用有诸多性能上的不利因素如可能产生翻转和扭曲伴随着磨损和老化会引起压缩变形造成过盈量降低、泄露增加等。特别是密封圈黏着引起摩擦力增大对输出力很小的小型气动缸十分不利也很难适应无给油工作条件。世界各国为了适应气动发展的需要对气动缸密封的小型化作了大量研究开发了许多气动专用小型密封件产品。有些小断面尺寸Y形密封的沟槽可与O形圈沟槽互换适用于小型和超小型气动往复动密封。小断面尺寸Y形密封圈的材料与标准断面尺寸Y形圈一样为耐磨NBR使用寿命较长。在这次设计当中由于缸径比普通的要大的多所以选择了QY型和O型密封圈相结合的密封方式。O型密封圈的阻力比较小动摩擦力和静摩擦力相等。能够较好的消除低速和低压下的爬行现象。而且高耐磨密封面磨损后具有自动的弹性补偿功能结构简单安装起来也比较方便。好磨损比较小在小于等于MPA压力下有良好的密封表现。所以这两种密封圈适合驱动气缸的密封要
奥林匹克运动诞生纪念日是1894年，在巴黎朝开国际体育会议，在6月23日这一天成立了国际奥委会，批准了部奥林匹克宪章，1986年国际奥委会决定每年的6月23日为“奥林匹克日”，那么奥林匹克日是怎么由来的呢？
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