【正文】 厚與缸內(nèi)徑比 D/? ＞ 時，為厚壁缸筒。壁厚計算如下： ① 薄壁型缸筒 ??? bNDnKpD p2][2 ?? ② 厚壁型缸筒 ppD ][ ?? ?? 式中 ? ——缸筒壁厚； n——安全系 數(shù) ][? ——缸筒材料的許用應力（單位： M pa） , ][? = n?b ，一般取 n=5； 第 30 頁 共 35 頁 30 pN——系統(tǒng)的工作壓力（ M pa）； P——液壓缸試驗壓力（ M pa）； K——系數(shù) ?b ——缸筒材料抗拉強度； （當 pN≤16M pa 時， K=， p=N；當 pN＞ 16M pa 時， K=， p=N） 故 pN=30M pa 時， K=， p=N= pa，查表得 ?b =530 M pa 代入以上兩公式可得： 按薄壁型缸筒 ??? bNDnKpD p2][2 ?? = 530*2 *30**5 = 53mm ，驗證 D/? =3053 ,不滿足計算公式。 按厚壁型缸筒 ppD ][ ?? ??=**30**30**?=158mm ，驗證D/? =30158 ，滿足，故 ? =158mm 。 缸底厚度 液壓 傳動系統(tǒng)中壓力較高時，液壓缸承受系統(tǒng)油壓遠遠高于大氣壓。若缸底厚度達不到一定標準，可能會造成安全事故。 ][ 11 ??pD? =**553030* =90mm 。 式中 D——缸底內(nèi)徑（ mm） 導向套長度 活塞桿在導向套內(nèi)做往復運動時，導向套過短可能失去導向效果，導向套過長會增大液壓缸體積。 因此，必須選取適當長度的導向套，降低液壓缸集成度的同時保證足夠的導向效果。 ?????? ?? 2201 DsL 式中 s——活塞最大行程 代入數(shù)據(jù) s=7276mm， D=300mm 得： L1 = 2300207276? =514mm 。 第 31 頁 共 35 頁 31 6 液壓缸校核 液壓缸是液壓傳動系統(tǒng)中，作為傳遞力的重要器件。當工作于中、低壓傳動系統(tǒng)中時，缸筒厚度主要由決定于結構工藝；當工作于高壓傳動系統(tǒng)，如特高壓斷路器配用的液壓操動機構時，承載壓力將達到幾十兆帕。因此，其缸體結構就會受到夠承受拉力、壓力以及沖擊力等多種作用力的作用，對液壓缸工作可靠性與安全性 等要求較高，這就要求必須對其強度和剛度進行校核。 液壓缸的缸筒壁厚 ? 、活塞桿直徑 d 和端蓋處固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進行強度校核。其他零件如端蓋、導向套、活塞、放氣閥、管接頭、密封件等，不需進行強度校核。 ．強度校核 缸筒厚壁校核 對于 D/? ≥ 為厚壁厚，校核公式為 ? ≥ 式中 D——缸筒直徑 P——缸筒實驗壓力 ??? ——缸筒材料的許用應力 由 ? =158≥ ? ?? ? ???????? ??? ppD ?? = ???? 10 3*130** 30***2 158mm, 故滿足。 活塞桿直徑校核 液壓缸不斷做往復運動，活塞桿將要承受拉力、推力及扭轉力。因此，活塞桿必須具有足夠的強度與剛度。 d24][ πF?? 式中 F——活塞桿承受的作用力（ N） ??? ——活塞桿材料的許用應 力 液壓缸做閉合運動時 ,活塞承受的液體壓應力 ?壓應遠遠小于活塞桿材料的屈服極限 ?s ； 液壓缸做開斷運動時，活塞承受的液體拉應力 ?拉應遠遠小于材料的抗拉強度 ?p 。 活塞桿材料采用 35 號鋼，查表得 ??? =106M pa，由上公式代入 F=2100KN，? ?? ? ???????? ??? ppD ??第 32 頁 共 35 頁 32 得d24πF =1023*4*2100π=55 M Pa106 M Pa,故滿足。 穩(wěn)定性校核 活塞桿所承受的軸向壓縮或拉伸負載超過某一臨界值時，活塞就會失去穩(wěn)定，穩(wěn)定性可按下式校核： nkkFF? 當活塞桿細長比 ??21?rlk時：l222 EJFk π?? 當活塞桿細長比 ??21?rlk時：??????????r klAfFk 221.?? 式中 nk ——安全系數(shù)，（ 2～ 4） Fk ——臨界值 l——液壓缸安裝長度 ?1——柔性系數(shù) ?2——液壓缸末端系數(shù) E——活塞桿彈性模量 J——活塞桿橫截面慣性矩 A——活塞桿橫截面積 rk ——活塞桿橫截面積最小回轉半徑， rk = AJ f、 ? ——材料相關系數(shù) 經(jīng)查資料， nk 取 3 即 nk =3； rk =220mm；對于鋼， 851??；查表得 ?2=1/4， 10* 11? N/m2 , 10* 8? N/m2 ,? =1/5000。 經(jīng)計算 A= d241π **? 2 2? ,J= d4321π =*104 m4 液壓缸安裝長度 l=活塞最大行程 +活塞長度 +活塞桿導向長度 +活塞桿密封長度 +其他長度。其中活塞長度 ==240mm， 活塞桿導向長度 =d=220mm ,其它長度取為 300mm。則 l=7270+240+220+300=8030。 rkl = 2208030 = ＜ ?? 21 =85*=,故按公式??????????r klAfFk 21.2??進第 33 頁 共 35 頁 33 行校核。??????????rlAfFkk 221.??=??????? 22072701028415 0 0 0/110 3 **710*? N 而 NNF nFkk 777 10* 10** ???? ，故穩(wěn)定性滿足要求。 第 34 頁 共 35 頁 34 7 小結與展望 大型啟閉機液壓缸設計任務到此基本完成了。設計的目的是為滿足現(xiàn)在工程應用的需要，特別是對于水利水電工程，對大型啟閉機液壓缸的設計和應用提出了迫切要求。在本次設計過程中，首先是閱讀大量的國內(nèi)外文獻，了解國內(nèi)外現(xiàn)有的液壓啟閉機的應用現(xiàn)狀，再根據(jù)設計參數(shù)和液壓啟閉機的使用工況確定設 計方案。從由缸體、端蓋、活塞、活塞桿等零件入手，重點分析密封與緩沖裝置，確定啟閉機液壓缸的裝配圖，最后通過嚴格的計算過程確定液壓缸的關鍵尺寸，并且對重要零件進行強度校核并使其滿足設計要求。此設計有以下優(yōu)點： （ 1） 設計內(nèi)容全面，從零件的選材和技術要求，到液壓缸各組成部分結構設計，再到整個裝配圖，并且進行了嚴格的技術和強度校核。 （ 2） 中液壓缸各組成部分裝置的設計中，對多種結構進行了特性分析和比較，然后在根據(jù)工況 、 設計要求 和使用場合 ，最終確定其結構。每一個結構確定都進行了嚴密地分析，都有確鑿的依據(jù)。 （ 3） 所設計的結構力求簡單 ，并且承受的載荷盡量大。 同時，在本次設計中，該方案還存在的些不足。比如：此設計是在給定的一組參數(shù)下進行的，因此僅對一種工況下的啟閉機液壓缸進行了設計，應用范圍窄；同時，僅對液壓缸的重要尺寸進行了計算，各個零件的精確的結構有待確定。 雖然該設計方案存在不足，還有待于進一步的改進和完善，目前由于本人的個人能力很難做到完美。但是相信在以后，大型啟閉機液壓缸設計一定會慢慢完善，發(fā)展得很好。 第 35 頁 共 35 頁 35 致謝 衷心感謝課題組老師和同學的幫助，為期 14 周的畢業(yè)設計，在學校老師的指導下，終于順利完成。在做畢業(yè)設 計過程中，我閱覽了大量的資料和文獻，對自己所學知識也有所促進和鞏固，同時也是對自己學過的知識也有了更加全面的整合和歸納。 這次畢業(yè)設計，可以說是書本中的理論知識到實際中去一次簡單運用，設計機構的過程中，雖然遇到過許多困難，但通過老師的指導，同學的幫助和自己一步步的努力下，遇到的難題都解決了。此次的畢業(yè)設計使我意識到只有將書本知識運用到實際的生存中，才有意義，只會理論是不行的，再次感謝老師的指導，使我更好的完成了畢業(yè)論文。在以后的學習中，我會繼續(xù)努力。 第 36 頁 共 35 頁 36 參考文獻 [1] 郭應龍 , 陶亦壽 . 三峽船閘人字門 啟閉機液壓缸的撓度與縱壓穩(wěn)定性計算 [J]. 水利電力機械 , 1996,(5): 710。 [2] 郭應龍 , 陶亦壽 . 三峽船閘人字門啟閉機液壓缸撓曲與穩(wěn)定性試驗研究 [J]. 水利電力機械 , 1997,(2): 812。 [3] 行少阜 . 小浪底工程啟閉機械設計 [J]. 人民黃河 , 1999, 21, (5): 1517。 [4] 趙進平 . 二濰水電站液壓啟閉機的布置及設計特點 [J]. 金屬結構 , 2022,(2): 2837。 [5] 趙瑞花 . 液壓啟閉機中液壓缸的設計 [J]. 山西水利 , 2022, 22, (6): 81, 111。 [6] 王雨露 . 液壓缸結構設計及通用程序 [J]. H東北重型機械學院 H， 1989,(06)。 [7] 劉曉明 . 液壓缸結構設計及運行特性分析， H沈陽工業(yè)大學電氣工程學院 H， 2022,（ 07）。 [8] 李維嘉 . 液壓缸穩(wěn)定性計算公式算法探討，華中理工大學， 1990， (04）。 [9] 閆寶芳 . 液壓缸設計中的幾個主要問題的簡述， H涿鹿高壓容器有限公司 H， 2022,(10)。 [10] 武曉鳳 . 液壓缸復合型緩沖結構及緩沖過程的分析 (D). 浙江 :浙江大學 ,2022。 [11] 鄢勇 . 液壓缸間隙密封流場仿真分析 (D). 武漢 :武漢科技大學自動化學院及控制研究所 ,2022。 [12] 劉偉林 . 三峽樞紐工程中的液壓啟團機關鍵技術研究 [D]。太原理工大學 ,2022 年 [13] 劉波 . 液壓缸緩沖結構和緩沖過程的研究 [D]。浙江大學 。2022,03 。 [14] 董必欽 . 三峽水利樞紐中的液壓啟閉機 [J].中國三峽建設 ,1998(2):1618。 [15] 許福玲 ,陳堯明 . 液壓與氣壓傳動 [M]. 第三版 . 機械工業(yè)出版社 ,2022。 [16] 劉廷俊 . 液壓與氣壓傳動 [M]. 第三版 . 機械工業(yè)出版社 ,2022。 [17] 何存興 . 液壓傳動與氣壓傳動 [M]. 華中科技大學出版社 ,2022。 [18] 賈銘新 . 液壓傳動與控制 [M]. 第二版 . 國防工業(yè)出版社 ,2022。 [19] 蔡正坤 ,瞿耳仁 . 液壓設計手冊 [M]，第二版 .水利水電出版社 ,1988。