【文章內(nèi)容簡介】 缸內(nèi)徑： 4 4 1 2 0 0 3 9 .1 03 .1 4 1FD m mp? ?? ? ?? 活塞桿外徑 d的計(jì)算可以根據(jù)速度比的要求來計(jì)算。 活塞桿外徑 d與活塞直徑 D的關(guān)系，令桿徑比 ? =d/D，其比值可按表 和表 進(jìn)行 選取 。 表 按工作壓力選取 d/D 工作壓力 MPa ? ~ ? d/D ~ ~ 表 按速度比要求確定 d/D ? （ 21/vv） 2 d/D 設(shè)計(jì)中，根據(jù)工作壓力的大小，選用速度比 ? 時(shí)可參考 表 進(jìn)行 選取。 表 工作壓力和速度比的關(guān)系 工作壓力 p/Mpa 10 20 速度比 ,2 2 綜上，可得活塞桿外徑： d== 表 液壓缸直徑系列 表 活塞桿直徑系列 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，選取液壓缸內(nèi)徑系列 D=40mm， d=20mm。 算得無桿腔有效工作面積 221 1 1 2 .5 64A D cm??? 有桿腔有效工作 22 cm? 2) 刀具架液壓缸 進(jìn)刀缸工作行程 10mm，前進(jìn)時(shí)間 1s。最大工作負(fù)載 F=700N，根據(jù)參考文獻(xiàn)，初步選定工作壓力為 P=1MP，由此初步定出缸內(nèi)徑： 4 4 7 0 0 2 9 .8 63 .1 4 1FD m mp? ?? ? ?? 活塞桿外徑： d== 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，選取液壓缸內(nèi)徑系列 D=32mm， d=16mm。 算得無桿腔有效工作面積 221 1 8 .0 44A D cm??? 有桿腔有效工作 22 cm? 3) 夾具液壓缸 最大工作負(fù)載 F=1500N，初步選定工作壓力 P=1MP，行程 80mm，前進(jìn)時(shí)間 3s。 計(jì)算無桿腔內(nèi)徑： 4 4 1 5 0 0 4 3 .7 13 .1 4 1FD m mp? ?? ? ?? 活塞桿外徑 d== 按標(biāo)準(zhǔn)選取 D=50mm， d=25mm。 算得無桿腔有效工作面積為 221 1 1 9 .6 2 54A D cm??? 有桿腔有效工作 22 cm? 刀具庫旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá) 的選擇 刀具庫旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)最大轉(zhuǎn)矩為 20T N m? ，初步選定工作壓力為 1MP； 計(jì)算排量： 20 0 . 0 2 3 5 /0 . 8 5 1TV L rp?? ? ?? 式中： n為液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速 ? 為液壓馬達(dá)總效率 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 YMA32BJL型葉片馬達(dá) 滿足要求，其技術(shù)規(guī)格如下： 壓力： 6Mpa 公稱排量： 32ml/r 轉(zhuǎn)矩： 轉(zhuǎn)速： 1002020r/min 生產(chǎn)廠家：榆次液壓件廠 活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 和 穩(wěn)定性校核 1）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： ? ?62104Fd??????? （ ） 式中： F 活塞桿的推力 N d 活塞桿直徑 m ? 材料的許用應(yīng)力 MPa 活塞桿用 45 號(hào)鋼 ? ? , 3 4 0 , 2 . 5ss M P a nn???? ? ? 代入數(shù)據(jù)： a) 刀具庫運(yùn)動(dòng)液壓缸 36321 .2 1 0 1 0 43 .1 4 ( 2 0 1 0 )???? ? ?? ??= ??? =136Mpa b) 刀具架液壓缸 36320 .7 1 0 1 0 43 .1 4 (1 6 1 0 )???? ? ?? ??= ??? c) 夾具液壓缸 36321 .5 1 0 1 0 43 .1 4 ( 2 5 1 0 )???? ? ?? ??= ??? 故 活塞桿的強(qiáng)度 滿足要求。 2）穩(wěn)定性校核 液壓缸承受軸向壓縮載荷時(shí)，當(dāng)活塞桿的計(jì)算長度 l 與活塞桿直徑 d 之比大于 10時(shí)（即 10ld? ） ,應(yīng)該校核活塞桿的縱向抗彎強(qiáng)度或穩(wěn)定性。 本設(shè)計(jì)中各液壓缸活塞桿的 10ld? ，故活塞桿的穩(wěn)定性校核過程省略 。 液壓缸壁厚，最小導(dǎo)向長度計(jì)算 1） 液壓缸壁厚 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： ? ?2YPD? ?? （ ） 式中： D— 液壓缸內(nèi)徑 ； ? — 缸體壁厚 ； YP — 液壓缸最高工作壓力 ， 一般取 YP =（ ） p； ??? — 缸體材料的許用應(yīng)力 ， 鋼材取 ? ? 100 110MPa? ?? 。 代入數(shù)據(jù) ，確定 刀具架 液壓缸壁厚： 661 . 3 2 . 5 1 0 0 . 0 3 2 0 . 0 0 0 5 22 1 0 0 1 0 cm? ? ? ????? 考慮到液壓缸的加工要求， 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ，取壁厚 10mm?? 刀具庫運(yùn)動(dòng)液壓缸和 夾具 液壓缸壁厚可參考表 。 表 缸徑 /mm 液壓缸外徑 /mm P16Mpa 20Mpa 25Mpa 40 50 50 50 54 50 60 60 60 63 76 76 76 83 80 95 95 95 102 90 108 108 108 114 100 121 121 121 127 110 133 133 133 140 125 146 146 146 152 140 168 168 168 168 160 194 194 194 194 180 219 219 219 219 200 245 245 245 245 2） 最小導(dǎo)向長度 導(dǎo)向套在油缸中的位置如下圖 所示。它的作用是支撐細(xì)長的活塞桿 作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，有一個(gè)固定的滑動(dòng)軌道。有了導(dǎo)向套這個(gè)支撐點(diǎn)，也增加了活塞桿的工作強(qiáng)度。 1— 導(dǎo)向套； 2— 活塞桿； 3— 活塞； 4 一缸體； K— 隔套 圖 導(dǎo)向套的位置及結(jié)構(gòu)尺寸 導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)尺寸，按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定如下。 L1=（ ～ 1)d B=(～ L)D 活 塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面重點(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 S，缸筒內(nèi) 徑為 D 時(shí) 活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，伸出油缸最大長度時(shí)，要注意活塞與導(dǎo)向套兩零件中點(diǎn)間距離 L 值的控制。即 20 2SDL?? （ ） 式中 ： S— 活塞桿行程； D— 缸體內(nèi)徑。 代入數(shù)據(jù)： a) 刀具庫運(yùn)動(dòng)液壓缸 8 0 4 0 242 0 2H m m? ? ? b) 刀具架 液壓缸 1 0 3 2 1 6 .52 0 2H m m? ? ? c) 夾具 液壓缸 8 0 5 0 292 0 2H m m? ? ? L 值過小時(shí)會(huì)影響油缸工作的穩(wěn)定性，同時(shí)還會(huì)削弱油缸和活塞桿的彎曲強(qiáng)度。從安全方面考慮，為了保證活塞桿運(yùn)行時(shí)不小于 L 值，通常在活塞與導(dǎo)向套之間加一個(gè)隔套（見圖 )。 隔套的長度由最小導(dǎo)向長度 H 確定。 導(dǎo)向套一般多用耐磨鑄鐵或青銅合金等材料鑄造，也可用耐磨系、數(shù)較小的尼龍或 聚四氟乙烯材料制造。 液壓缸的流量 計(jì)算 計(jì)算液壓缸工作速度及流量，根據(jù)有關(guān)資料，系統(tǒng)的液壓缸速度比21 vv??? 。 1) 刀具庫運(yùn)動(dòng)液壓缸 前進(jìn)時(shí)： 1 0 .0 8 0 .0 2 6 7 /3sv m st? ? ? 41 1 1 1 2 .5 6 1 0 0 .0 2 6 7 2 .0 1 / m inq A v L?? ? ? ? ? 退回時(shí)： 2 /v m s? 21 / m inq q L?? 2) 刀具架液壓缸 前進(jìn)時(shí)： 1 0 .0 1 0 .0 1 /1sv m st? ? ? 1 1 1 0 .4 8 2 / m inq A v L?? 退回時(shí)： 2 /v m s? 21 2 / m inq q L?? 3) 夾具液壓缸 前進(jìn)時(shí)： 1 0 .0 8 0 .0 2 6 7 /3sv m st? ? ? 41 1 1 19 .6 25 10 0. 02 67 3. 15 / m inq A v L?? ? ? ? ? 退回時(shí)： 2 /v m s? 21 / m inq q L?? 即 三個(gè) 液壓缸以其最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的流量為 /minL 。 夾具液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓缸是將液壓系統(tǒng)的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，在該 系統(tǒng)中，液壓缸將活塞桿的伸縮運(yùn)動(dòng)通過一系列的機(jī)械結(jié)構(gòu)組合轉(zhuǎn)化為 夾具的夾緊松開 。液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸筒和缸蓋、活塞與活塞桿、緩沖裝置、排氣裝置和密封裝置五個(gè)部分，分述如下。 [11] 缸筒與缸 蓋 缸筒與前后缸蓋的連接形式 均 采用法蘭連接，結(jié)構(gòu)簡單，加工和拆裝都方便，但外形尺寸和質(zhì)量都大。 缸筒底部為平面時(shí)， 可由下式計(jì)算厚度： ? ? pD? ?? （ ） 式中： ?— 缸筒底部厚度 ； D— 缸筒內(nèi)徑 ； p — 筒內(nèi)最大工作壓力 ； ??? — 缸筒材料的許用應(yīng)力 。 代入數(shù)據(jù)： 2 .50 .4 3 3 0 .0 5100? ??= 缸筒底部厚度應(yīng)根據(jù)工藝要求適當(dāng)加厚，如在缸筒上設(shè)置油口或排氣閥，均應(yīng)增大缸筒底部厚度。 缸筒材料通常選用 3 45 號(hào)鋼，當(dāng)缸筒、缸蓋、掛街頭等焊接在一起時(shí)，采用焊接性能較好的 35 號(hào)鋼 ，在粗加工之后調(diào)質(zhì)。另外缸筒也可以采用鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、青銅和鋁合金等材料加工。 缸筒與活塞采用橡膠密封圈時(shí)，其配合推薦采用 H9/f8 ，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取aR m??? ，若采用活塞環(huán)密封時(shí)，推薦采用 H7/g6 配合，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取 aR m??? 。 缸筒內(nèi)徑應(yīng)進(jìn)行研磨。為防止腐蝕，提高壽命，缸筒內(nèi)表面應(yīng)進(jìn)行渡鉻，渡鉻層厚度應(yīng)在 3040 m? ，渡鉻后缸筒內(nèi)表面進(jìn)行拋光。 缸筒內(nèi)徑的圓度及圓柱度誤差不大于直徑公差的一半，缸體內(nèi)表面的公差度誤差在 500mm上不大于 。 缸蓋材料可以用 35， 45 號(hào)鋼，或 ZG270500，以及 HT250， HT350 等材料。 當(dāng)缸蓋自身作為活塞桿導(dǎo)向套時(shí)，最好用鑄鐵，并在導(dǎo)向表面堆镕黃銅，青銅和其他耐磨材料。當(dāng)單獨(dú)設(shè)置導(dǎo)向套時(shí)，導(dǎo)向材料為耐磨鑄鐵，青銅或黃銅等，導(dǎo)向套壓入缸蓋。 缸蓋的技術(shù)要求：與缸筒內(nèi)徑配合的直徑采用 h8 ，與活塞桿上的緩沖柱塞配合的直徑取 H9 ，與活塞密封圈外徑配合的直徑采用 h9 ，這三個(gè)尺寸的圓度和圓柱度誤差不大于各自直徑的公差的一半，三個(gè)直徑的同軸度誤差不大于 。 [1] 活塞與活塞桿 活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)形式很多：有整體活塞和分體活塞；有實(shí)心活塞桿和空心活塞桿?；钊c活塞桿的連接有螺紋式和半環(huán)式等，前者結(jié)構(gòu)簡單，但需要螺母防松裝置；后者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但工作較可靠。此外也有用 錐銷 連接。 本設(shè)計(jì)中采用螺紋式。 活塞材料及加工要求： 有導(dǎo)向環(huán)的活塞用 20， 35 或 45 號(hào)鋼制成。 活塞外徑公差 f8 ，與活塞桿的配合一般為 H8/h8 ，外徑粗糙度 aR m??? ，外徑對(duì)活塞孔的跳動(dòng)不大于外徑公差的一半，外徑的圓度和圓柱度不大于外徑公差的一半。 活塞兩端面對(duì)活塞軸線的垂直度誤差在 100mm上不大于 。 活塞的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)密封裝置的形式來選擇，本設(shè)計(jì)中選用形式 如下： 1 231 導(dǎo)向 環(huán) 2 密封圈 3 活塞 圖 活塞桿及加工要求 ： 活塞桿常用材料為 3 45 號(hào)鋼。 活塞桿的工作部分公差等級(jí)可以取 f7f9 ，表面粗糙度不大于 aR m?? ，工作表面的直線度誤差在 500mm上不大于 。 活塞桿在粗加工后調(diào)質(zhì)，硬度為 229285HB ，必要時(shí)可以進(jìn)行高頻淬火，厚度，硬度為 4555HRC 。 活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸有桿腔一側(cè)的端蓋內(nèi)，用來對(duì)活塞桿導(dǎo)向，其內(nèi)側(cè)裝有密封裝置，保證缸筒有桿腔的密封性，外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿內(nèi)縮時(shí)把雜質(zhì)，灰塵及水分帶到密封裝置，損壞密封裝置。 導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)有端蓋式和插件式兩種，插件式導(dǎo)向套裝拆方便，拆卸時(shí)不需要拆端蓋，故應(yīng)用較多。結(jié)構(gòu)見裝配圖。 導(dǎo)向套尺寸主要是指支撐長度，通常根據(jù)活塞桿直徑，導(dǎo)向套形式，導(dǎo)向套材料的承壓能力，可能遇到的最大側(cè)向負(fù)載等因素確