【文章內(nèi)容簡介】 ，還應(yīng)驗算缸筒的爆裂壓力 ?? .06.? =131 MPa 滿足要求。（5）缸筒底部厚度確定缸底底部為平面時，其厚度 可以按照四周嵌住的圓盤強(qiáng)度公式進(jìn)行近似?的計算： ??D2——計算厚度外直徑。P——缸內(nèi)最大工作壓力，MPa?！椎撞牧系男栌脩?yīng)力，這里選用 45鋼。p?帶入數(shù)據(jù)得： ????設(shè)計中壁厚取 63mm。（6）活塞與活塞桿聯(lián)接處外半卡環(huán)的寬度及厚度的校核半環(huán)截面上的切應(yīng)力： ? ?????（7）前缸蓋與缸筒聯(lián)接處內(nèi)半卡環(huán)的寬度及厚度的校核 ppl 605.?半環(huán)截面上的擠壓應(yīng)力： MpaahDp c183156)(8.)2( 2??????? ?? 液壓缸的類型和安裝形式液壓缸分為單作用液壓缸、雙作用液壓缸和組合式液壓缸三種形式。單作用液壓缸又分為單作用活塞液壓缸、單作用伸縮液壓缸和單作用柱塞液壓缸；雙作用液壓缸分為雙作用無緩沖式液壓缸、不可調(diào)單向緩沖式、22不可調(diào)雙向緩沖式液壓缸、可調(diào)單向緩沖式、可調(diào)雙向緩沖式、雙活塞桿液壓缸和雙作用伸縮液壓缸；組合液壓缸分為單聯(lián)式、多工位式和雙向式。這里選擇單作用活塞式液壓缸。液壓缸的常用安裝形式有耳環(huán)型、腳架型、法蘭型和耳軸型安裝，這里選擇耳軸型安裝。通用型液壓缸結(jié)構(gòu)比較簡單，零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度較高，制造和安裝都比較方便。因此，用途比較廣泛，使用于各種液壓系統(tǒng)。它一般有拉桿型、焊接型和法蘭型液壓缸。其中焊接型液壓缸的外形尺寸較小，暴露在外面的零件少，能承受一定的沖擊負(fù)載和惡劣的外界環(huán)境。但受到前端蓋與缸筒連接強(qiáng)度的限制，缸的內(nèi)徑不能太大，額定壓力不能太高。通常額定壓力小于 25MPa，缸筒內(nèi)徑小于 320mm，活塞桿和缸筒的加工條件許可時允許最大行程達(dá)到 15mm，多用于車輛、船舶和礦山等機(jī)械。拉桿，方形端蓋用四根拉桿，圓形端蓋用 6 根拉桿，缸筒是用內(nèi)徑經(jīng)過精加工的高精度冷拔無縫鋼管，按需，拉桿型液壓缸制造成本較低，連接，與前端蓋的連接方式有螺紋連接，卡環(huán)連接和鋼絲擋圈連接等多種筒有整體結(jié)構(gòu)式，也有采用焊接和螺紋等方式的法蘭型液壓缸的缸筒內(nèi)徑通常大于 100mm，外形尺寸大，額定壓力高，能承受較大的沖擊負(fù)載和惡劣的外界環(huán)境條件，屬重型液壓缸，多用于重型機(jī)械，液壓缸的通常額定壓力小于 35MPa，缸筒內(nèi)徑小于 320m，允許最大行程10m。這次設(shè)計的液壓缸，是用于牽引皮帶前后運動，活塞桿的行程為，牽引力為 100KN，結(jié)合以上的介紹可以選擇單作用活塞式液壓缸，液壓缸的安裝選擇銷軸型，液壓缸的連接方式前端蓋采用卡環(huán)式連接，后端蓋采用焊接的方式. 活塞桿活塞桿的端部結(jié)構(gòu)形式選擇外螺紋，結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2623圖 26 結(jié)構(gòu)簡圖（1）活塞桿結(jié)構(gòu)活塞桿有實心桿和空心桿兩種，見下圖?？招幕钊麠U的一端，要留出焊接和熱處理時用的通氣孔 d2。選擇其中的實心活塞桿結(jié)構(gòu)。（2）活塞桿材料實心活塞桿材料為 345 鋼；空心活塞桿材料為 345 無縫鋼管。本設(shè)計選擇 45 鋼作為活塞桿材料。（3）活塞桿的技術(shù)要求1)活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229～285HB ，必要時，再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá) 45～55HRC。2)活塞桿 d 和 d1 的圓度公差值，按 10 或 11 級精度選取。選取 10 級精度。圖 27 活塞桿a)實心活塞桿 b) 空心活塞桿3)活塞桿 d 的圓柱度公差值，應(yīng)按 8 級精度選取。4)活塞桿 d 對 d1 的徑向跳動公差值，應(yīng)為 。245)端面 T 的垂直度公差值，則應(yīng)按 7 級精度選取。6)活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按 6 級精度加工；如載荷較小，機(jī)械振動也較小時，允許按 7 級或 8 級精度制造。這里選擇按 6 級精度加工。7)活塞桿上若有聯(lián)接銷孔時，該孔徑按 H11 級加工。該孔軸線與活塞桿軸線的垂直公差值，按 6 級精度選取。8)活塞桿上下工作表面的粗糙度為 ，必要時，可以鍍鉻，鍍層厚度約為 ，鍍后拋光。 活塞桿的計算活塞桿在穩(wěn)定工況下，如果只受軸向推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡單計算公式進(jìn)行計算： Map62104pFd???????F——活塞桿的作用力， N；d——活塞桿的直徑，m；——材料的許用應(yīng)力， =100—110Mapp?p? p?????滿足要求?；钊麠U一般都設(shè)有螺紋、退刀槽等結(jié)構(gòu)，這些部位往往是活塞桿上的危險截面，也要進(jìn)行計算?；钊麠U兩端的螺紋 M72 處是危險截面，危險截面處的合成應(yīng)力應(yīng)滿足： ????F2——活塞桿的拉力， N。d2——危險截面處的直徑，m.——材料的許用應(yīng)力，對中碳鋼（調(diào)質(zhì)）， =400Map。p? p???n?滿足要求。 活塞桿的導(dǎo)向套、密封和防塵活塞桿導(dǎo)向套在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)25裝有密封裝置以保證缸筒有桿側(cè)的密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時把雜質(zhì)、灰塵和水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。當(dāng)導(dǎo)向套采用非耐磨材料時，其內(nèi)圈還可裝設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用作活塞桿的導(dǎo)向。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)采用軸套式。導(dǎo)向套的材料采用摩擦系數(shù)小、耐磨性好的青銅材料制作。導(dǎo)向套長度的確定：通常采用兩段導(dǎo)向段，每段寬度為 d/3，兩段中線距離 為2d/3。受力分析：分析導(dǎo)向套的受力情況。本次設(shè)計的液壓缸受力主要為拉力，與活塞桿軸線重合，所以外力作用在活塞上的力矩主要為由安裝形式?jīng)Q定的重力產(chǎn)生的力矩。即導(dǎo)向套受到的支撐壓應(yīng)力非常小。遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的許用壓應(yīng)力，可以不進(jìn)行驗算。所以設(shè)計時滿足結(jié)構(gòu)及運動要求即可。導(dǎo)向長度的確定：導(dǎo)向長度過短，將使液壓缸因配合間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸的工作性能和穩(wěn)定性，因此，設(shè)計必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長度，一般缸的最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足： 即 20SDHm??mH97216034???導(dǎo)向套滑動面的長度 A，在缸徑小于 80mm 時，取 A=（~）D當(dāng)缸徑大于 80mm 時，取 A=（~ ）d本次設(shè)計液壓缸缸徑為 90mm。大于 80mm。所以代入第二個公式，即A=（~ ） d。選擇 A= d=90=72mm。加工要求：導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合多為 H8/f7，內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合多為 H9/f9。外圓與內(nèi)孔的同軸度公差不大于 ，圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半，內(nèi)孔中的環(huán)形油槽和直油槽要淺而寬，以保證良好的潤滑。（1）活塞結(jié)構(gòu)型式：選用組合活塞。組合式活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要受密封型式?jīng)Q定。組合式活塞大多數(shù)可以多次拆裝，密封件使用壽命長。隨著耐磨的導(dǎo)向環(huán)的大量使用，多數(shù)密封圈與導(dǎo)向環(huán)聯(lián)合使用，大大降低了活塞的加工成本。26 1 活塞桿 2 活塞 3 套筒 4 彈性擋圈 5 外半卡環(huán)圖 28 活塞聯(lián)接圖（2）活塞與活塞桿的連接： 選用卡環(huán)式，用鎖緊機(jī)構(gòu)防止工作時由于往復(fù)運動而松開。同時采用靜密封。如圖 28。（3）活塞的密封：采用車氏組合密封角形滑環(huán)式。（4）活塞尺寸與加工公差：活塞寬度取值為活塞外徑的 倍?；钊鈴降呐浜喜捎?f9，外徑對內(nèi)孔的同軸度公差不大于 ，端面與軸線的垂直度公差不大于，外表面的圓度和圓柱度不大于外徑公差之半，表面粗糙度（5）活塞的材料液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵(HT300、HT350)、鋼(有的在外徑上套有尼龍 6尼龍 1010 或夾布酚醛塑料的耐磨環(huán))及鋁合金等。選擇 45 作為液壓缸活塞的材料。 密封圈、防塵圈的選用（1）圓形密封圈的特點:圓形密封圈是一種橫斷面形狀為圓形的耐油橡膠形，是液壓設(shè)備中使用得最多，最廣泛的一種密封件，可用于靜密封和動密封。為減少或避免運動時圓形圈發(fā)生扭曲和變形，用于動密封的圓形圈的斷面直徑較用于靜密封的斷面直徑大。一般用于動密封的圓形圈也可以用于靜密封。與其它27的密封圈相比，圓形圈具有以下優(yōu)點：1)密封性能好，用量少，單圈即可對兩個方向起密封作用。2)密封部位結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、拆裝方便。3)對油液、壓力和溫度的適應(yīng)性好。4)動摩擦阻力較小，既可做動密封，密封時，啟動摩擦阻力較大，使用壽命短。 耳軸的安裝液壓缸為耳軸的主要安裝尺寸 (mm)：如下圖表所示圖 29 耳軸結(jié)構(gòu)圖銷 軸 結(jié) 構(gòu) 尺 寸20MPa直徑 DTD TL140 80 70缸體上耳軸的校核 液壓缸缸體上設(shè)計有兩個直徑為 80mm，長為 70mm 的耳軸，耳軸主要受擠壓力和剪切力作用。由下式 校核耳軸所受的擠壓應(yīng)力： （ ） ??/bsbsbsFA???? F—耳軸所受的擠壓力，N； Abs—擠壓面積；28 —許用擠壓應(yīng)力，這里選用 45 鋼， =183Map??bs????? 將數(shù)據(jù)代人 式得： 347019828bs bs???? 由 式校核耳軸所受的剪切應(yīng)力： （） ??/sFA???Fs—剪切力，N；A—剪切面積；—許用剪切應(yīng)力， Map。???????? 將數(shù)據(jù)代人式 得： ??3247880? ?????耳軸經(jīng)擠壓、剪切校核滿足要求。 液壓缸支架設(shè)計液壓缸支架采用厚為 20mm 的 45 鋼制成，底部由 6 個直徑是 30mm 的地腳螺栓固定。由下式 校核地腳螺栓： ()??????—螺栓的許用拉應(yīng)力，查表得 MPa；???/190/.72sS??—螺栓所受的總拉力，N。F? 102cFF??—螺栓預(yù)緊力，N；0 ??—螺紋材料的屈服點，這里選用性能等級是 級的地腳螺栓屈服極限s?是 190 MPa；A—螺栓公稱應(yīng)力截面積。29 N????F—螺栓工作力， N；79026F——螺栓的響度剛度系數(shù)，取 c?將數(shù)據(jù)代人式 得 ???????地腳螺栓滿足要求3 確定液壓泵及配套電機(jī) 液壓泵的選用液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動力元件，講原動機(jī)（電動機(jī)、柴油機(jī)等）輸入的機(jī)械能（轉(zhuǎn)矩 T 和角速度 w）轉(zhuǎn)換為壓力能（壓力 P 和流量 q）輸出，為執(zhí)行元件提供壓力油。液壓泵性能的好壞直接影響到液壓系統(tǒng)的工作性能和可靠性，在液壓傳動中占有極其重要的地位。 液壓泵的分類液壓泵是利用封閉容積的大小變化來工作的。泵內(nèi)的封閉油腔分為吸油腔和壓油腔，當(dāng)泵軸旋轉(zhuǎn)時，吸油腔的容積增大形成局部真空，油箱中的液體介質(zhì)在大氣壓的作用下進(jìn)入吸油腔，壓油腔的容積減小，容腔內(nèi)的液體介質(zhì)背擠壓排出。根據(jù)構(gòu)件不同，液壓泵分為齒輪式，螺桿式，葉片式和柱塞式。一般定義液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)理論上可排出的液體體積為泵的理論排量。理論排量取決于液壓泵的結(jié)構(gòu)尺寸，與其工作壓力無關(guān)。按理論排量是否可變，液壓泵又分為定量型和變量型兩種。液壓泵按進(jìn)、出口的方向是否可變分為單向泵和雙向泵。 選用液壓泵的原則和根據(jù)（1）是否要求變量，要求變量選用變量泵，其中單作用葉片泵的工作壓力較低，僅適用機(jī)床系統(tǒng)。30（2）工作壓力，目前各類液壓泵的額定壓力都有所提高，但相對而言，柱塞泵的額定壓力最高。（3）工作環(huán)境，齒輪泵的抗污染能力最好，因此特別適用于工作環(huán)境較差的場合。（4）噪聲指標(biāo)，屬于低噪聲的液壓泵內(nèi)有嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿泵，后兩種泵的瞬時理論流量均勻。（5）效率，按結(jié)構(gòu)形式分，軸向柱塞泵的總效率最高；而同一種結(jié)構(gòu)的液壓泵，排量大的總效率高；同一排量的液壓泵，在額定工況（額定壓力、額定轉(zhuǎn)速、最大排量）時總效率最高，若工作壓力低于額定壓力或轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速、排量小于最大排量，泵的總效率將會下降，甚至下降很多。因此，液壓泵應(yīng)在額定工況（額定壓力和額定轉(zhuǎn)速）或接近額定工況的條件下工作。綜上所述，本設(shè)計中選用斜盤式軸向柱塞泵 10SCY141B 。 液壓泵的主要性能參數(shù)泵的型號 10SCY141B 泵的排量 10mL/r 額定壓力 32Mpa額定轉(zhuǎn)速 1500r/min 驅(qū)動功率 10KW 容積效率 重量 16Kg%92?（1）額定壓力，在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力，10SCY141B 的額定壓力是 32Map；泵的工作壓力是泵工作時的出口壓力，其大小取決于負(fù)載。（2）10SCY141B 的排量是 10mL/r，這是液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)理論上應(yīng)排出的油液體積，排量的大小僅與泵的幾何尺寸有關(guān)。（3）10SCY141B 的額定轉(zhuǎn)速是 1500r/min。（4）液壓泵的流量分為理論流量、實際流量、瞬時流量。理論流量 qt，液壓泵在單位時間內(nèi)理論上排出的油液體積，它正比于泵的排量和轉(zhuǎn)速。 tnV?n—泵的額定轉(zhuǎn)速，r/min。V—泵的排量，ml/min。15015/mintqL??實際流量 q，液壓泵在單位時間內(nèi)實際排出的油液體積。在泵的出口壓力不等于零時，因存在泄漏流量，因此實際流量小于理論流量。31tvq???—液壓泵的容積效率。v?1592%瞬時理論流量 qsh，液壓泵任一瞬時流量輸出的流量，一般液壓泵的瞬時理論流量是波動的，既瞬時流量不等于理論流量。額定流量是液壓泵在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下允許連續(xù)運行的流量。（5