【正文】 厚與缸內(nèi)徑比 D/? ＞ 時(shí)，為厚壁缸筒。壁厚計(jì)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(yīng)力（單位： M pa） , ][? = n?b ，一般取 n=5； 第 30 頁(yè) 共 35 頁(yè) 30 pN——系統(tǒng)的工作壓力（ M pa）； P——液壓缸試驗(yàn)壓力（ M pa）； K——系數(shù) ?b ——缸筒材料抗拉強(qiáng)度； （當(dāng) pN≤16M pa 時(shí)， K=， p=N；當(dāng) pN＞ 16M pa 時(shí)， K=， p=N） 故 pN=30M pa 時(shí)， 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(yàn)證 D/? =3053 ,不滿足計(jì)算公式。 按厚壁型缸筒 ppD ][ ?? ??=**30**30**?=158mm ，驗(yàn)證D/? =30158 ，滿足，故 ? =158mm 。 缸底厚度 液壓 傳動(dòng)系統(tǒng)中壓力較高時(shí)，液壓缸承受系統(tǒng)油壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大氣壓。若缸底厚度達(dá)不到一定標(biāo)準(zhǔn)，可能會(huì)造成安全事故。 ][ 11 ??pD? =**553030* =90mm 。 式中 D——缸底內(nèi)徑（ mm） 導(dǎo)向套長(zhǎng)度 活塞桿在導(dǎo)向套內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向套過短可能失去導(dǎo)向效果，導(dǎo)向套過長(zhǎng)會(huì)增大液壓缸體積。 因此，必須選取適當(dāng)長(zhǎng)度的導(dǎo)向套，降低液壓缸集成度的同時(shí)保證足夠的導(dǎo)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(yè) 共 35 頁(yè) 31 6 液壓缸校核 液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，作為傳遞力的重要器件。當(dāng)工作于中、低壓傳動(dòng)系統(tǒng)中時(shí)，缸筒厚度主要由決定于結(jié)構(gòu)工藝；當(dāng)工作于高壓傳動(dòng)系統(tǒng)，如特高壓斷路器配用的液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，承載壓力將達(dá)到幾十兆帕。因此，其缸體結(jié)構(gòu)就會(huì)受到夠承受拉力、壓力以及沖擊力等多種作用力的作用，對(duì)液壓缸工作可靠性與安全性 等要求較高，這就要求必須對(duì)其強(qiáng)度和剛度進(jìn)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(jìn)行強(qiáng)度校核。其他零件如端蓋、導(dǎo)向套、活塞、放氣閥、管接頭、密封件等，不需進(jìn)行強(qiáng)度校核。 ．強(qiáng)度校核 缸筒厚壁校核 對(duì)于 D/? ≥ 為厚壁厚，校核公式為 ? ≥ 式中 D——缸筒直徑 P——缸筒實(shí)驗(yàn)壓力 ??? ——缸筒材料的許用應(yīng)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(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞桿將要承受拉力、推力及扭轉(zhuǎn)力。因此，活塞桿必須具有足夠的強(qiáng)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(yīng) 力 液壓缸做閉合運(yùn)動(dòng)時(shí) ,活塞承受的液體壓應(yīng)力 ?壓應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于活塞桿材料的屈服極限 ?s ； 液壓缸做開斷運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞承受的液體拉應(yīng)力 ?拉應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的抗拉強(qiáng)度 ?p 。 活塞桿材料采用 35 號(hào)鋼，查表得 ??? =106M pa，由上公式代入 F=2100KN，? ?? ? ???????? ??? ppD ??第 32 頁(yè) 共 35 頁(yè) 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(fù)載超過某一臨界值時(shí)，活塞就會(huì)失去穩(wěn)定，穩(wěn)定性可按下式校核： nkkFF? 當(dāng)活塞桿細(xì)長(zhǎng)比 ??21?rlk時(shí)：l222 EJFk π?? 當(dāng)活塞桿細(xì)長(zhǎng)比 ??21?rlk時(shí)：??????????r klAfFk 221.?? 式中 nk ——安全系數(shù)，（ 2～ 4） Fk ——臨界值 l——液壓缸安裝長(zhǎng)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(zhuǎn)半徑， rk = AJ f、 ? ——材料相關(guān)系數(shù) 經(jīng)查資料， nk 取 3 即 nk =3； rk =220mm；對(duì)于鋼， 851??；查表得 ?2=1/4， 10* 11? N/m2 , 10* 8? N/m2 ,? =1/5000。 經(jīng)計(jì)算 A= d241π **? 2 2? ,J= d4321π =*104 m4 液壓缸安裝長(zhǎng)度 l=活塞最大行程 +活塞長(zhǎng)度 +活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度 +活塞桿密封長(zhǎng)度 +其他長(zhǎng)度。其中活塞長(zhǎng)度 ==240mm， 活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度 =d=220mm ,其它長(zhǎng)度取為 300mm。則 l=7270+240+220+300=8030。 rkl = 2208030 = ＜ ?? 21 =85*=,故按公式??????????r klAfFk 21.2??進(jìn)第 33 頁(yè) 共 35 頁(yè) 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(yè) 共 35 頁(yè) 34 7 小結(jié)與展望 大型啟閉機(jī)液壓缸設(shè)計(jì)任務(wù)到此基本完成了。設(shè)計(jì)的目的是為滿足現(xiàn)在工程應(yīng)用的需要，特別是對(duì)于水利水電工程，對(duì)大型啟閉機(jī)液壓缸的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提出了迫切要求。在本次設(shè)計(jì)過程中，首先是閱讀大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，了解國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀，再根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的使用工況確定設(shè) 計(jì)方案。從由缸體、端蓋、活塞、活塞桿等零件入手，重點(diǎn)分析密封與緩沖裝置，確定啟閉機(jī)液壓缸的裝配圖，最后通過嚴(yán)格的計(jì)算過程確定液壓缸的關(guān)鍵尺寸，并且對(duì)重要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核并使其滿足設(shè)計(jì)要求。此設(shè)計(jì)有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 設(shè)計(jì)內(nèi)容全面，從零件的選材和技術(shù)要求，到液壓缸各組成部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再到整個(gè)裝配圖，并且進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)和強(qiáng)度校核。 （ 2） 中液壓缸各組成部分裝置的設(shè)計(jì)中，對(duì)多種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特性分析和比較，然后在根據(jù)工況 、 設(shè)計(jì)要求 和使用場(chǎng)合 ，最終確定其結(jié)構(gòu)。每一個(gè)結(jié)構(gòu)確定都進(jìn)行了嚴(yán)密地分析，都有確鑿的依據(jù)。 （ 3） 所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單 ，并且承受的載荷盡量大。 同時(shí)，在本次設(shè)計(jì)中，該方案還存在的些不足。比如：此設(shè)計(jì)是在給定的一組參數(shù)下進(jìn)行的，因此僅對(duì)一種工況下的啟閉機(jī)液壓缸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，應(yīng)用范圍窄；同時(shí)，僅對(duì)液壓缸的重要尺寸進(jìn)行了計(jì)算，各個(gè)零件的精確的結(jié)構(gòu)有待確定。 雖然該設(shè)計(jì)方案存在不足，還有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，目前由于本人的個(gè)人能力很難做到完美。但是相信在以后，大型啟閉機(jī)液壓缸設(shè)計(jì)一定會(huì)慢慢完善，發(fā)展得很好。 第 35 頁(yè) 共 35 頁(yè) 35 致謝 衷心感謝課題組老師和同學(xué)的幫助，為期 14 周的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在學(xué)校老師的指導(dǎo)下，終于順利完成。在做畢業(yè)設(shè) 計(jì)過程中，我閱覽了大量的資料和文獻(xiàn)，對(duì)自己所學(xué)知識(shí)也有所促進(jìn)和鞏固，同時(shí)也是對(duì)自己學(xué)過的知識(shí)也有了更加全面的整合和歸納。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以說是書本中的理論知識(shí)到實(shí)際中去一次簡(jiǎn)單運(yùn)用，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的過程中，雖然遇到過許多困難，但通過老師的指導(dǎo)，同學(xué)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(shè)計(jì)使我意識(shí)到只有將書本知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的生存中，才有意義，只會(huì)理論是不行的，再次感謝老師的指導(dǎo)，使我更好的完成了畢業(yè)論文。在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)繼續(xù)努力。 第 36 頁(yè) 共 35 頁(yè) 36 參考文獻(xiàn) [1] 郭應(yīng)龍 , 陶亦壽 . 三峽船閘人字門 啟閉機(jī)液壓缸的撓度與縱壓穩(wěn)定性計(jì)算 [J]. 水利電力機(jī)械 , 1996,(5): 710。 [2] 郭應(yīng)龍 , 陶亦壽 . 三峽船閘人字門啟閉機(jī)液壓缸撓曲與穩(wěn)定性試驗(yàn)研究 [J]. 水利電力機(jī)械 , 1997,(2): 812。 [3] 行少阜 . 小浪底工程啟閉機(jī)械設(shè)計(jì) [J]. 人民黃河 , 1999, 21, (5): 1517。 [4] 趙進(jìn)平 . 二濰水電站液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的布置及設(shè)計(jì)特點(diǎn) [J]. 金屬結(jié)構(gòu) , 2022,(2): 2837。 [5] 趙瑞花 . 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)中液壓缸的設(shè)計(jì) [J]. 山西水利 , 2022, 22, (6): 81, 111。 [6] 王雨露 . 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及通用程序 [J]. 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