|
|
发表于 2007-12-11 15:35:24
|
显示全部楼层
来自: 中国北京
希望对搂住有帮助!
.2 液压缸的设计计算
; c, X: B0 m$ t& Y5 w h. w+ l3 I液压缸一般来说是标准件,但有时也需要自行设计。本节主要介绍液压缸主要尺寸的计算及强度,刚度的验算方法。0 S' E$ S- F# v* |
4 `$ E' u" m2 ]: H1 M( _
液压缸的设计是在对所设计的液压系统进行工况分析、负载计算和确定了其工作压力的基础上进行的。首先根据使用要求确定液压缸的类型,再按负载和运动要求确定液压缸的主要结构尺寸,必要时需进行强度验算,最后进行结构设计。
9 A3 ?- V2 s2 O" J5 P- y" z# j w( D+ P+ L
液压缸的主要尺寸包括液压缸的内径D、缸的长度L、活塞杆直径d。主要根据液压缸的负载、活塞运动速度和行程等因素来确定上述参数。8 V0 A, w0 r9 l
! L v+ \. I5 t5 Y3.2.1液压缸工作压力的确定) w* O( ~ W4 L" G
液压缸要承受的负载包括有效工作负载、摩擦阻力和惯性力等。液压缸的工作压力按负载确定。对于不同用途的液压设备,由于工作条件不同,采用的压力范围也不同。设计时,液压缸的工作压力可按负载大小及液压设备类型参考表3.2、表3.3来确定。6 J" h0 |4 S0 L
, ^& P5 `- I! y3 O
表3.2 液压缸的公称压力(单位:MPa,GB7938-87)
8 ^/ }( c+ l4 z e8 j" w5 c( `& F2 L) [# S u
0.63
* m8 [8 M' i% K 1.0
0 M$ T/ S% n: l5 n% e 1.6
. m/ D9 F, {7 y+ O- a" | 2.5
/ n" k; Q5 G H a+ Q. G8 @ 4.0+ [- O% S) {) J
6.38 C( i6 G0 f) N3 Q& H$ e7 |
10.0. f# Y# p5 d' N/ M( }0 b! _
16.0
# N1 U# ~# d6 n& { 25.0" d/ Z7 Z0 j* k5 i; k) Z
31.5% {$ p* H" d0 I7 K# I1 E+ J8 c
40.0% F: u! {9 }+ D
9 Y$ q8 m9 }2 t# K/ B
0 h1 L2 d+ `% t8 y2 X
2 P- S5 C5 I* B% |$ o& P8 X% \; B( ~
9 _- G+ { Q; j# x0 R表3.3 各类液压设备常用的工作压力(单位:MPa)1 Y" _/ n ^" N6 s! Q: q! O
& s" F* i# W1 [% g9 a& e% P2 L 设备类型 8 D+ p% _4 [4 O& b
一般机床 & L2 }# @+ J3 D5 n6 X! n% J1 z
一般冶金设备
- }+ L6 D0 y. G; H4 Z7 ] 农业机械、. `4 R. S3 I9 w; r" A1 z$ P
" |7 C% F/ M- |
小型工程机械
4 x" i' A2 o2 @7 B7 u. s0 q6 N, P 液压机、重型机械、轧机压下、
% I& @7 p" F4 M3 q' Y$ r
7 t! b' O3 r/ i1 t g8 G0 k起重运输机械: }# E1 U; T% i' V5 R; a$ _
/ K( g6 @1 J \3 Y- \8 _- f工作压力(MPa)' ~& A) K) ]8 O
1~6.3 @3 k- n) j' }2 m: }3 {
6.3~165 b' G3 k4 O$ L7 n" P% \% L
10~16
5 A4 C% V- D2 {) k- T1 ~ 20~32
! V" O+ w+ H! Z1 p0 u
" Z4 J5 Q* T h* j) L. G- I7 ] R2 N! W$ n0 n
' C4 I. O. ^& T t2 @% n" T9 r: A3.2.2液压缸主要尺寸的确定( w0 R' H. @$ s! T1 e) B: R5 Y
液压缸内径D和活塞杆直径d可根据最大总负载和选取的工作压力来定,对单杆缸而言,无杆腔进油并不考虑机械效率时,由式(3.4)( u, C" g I4 J% |: x7 O" B* j# k+ T z
+ z3 d9 B L. G
(3.14)
0 M2 q% r3 M# r) M; d, F9 {
% \& f; e3 a Q; B; J( x; G) ]有杆腔进油并不考虑机械效率时,由式(3.6)可得
+ P: }1 m2 x1 m0 \: Q. u. v1 s1 ^( K I8 ]
(3.15). H- s& n# T, w% ^+ C
5 |% Z/ {" _8 f0 F8 c) L; ]. _7 V一般情况下,选取回油背压 ,这时,上面两式便可简化,即无杆腔进油时) W' a( T. Y9 Y& x
; S1 S: ]$ p$ T# j6 m* Z" J' m
(3.16)
( _$ D0 _5 w( k6 _: h; f0 s' O) Z# m) z3 f7 ~0 H" c
有杆腔进油时:
) O9 V \- |6 _' Q# ~, J, C7 C& m5 m' @$ A/ c1 g2 D
(3.17)
9 [/ b! W6 R% f" o/ q" P; Z! E5 [& X2 _
0 X, O% S8 b5 O g+ C: p$ G7 a+ U式(3.17)中的杆径d可根据工作压力选取,见表3.4;当液压缸的往复速度比有一定要求时,由式(3.7)得杆径为. G5 ]" a1 k) x) H
- k5 E( C" \8 l2 l9 i6 R: r
(3.18)' n5 z6 g8 B, Q" q
8 V2 |( {9 L# X推荐液压缸的速度比如表3.5所示。4 g/ \+ k2 [! J% C4 m9 _$ M: n& }
4 K/ E3 _; i" J7 Y
7 W% B# B% c2 n1 g, Y: N. |% p$ n( M3 d
- V' b$ M0 m+ Q" {8 x表3.4 液压缸工作压力与活塞杆直径
3 Q7 @$ p- H% ]% k- W }3 J' j
8 `8 r, H- a% g$ b% R, ~" l ~5 j液压缸工作压力P(MPa)
9 S \3 g, c' M1 b# f- D' t £5 B. k1 w& t4 X: T; j9 O+ `
5~7
. i7 l- W$ l; ^$ J: R; y8 C1 \ >7/ B3 _; W$ P6 y. h5 ~
) d2 r: c+ @+ N$ o
推荐活塞杆直径: D# X& Q* | g
(0.5~0.55)D: C$ B: i* F! i* u7 ]
(0.6~0.7)D! Z. z- l% c3 E
0.7D
' z1 v( R1 l# M. V* i m+ n- I+ c: X4 h9 A& k* b
% a( H6 t9 F4 N- n: J: S
- Y! N) A' P, @ F9 ?. D1 _ q( C" u) r: [5 r4 n5 {1 ]7 b8 }
表3.5 液压缸往复速度比推荐值7 W0 L. u2 z( k4 S$ p. Q
, t3 x% k# H( j: F液压缸工作压力P(MPa)
, M( _# j) o+ V, K £10
0 G3 U. c9 K- b 1.25~208 O6 Z- r. X5 E2 V
>20
( l9 J! g# I$ S8 \) s
7 y: `# ]1 V& B4 m* D. K往复速度比y
2 V D }( ?/ `, u4 o 1.33
1 k/ S" T9 l' ^1 }! O 1.46~2
8 v2 v# u8 P! h+ a& \2 g 2
2 m) H( S% u5 ^- e# K ) V8 O5 x# H' O/ G6 Q; ^+ M
' [- Z4 O; n+ g( L- A, x
! D0 ~) y8 x; R7 B
$ v9 W e6 g1 q7 ^* A; ~( P) {$ E计算所得的液压缸内经D和活塞杆直经d应圆整为标准系列参见《新编液压工程手册》。
$ u$ p" d& _1 r8 p( w1 D6 i5 Z
0 ?( x, C: F" d液压缸的缸筒长度由活塞最大行程,活塞长度,活塞杆导向套长度,活塞杆密封长度和特殊要求的长度确定。其中活塞长度为(0.6~1.0)D;导向套长度为(0.6~1.5)d。为减少加工难度,一般液压缸缸筒长度不应大于内径的20~30倍。
* _9 G6 T2 p: k" x9 q! Z- C5 w3 \
5 {& D& V4 w. o7 ^! e- ~3.2.3液压缸的校核
4 u* a; }* D) I- F3.2.3.1缸筒壁厚的验算
" L/ D3 @$ k. q3 z) F
1 _/ r0 u2 t% q' X0 N$ D) d) S中、高压液压缸一般用无缝钢管做缸筒,大多属薄壁筒,即d/D£0.08,此时,可根据材料力学中薄壁圆筒的计算公式验算缸筒的壁厚,即
8 l! A# U( z @8 E/ j
9 D: ^1 E7 P% | (3.19)
2 K' q. L6 C. x4 _) I8 Y& M, E9 [
5 G: E" t( ~& ] h+ q当d/D³0.3时,可用下式校核缸筒壁厚
, c2 _! `2 M% v, o. ]+ c; O/ h
% p/ p. F; S0 x+ V1 @- [ (3.20)6 l& O9 R1 X5 Y" D8 ]( M
8 M; w# N3 `* f& l G, w9 y; u4 v
当液压缸采用铸造缸筒时,壁厚由铸造工艺确定,这时应按厚壁圆筒计算公式验算壁厚。当d/D=0.08~0.3时,可用下式校核缸筒的壁厚) ~8 M3 i P5 ~" @2 ^+ Y% F/ l4 k% ~
4 O, i' p( z/ ^
(3.21)$ X& M0 q- Q* z; w x! [$ b
8 e! R: k3 \1 [- C8 m式中: ----缸筒内的最高工作压力
( B- l* u# _3 V4 A8 W
* P9 i" u, a1 K% M6 s ——缸筒材料的许允应力
% c/ N/ R( X8 D5 d+ y3 y4 \
; g% u8 G1 ~9 q6 k3.2.3.2液压缸稳定性验算/ T* ]1 a7 n9 [, T _
9 B( h n4 w4 Q% ~3 ~ 活塞杆长度根据液压缸最大行程L而定。对于工作行程中受压的活塞杆,当活塞杆长度L与其直径d之比大于15时,应对活塞杆进行稳定性验算,关于稳定性验算的内容可查阅液压设计手册。 |
评分
-
查看全部评分
|