【文章內(nèi)容簡介】 該液壓缸的工作壓力為為：p=2MPa,5MPa,取d=,d=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)： = 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)算長度 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=2—4 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)向長度，液壓缸長度的確定 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=（）p 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。 最小導(dǎo)向長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)向長度H，如下圖所示，如果最小導(dǎo)向長度過小，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)向長度為： 即 取為72cm活塞的寬度一般取 ，導(dǎo)向套滑動(dòng)面長度，在時(shí)，取，在時(shí)，取，當(dāng)導(dǎo)向套長度不夠時(shí)，不宜過分增大A和B，必要時(shí)可在導(dǎo)向套和活塞之間加一隔套，隔套的長度由最小導(dǎo)向長度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) = 為液壓缸的最大運(yùn)動(dòng)速度 單位m/s 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。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。 油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種，其各自特點(diǎn)及相互比較見下表： 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)方式為開式系統(tǒng)，因?yàn)樵撋禉C(jī)主機(jī)和液壓泵要分開安裝，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)盡可能簡單，開始系統(tǒng)剛好能滿足上述要求。油源回路的原理圖如下所示： 開式系統(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。 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。 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；見下圖：液壓元件主要包括有：油泵，電機(jī)，各種控制閥，管路，過濾器等。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. 油泵和電機(jī)選擇泵的流量應(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= 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?。? 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25%60% ，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 見下表 液壓泵的機(jī)械效率 換算系數(shù)代入數(shù)據(jù)： （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： % 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： 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，.）,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)感覺輕快。泵的進(jìn)油管道不得過長，彎頭不宜過多，進(jìn)油口管道應(yīng)接有過濾器，其濾孔一般可用40目到60目過濾網(wǎng)，過濾器不允許露出油面，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，其油面離過濾器頂面至少有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)速來選擇。計(jì)算轉(zhuǎn)矩由下式求出： 式中： 需用轉(zhuǎn)矩，見各連軸器標(biāo)準(zhǔn) 單位 驅(qū)動(dòng)功率 單位