畢業(yè)設(shè)計(jì)-液壓式槽型彎板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-06 19:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 效工作面積 A 不大于計(jì)算所得的最小有效面積 minA ，則說明 2021 級本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁 共 29 頁 液壓缸不能保證最小穩(wěn)定速度，此時(shí)必須增大液壓缸的內(nèi)徑，以滿足速度穩(wěn)定的要求。 3） 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因其壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)分 ? ??? 2 Dpy?薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的內(nèi)徑 D 與其壁厚 ? 的比值 10??D 的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運(yùn)輸機(jī)械h ? ??? 2 Dpy? 式中 ? 液壓缸壁厚（ m） D 液壓缸內(nèi)徑（ m） yp 試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力（ ~ ）倍（ MPa）； ??? 缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：鍛鋼： ??? =110~ 120MPa。 ??? 100~ 110 MPa。 ??? 100~ 110 MPa。 ??? 60 MPa 。??? 25MPa。 在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式 計(jì)算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削加工過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式進(jìn)行校核。 對于 10D?? 時(shí) ,應(yīng)按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進(jìn)行壁厚的計(jì)算。 對脆性及塑性材料 ? ?? ? 0 .4 12 1 .3 yypDp????????????? 液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外徑 1D 為 1 2DD??? 式中 1D 值應(yīng)按無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，或按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。 選高強(qiáng)鑄鐵： ??? =100MPa 由公式： ? ??? 2 Dpy? ?? 632 60?? = ?取 10mm 2021 級本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁 共 29 頁 4） 液壓缸工作 行程的確定 液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并參照表 26 中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。 表 26 液壓缸活塞行程參數(shù) 系列（ GB234980） （ mm） Ⅰ 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2021 2500 3200 4000 Ⅱ 40 63 90 110 140 180 220 280 360 450 550 700 900 1100 1400 1800 2200 2800 3900 Ⅲ 240 260 300 340 380 420 480 530 600 650 750 850 950 1050 1200 1300 1500 1700 1900 2100 2400 2600 3000 3800 由表工作行程取 160mm 5） 缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 t 按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算。 無孔時(shí) ? ? 33 yptD?? 有孔時(shí) ? ? 22 ()ypDtD DD?? ? 式中 t 缸蓋有效厚度（ m）； 2D 缸蓋止口內(nèi)徑（ m）； 0d 缸蓋孔的直徑（ m）。 無孔 時(shí) mmt ? 取 mmt 10? 6） 最小導(dǎo)向長度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面 中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支撐面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長度。如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸的初始 增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。 對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度 H 應(yīng)滿足以下要求 2021 級本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 頁 共 29 頁 20 2LDH ?? 式中 L液壓缸的最大行程； D液壓缸的內(nèi)徑 活塞的寬度 B一般取 B=(~ )D ；缸蓋滑動(dòng)支撐面的長度 1l ,根據(jù)液壓缸內(nèi)徑而定；當(dāng) D80mm 時(shí)，取 1l =(~ )D ； 當(dāng) D80mm 時(shí)，取 1l =(~ )d。 為保證最小導(dǎo)向長度 H，若過分增大 1l 和 B 都是不適宜的，必要時(shí)可在缸蓋與活塞之間增加一隔套 K 來增加 H 的值。隔套的長度 C 由需要的最小導(dǎo)向長度 H 決定，即 11()2C H l B? ? ? 最小導(dǎo)向長度： H=120mm 活塞的寬度 B 一般取 B=60mm mmBlHC 70)(21 1 ???? 7） 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 20~ 30 倍。 算得內(nèi)部長度 260mm 缸體外形長度再加上兩端端蓋的厚度 強(qiáng)度校核 液壓缸的缸筒壁厚 ? 、活塞桿直徑 d 和缸蓋處固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行校核。 （ 1）缸筒壁厚校核 液壓缸缸筒壁厚校核時(shí)分薄壁和厚壁兩種情況。當(dāng) 10D?? 時(shí)為薄壁，壁厚按下式進(jìn)行校核 ? ?2ypD? ?? = ?大于 符合條件 式中， D 為缸筒內(nèi)徑； yp 為缸筒試驗(yàn)壓力， 當(dāng)缸的額定壓力 np 小于等于 16MPa 時(shí)取yp = np ，當(dāng) np 大于 16MPa 時(shí)取 yp = np ； ??? 為缸筒材料的許用應(yīng)力， ??? = bn? ， 2021 級本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁 共 29 頁 b? 為材料抗拉強(qiáng)度， n 為安全系數(shù)，一般取 n =5。 當(dāng) 10D?? 時(shí)，壁厚按下式進(jìn)行校核 ? ?? ? 12 yypDp????? ? ????? ??? ? 在使用校核時(shí)，若液壓缸缸筒與缸蓋采用半環(huán)連接， ? 應(yīng)取缸筒壁厚最小處的值。 (2)活塞桿直徑校核 活塞桿的直徑 d 的校核按下式進(jìn)行 ? ?4Fd ??? d ==40mm 符合條件 式中， F 為活塞桿上的作用力； ??? 為活塞桿材料的許用應(yīng)力， ??? = ? 。 （ 3）液壓缸蓋固定螺栓直徑校核 液壓缸蓋固定螺栓在工作過程中同時(shí)承受拉應(yīng)力和扭應(yīng)力，其螺栓直徑可按下式進(jìn)行校核 ? ? z??? 式中， F 為液壓缸負(fù)載； z 為固定螺栓個(gè)數(shù)； k 為螺紋擰緊系數(shù)， k=~ 。 ??? = ? ? ~ ? , S? 為材料的屈服點(diǎn)。 液壓缸的緩沖計(jì)算主要是估計(jì)緩沖時(shí)液壓缸內(nèi)出現(xiàn)的最大沖擊力，以使用來校核缸筒強(qiáng)度、制動(dòng)距離是否符合要求。緩沖計(jì)算中如發(fā)現(xiàn)工作腔中的液壓能和工作部件的動(dòng)能不能全部被緩沖 腔所吸收時(shí)，制動(dòng)中就可能產(chǎn)生活塞和缸蓋相碰現(xiàn)象。 液壓缸在緩沖時(shí)，緩沖腔內(nèi)產(chǎn)生的液壓能 E1 和工作部件產(chǎn)生的機(jī)械能 E2 分別為 1 c c cE p Al? 22021c c c f cE p A l m v F l? ? ? 式中， cl 為緩沖長度 。 cp 為緩沖腔中的平均緩沖壓力； p 為高壓腔中油液壓力； cA 、PA 為緩沖腔、高壓腔的有效工作面積； m 為工作部件總重量； 0v 為工作部件運(yùn)動(dòng)速度；fF 為摩擦力。式中右邊第一項(xiàng)為高壓腔中的液壓能，第二項(xiàng)為工作部件的動(dòng)能，第三項(xiàng)為摩擦能。 當(dāng) E1=E2 時(shí)，工作部件的機(jī)械能全部被緩沖腔液體所吸收，有上兩式得 2021 級本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁 共 29 頁 2cccEp Al? 若緩沖裝置為節(jié)流口時(shí)可調(diào)節(jié)緩沖裝置，在緩沖過程中的緩沖壓 力逐漸降低，假定緩沖壓力線性的降低，則最大的緩沖壓力即沖擊壓力為 20max 2cc ccmvPp Al?? 若緩沖裝置為節(jié)流口變化式緩沖裝置，則由于緩沖壓力始終不變，最大緩沖壓力的值即如式所示。 8） 活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算 當(dāng)液壓缸支承長度 (10 ~ 15)BLd? 時(shí)，必須考慮活塞桿彎曲穩(wěn)定性并進(jìn)行驗(yàn)算。液壓缸的支承長度 BL 是指活塞桿全部外伸時(shí)，液壓缸支承點(diǎn)與活塞桿前端連接處之間的距離； d 為活塞桿直徑。 負(fù)載力 F 小于 使其保持工作穩(wěn)定的臨界負(fù)載力 kF ， kF 的值與活塞桿的材料、截面形狀、直徑和長度，以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)。 9) 油口尺寸的確定 油口包括油口孔和油口連接螺紋，液壓缸的進(jìn)、出油口可布置在端蓋或缸筒上。油口孔大多屬于薄壁孔（指孔的長度與直徑之比 ?dl 的孔）。 pCAppCAQ ???? ?? 2)(2 2
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