【正文】 率 t pPQNin ?? （ 420） 式中 P— 泵的最大工作壓力， P= Qp — 泵在壓力 P下的實際流量 sm/3 Qp =哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 t? — 泵的總效率 85% 66 ????? ? 2） 液壓執(zhí)行器的有效功率 Nef 液壓缸的有效功率： ???Zi iief SFTN 139。1 (421) 式中 T39。 — 工作周期 T39。 =+4+3+2+3+= Fi — 缸的有效推力（外負(fù)載） N Si— 推力 F1 時缸的行程 )()( 1w??????????? 所以系統(tǒng)的發(fā)熱功率： Nn =Nin Nef （ 422） ==(w) 2． 系統(tǒng)散熱計算： 管道的散熱產(chǎn)熱基于平衡，一般僅計算油箱的散熱功率。 ???kAN1 （ 423）式中 k— 油箱的傳熱系數(shù)， 取 k=150 A— 油箱散熱面積 m2 ?? — 油及油箱聞升（表 29— 33） 1? — 允許最高油溫表 29— 33 2? — 環(huán)境溫度 wN 3 1 4 2 8)2060(2)(1501 ?????????? 由于 N1 Nn ，則滿足工作要求，油箱的容積完全可以滿足工作要求。 液壓缸的類型及安裝方式： 液壓缸的選取 根 據(jù)機器的工作要求，各缸均采用活塞式液壓缸。 安裝方式 見表 47。 具體見部件圖 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 表 47 各種液壓缸安裝方式 液壓缸名稱 安裝方式 豎彎邊缸 興部外向法蘭 水平彎邊缸 興部外向法蘭 定位模缸 切向底座 保壓缸 尾部外向法蘭 液壓缸壁厚計算： 系統(tǒng)壓力屬于中低壓，控薄壁筒公式計算。 pp dPt ?2 0?? (424) 式中 Pp — 實驗壓力，因額定壓力 an MPP 16? ， 則取 Pp =150% nP? d0 — 缸內(nèi)徑 p? — 鋼體材料的許用應(yīng)力。采用無縫鋼管 p? =100MPa 液壓缸的壁厚計算見 表 48。 表 48 液壓缸壁厚計算結(jié)果及說明 項目 計算式 結(jié)果 說明 使用公式 ??2 0dPt p?? ap MP100?? 豎彎邊缸 %1501002 ????t ap MPP 3%1501 ?? md ? 水平彎邊缸 %1501002 ????t ap MPP 3%1502 ?? md ? 定位模缸 %1501002 ????t ap MPP %1503 ?? md ? 保壓缸 %15 010 02 ????t ap MPP %1504 ?? md ? 液壓缸外徑計算見下表 49。 表 49 液壓缸外徑計算結(jié)果 項目 缸壁厚（ mm） 缸內(nèi)徑 d(mm) 缸外徑 D(mm) 豎直彎邊缸 125 146 水平彎邊缸 125 146 定位模缸 63 76 保壓缸 50 60 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 按強度條件驗算活塞桿直徑 d(l? 10d) ? ? )(4 1 mFdp??? (425) 式中 F1 — 活塞桿推力 N L— 活塞桿長度 m p? — 活塞 材料的許用壓力取 100MPa 按強度條件驗算活塞桿直徑 d見表 410。 表 410 活塞桿直徑明細(xì) 項目 計算式 結(jié)果 說明 選取活塞桿直徑 使用公式 ? ?pFd ??4? (mm) F:缸負(fù)載 N ap MP100?? （ mm） 豎彎邊缸 234 ????d 63 水平彎邊缸 024 ????d 63 定位模缸 ????d 32 保壓缸 84 ????d 13 32 液壓缸零件的連接計算 在豎直彎邊缸，水平彎邊缸，定位模缸，保壓缸中，豎直彎邊缸所承受的負(fù)載最大，故只計算豎直彎邊缸的連接即可。 1． 缸體與缸蓋用法蘭連接的螺栓連接計算： 合成應(yīng)力： psn ZAKF ??? ??? 11 (426) 式中 F11 — 液壓缸最大推力 F11 = k— 螺紋頂緊數(shù) k= p? — 缸筒材料的許用應(yīng)力取 p? =100MPa Z— 螺栓數(shù)量 Z=4 As — 螺栓螺 紋部分危險剖面計算面積 ： 21 mdA s ?? ? 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 apanMPPM)110100( ??????????? 滿足要求。 2． 活塞與活塞桿螺紋連接的計算： 活塞桿的拉力： )(4 221 dDF ?? ? (427) 活塞桿危險處斷面處合成應(yīng)力（考慮近似于螺紋退刀槽處的拉應(yīng)力） pn dKF ???? ???2214 （ 428） 式中 F1 — 活塞桿推力 F1 = d2 — 活塞桿危險斷面處的直徑由液壓缸部面圖可知 d2 =44mm k— 螺紋預(yù)緊系數(shù) k= p? — 許 用應(yīng)力 ssp ?? ? s? — 材料的屈服極限 S 安全系數(shù) 取 S= 因活塞桿選用無縫鋼管 ap MP100110 ??? Pan MP ??? ?????? 0 4 9 8 0 2 滿足要求 3． 液壓缸蓋固定螺栓直徑按下式計算 ? ???ZKFds 22,5? (430) 式中 F1 — 液壓缸負(fù)載 F1 = Z— 固定螺栓個數(shù) Z=4 K— 螺紋預(yù)緊系數(shù) ? ?)( ??? sk ?? 取 s? =330MPa ? ? ??? 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 ??? ???Sd 取 ds =16mm， 滿足要求。 穩(wěn)定性校核： 活塞桿采用軸向壓縮負(fù)載時，它所承受的力 F1 不能超過使它保持穩(wěn)定工作所要求的臨界負(fù)載 Fk1 ,避免發(fā)生縱向彎曲，破壞缸的正常工作： kknFF 11? (431) 式中 nk — 安全系數(shù) 取 nk =3 F1 — 活塞桿受軸向壓縮負(fù)載承受的最大軸向力。 Fk1 — 與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長度以及液壓缸的安裝式等因素有關(guān)。 活塞桿的細(xì)長比： 1 2? ?? ?kL (432) 式中 k? — 活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑 AJk ?? 1? — 柔性系數(shù)。取 1? =85 2? — 由液壓缸支撐方式?jīng)Q定的末端系數(shù)。 取 2? =1/4 J— 活塞桿橫截面慣性矩 ： 644dJ ?? (433) 式中 d— 活塞柱直徑 A— 活塞桿橫截面面積 ： 22 003 mdA ?? ? (434) 式中 F— 由材料強度決定的實驗值， ? 為系數(shù)， f=490MPa 3105 1??? 17021 ??? 4dAJk ??? （ 435） ?? 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 由于 L? 10d=630 取 L=410 則21??? ?kL 按公式計算 Fk1 ： ))(1(21kAk LfF????? (436) 9 1 3 6 1)( 110 0 3 2326 ???????? NFNnF kk 11 ???? 所以滿足要求。 液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 缸體與缸蓋 1． 缸體端部連接結(jié)構(gòu)： 采用法蘭連接。結(jié)構(gòu)見缸部件圖。其優(yōu)點： 1） 結(jié)構(gòu)簡單 2） 易加工 3） 易 裝卸 2． 缸體材料： 選用 45鋼無縫鋼管 。 3． 缸體技術(shù)要求： 1） D4 配合，內(nèi)徑光潔度取 108 ??? 。 2） 度，圓柱度不大于公差直徑之半。缸體內(nèi)表面的彎曲度 在 500mm 長度上不大于 。 3） 定時，缸體的端面跳動在直徑 100mm 上，不大于 。 4） 壽命，缸體內(nèi)表面鍍鉻。 4．缸蓋材料：選用 45剛。 5．缸 蓋 的技術(shù)要求： 1） 徑活塞桿的緩沖比和活塞桿密封圈的外徑的橢圓度不 大于直徑公差的一半。 2)端面對軸線 的不垂直度在直徑 100mm 以上不大于 。 活塞 1． 活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)：采用螺紋連接，詳見液壓缸部件圖。 2． 活塞與缸體的密封：活塞與缸體的密封采用 長 型密封，詳見液壓缸部件圖。 3． 活塞的材料：采用耐磨鑄鐵。 活塞的技術(shù)要求 活塞桿必須進行熱處理。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 活塞桿的螺紋按 2和 3級精度制造。 活塞桿工作表面的彎曲度在 500mm 長度上不大于 。 活塞桿的工作表面光潔度不低于 8? 。 端面的不垂直度在直 徑 100mm 上不大于 。 活塞桿的橢圓度和圓柱度不大于直徑公差之半。 液壓缸的緩沖裝置 當(dāng)工作機構(gòu)質(zhì)量大，液壓缸將有較大的動量。為減小液壓缸在形成終端由于大的動量所造成的液壓沖擊和噪聲，必須在缸結(jié)構(gòu)上采取緩沖措施。 采用間隙緩沖原理在：緩沖柱塞進入缸端孔時，孔內(nèi)油液與孔壁間的環(huán)形間隙擠出，行程緩沖壓力。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 結(jié)論 一學(xué)期以來，自己在 液壓驅(qū)動擠出機設(shè)計及在話纜生產(chǎn)線中的應(yīng)用設(shè)計中，主要做了一些工作：進行擠壓系統(tǒng)的設(shè)計，了解了擠壓的原理 ；根據(jù)擠出機的功率、轉(zhuǎn)速，確定了驅(qū)動方案；又對擠出機的加熱、冷卻系統(tǒng)，加料系統(tǒng)等一些系統(tǒng)更進一步的了解，使我對擠出機有了更深一步的認(rèn)識。 本課題所設(shè)計的塑料擠出機的驅(qū)動采用液壓驅(qū)動，這種驅(qū)動方式有高速、高壓、大功率、高效率、低噪音、長壽命、高度集中化等特點，還具有調(diào)速范圍大，體積小，沖擊小，重量輕，慣性小，結(jié)構(gòu)緊湊 ，易于實現(xiàn)回轉(zhuǎn)，直線運動。 隨著塑料擠出機的發(fā)展， 由于塑料具有重量輕，高的比強度（單位重量的機械強度）、優(yōu)異的電氣性能、優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性、摩擦系數(shù)小和耐磨性能，優(yōu)良的吸震和消聲隔音作用，并且有良好的彈性，易成型、易切削、易焊接、能很好地與金屬、玻璃、木材及其他材 料相膠結(jié)等特點。同時，原料來源豐富，它在人民生活、工農(nóng)