【正文】 m 取圓整值為 D 90mm 液壓缸的內(nèi)徑活塞的的外徑要取標(biāo)注值是因?yàn)榛钊?和活塞桿還要有其它的零件相互配合如密封圈等而這些零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化有專門的生產(chǎn)廠家故活塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化以便選用標(biāo)準(zhǔn)件 活塞桿直徑的確定 1 活塞桿直徑根據(jù)受力情況和液壓缸的結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定 受拉時(shí) 受壓時(shí) 該液壓缸的工作壓力為為 p 2MPa 5MPa 取 d 05Dd 45mm 2 活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 活塞桿在穩(wěn)定情況下如果只受推力或拉力可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行 式中 F 活塞 桿的推力 單位 N d 活塞桿直徑 單位 m 材料的許用應(yīng)力 單位 MPa 活塞桿用 45 號(hào)鋼 代入數(shù)據(jù) 63MPa 活塞桿的強(qiáng)度滿足要求 3 穩(wěn)定性校核 該活塞桿不受偏心載荷按照等截面法將活塞桿和缸體視為一體其細(xì)長(zhǎng)比為 時(shí) 在該設(shè)計(jì)及安裝形式中液壓缸兩端采用鉸接其值分別為 將上述值代入式中得 故校核采用的式子為 式中 n 1 安裝形式系數(shù) E 活塞桿材料的彈性模量 鋼材取 J 活塞桿截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 L 計(jì)算長(zhǎng)度 106m 代入數(shù)據(jù) 371KN 其穩(wěn)定條件為 式中 穩(wěn)定安全系數(shù)一般取 24 取 3 F 液壓缸的最大推力 單位 N 代入數(shù)據(jù) 123KN 故活塞桿的穩(wěn)定性滿足要求 液壓缸壁厚最小導(dǎo)向長(zhǎng)度液壓缸長(zhǎng)度的確定 1 液壓缸壁厚的確定 液壓缸壁厚又結(jié)構(gòu)和工藝要求等確 定一般按照薄壁筒計(jì)算壁厚由下式確定 式中 D 液壓缸內(nèi)徑 單位 m 缸體壁厚 單位 cm 液壓缸最高工作壓力 單位 Pa 一般取 1213p 缸體材料的許用應(yīng)力 鋼材取 代入數(shù)據(jù) 考慮到液壓缸的加工要求將其壁厚適當(dāng)加厚取壁厚 2 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 活塞桿全部外伸時(shí)從活塞支撐面中點(diǎn)到導(dǎo)向滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離為活塞的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H 如下圖所示如果最小導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小將會(huì)使液壓缸的初始撓度增大影響其穩(wěn)定性因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有最小導(dǎo)向長(zhǎng)度對(duì)于一般的液壓缸 液壓缸最大行程為 L 缸筒直徑為 D 時(shí)最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為 圖 61 即 取為 72cm 活塞的寬度一般取 導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度在時(shí)取在時(shí)取當(dāng)導(dǎo)向套長(zhǎng)度不夠時(shí)不宜過(guò)分增大 A和 B必要時(shí)可在導(dǎo)向套和活塞之間加一隔套隔套的長(zhǎng)度由最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H 確定 液壓缸的流量 液壓缸的流量余缸徑和活塞的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系當(dāng)液壓缸的供油量 Q 不變時(shí)除去在形程開(kāi)始和結(jié)束時(shí)有一加速和減速階段外活塞在行程的中間大多數(shù)時(shí)間保持恒定速度液壓缸的流量可以計(jì)算如下 式中 A 活塞的有效工作面積 對(duì)于無(wú)桿腔 活塞的容積效率 采用彈形密封圈時(shí) 1 采用活塞環(huán)時(shí) 098 為液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度 單位 ms 代入數(shù)據(jù) 即液壓缸以其最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的流量為以其 最小運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的流量為 7 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證 液壓系統(tǒng)方案是根據(jù)主機(jī)的工作情況主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件以成本經(jīng)濟(jì)性供貨情況等諸多因素進(jìn)行全面綜合的設(shè)計(jì)選擇從而擬訂出一個(gè)各方面比較合理的可實(shí)現(xiàn)的 液壓系統(tǒng)方案其具體包括的內(nèi)容有油路循環(huán)方式的分析與選擇油源形式的分析和選擇液壓回路的分析選擇合成液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 71 油路循環(huán)方式的分析和選擇 油路循環(huán)方式可以分為開(kāi)式和閉式兩種其各自特點(diǎn)及相互比較見(jiàn)下表 表 71 油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件 比較上述兩種方式的差異再根據(jù)升降機(jī)的性能要求可以選擇的油路循環(huán)方式為開(kāi)式系統(tǒng)因?yàn)樵撋禉C(jī)主機(jī)和液壓泵要分開(kāi)安裝具有較大的空間存放油箱而且要求該升降機(jī)的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單 開(kāi)始系統(tǒng)剛好能滿足上述要求 油源回路的原理圖如下所示 圖 71 72 開(kāi)式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇 當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)液壓執(zhí)行元件時(shí)開(kāi)始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以分為串聯(lián)并聯(lián)獨(dú)聯(lián)以及它們的組合 復(fù)聯(lián)等 串聯(lián)方式是除了第一個(gè)液壓元件的進(jìn)油口和最后一個(gè)執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵和油箱相連接外其余液壓執(zhí)行元件的進(jìn)出油口依次相連這種連接方式的特點(diǎn)是多個(gè)液壓元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)其速度不隨外載荷變化故輕載時(shí)可多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作 73 調(diào)速方案的選擇 調(diào)速方案對(duì)主機(jī)的性能起決定作用選擇調(diào)速方案時(shí)應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟(jì)性等因素選擇 常用的調(diào)速方案有三種節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路本升降機(jī)采用節(jié)流調(diào)速回路原因是該調(diào)速回路有以下特點(diǎn)承載能力好成本低調(diào)速范圍大適用于小功率輕載或中低壓系統(tǒng) 但其速度剛度差效率低發(fā)熱大 74 液壓系統(tǒng)原理圖的確定 初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如下所示見(jiàn)下圖 8 液壓元件的選擇計(jì)算及其連接 液壓元件主要包括有油泵電機(jī)各種控制閥管路過(guò)濾器等有液壓元件的不同連接組合構(gòu)成了功能各異的液壓回路下面根據(jù)主機(jī)的要求進(jìn)行 液壓元件的選擇計(jì)算 81 油泵和電機(jī)選擇 定流量和額定壓力 1 泵的額定流量 泵的流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高速度要求所以泵的輸出流量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需要的最大流量和泄漏量來(lái)確定 式中 泵的輸出流量 單位 K 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取 K 1113 液壓缸實(shí)際需要的最大流量 單位 n 執(zhí)行元件個(gè)數(shù) 代入數(shù)據(jù) 對(duì)于工作過(guò)程中始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)在確定泵的流量時(shí)應(yīng)再加上溢流閥的最小溢流量一般取 2 泵的最高工作壓 力 泵的工作壓力應(yīng)該根據(jù)液壓缸的工作壓力來(lái)確定即 式中 泵的工作壓力 單位 Pa 執(zhí)行元件的最高工作壓力 單位 Pa 進(jìn)油路和回油路總的壓力損失 初算時(shí)節(jié)流調(diào)速和比較簡(jiǎn)單的油路可以取 對(duì)于進(jìn)油路有調(diào)速閥和管路比較復(fù)雜的系統(tǒng)可以取 代入數(shù)據(jù) 考慮到液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)壓力及油泵的使用壽命通常在選擇油泵時(shí)其額定壓力比工作壓力大 2560 即泵的額定壓力為 312540 取其額定壓力為 4 電機(jī)功率的確定 1 液壓系統(tǒng)實(shí)際需要的輸入功率是選擇電機(jī)的主 要依據(jù)由于液壓泵存在容積損失和機(jī)械損失為滿足液壓泵向系統(tǒng)輸出所需要的的壓力和流量液壓泵的輸入功率必須大于它的輸出功率液壓泵實(shí)際需要的輸入功率為 式中 P 液壓泵的實(shí)際最高工作壓力 單位 Pa q 液壓泵的實(shí)際流量 單位 液壓泵的輸入功率 單位 液壓泵向系統(tǒng)輸出的理論流量 單位 液壓泵的總效率 見(jiàn)下表 液壓泵的機(jī)械效率 換算系數(shù) 代入數(shù)據(jù) 表 81 2 電機(jī)的功率也可以根據(jù)技術(shù)手冊(cè)找根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版第五卷可以查得電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率為 4 本設(shè)計(jì)以技術(shù)手冊(cè)的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn) 取電機(jī)的功率為 4 根據(jù)上述計(jì)算過(guò)程現(xiàn)在可以進(jìn)行電機(jī)的選取本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)通常選取三相異步電動(dòng)機(jī)就能夠滿足要求初步確定電機(jī)的功率和相關(guān)參數(shù)如下 型號(hào) 額定功率 4 滿載時(shí)轉(zhuǎn)速 電流 效率 855 凈重 45Kg 額定轉(zhuǎn)矩 電機(jī)的安裝形式為 型其參數(shù)為 基座號(hào) 112M 極數(shù) 4 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)基座號(hào) 液壓泵為三螺桿泵其參數(shù)如下 規(guī)格 標(biāo)定粘度 10 轉(zhuǎn)速 2900 壓力 4 流量 266 功率 4 吸入口直徑 mm 25 排出口直徑 mm 20 重量 Kg 11 允許吸上真空高度 m 5 說(shuō)明 三螺桿泵的使用安裝維護(hù)要求 使用要求一般用于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的三螺桿泵多采用 20號(hào)液壓油或 40號(hào)液壓油其粘度范圍為之間 安裝要求電機(jī)與泵的連接應(yīng)用彈性連軸器以保證兩者之間的同軸度要求 用千分表檢查連軸器的一個(gè)端面其跳動(dòng)量不得大于 003mm徑向跳動(dòng)不得大于 005mm當(dāng)每隔轉(zhuǎn)動(dòng)連軸器時(shí)將一個(gè)聯(lián)軸節(jié)作徑向移動(dòng)時(shí)應(yīng)感覺(jué)輕快泵的進(jìn)油管道不得過(guò)長(zhǎng)彎頭不宜過(guò)多進(jìn)油口管道應(yīng)接有過(guò)濾器其濾孔一般可用 40目到 60目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾器不允許露出油面當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后其油面離過(guò)濾器頂面至少有 100mm 以免吸入空氣甭的吸油高度應(yīng)小于 500mm 維護(hù)要求為保護(hù)泵的安全必須在泵的壓油管道上裝安全閥溢流閥和壓力表 連軸器的選用 連軸器的選擇應(yīng)根據(jù)負(fù)載情況計(jì)算轉(zhuǎn)矩軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速來(lái)選擇 計(jì)算轉(zhuǎn)矩由下式求出 式中 需用轉(zhuǎn)矩見(jiàn)各連軸器標(biāo)準(zhǔn) 單位 驅(qū)動(dòng)功率 單位 工作轉(zhuǎn)速 單位