【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 當(dāng)通過(guò)閥的流量為 q 時(shí)的閥的壓力損失為vp?。 () () 在該系統(tǒng)中主要有電磁換向閥和順序流閥，根據(jù)各個(gè)產(chǎn)品的參數(shù)可知，再根據(jù)公式（ ）確定各個(gè)閥的壓力損失如下： 換vp?= np? () =? Mpa = 順vp? = np? =? Mpa = Mpa 2 2???d vl ?Pa21016 3 2?? ?? ?2??????????? nnv qqpp2???????? 換換nqq2??????2???????? 順順nqq24012??????XX 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 15 液壓缸回油路上的流量為 : () L/min = 回油路管中的流速為 : () = m/s 因此 Re= () =? 16? 103/60? 106 = λ=80/Re =80/ = 所以回油了路上的沿程壓力損失為 : () = 總的壓力損失 ： 由上面的計(jì)算所得可求出 : ∑321 pppp ??????? () =（ +4600+1500+） MPa = ∑ p? =，計(jì)算出來(lái)的結(jié)果小于估計(jì)的值，因此不必更改。 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 [1] 系統(tǒng)在工作時(shí)，有壓力損失、容積損失和機(jī)械損失，這些損失所消耗的能量多進(jìn)回進(jìn)回 A Aqq ?? ??Aqv 回?623 ????? ???vddvlp 2 2??? ?? 回Pa21016 3 2?? ???? ?XX 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 16 數(shù)轉(zhuǎn)化為熱能。特別是液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)發(fā)熱使油溫升高，導(dǎo)致油的粘度下降、油液變質(zhì)，影響正常的工作。為此， 必須控制溫升在許可的范圍內(nèi)，如工程機(jī)械和機(jī)車(chē)車(chē)輛應(yīng)控制在 △ T=3540℃ 。 該系統(tǒng)中產(chǎn)生熱量的元件主要有液壓缸、液壓泵、溢流閥和單向閥，散熱的元件主要有油箱，系統(tǒng)經(jīng)一段時(shí)間后，發(fā)熱與散熱會(huì)相等，即達(dá)到熱平衡。 液壓泵輸入的有效功率為 630 / 19 10 98 10 / 41 80P pq W? ?? ? ? ? ? ? () 液壓缸工進(jìn)時(shí)的有效功率為 1 550 7 385 0P Fv W? ? ? ? () 由此 可得液壓系統(tǒng)單位時(shí)間的發(fā)熱量為 Q= 12 4 1 8 0 3 8 5 0 3 3 0P P W? ? ? ? () 系統(tǒng)的溫升，等于系統(tǒng)熱平衡事的溫度和環(huán)境溫度之差，取油液的最高工作溫度為60，工作的環(huán)境溫度為 30，則△ t為 △ t=（ 6030） () =30 計(jì)算出油箱最小的有效容積 minV () = 33m in 10 ( )QV T?? ?3333010 ( )30??XX 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 17 4 液壓缸的設(shè)計(jì) 液壓缸主要參數(shù) 液壓缸一般來(lái)說(shuō)是標(biāo)準(zhǔn)件，但是在本設(shè)計(jì)中的液壓缸為非標(biāo)液壓缸，因此需要自行設(shè)計(jì)。 壓缸的設(shè)計(jì)是在對(duì)所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析、負(fù)載計(jì)算和確定了其工作壓力的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。首先根據(jù)使用要求確定液壓缸的類(lèi)型，再按負(fù)載和運(yùn)動(dòng)要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，必要時(shí)需進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，最后進(jìn)行結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)。 液壓缸的主要尺寸包括液壓缸的內(nèi)徑 D、缸的長(zhǎng)度 L、活塞桿直徑 d。主要根據(jù)液壓缸的負(fù)載、活塞運(yùn)動(dòng)速度和行程等因素來(lái)確定上述參數(shù) 。 在進(jìn)行液壓設(shè)計(jì)的時(shí)候已經(jīng)計(jì)算出了液壓缸的內(nèi)徑 D=190mm,液壓桿 d=180mm,液壓缸行程 S=160mm。 因?yàn)榇艘簤合到y(tǒng)中的液壓缸能實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、快退的增速液缸，因此，在這個(gè)液壓缸上應(yīng)該有一個(gè)小的面積，當(dāng)流量一定時(shí)，而面積很小，活塞運(yùn)動(dòng)的速度就快，因此這個(gè)小面積能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床的快進(jìn)。 根據(jù)其工況對(duì)其面積進(jìn)行計(jì)算如下： () 因此 液壓 活塞 的行程，在初步設(shè)計(jì)時(shí)一般按工作所需要的長(zhǎng)度來(lái)確定，但是實(shí)際工作所需要的行程并不一定是液壓缸穩(wěn)定性所允的行程。為了計(jì)算其行程，那首先必須計(jì)算出 活塞 最大的允許的長(zhǎng)度。 () 式中 d 為 活塞 桿的直徑單位為 cm； P 為 活塞 桿縱向負(fù)載單位為 KN； n 為末端條件數(shù)； kn 安全系數(shù)， 6kn? 。 按照此機(jī)床中液壓缸的安裝形式，確定端條件數(shù)為 n=4 = 3 233 0 . 1 9 8 1 0 1 . 9 8 1 0100QAmV? ??? ? ? ?221 .0 1 1 09 .8knLd Pn? ? ?2241 .0 1 1 8 1 09 .8 5 5 0 6L ? ? ? ???333 4 4 1 . 9 8 1 0 1 5 . 83 . 1 4Ad m m??? ??? ? ?XX 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 18 由上面的計(jì)算可得， 最大的允許的長(zhǎng)度大于液壓缸工作所需要的行程，因此上面液壓缸的行程可用。 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 此液壓缸為增速缸， 它是由缸底、缸筒、缸蓋兼導(dǎo)向套、活塞、和活塞桿、組成。又由于活 塞和活塞桿的尺寸相差不大，因此將 活 塞和活塞桿做成一體。缸頭和缸體是通過(guò)螺紋連接的。其具體結(jié)構(gòu)如圖 。 桿 3缸筒 4缸底 5缸頭主密封 6活塞主密封 圖 液壓缸結(jié)構(gòu)圖 XX 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 19 活塞的桿設(shè)計(jì)和強(qiáng)度的計(jì)算 由上面的設(shè)計(jì)可 以知道此 活 塞和活塞桿做成一體的 , 活塞桿在穩(wěn)定的工況下面 ,只受到軸向的拉力和壓力 ,那么就可以將其近似于桿件的受拉壓的強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。 [2] () 活塞桿的材料選項(xiàng)用 40Cr 其 許用應(yīng)力許用應(yīng)力大約為 490MPa，因此其的 ?遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力。 活塞桿在工作的時(shí)候力很大，因此進(jìn)行材料選擇的時(shí)候一般選取用高強(qiáng)度材料如 45 鋼， 40Cr 等，為了提高其抗拉強(qiáng)度一般要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理?；钊?jīng)常進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 也與密封件緊相接觸進(jìn)行密封，因此要求其表面有一定的強(qiáng)度、耐磨性和光滑。在活塞桿進(jìn)行制造的時(shí)一般要求有表面鍍鉻和高頻淬火。 活塞在液壓力的作用下，沿缸體滑動(dòng)。因此必須配合得適當(dāng)，不能過(guò)緊，也不能過(guò)間隙太大。配合過(guò)緊會(huì)使啟動(dòng)的靜壓力過(guò)大，降低了機(jī)械效率，如果過(guò)間隙太大，那么會(huì)造成內(nèi)部泄漏，降低容積效率，而達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中，采用雙支承圈活 塞，即在 活 塞的外圓上套上兩個(gè)尼龍的或聚四氟乙烯材料的開(kāi)口環(huán)。這種不起密封作用，起密封作為 活 塞上面的主密封。由于尼龍的或聚四氟乙烯材料耐磨性和自潤(rùn)滑性非常好，所以摩 擦小，使用壽命要長(zhǎng)。 液壓缸缸 體 的設(shè)計(jì) 液壓缸缸筒內(nèi)徑的確定 根據(jù)分析，缸筒單活塞式液壓缸，由上面設(shè)計(jì)可知缸筒直徑 d=190mm。 液壓缸缸筒的有效面積 根據(jù)公式可以求出缸筒內(nèi)的面積： 有桿腔面積 ㎡ () ? ?24Fd?????3 224 5 5 0 1 0 2 .1 6 /0 .0 1 8 kN cm??????4 )( )( 22221 ????? dDA ?XX 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 20 = 無(wú)桿腔面積 ㎡ () =㎡ 液壓缸缸筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括缸筒壁 厚，油口直徑、缸底厚度、缸頭厚度等。 缸筒壁厚 δ 的計(jì)算和校核 (1)壁厚的設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷第七章表 37764， 由上求得缸體內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)值 190mm，得外徑 240mm 根據(jù)公式（ ）可以確定壁厚： 可知 δ=（ 240190） /2 () =50/2mm =25mm (2)液壓缸的缸筒壁厚的校 核 液壓缸 缸的額定壓力 pn=20Mpa,取 py=,pn=?20Mpa=25Mpa。液壓缸缸壁的材料選 35 號(hào)鋼，得其材料抗拉強(qiáng)度 σb=520Mpa。 取安全系數(shù) 為 n=5， [σ]=σb/5=520/5MPa=104MPa D/δ=240/25 =10 δ≥ () 1） mm =25mm 壁厚合適。 液壓缸油口直徑 0d 的計(jì)算 根據(jù)公式 () 式中 0d 為 液壓缸油口