【正文】 內(nèi)徑 yp — 實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ ）倍（ MPa） ][σ — 鋼管的許用應(yīng)力，無(wú)縫鋼管取 100110MPa δ≥ ，外徑為 D+2δ =16+18=34mm 14 杠桿尺寸 500mm，以水平面為中心，杠桿可上下 30176。運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)緊線器液壓缸的泵油操作。根據(jù)相似三角形計(jì)算可得上下 30176。往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程為 50mm 根據(jù)液壓缸活塞行程參數(shù)系列選擇活塞行程為 50mm(GB234980) 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 t)]([ 02 22 dD DpD y ?? σ 其中， t — 缸蓋有效厚度（ m） 2D — 缸蓋止口內(nèi)徑（ m） 0d — 缸蓋孔的直徑（ m） 15 代入數(shù)值得，圓整取 t= 對(duì)于液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H應(yīng)滿足 2D20LH ?? 其中， L— 液壓缸的最大行程 D— 液壓缸的內(nèi)徑 帶入數(shù)值，計(jì)算 H=，取 11mm. 活塞寬度 B一般取 B=（ ） D=，取 14mm 缸蓋滑動(dòng)支撐面長(zhǎng)度 1l 當(dāng)液壓缸內(nèi)徑 D 小于 80 時(shí)，取 1l =（ ） D=為保證其穩(wěn)定性，取 16mm 為保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H，如果分增大 1l 和 B 都是不合適的，必要時(shí)可在缸蓋與活塞之間加上一隔套 K來(lái)增加 H值，但是本液壓緊線器 液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞寬度 之和，缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端蓋得厚度。 內(nèi)部長(zhǎng)度 A1=50+14=64mm 外部長(zhǎng)度 A2=10+50+14 V=D*L=π * *= 油缸的設(shè)計(jì) 油缸的容積計(jì)算 液壓缸滿行程容積為 V1= LD ?? 2)2(? 其中 D—液壓缸內(nèi)徑，從前可知 D=90mm L—液壓桿行程，從前可知 L=320mm 所以 V1 = 泵體滿行程 容積為 V2 = LD ?? 2)2(? 同理可知 V2 = 所以總油缸容積應(yīng)大于 V1 + V2 既大于 油缸的尺寸確定 油缸的 為保證其輕便操作，擬 設(shè)油缸腔半徑 68mm,長(zhǎng)度 400mm。 油缸腔外壁 壁厚的和外徑的設(shè)計(jì) 16 液壓缸大多使用無(wú)縫鋼管材料，屬于薄壁圓筒結(jié) 構(gòu) ,壁厚通常按經(jīng)驗(yàn)選取，這里取外壁厚度為 9mm. 按如下公式驗(yàn)算 δ≥][2pσDy 其中δ — 液壓缸壁厚 D— 液壓缸內(nèi)徑 yp — 實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ ）倍（ MPa） ][σ — 鋼管的許用應(yīng)力，無(wú)縫鋼管取 100110MPa 符合條件，外徑為 D+2δ =136+18=154mm 17 第五章主要零部件的設(shè)計(jì)與校核 選擇 缸筒材料，計(jì)算外徑 缸筒材料取為無(wú)縫鋼管，一般按薄壁筒公式計(jì)算，《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 下 P230式（ 315）有： p2σDPt y? = 66 101102 ?? ??? = 故缸外徑 1D ? 2*+90=,查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》下 P231 表 315，取1D =100mm， t=(10090)/2=5,驗(yàn)算是否符合薄壁計(jì)算公式： ???Dt ，故應(yīng)按薄筒公式進(jìn)行計(jì)算，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》式（ 316）有： t 12 PDP????????????= 6 3 1 0 0 0 .4 1 4 12 1 0 0 1 .3 1 4????????????= 故仍取 1D =100mm， t=5mm 選擇缸蓋結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算缸蓋與缸筒的連接強(qiáng)度 缸體與缸蓋采用法蘭連接，其連接的螺栓計(jì)算如下： t=5，取螺栓公稱直徑 d=6mm,查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 》上 P121表 63有：螺距 t=1，中徑 1d =，內(nèi)徑 1d =，有效面積 F=，取螺栓個(gè)數(shù) n=《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》下式（ 3113）有： 1npsK ZFA? ? ?? ? ? 才能滿足強(qiáng)度條件。 214DpF ?? = 62 1074 ??? = 310 KN 所以4 ??? ???n?==173Mpa，對(duì)于 45 鋼 ,68級(jí)的螺栓，其強(qiáng)度條件滿足。 活塞桿的設(shè)計(jì) 按強(qiáng)度要求驗(yàn)算活塞桿直徑 活塞桿材料取為 45鋼，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)輸出》下 14pd F??? = 10404 ?? ?? =， 顯然符合要求 。 18 活塞設(shè)計(jì) 活塞材料采用 HT200,查《液壓與氣壓傳動(dòng)》 P114有活塞長(zhǎng)度 B=（ ） D=（ ） ?90=7290，取 B=72mm。活塞結(jié)構(gòu)形式參考《液壓與氣壓傳動(dòng)》 P111圖 取為如下形式： 活塞桿 d=63mm，活塞桿危險(xiǎn)斷面處的合成應(yīng)力為： n??? = 2224kFd?=24???? ??? = p? =110Mpa,所以 ? p?? ，故強(qiáng)度條件滿足。 活塞桿與活塞肩部壓應(yīng)力驗(yàn)算： ])2()2[(442322????ddPDc ??? = 22 2 4861 7 90?? == sp ?? ? =?110=，故 cp??? ，強(qiáng)度條件滿足。 缸蓋與活塞桿長(zhǎng)度確定 19 油缸筒長(zhǎng) L=l+B=320+72=392mm 1D =90,取缸蓋外徑 2D =140mm，連接螺栓為 M6，其參數(shù)為： 0L =40,H=7， S=10,D=,活塞桿長(zhǎng) 1L =320+55+110=455 缸筒與缸底連接 缸捅和缸底采用焊接連接 密封圈的選擇 選用 Y形密封圈，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》下 P638表 3418 有 ： 0d =36， D=46, b=5, H=7, 密封圈的型號(hào)為： 36 5ydK ? GB32180 密封圈的形狀如下： 密封圈安放所在的溝槽尺寸查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》下 P639表 3419如下： 塞缸縱向彎曲力的計(jì)算 參考《液壓與氣壓傳動(dòng)》 P117有 ： l=175/2+455+45= 223 . 1 4 0 . 0 3 6 0 . 0 0 144AD?? ? ? ? 0 .5 8 7 5 2 4 .2 40 .0 0 1lk A? ? ? ?? 85 2 120mi?? 20 故 lk? mi，所以，由《液壓與氣壓傳動(dòng)》 P117有： 8 10 1 1011 1 5000crfAalikF ??? ? ? ?? ? ? 取 rn =2， crrFn = 410? ，而 F= 410? ，所以 F? crF ，所以液壓缸具有足夠的穩(wěn)定性。 端耳環(huán)安裝尺寸 查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》下 P241表 3117有如下的尺寸： 21 七、附錄 中文翻譯： . 的相對(duì)黏性函數(shù)（ = ） . 帶入 =1 （向前）相關(guān)區(qū)域的粒子滲透性 (H)是由 FrohlichKennelly 方程估算而來(lái) （ Ginder and Davis 1994。 Shkel and Klingenberg 2022, ） 其中=10 的三次方， =2 T, 且 H 由添加的磁場(chǎng)強(qiáng)度換算而來(lái)，由標(biāo)準(zhǔn)流量密度和懸浮磁能決定 . 梅森的 Mn(H)黏性等級(jí)函數(shù)定義如下 FIG. 5. 的相對(duì)粘度 磁流變的梅森系數(shù) 22 FIG. 6. 梅森 系數(shù)的粘度等級(jí)函數(shù) （當(dāng)φ =） 在 FIG. = ,這個(gè)數(shù)據(jù)作為梅森系數(shù)的一元函數(shù)仍然可行。 我們可以相信，對(duì)于一元曲線該數(shù)據(jù)仍然可行的原因是由于非線性粒子的磁化 . 粒子間的靜磁力在小范圍磁場(chǎng)中是與 H的平方成比例的 .包括 的磁場(chǎng)強(qiáng)度并非完全是因?yàn)槭艿椒蔷€性磁化的影響 ,描述如下 考慮到兩極近似值對(duì)暴露在球形坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)的可磁化的半球的磁力的影響，該磁力是由統(tǒng)一磁場(chǎng) 的另一個(gè)球體 造成的 ,本文以其在每一球體的磁矩 的形式體現(xiàn) 當(dāng)σ =2a 為球面直徑 , 且 設(shè)定例子中 所添加的磁場(chǎng)強(qiáng)度足夠小以至 =恒量 t、 , 并且β趨向于 0 或 R/σ趨向于無(wú)限大 . 在這種條件下 , 該磁矩力可以表達(dá)為 而我們獲得慣用的普通模式的力量級(jí) 為了有限的 R/σ和非零的 （例如約等于 1） , 方程式 (9)只代表了 級(jí)數(shù)展開的第一區(qū)間 23 （ Clercx and Bossis 1993） .在這個(gè)例子中 , 仍由 量度 , 但不再由 量度 接著充分考慮在大范圍磁場(chǎng)強(qiáng)度中 隨磁場(chǎng)改變 . 在分散廣泛的區(qū)域 , 方程 11 仍然適用 , 但隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度改變（ Shkel and Klingenberg 2022） , 因此 不再與 成比例。 在有限的距離內(nèi) , 磁場(chǎng)的強(qiáng)度 , 因此還有粒子的滲透性隨其在每一球體中的位置改變而改變（ Ginder and Davis1994.） 結(jié)果 , 磁量不再與 成比例 。 FIG. 7. 磁量級(jí)函數(shù)（由 量度）插入 : 用以計(jì)算球體間磁力的懸浮結(jié)構(gòu)原理圖 代替相關(guān)球體對(duì)于所添加的磁的場(chǎng)強(qiáng)度極矩，我們可以輕松的與球體磁化的磁矩量級(jí)相關(guān)聯(lián) 當(dāng) 是球體磁化的平均量 . 對(duì)于懸浮在磁絕緣 媒介中的可磁化粒子 ，球體磁化與懸浮磁化通過(guò)公式 13 因此表示兩級(jí)量的方程 10可以改寫為 如上所述 ,將 帶入方程 14 得到的兩級(jí)近似值適用于小范圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度 , 即便當(dāng)磁場(chǎng)很弱或球體 24 距離很遠(yuǎn)的時(shí)候 。盡管如此 , 將 帶入方程 14 得到的兩級(jí)近似值也同樣適用于當(dāng)部分磁化飽和度限定 H 趨向于無(wú)限大的時(shí)候 。 在此限定中磁場(chǎng)貫穿于每一個(gè)球體 , 因此球體只有一極表現(xiàn)出磁化的作用。 我們采用有限元的方法來(lái)計(jì)算由于另一個(gè)球體暴露在磁場(chǎng)中的球體的磁力，并用以表現(xiàn)的量度適用于大范圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度。 幾何學(xué)已在 Fig. 7插入描述 . 我們將一個(gè)懸浮結(jié)構(gòu)看做由十分靠近的一對(duì)球體沿著 z 軸周期性的復(fù)制組成的。球體方程的問(wèn)題將在軸對(duì)稱的領(lǐng)域解決，由矩形在 Fig7插入中用 OMSOL Multiphysics 表現(xiàn)。單元維度是 h=6σ和 w=8σ ,另外 d= .限制條件是 n H =0 當(dāng) r=0, n*H=0at z=0, h和 當(dāng) r=w。在這里 n 外部的單位法線且 A 是潛在的矢量 . 球體的滲透性由 FrohlichKennelly 的方程 7 在且 的時(shí)候表現(xiàn)。滲透性的連續(xù)相設(shè)定為 u =1. 這個(gè)方法在先前已經(jīng)被 Ginder and Davis 1994 用以檢測(cè)球體的系列壓力 . 一旦該領(lǐng)域的方程式被解決以獲得 Bx ,Hx, and Mx, 球體的力量將結(jié)合 Maxwell’s 球體表面的應(yīng)力張量決定 磁流變的梅森系數(shù) FIG. 中描述的系統(tǒng)的 和 磁量量度方程 當(dāng)δ是對(duì)角線的單位張量 矩形內(nèi)部球上的磁力在 z方向。在 Fig. 7, 磁量被繪制為磁場(chǎng)的平均量 . 如預(yù)期的那樣 , 磁力在小范圍磁場(chǎng)內(nèi)與 成比例 , 并且在大范圍磁場(chǎng)內(nèi)接近一個(gè)恒量。在 Fig. 25 8, 磁場(chǎng) 被繪制成 的函數(shù) , 實(shí)現(xiàn) 的作用，且 是方程 7 當(dāng)時(shí)估算的值。此外，磁力只與 情況下的 比例 , 飽和于大的磁場(chǎng)強(qiáng)度。 同樣在 Fig. 8 中描繪的是 的磁量函數(shù) . 如預(yù)期的情況 , 磁力和 mz2 在較小的磁場(chǎng)強(qiáng)度中成比例 . 可是 , 我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)量度幾乎適用于所有范圍的 。這說(shuō)明了方程 14 提供了一個(gè)更加通用的對(duì)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的描述。 因此我們使用方程十四定義一種新的梅森系數(shù)。 FIG. 9. φ = Mn(M)相對(duì)粘性函數(shù) . 正如 在導(dǎo)語(yǔ)中討論的那樣，當(dāng) 的時(shí)候 . 我們注意到 Mn(M)的方程 16因?yàn)樾〉拇艌?chǎng)強(qiáng)度簡(jiǎn)化為方程 5, 而且方程 16 的每個(gè)區(qū)間可以在實(shí)驗(yàn)上被測(cè)量。與梅森系數(shù)一樣采用粒子磁化或者磁矩的方法已經(jīng)被別的研究者定義（ de Gans et al. 1999, 2022。 DominguezGarcia et al. 2022. ） 方程 16定義 Mn（ M)為導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的數(shù)據(jù)的理由是有 Fig. 9中得來(lái)的，而體現(xiàn)在 fig5的數(shù)據(jù)被重新繪制為當(dāng)φ = . 由于這些實(shí)驗(yàn)，懸浮物的磁化在試驗(yàn)中被測(cè)量 ,也 因此 Mn(M)可以被直接估算 . 對(duì)于所有的體