畢業(yè)設(shè)計(jì)-液壓式測(cè)力機(jī)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-16 03:54 本頁(yè)面
【正文】 業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁(yè) 共 24 頁(yè) 圖 2 作用在曲面上的力 缸筒壁厚的校核 當(dāng)缸簡(jiǎn)壁厚 10D?? 時(shí)，可按薄壁圓筒的計(jì)算公式校驗(yàn)其強(qiáng)度。即： ? ?2YpDmm? ?? 式中 Yp —— 缸筒試驗(yàn)壓力，比最大工作壓力大 20 一 30％； D—— 缸筒內(nèi)徑； [6]—— 缸筒材料許用應(yīng)力， ? ? bn?? ? ； b? 為材料抗拉強(qiáng)度， n 為安全系數(shù)，一般取 n＝ 3~5。 圖 3 缸體 當(dāng)缸筒壁厚 10D?? 時(shí)，按厚壁圓筒公式校驗(yàn)，即： 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁(yè) 共 24 頁(yè) ? ?? ? 12 YYpD mmp????????????? 中低壓液壓缸的缸簡(jiǎn)壁厚常根據(jù)結(jié)構(gòu)和工藝的需要來確定，其強(qiáng)度一般不是主要問題。 本裝置缸體材料用 45鋼，直徑 D 為 205mm，壁厚 ? 為 ， 屬于厚壁圓筒，料抗拉強(qiáng)度 b? 為 600MPa，帶入公式校核合格。 活塞的選用與校核 活塞外表面的粗糙度和精度是決定改液壓測(cè)力裝置精度和靈敏度的重要條件，它的密封首先用活塞圈，再用兩個(gè) O型密封圈，經(jīng)檢驗(yàn)，密封合格。 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁(yè) 共 24 頁(yè) 圖 3 活塞 用 45 鋼成型后，先淬火，然后滲碳，注意須放置時(shí)，要垂直放置，或懸掛 。 壓力表的選用 一般選擇壓力表的常用工作點(diǎn)在其全量程的 2／ 3左右時(shí)最為理 想。因此 P =Ps／ (2／ 3)=16／ (2／ 3)=24MPa 式中 Ps— — 油缸的常用工作壓力 20MPa Pp— — 所選壓力表的量程根據(jù)工廠的實(shí)際情況 所以決定選用 30MPa 的壓力表。 由于該液壓測(cè)力裝置是測(cè)量比較大的里，要求密封圈既能承受足夠大的壓強(qiáng)，又要盡量減少泄漏。 液壓缸的密封 液壓缸是依靠密封的工作容積變化來傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的。因此要求兩個(gè)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件之間形成的空間應(yīng)是密封的。不使油液從進(jìn)油腔泄漏至回油腔，更不允許泄漏到缸體外面，若密封不良不僅使 液壓缸的性能和效率降低，甚致失去工作能蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁(yè) 共 24 頁(yè) 力，因此，對(duì)液壓缸的密封提出以下要求： （ 1）在額定工作壓力下，保證良好的密封，使其減少泄漏。 （ 2）相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件間，密封裝置引起的摩擦力要小，不允許有卡死或爬行現(xiàn)象。 （ 3）密封元件的加工工藝和裝配簡(jiǎn)單。即制造容易，成本低，適于組織集中生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。 （ 4）耐磨性好，工作壽命長(zhǎng)，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償。 本裝置選用的是 O 型密封圈，通常安裝在矩形的溝槽中，用于固定件或往復(fù)運(yùn)動(dòng)件間的密封。具有以下一些特點(diǎn)： （ 1） 密封性較好，壽命較長(zhǎng)； （ 2） 用一個(gè)密封圈可起到雙向密封 的作用； （ 3） 懂摩擦阻力小； （ 4） 對(duì)油液的種類，溫度和壓力適應(yīng)性較強(qiáng)； （ 5） 體積小，重量輕，成本小； （ 6） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸簡(jiǎn)單； （ 7） 既可做動(dòng)密封，又可做靜密封； （ 8） 可在較大溫度范圍內(nèi)工作。 排氣閥的選用 如果沒有排氣閥的設(shè)置，壓力油進(jìn)入缸腔后，缸內(nèi)仍會(huì)有客氣，由于空氣具有壓縮性和滯后性，影響測(cè)力裝置的準(zhǔn)確性。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，出來阻止空氣進(jìn)入外，必須在缸體上安設(shè)排氣閥。排氣閥的位置要合理，一遍安裝后調(diào)試前排除缸體內(nèi)部的空氣。由于空氣比油輕，總是向上浮動(dòng)，不會(huì)讓空氣有積存的殘留死蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁(yè) 共 24 頁(yè) 角 。 頂頭的 設(shè)計(jì) 由于該液壓測(cè)力裝置在各種不同的環(huán)境條件下使用，有著不同的測(cè)量條件需要滿足，所以塞給出兩個(gè)成套的頂頭，以便在不同的環(huán)境中，可以很好的和被測(cè)量物體貼合緊切，可以是測(cè)量更加準(zhǔn)確。 如下圖。 圖 4 頂頭 1 頂頭 2 液壓油的和選用 液壓油的性能直接關(guān)系到改液壓測(cè)力機(jī)的準(zhǔn)確性和精度，本文對(duì)此做了較為細(xì)致的討論分析。 液壓油的主 要 物理性質(zhì) 密度 密度 ? 定義為單位體積的質(zhì)量，即 3( / )m kg mV? ? 式中 m—— 液體的質(zhì)量， V—— 液體的體積 。 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁(yè) 共 24 頁(yè) 壓縮性和膨脹性 油液的密度是隨著溫度、壓力的變化而變化的，即密度是溫度和壓力的函數(shù)其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ? ?0 ,pt??? 液體的密度隨壓力和溫度的變化量很小，因此常取臺(tái)勞級(jí)數(shù)一階展開式來近似表達(dá)，即 ? ? ? ?0 00 0 0p tt t p ptp???? ??????? ? ? ? ??????? ?? 式中 ? ?0 0 0,pt??? ，即是液體在壓力為 0p ，溫度為 0t 時(shí)的密度。 ? 是液體在壓力為p、溫度為 t時(shí)的密度。 令 0000011。 ptk pt???????????? ? ??? ?????? 上式為線性化了的狀態(tài)方程。式中 k為液體的壓縮率， 0? 為液體的熱膨服率。當(dāng)壓力增加時(shí)，密度增加；溫度增加時(shí)密度減小。根據(jù)密度定義， mV?? ，將 m對(duì) ? 微分，因 /0dm d?? 既 VV?? ?? ? ? 在 0t 時(shí) 0VV? ， 0k??? 的表達(dá)式可改寫為01tVk Vp????? ????? V—— 液體的體積 0V —— 液體的初始體 積。 壓縮率 k 的物理意義是：當(dāng)液體的壓力增加單位增量時(shí)，體積的相對(duì)變化率。壓縮率的倒數(shù)稱為液體的體積彈性模量 K，即001 tKVkV????? ? ? ????? 純液壓油的體積彈性模量 K 值在 9 9 21. 4 *1 0 ~ 2 *1 0 /Nm，當(dāng)液體中混入有不溶解的氣體時(shí)，液體的體積彈性模量 k會(huì)大大降低?？紤]到一般液壓系統(tǒng)中很難避免混入氣體，所以計(jì)算時(shí)常取 f＝ 7XlcpN／ m2，其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際比較接近。 由于液壓油的可壓縮性很小，所以一般可以 忽略 。但在高壓以及研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能時(shí)，則不能忽 略。 粘度 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁(yè) 共 24 頁(yè) 當(dāng)油液在外力作用下流動(dòng)時(shí)，由于油液分子之間的內(nèi)聚力和油液分子與固體壁面的附著力，會(huì)導(dǎo)致油液分子之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)從而在油液中產(chǎn)生內(nèi)摩擦力。油液在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的特性稱為粘性。只有在流動(dòng)時(shí)，油 液 的粘性才顯示出來，靜止液體則不顯示拈性。 粘度的單位 粘性的大小可用粘度來衡量。粘度是液體最重要的特性之一，對(duì)液壓系統(tǒng)中所用的液壓油的粘度常有 較 嚴(yán)格的要求。粘度一 般 可用下面幾種不同的單位來表示。 （ 1）動(dòng)力粘度 ? 如圖所示，兩 塊平 行 平 板 間 充滿著 油液 ，上平板以速度 v向右運(yùn)動(dòng)，下平板固定不動(dòng)。緊貼在上平板的油液粘附在上平板上與上平板一起以速度 v運(yùn)動(dòng)。緊貼在下 平 板的油液則粘在于下平板而保持靜止。當(dāng)兩平板之間距離h較小時(shí)，油液速度呈線性規(guī)律分布。因而這時(shí)的流動(dòng)可看作為許多薄體層的運(yùn)動(dòng)。由于各層的流動(dòng)速度不同，流速高的流層會(huì)帶動(dòng)流速低的流層，而流速低的沉層又會(huì)阻滯流速高的流層。這樣在流層之間就產(chǎn)生了內(nèi)摩擦力。根據(jù)試驗(yàn)研究，其液層間的內(nèi)摩擦力 F 與接觸面積Ａ和兩液層的相對(duì)速度 du 正比，與兩液層間的距離 dｚ成反比。即 duFAdz?? 或 dudz??? 圖 5 液體粘性示意圖
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