【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件結(jié)構(gòu)，材料與技術(shù)要求 （ 1）缸筒與端蓋：缸筒與端蓋連接用法蘭形式連接，前端蓋用螺紋連接，后端蓋用焊接連接。 （ 2）缸筒的材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)壓力而不致產(chǎn)生永久變形；有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。 根據(jù)缸筒內(nèi)徑， 選用 45 號(hào)鋼，抗拉強(qiáng)度 σb=600MPa、屈服強(qiáng)度 σs=355MPa，伸長(zhǎng)率為 5%、硬度 為 HV 229～ 197。 技術(shù)要求： （ 1） 缸筒： ① 缸筒內(nèi)徑選用 H H9 或 H10 配合。內(nèi)徑的表面粗糙度，當(dāng)活塞密封采用橡膠密封件時(shí)，取 Ra ～ ，當(dāng)采用活塞環(huán)密封時(shí)，則取 Ra 為 ～ 。 ② 缸筒端面 T 的垂直度公差可選取 7 級(jí)精度。 ③ 缸筒內(nèi)徑的圓度和圓柱度公差可選取 8 級(jí)或 9 級(jí)精度。 ④ 缸筒端部用 螺紋連接時(shí)， 螺紋應(yīng)選用 6 級(jí)精度的細(xì)牙螺紋。 ⑤ 當(dāng)液壓缸的安裝方式為耳環(huán)型或耳軸型時(shí)，后端蓋的耳孔 D1或缸筒耳軸軸徑 d2 的中心線(xiàn)，對(duì)缸筒內(nèi)孔 軸線(xiàn)的垂直度可取 9 級(jí)精度。 ⑥ 為了防止腐蝕以及其它使用的特殊要求，缸筒內(nèi)表面可鍍鉻，鍍層厚度為 30～ 40μm鍍后珩磨并拋光。 （ 2） 活塞： ① 活塞的結(jié)構(gòu)主要考慮與缸筒內(nèi)壁的滑動(dòng)和密封，以及與活塞桿之間的連接和密封 ?；钊慕Y(jié)構(gòu)形式取決于密封件 的 形式，密封 形式由壓力、速度溫度來(lái)決定。 ② 活塞的密封：活 塞與缸筒常用的密封有間隙密封，活塞環(huán) O 型密封圈，采用組合密封裝置?；钊c活塞桿之間為間隙密封、配合之間的密封為固定密封，采用 O 型圈密封密封槽開(kāi)在活塞桿上。 ③ 活塞的導(dǎo)向： 導(dǎo)向環(huán)（支撐環(huán)）的作用：具有精確的導(dǎo)向作用，并可吸收活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力。 帶導(dǎo)向環(huán)的活塞在缸筒內(nèi)為非金屬接觸，摩擦系數(shù)小，無(wú)爬行；導(dǎo)向環(huán)能改善活塞與缸筒的同軸度，使間隙均勻，減少泄漏；軸環(huán)采用耐磨材料，使用壽命長(zhǎng)，且具有良好的承載能力。采用組合型導(dǎo)向環(huán)。 11 組合型導(dǎo)向環(huán)是由密封圈、擋圈和導(dǎo)向環(huán)組成，它們安裝在同一溝槽內(nèi)，具有密封、導(dǎo)向雙重 作用。 ④ 活塞的材料：選用碳素鋼 45 號(hào)。 ⑤ 技術(shù)要求 : D 對(duì)內(nèi)徑 D1 徑向公差值取 7 級(jí)。 T 對(duì)內(nèi)徑 D1 軸線(xiàn)的垂直度公差值按 7 級(jí)精度選取。 D 的圓柱度公差按 9～ 11 級(jí)精度選取。 （ 3）活塞桿： ① 活塞桿外端連接形式采用單耳環(huán)形式。 ② 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵：活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵結(jié)構(gòu)全部在前端蓋內(nèi)，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)液壓缸圖。 ③ 活塞桿采用非金屬導(dǎo)向環(huán)，前端 蓋用碳素鋼制成，其內(nèi)孔安裝用聚四氟乙烯等非金屬 耐磨材料制成的導(dǎo)向環(huán)，為活塞桿導(dǎo)向?；钊麠U與前端蓋為非金屬接觸摩擦阻力小，使用壽命長(zhǎng)。導(dǎo)向環(huán)的溝槽加工容易，磨損后更換導(dǎo)向環(huán)也很方便，應(yīng)用比較普遍。 ④ 活塞的密封，以往多采用 O 型密封圈和唇形密封圈。這些密封圈形式由于 活塞桿與密封圈之間是干摩擦，摩擦阻力大，磨損快。因此，近年來(lái)較多選用組合式密封圈，如方形圈（格來(lái)圈）、階梯圈（斯特封）。它們具有摩擦阻力小，啟動(dòng)時(shí)無(wú)爬行，較低的泄漏量和耐磨等優(yōu)點(diǎn)。 ⑤ 活塞桿的防塵，以往多采用無(wú)骨架防塵圈。目前多采用既可以防塵，又可以密封的雙唇型防塵圈 。外唇起防塵作用，保證活塞桿 表面清潔，內(nèi)唇起密封作用 。當(dāng)活塞桿外伸時(shí)，通過(guò)主密封圈留在活塞桿表面的油膜，即被防塵圈的內(nèi)唇刮下，這樣，在主密封圈和防塵圈之間保留一層油膜，起潤(rùn)滑作用，提高了密封圈的使用壽命。 ⑥ 活塞桿的材料：由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)生產(chǎn)的高精度冷拔活塞桿，可直接選用。 ⑦ 活塞桿的技術(shù)要求： ，鍍層 厚度為 15～ 25 微米或 30～ 50 微米。防腐要求特別高的則要先鍍一層軟鉻或鎳，然后再鍍硬鉻并拋光。 、腐蝕性極強(qiáng)的工作環(huán)境中，活塞桿噴涂一種名為 Ceramax1000 陶瓷涂層 ，在強(qiáng)度、抗腐蝕性和抗磨損等方面，比 硬鉻更優(yōu)。 c 活塞桿外徑公差取 17～ 19；直線(xiàn)度 ≤；表面粗糙度 Ra≤～ 微米，對(duì)精確度要求更高者， Ra≤～ 微米。 d 活塞桿外徑 d 的圓柱度公差值，按 8 級(jí)精度選取。 12 確定液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，編制工況圖 ① 缸筒的計(jì)算與驗(yàn)算 [2] 根據(jù)表 56，預(yù)選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力 P1=23Mpa。將液壓缸的無(wú)桿腔作為主工作腔，考慮到液壓缸下行時(shí)滑塊自重采用液壓方式平衡，則可計(jì)算出液壓缸的無(wú)桿腔的有效面積 A1 =1cmmaxPF? （ 31） A1 =1cmmaxPF? = 66 10 ?? = 液壓缸內(nèi)徑 D=?1A4 （ 32） D=?1A4=??==247mm 按 GB/T 24381993 ，取標(biāo)準(zhǔn)值 D=250mm=250cm 式中： D缸筒內(nèi)徑 Fmax 液壓缸受到的最大推力 P1 液壓缸的額定壓力 cm? 液壓缸的執(zhí)行效率 ② 缸筒壁厚 δ 的計(jì)算 當(dāng) δ/D 時(shí) δ≥maxsmax DP ?? （ 33） 缸筒材料選用 45 號(hào)鋼 σb =600Mpa， σs =355Mpa，伸長(zhǎng)率 16%，硬度 HRC229～ 197；安全系數(shù)為 5，則 σp = nb? = 5600 =120Mpa Pmax = = 則將上式 代入式（ 33）得： δ≥maxbmax DP ?? = ??? ? 　 = 13 經(jīng)圓整取缸筒壁厚 δ=45mm。 缸筒外徑 D1 =D+2δ= 式中： δ缸筒壁厚 D缸筒內(nèi)徑 D1 缸筒外徑 Pmax 最高允許壓力 σp 缸筒材料的許用壓力 σb 缸筒材料的的 抗拉強(qiáng)度 σs 缸筒材料的屈服強(qiáng)度 n安全系數(shù) ③ 缸筒壁厚的驗(yàn)算： Pn 值應(yīng)低于一定的極限值，保證工作安全。 Pn ≤ ??1221sD DD ?? （ 34） 式中 ： D缸筒內(nèi)徑 D1 缸筒外徑 s? 缸筒材料的屈服強(qiáng)度 Pn 液壓缸的額定壓力 將 D=， D1 =， s? =355Mpa， Pn =25Mpa 代入式 (34)得： Pn ≤ ??12221sD DD ??= ??2 ? =355 = b：為避免缸筒在工作時(shí)發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定壓力 Pn 值應(yīng)與塑性變形壓力有一定的比例范圍。 Pn ≤（ ～ ） Ppl （ 35） 14 由 Pn =25Mpa 取 Pn ≤ PpL 得 ： Ppl = PpL ≤ s? logDD1 =355log = 故彈性變形符合要求。 c 為確保液壓缸的安全使用，缸筒的爆裂壓力 P E 應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于耐壓試驗(yàn)壓力PT = PE = logDD1 （ 36） =600log = 式中： D缸筒內(nèi)徑 D1 缸筒外徑 Pn 液壓缸額定壓力 PT 液壓缸耐壓試驗(yàn)壓力 σb 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度 σs 缸筒材料的屈服強(qiáng)度 ④ 液壓缸進(jìn)出油口 液壓缸進(jìn)出口不知在前后端蓋上，采用螺紋連接。 根據(jù)國(guó)標(biāo) GB/T28781993 規(guī)定的液壓缸進(jìn)出油口螺紋尺寸。選用 螺紋 為 M502，即EC 為 M502， EF=32mm。 螺紋精度為 6H。 ⑤ 缸底厚度計(jì)算： 選用法蘭液壓缸，則缸筒底部為平面，其厚度 δ 可以按照四周嵌住的圓盤(pán)強(qiáng)度公式近似計(jì)算： 15 δ≥pnP? （ 37） 式中： δ缸筒的底部厚度 D0 缸底內(nèi)徑 Pn 液壓缸額定壓力 σp 缸筒底部材料的許用應(yīng)力 將 D0 =, Pn =23Mpa,σp =300Mpa 代入式（ 37）可得： δ≥12023= 取缸底壁厚為 δ= ⑥ 活塞桿直徑計(jì)算及穩(wěn)定性驗(yàn)算： ： 根據(jù)快速下行與快速上升的速度比確定 活塞桿的直徑 d： 13vv = 22 2dDD （ 38） 式 中： D缸筒內(nèi)徑 d活塞桿直徑 v1 快速下降的速度 v3 快速上升的速度 將： D=250mm， v1 =23mm/s， v3 =53mm/s 代入式中得 13vv = 22 2dDD =2353 = 得： d==250=188mm 取標(biāo)準(zhǔn)值 為 200mm ： 一般以液壓缸活塞桿端部和缸蓋均為耳環(huán)鉸接安裝方式的情況來(lái)考慮 ，而且當(dāng)活塞全部伸出時(shí)，活塞桿端和負(fù)載的連接點(diǎn)到液壓缸支撐點(diǎn)間的距離假定為 LB 。 由液壓缸實(shí)際情況及活塞直徑可知 LB ≤10d。 主要驗(yàn)算活塞桿壓縮和拉伸強(qiáng)度， 16 即 d≥2s??sFn （ 39） 式中： d活塞桿直徑 F液壓缸的最大推力 σs 材料的屈服強(qiáng)度 ns 安全系數(shù) 將 d=， F=106 N ， σs =355Mpa ， ns = 5 代入上式中 則 2s??sFn =2 66 10355 510 ?? ?? =≤ 所以符合要求 ⑦ 緩沖裝置的選擇 采用節(jié)流閥進(jìn)行節(jié)流的緩沖裝置，其最高緩沖壓力 Pmax 近似計(jì)算式為： Pmax =ee2021ASRSVgGPA ???????? ?? （ 310） 式中： A1 活塞的有效作用面積 P1 進(jìn)油口壓力 Se 活塞的緩沖行程 G所有運(yùn)動(dòng)部件的重量 g重力加速度 V0 活塞在緩沖行程開(kāi)始時(shí)的速度 R活塞承受的全部載荷（包括重量及液壓缸的摩擦阻力） A緩沖腔內(nèi)的有效作用面積 Pmax 的大小，可通過(guò)改變節(jié)流閥的節(jié)流面積來(lái)調(diào)定，其值不應(yīng)超過(guò)液壓缸的最大允許壓力Pmax （ ） ⑧ 繪制工況圖 [5] 液壓缸的實(shí)際有效面積為 A1 = 4D2? = 4322?? = 17 A2 = ? ?22 dD4?= ? ?22 25324?= ⑨ 密封件的選擇 活塞與缸筒的密封選用組合密封件，詳見(jiàn)圖紙；活塞與活塞桿的密