【文章內(nèi)容簡介】 的液壓缸和在結(jié)構(gòu)上千變?nèi)f化。盡管有一些標(biāo)準(zhǔn)件可供選用，但有時還必須根據(jù)實際需要自行設(shè)計。下面介紹液壓缸的設(shè)計計算。 (一 )主要尺寸的計算 液壓缸的主要尺寸包括缸 筒內(nèi)徑 D、活塞桿直徑 d和缸筒長度 L。 根據(jù)負載大小和液壓缸的工作壓力確定活塞的有效工作面積，再根據(jù)液壓缸的不同結(jié)構(gòu)形式計算出缸筒的內(nèi)徑?；钊麠U直徑是按受力情況決定的，可按表 31初步選取。缸筒長度的確定要考慮活塞最大行程、活塞厚度、導(dǎo)向和密封所需長度等因素。通常情況 L≤ (20~30)d。計算結(jié)果要圓整成國家標(biāo)準(zhǔn)中的推薦值。主要尺寸初步確定后，還要按速度要求進行驗證。同時滿足力和速度的要求后才可以確定下來。 11 表 31 液壓缸工作壓力與活塞桿直徑 液壓缸工作壓力 p/MPa 5 5～ 7 7 推薦活塞桿直徑 d (～ )D (～ )D （ 二）強度校核 強度校核的項目包括缸筒壁厚 δ 、活塞桿直徑 d 和缸蓋固定螺栓的直徑 ds。 在中、低壓系統(tǒng)中，缸筒壁厚由結(jié)構(gòu)工藝決定，一般不做校核。在高壓系統(tǒng)中需按下列情況進行校核。 壁厚 的校核 當(dāng) D/δ10 時為薄壁， δ 按下式校核 : δ 31 式中， D缸筒內(nèi)徑； [σ ]— 缸筒材料的許用應(yīng)力， [σ ]=σ b/n， σ b 是材料的抗拉強度，一般取安全系數(shù) n=5； py— 試驗壓力，當(dāng)缸的 額定壓力 pn≤ 16Mpa 時， py =； pn16Mpa 時， py=。 當(dāng) D/δ10 時為厚壁， δ 按下式校核 : 32 2. 活塞桿直徑 d 33 式中， F— 活塞桿上的作用力； [σ ]— 活塞桿材料的許用應(yīng)力， [σ ]= σ b/。 3. 缸蓋固定螺栓直徑 ds 34 12 式中， F— 活塞桿上的作用力； k— 螺紋 擰緊系數(shù) ， k=~； z— 固定螺栓個數(shù)； [σ ]— 螺栓材料的許用應(yīng)力， [σ ]= σ s/（ ~）， σ s為材料的屈服點。 [σ ]— 活塞桿材料的許用應(yīng)力， [σ ]= σ b/。 （三）活塞桿穩(wěn)定性校核 當(dāng)活塞桿受軸向壓縮負載時有壓桿穩(wěn)定性問題，即 壓縮力 F 超過某一臨界Fk值時活塞桿就會失去穩(wěn)定性?；钊麠U穩(wěn)定性按下式進行校核 35 式中， nk— 安全系數(shù)，一般取 nk=2~4。 當(dāng)活塞桿的細長比 時， 36 當(dāng) 活 塞 桿 的 細 長 比 ，且 時， 式中， l— 安裝長度； rk— 活塞桿截面最小回轉(zhuǎn)半徑， ； ψ 1— 柔性系數(shù)； ψ 2— 由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)； E— 活塞桿材料的彈性模量，鋼材： ； J— 活塞桿橫截面慣性矩； A— 活塞桿橫截面積； f— 由材料強度決定的試驗值； α — 系數(shù)。 .1 缸筒的設(shè)計 （ 1）缸筒材料的選擇 13 根據(jù)其液壓缸的工作環(huán)境初步確定其最大推力和拉力為 16MPa，即：工作壓力 p20MPa；因此其材料必須要有一定的強度和硬度，所以缸筒材料可選用無縫鋼管；在選購缸筒原材料時 ,一般都是直接從鋼材廠訂購經(jīng)過冷拔后的 20號鋼的缸筒毛坯件。即 ： 內(nèi)圓已經(jīng)過衍磨、外圓已加工的高精度冷拔無縫鋼管，因此缸筒只須割槽加工。因為缸筒外圓無精度要求，因此缸筒外圓無須精加工。而缸筒內(nèi)壁需要和活塞相配合以保證液壓缸的工作性能，所以缸筒內(nèi)壁精度要求很高。其工序卡片如表 32 表 32缸筒的加工工序卡片 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機械加工工藝過程卡片 零件圖號 零件名稱 缸筒 材 料 牌 號 無縫鋼管 毛坯種類 每毛坯件數(shù) 1 工 序 號 工名 序稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 工 藝 裝 備 10 粗精車 M 面 C6140 三爪卡盤、游標(biāo)卡尺 20 粗精車 N 面 C6140 三爪卡盤、游標(biāo)卡尺 30 割內(nèi)孔槽和錐面 C6140 三爪卡盤、游標(biāo)卡尺 40 打兩油口孔 Z3025 專用鉆夾具、游標(biāo)卡尺、 50 焊接兩油口 60 焊接缸底 70 檢驗 游標(biāo)卡尺 80 入庫 0 23 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 （ 2）確定缸筒的總體尺寸 ，液壓缸缸筒的內(nèi)徑為 90mm，外徑為 108mm。即：厚度為 14mm。 ，缸筒總長度 L由活塞桿兩端活塞寬度、導(dǎo)向筒的寬度以及在滿足本液壓缸的行程后來確定。在整個液壓缸的設(shè)計中，缸筒的長度屬于不確定因素。在此，先不予考慮。 14 .2 活塞桿的設(shè)計 下面是整體式活塞桿的幾種聯(lián)接結(jié)構(gòu)如下圖 32： 1.、耳環(huán)連接 端部鉸軸連接 中部鉸軸連接 端部法蘭連接 15 中部法蘭連接 底部法蘭連接 圖 32 整體式活塞桿的幾種聯(lián)接結(jié)構(gòu) （ 1）活塞桿材料的選擇及加工工藝 本次設(shè)計的整體式活塞桿的材料為 45鋼拼焊而成 ,桿徑大小為 45mm。其結(jié)構(gòu)形式如下圖： 圖 33 整體式活塞桿結(jié)構(gòu)形式 16 根據(jù)液壓缸的承載能力可以確定其活塞桿的直徑為 45mm，因為活塞桿在工作過程中和導(dǎo)向套之間作相對 運動，其表面粗糙度很高，達到 ，因此在精加工后還要做拋光處理。其工序表如表 33 所示 表 33活塞桿的加工工序卡 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機械加工工藝過程卡片 零件圖號 圖 2 零件名稱 活塞桿 共 1 頁 第 1頁 材 料 牌 號 45 鋼 毛 坯 種 類 鑄件 每毛坯 件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 工 藝 裝 備 鑄造 時效 涂底漆 10 車 端面、打中心孔 C6140 三爪卡盤 20 粗車外圓到 C6140 三爪卡盤、游標(biāo)卡尺 30 粗精車 N 面及其 S 端面 C6140 三爪卡盤 40 粗精車 M 面及 R 端面 C6140 三爪卡盤、游標(biāo)卡尺 50 割螺紋退刀槽 C6140 三爪卡盤、游標(biāo)卡尺 60 車螺紋 C6140 三爪卡盤、游標(biāo)卡尺、 塞規(guī) 70 檢驗 游標(biāo)卡尺、 塞規(guī) 80 鍍后拋光 二次檢驗 入庫 17 總 結(jié) 經(jīng)過兩個多月的學(xué)習(xí)和努力，我終于完成了本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。在此期間我 查找各方面的書籍并上網(wǎng)搜索資料，鍛煉了自己和獨立解決問題的能力。 在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，使我 對 AUTOCAD、 Word 等辦公軟件有更深的了解，學(xué)會如何應(yīng)用及合理的規(guī)劃布局。從中，學(xué)到不少有關(guān)機械方面的知識，同時對機械設(shè)計和液壓傳動得到更進一步的了解 ，這是第一次如此重視的液壓缸設(shè)計，在這次設(shè)計即將結(jié)束時自己才發(fā)現(xiàn)所有的有價值的資料都來源于圖書館和累積下來的手稿。來自網(wǎng)絡(luò)的知識都是粗糙的，可直接利用的卻不夠詳盡不夠本原，是自己對這次畢業(yè)設(shè)計的最 大體會。 但鑒于本人學(xué)歷不精，認(rèn)識不足，在本次設(shè)計中存在一定地失誤和欠缺，希望老師給予批評和幫助，使本次設(shè)計更加完美，讓我在大學(xué)三年所學(xué)到的知識綜合運用起來，會對我以后工作有很大的幫助。在今后的學(xué)習(xí)和工作中更努力，認(rèn)真負責(zé)，妥善地完成本職工作。 畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成，但我的課題研究仍沒結(jié)束，希望在將來的學(xué)習(xí)與研究中為我國工業(yè)設(shè)計的理學(xué)與美學(xué)的融合做出自己的貢獻。 18 參 考 文 獻 《重型機械標(biāo)準(zhǔn)》編寫委員會編 . 重型機械標(biāo)準(zhǔn) 第四卷 .北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 ， 1995 雷天覺主編 . 新編液壓工程手冊 .第二冊 .北京：北京理工大學(xué)出版社，1998 強盛液壓制造有限公司產(chǎn)品設(shè)計部編 .鄭州 ：強盛液壓制造有限公司產(chǎn)品樣本 廣州市世達密封實業(yè)有限公司編 . 世達密封系統(tǒng)產(chǎn)品樣本 吳銳主編 . 液壓與氣壓傳動 .開封：河南大學(xué)出版社， 2021 丁樹模，周驥平主編 . 液壓傳動 .第二版 機械工業(yè)出版社， 1999 李芝主編 . 液壓傳動 .機械工業(yè)出版社，