【文章內(nèi)容簡介】 確定 額定啟門力 250kN 啟門油壓 啟門速度 m/min 閉門速度 m/min 工作行程 4100 mm 最大行程 4300mm 啟門時間 3 min 閉門時間 3min 油缸內(nèi)徑 200mm 活塞桿直徑 140mm 湖北工業(yè)大學商貿(mào)學院畢業(yè)設計 4 ： 系統(tǒng)油壓按 21MPa 控制，油缸最大工作油壓按比 18MPa 控制。 D： 油缸油壓最大 P=180kg/cm2=18MPa 液壓缸有效載荷 F=250KN 考慮油缸的最大工作油壓 : 425 0002DAFP???工 cmD 180 425000 ?? ?? ? 注： F為啟門工作力 P 工 為工作壓力 A 為油缸面積 查機械設計手冊（第三版）表 1963 暫取 D=16cm=160mm 暫按活塞桿 d=D/2 注： 取速度比φ = 222dD D??? d= 則 d=16cm/2=80mm 則 mpaAFP )816(42500022???? ?工 ＜ 18mpa 設油缸缸筒內(nèi)徑為 D，活塞桿直徑為 d，先確定活塞桿直徑 d。 活塞桿直徑 d 須滿足下列要求： 強度要求 ? ??? ??m inm ax AF 設活塞桿最小截面處直徑為 d0，則上式為： 湖北工業(yè)大學商貿(mào)學院畢業(yè)設計 5 ? ???? ?? 20m a x4 dF ? ??? Fd 40 ?? 活塞桿材料為 40Cr，熱處理方法為調(diào)質(zhì)，其許用應力為： [σ ]= ? = s? = 4400=1760 kgf/cm2 式中 F=250kN=25000kgf 代入上式，得： mmcmd 1 76 02 50 0 040 ????? ? 長細比要求 根據(jù)水利水電工程啟閉機設計規(guī)范 b＞ 則 L0=μ L1 2212I II ??? 6441 dI ?? 64 )( 442 dDI ?? ? 注： L1為活塞桿展開全長 I1,I2分別 為活塞桿和油缸缸體斷面的慣性矩 mm4 2504 0 ?? dL? （規(guī)范 SL41 規(guī)定） 湖北工業(yè)大學商貿(mào)學院畢業(yè)設計 6 （注：活塞桿受壓時λ≤ 220，受拉時λ≤ 250，這里此時受拉） 2504 0Ld?? 代入 L1=10700mm，得： mmd 2 62 5 0 0 7 0 04 ???? 取整查機械設計手冊（第三版）表 1963 得 d=140mm 活塞 桿實際長細比為： 226140 0 7 0 044 ????? dL? 工作油壓計算 啟門油壓： )(4 220 dDFp?? ? mpacmk g f 53/)1416(41025 2223 ????? ? ＞ 18mpa 分析得油缸缸徑小了，查表 1963（同上）取 D=200mm 時計算得： P0=＜ 18mpa 缸體壁厚計算及強度驗算 計算方法參考《機械設計手冊》化工版第三版第 4卷。 缸體由缸筒與兩端法蘭焊接而成，缸筒采用兩段德國曼內(nèi)斯曼公司制造的標準熱軋無縫鋼管對接焊接，材料牌號為 ST65，熱處理方式為正火 +高溫回火，其機械性能如下： σ b≥ 6000kgf/cm2；σ s≥ 3550kgf/cm2；δ s=17%； α k≥ 200kJ/m2；ψ≥ 40%； HB=172～ 223 許用應力為： ? ? 2/1 2 0 056 0 0 0 cmk g fn b ??? ?? 湖北工業(yè)大學商貿(mào)學院畢業(yè)設計 7 式中 n為安全系數(shù)，取 n=5 按中等壁厚考慮，則壁厚應滿足： ? ?m a xm a pDp ?? ?? 式中： pmax— 最大工作壓力， pmax=156kgf/cm2 D— 缸體內(nèi)徑， D=200mm 代入上式，得： 2 0 202056 ???? ??? 考慮外徑公差余量及腐蝕余量，壁厚圓整為： δ =20mm 因而外徑為： D1=D+2δ =200+2 20=240mm 缸體實際最大環(huán)向應力為： m a xm a xm a x pDp ?? ?? 2/1563202056cmk g f?????? ???? 對δ =40mm 作如下三方面的驗算： ① 額定工作壓力應滿足下式要求 ，以保證工作安全： 21221 )(D DDp sn ?? ?或4412213)(DDDDp sn??? ? 式中： D1— 缸筒外徑， D1=240mm D— 缸筒內(nèi)徑， D=200mm σ s=3550kgf/cm2 即： 2222 / 4 620 )2024(3 5 5 cmk g fpn ????? 湖北工業(yè)大學商貿(mào)學院畢業(yè)設計 8 或 24422 /20243 )2024(35 cmk gfp n ??? ??? ∵ npcmk g fp ?? 2m a x /156 ∴滿足要求 ② 為避免塑性變形的發(fā)生，額定工作壓力還應滿足： pn≤（ ~） prL 式中： prL—— 缸筒發(fā)生完全塑性變形時的壓力 21 / 4 62 0 02 4 0l o g3 5 5 o cmk g fDDpsrL ????? ? pn≤ = kgf/cm2 ∵ npcmk g fp ?? 2m a x /156 ∴滿足要求 ③ 驗算缸體的爆裂壓力： 21 / 0 9 2202040l o g6 0 0 o cmk g fDDPbE ????? ? ∵ npcmk g fp ??? 2m a x /1 5 6 ∴滿足要求 缸體與法蘭聯(lián)接螺栓強度計算 計算方法參考《機械設計手冊》機工版（ 98 年版）。 螺栓規(guī)格為： M20 2；數(shù)量： 12 個 材料： 3Cr13(不銹鋼 )，其機械性能如下： σ b≥ 7350kgf/cm2, σ ≥ 5400kgf/cm2 每個螺栓所受的軸向荷載為： ttFFz ??? 按控制預緊力考慮，安全系數(shù) n=～ ，取 n=，則許用拉應力為： 湖北工業(yè)大學商貿(mào)學院畢業(yè)設計 9 ? ? / cmk g fn ??? ??? 每個螺栓所受的總拉力為： tFkkF zco 3 2 )()( ??????? 式中： ko—— 預緊系數(shù)， ko=~，取 ko= kc—— 剛性系數(shù)， kc =～ ，取 kc = 拉應力為： 222321 /4 cmk g fcmk g fdFAFs?? ????? ?? ??? ? ?][?? （注： d1為螺紋內(nèi)徑，查表得 d1=） ∴滿足要求 許用剪應力為： /][ cmk g f??? ?? 許用彎應力為： 2/3 6 0 0][][ cmk g fw ?? ??? ① 剪切應力計算 bzdk Fz 1?? ?? 其中， zk —— 載荷不均系數(shù)，因 d/t=42/3=14，取 3 5 355 ???? dtkz d1—— 螺紋內(nèi)徑，查表得 cmd ? b—— 螺紋牙根部寬度，對普通螺紋： cmmmtb ????? z—— 旋合圈數(shù)，取 z=10 23 /6 4 0102 6 8 3 5 103 2 cmk g f????? ?? ?? 湖北工業(yè)大學商貿(mào)學院畢業(yè)設計 10 ][?? ∴滿足要求 ② 彎曲應力計算 zbdk hFzw 213?? ?? 其中， h—— 螺紋牙的工作高度，對普通螺紋：