【導讀】層差部位通過助卷輥時，會產(chǎn)生強烈的振動，對設備造成嚴重的危害，并且造成帶鋼表面的缺陷以及頭部的尾部的部分次品。于是引進了踏步式液壓卷取機。

　　

【正文】 D? =400mm 因此， 參數(shù) 符合要求。 4） .驗算缸筒的爆裂壓力 EP EP = logb DD? (3— 12) 式中 b? — 材料的抗拉強度， b? =690MPa 1D — 缸筒外徑， 1D =390mm D— 缸筒內(nèi)徑， D =220mm 代入式 (3— 12)得 690 log 220394EPM Pa? ? ?? nP =21MPa394MPa 因此，參數(shù)滿足設計要求 液壓缸缸底厚度的設計 液壓缸的缸底在中低壓系統(tǒng)中一般是根據(jù)需要進行結構設計的，不進行強度計算：但是在高壓系統(tǒng)中需要進行強度計算。 液壓缸的缸底材料為 3 45 號鋼或者 2G270— 500、 2G310— 570 以及HT300/HT350,在此選擇 45 號鋼。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 32 缸底的厚度 計算需要考慮缸底 的 形狀 1).平面形缸底 當缸底無油空時 ? ?? ?0 .4 3 3 Ph D m m?? (3— 13) 當缸底有油空時 ? ?? ? ? ?00 . 4 3 3 PDh D m mDd ??? ? (3— 14) 式中， h— 缸底厚度 D— 缸筒內(nèi)徑 P— 缸內(nèi)最大工作壓力 0d — 缸底 開口直徑 ??? — 缸底材料的許用應力， ??? = bn? ， b? =500MPa，取 n=4，則可得 ??? =5004 =125MPa 2） .半球形缸底 ? ?4PDh ?? (3— 15) 式中符號意義同前 3).準球形缸底 當 12 6%r r ? 時 , ? ?2Pr2 P?? ? (3— 16) 當 12 6%r r ? 時， ? ? ? ?20 .8 8 5 Pr0 .1h m mP?? ? （ 3— 17) 式中， 1r — 轉角半徑（ mm） 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 33 2r — 缸底大半徑（ mm） w— 211 34 r r??????? 其它符號意義同前 由于此液壓缸缸筒底面是平面并且缸底無油空，故其強度計算可以根據(jù)式 ? ?? ?0 . 4 3 3 Ph D m m?? 進行計 算 ? ? ? ?0 .4 3 3 Ph D m m?? = 取 h=51mm 液壓缸缸體長度的計算 液壓缸缸體內(nèi)部的長度應該等于活塞行程與活塞厚度之和缸體的外部長度還要考慮到兩端蓋的厚度，一般液壓缸的缸體長度應該大于內(nèi)徑的 20— 30 倍，一直活塞的行程為 1025mm 活塞厚度為 180mm， 綜合以上的因素，缸筒的長度為1205mm。 缸體和缸蓋的連接形式 缸體端部和缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關，所以采用前法蘭連接，活塞桿 外端采用螺紋連接，并且有導向。 缸體的技術要求 1）對于缸筒和活塞的配合，若采用橡膠密封圈時，推薦采用 9 8H f ，缸體內(nèi)徑粗糙度取 Ra=— ；若采用活塞環(huán)密封時，推薦采用 7 6Hg ，缸體內(nèi)徑粗糙度取 Ra=— ，缸體內(nèi)徑需進行研磨。 2）缸筒的內(nèi)徑 D、圓度誤差、圓柱度誤差不大于直徑公差的一半，缸體內(nèi)表面的線輪廓度誤差在 500mm 長度上不大于 3）當缸筒端面與缸蓋固定時，缸體端面的 跳動值在直徑上不大于 4）帶耳環(huán)或者帶耳軸之類的缸體，取環(huán)銷孔中心線對缸體內(nèi)徑的軸線位置厚度誤差不大于 ，其軸線垂直誤差在 100mm 長度上不大于 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 34 5）缸體與端部用螺栓連接時，其螺紋一般可選用中等精度 6）為防止腐蝕、提高壽命 ，缸體內(nèi)表面可以鍍鉻，鍍鉻厚度為 30— 40 m? ，讀的后缸體內(nèi)表面進行研磨或者拋光 為此，還有通往油口排氣閥孔口必須倒角，不允許有飛邊毛刺，以免劃傷密封件。為了便于裝配和不損壞密封件缸筒內(nèi)孔口應倒 15176。倒 角。 液壓缸缸筒材料的選擇 1)一般要求有足夠的強度和沖擊韌性，對焊接缸筒要求良好的焊接性能。 2）缸筒的毛坯普遍采用退火冷拔和熱軋無縫鋼管 3） 對于低于 50oC? 的液壓缸必須用 35 或者 45 鋼，并且要調(diào)質處理 4）液壓缸常用的材料是 號鋼無縫鋼管鑄鋼作為缸筒材料。 活塞的設計 活塞的結構設計 1） .活塞根據(jù)其密封裝置來選用其結構形式，通常分為整體活塞和組合活塞兩類，整體活塞可以采用活塞環(huán)、 O 型密封圈，唇形密封圈、迷 宮密封等，在此選擇整體活塞、 O 型密封圈 活塞的材料 無導向活塞環(huán)時，用高強度鑄鐵 HT200— 300，球墨鑄鐵。 有導向活塞環(huán)時，用碳素鋼 20 號、 35 號或 45 號由于設計的液壓缸帶有活塞套，選擇碳素鋼 35 號。 活塞尺寸及公差 活塞厚度可按照密封件的形式數(shù)量來確定在安裝導向套時，也應該有足夠的厚度，由《機械零件設計手冊》冶金出版社 184 頁表 31— 4 選 L=180mm。 活塞桿的設計 活塞桿的材料 液壓缸有的活塞桿的材料通常要求淬火，深度一般為 — 1mm，活塞直徑?jīng)]毫米的淬 深為 ，由《液壓工程手冊》選碳素鋼 35 號。 活塞桿的結構 1） .桿體分為實心桿和空心桿兩種，實心桿制造簡單但要采用內(nèi)置傳感器，故內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 35 采用空心桿活塞桿 2） .桿外端用以與負載連接的一端采用大螺栓頭 3） .桿內(nèi)端由 《 液壓工程手冊 》選擇螺紋型 活塞桿的導向部分包括活塞桿與端桿導向環(huán)的結構以及 以及密封防塵和鎖緊裝置?；钊麠U的導向環(huán)在有桿側端蓋內(nèi)，用以對活塞進行導向，內(nèi)裝有 O 型密封圈來保證缸筒有桿腔密封，外側裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時把雜質、灰塵以及水分代入液壓缸石油業(yè)受污染密封件磨損 4）最小 導向長度的確定：將液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性。因此，設計時一定要保證有一定的最小導向長度。 對于一般的液壓缸最小導向長度 H 應該滿足以下要求： 20 2LDH ?? 3— 1 式中， L — 液壓缸的最大行程， L =1025mm D— 液壓缸的內(nèi)徑， D =160mm 代入式 3— 11 得 102 5 16020 2Hmm??? 由《機械零件設計手冊》選取 H=200mm。 活塞桿直徑的校核 通常以液壓缸前后鉸接作為基本情況進行考慮 ，并令 bL 為活塞桿全部伸出活塞桿頂端連接點與液壓缸支撐點之間的距離 液壓缸屬于短行程，主要驗算活塞桿的壓縮和伸出 活塞桿直徑的校核公式為62 10ssFnd ?? ?? ? (3— 18) 式中， F — 液壓缸最大作用力， F = 5310? N s? — 材料的屈服極限， s? =355MPa sn — 屈服安全系數(shù)，一般取 2— 4，在此去 3 代入式 (3— 18)得 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 36 62 10ssFnd ?? ?? ? = 563 10 32 355 10? ??? = d=160mm? ,因此液壓缸的直徑合適 活塞桿彎曲穩(wěn)定性的驗算 活塞桿受軸向壓縮負載時，它所承受的力不能超過 使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨街負載，一面發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。臨街負載的值與 活塞桿的材料、性質、截面形狀、性質、直徑、長度以及液壓缸的安裝方式等因素有關。 受力完全在軸線上，主要按照下式驗算： kkFF n? (3— 19) kF — 活塞桿彎曲失穩(wěn)臨街壓縮力 kn — 安全系數(shù)， kn 一般為 — 6 現(xiàn)取 kn =4 26122 10k BEIF Kl? ? ? ?? (3— 20) 式中， K — 液壓缸安裝及導向系數(shù)，由《壓工程手冊》選取 K = 1E — 實際彈性模數(shù)，1 (1 )(1 )EE ab? ?? a— 材料組織的 缺陷系數(shù)，鋼材一般取 a= 112 b— 活塞桿截面不均勻系數(shù)，一般取 b= 113 E— 材料彈性模數(shù) E =210 310MPa? 可得 1E =180 310MPa? Bl = 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 37 I— 活塞桿橫截面積慣性系數(shù)，圓截面 464dI ?? 代入式 3— 20 得 2 3 3 6221 8 0 1 0 1 . 2 5 6 1 0 1 00 . 5 0 . 4kF ??? ? ? ? ?? ? = 10? N 代入式 3— 19 得 9581. 42 107. 5 1043. 6 10F N NN?? ? ??? 故 活塞桿彎曲穩(wěn)定性符合要求 表面處理 活塞桿表面需要鍍硬鉻合金厚度為 15— 25 m? ，也有的要求鍍硬鉻合金厚度為 30— 50 m? ，故選取 30 m? 。 加工要求 活塞桿外徑公差為 f7— f9 選取 f8 直徑度 小于等于 表面粗糙度一般取 Ra? m? — 40 m? ，因此取 Ra= m? 。 排氣裝置 液壓殘留的空氣有時不能自動排出，因此液壓裝置在工作中常出現(xiàn)振動、顫抖和爬行，并伴隨產(chǎn)生噪聲，這樣會影響機器的正常工作，如金屬在機床上加工，就會影響被加工表面的粗糙度，而且會損壞刀具。因此，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生， 除了防止液壓系統(tǒng)匯入空氣外，必要時還應該設置排氣裝置。排氣裝置一般在液壓缸上，如圖 所示。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 38 圖 當排氣閥向上旋起，液壓缸的殘留空氣從孔 3 經(jīng)排氣環(huán)或或環(huán)形間隙 2 拍到 缸筒外部。排氣裝置的位置要合理，水平放置的液壓缸，其排氣裝置應該設在缸筒兩腔端部上方如圖 b 位置是正確的，圖 a 位置是錯誤的這樣空氣不能完全排出。 圖 對于要求不高的液壓缸可以不設專門的排氣裝置，而將油口布置在缸簡兩端的最高處，由流出的油液將缸中的空氣帶往油箱，再從油箱中逐出。對速度的穩(wěn)定性要求高的液壓缸和大型液壓缸，則需在其最高部位設置排氣孔并用管道與排氣閥相連（圖 ）排氣，或在其最高部位設置排氣塞 (圖 )排氣。當打開排氣閥 (圖示位置 )或松開排氣塞的螺釘并使液壓缸活塞 (或缸體 )以最大的行程快速運行時，缸中的空氣即可排出。一般空行程往復 8 次一 10 次即 可將排氣閥或排氣塞關閉，液壓缸便可正常工作。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 39 圖 圖 液壓缸的安裝形式 液壓缸的安裝形式必須適合機械的安裝條件和動作要求，保證機械正常工作。液壓缸安裝形式是否適當，對液壓缸的機械效率和使用壽命都有很大影響。 液壓缸的安裝形式大體可以分三大類 (圖 a)，即軸線固定式、軸線擺動式和特殊安裝形式。 a、軸線團定式液壓缸 軸線固定式液壓缸在往復運動時的軸線位置始終不變。它主要有三種類型。 1．文座式 支座式液壓缸用支座固定在機械上。它又有三種不同形式： (1)徑向支座式 支座的安裝平面通過液壓缸的軸線，所以固定螺釘只承受剪切力； (2)切向支座式 支座布置在液壓缸底部的兩側，固定螺釘不僅承受剪切力，而且承受傾覆力矩； (3)軸向文座式 支座設在液壓缸底部的兩端，傾覆力矩最大。 為了加強安裝強度，防止螺栓受剪力而損壞，可以用鍵或銷加固文座與機械的聯(lián)結。 2．法蘭式 法蘭式液壓缸用法蘭將液壓缸固定在機械上。它也有三種形式： (1)頭部外法蘭式 法蘭蓋設在活塞稈側的缸蓋上，用它的外側面與外部組件貼緊，并用螺釘緊固，這種安裝形式的安裝 螺釘受拉力較大； (2)頭部內(nèi)法蘭式 法蘭蓋設在活塞