【正文】 38 / 38。即活塞桿穩(wěn)定性滿足要求結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們機(jī)械設(shè)計(jì)必不可少的一環(huán)，它是我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次大總結(jié)，它把我們?cè)谡n堂上所學(xué)到的理論知識(shí)加以實(shí)踐，讓我們對(duì)及其運(yùn)行有了一個(gè)更深刻的理解，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們更為深刻的領(lǐng)會(huì)到從事機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的艱難與設(shè)計(jì)師們的任重而道遠(yuǎn)。液壓缸承受軸向壓縮載荷時(shí)，若活塞桿的支撐長(zhǎng)度與活塞桿的直徑之比l/d≥15,則需進(jìn)行活塞桿縱向穩(wěn)定性的驗(yàn)算。把數(shù)值代入（14）可得 （106）所以，缸筒壁厚滿足要求。工程機(jī)械的液壓工，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，可按材料力學(xué)薄壁圓筒公式驗(yàn)算壁厚[14]： （105）式中 ――液壓缸壁厚； ――液壓缸內(nèi)徑； ――試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（～）倍；[]――缸筒材料的許用應(yīng)力。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的校核 液壓缸缸筒壁厚的校核 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。其它地方均選用O型圈油封。 密封圈的選用轉(zhuǎn)向液壓缸對(duì)密封裝置的要求是:（1） 具有良好的密封性能—有適應(yīng)的彈性，能補(bǔ)償所密封表面在制造上的誤差與工作中的磨損；并隨壓力的增加自動(dòng)提高密封程度；（2） 具有良好的安定性—油液浸泡對(duì)其形狀尺寸的變化影響要??；溫度對(duì)其彈性和硬度的變化影響要??；（3） 摩擦力小，運(yùn)動(dòng)靈活，機(jī)械效率高，工作壽命長(zhǎng)；（4） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、使用、維修簡(jiǎn)便。工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤(rùn)滑；而油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普遍。圖15整體式活塞Fig 15Piston 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。整體式活塞具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，一般適用于缸徑較小的液壓缸。 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)活塞桿與活塞的連接分整體式和組合式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工裝配方便，強(qiáng)度較大，能承受高壓。常見的缸蓋形式有法蘭連接、螺紋連接、外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接。主要包括：缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置、及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。本設(shè)計(jì)中缸體長(zhǎng)度取800mm。缸體的外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度?；钊膶挾菳一般取（）D；該液壓缸取B=70mm。對(duì)于一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足以下要求： H≥ (103)式中 L—液壓的最大行程；D—液壓缸的內(nèi)徑。mm (102)L從優(yōu)先數(shù)系中取400[19。連接銷與鉸接縱軸的距離為300mm。壓路機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，是由液壓缸前端的連接耳環(huán)推動(dòng)鉸接架上的連接銷，從而帶動(dòng)鉸接架繞鉸接縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而鉸接架推動(dòng)前車架轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到使振動(dòng)鋼輪轉(zhuǎn)向的目的。查[5]，壁厚和內(nèi)徑D應(yīng)滿足如下關(guān)系： （97） 式中：D—液壓缸內(nèi)徑， m；缸筒內(nèi)最高工作壓力， 16；[]—缸筒材料的許用應(yīng)力；[]=[]/；[]—缸筒材料的抗拉強(qiáng)度；查得35無縫鋼管的[]≥540安全系數(shù)，一般取5；所以 （98）將數(shù)據(jù)代入式(8) （99）選取缸筒的厚度為10mm，缸體外徑:mm (100)[14]。 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 根據(jù)液壓缸缸筒工作壓力，缸筒材料選擇鑄鋼鋼管ZG35的無縫鋼管。 驗(yàn)算液壓缸能否獲得最小穩(wěn)定速度 A==20(cm) （96） 式中 A—能保證最小穩(wěn)定速度的最小有限面積(cm)； Q—調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量，可從產(chǎn)品抽樣中查得，一般為40ml/min； v—執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低速度，取2cm/min。 （92）式中――液壓缸的機(jī)械效率，一般＝～；F的大小由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出。有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)見圖15圖14液壓缸計(jì)算示意圖Fig .14 Schematic diagram of hydraulic calculation由圖15可知 （90） （91）式中――液壓缸工作腔壓力,已取為＝16； ――液壓缸回油腔壓力，參照[5]表22，?。花D―活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比。查手冊(cè)可知，振動(dòng)壓路機(jī)的工作壓力一般取P=16MPa[13]。150，這樣壓路機(jī)可以在不平整的路面上穩(wěn)定形勢(shì)并確保壓實(shí)。通過控制轉(zhuǎn)向油缸的深處長(zhǎng)度來控制轉(zhuǎn)向角。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用鉸鏈轉(zhuǎn)向，中心鉸鏈有鉸接架、軸承擋板、關(guān)節(jié)組成。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝在后車架上，通過轉(zhuǎn)向油缸的伸縮控制整車轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向鉸接架如圖所示：圖13 轉(zhuǎn)向鉸接機(jī)構(gòu)FIG. 13 hinged joint steering mechanism轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)采用開始回路，由齒輪泵、全液壓轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向油缸等組成，作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)核心部件，全液壓轉(zhuǎn)向器幽轉(zhuǎn)向器主體、雙向緩沖溢流閥、過載溢流閥止回單向閥組成。受力如圖所示 圖12減振塊受力圖Fig 12The damping block diagram 減振器的剛度校核 因?yàn)闇p震器元件主要受剪切應(yīng)力，所加載荷是框架的質(zhì)量剪切應(yīng)力計(jì)算如下：J= （86）式中：T元件所受的剪切應(yīng)力；（N）A元件受到剪切應(yīng)力作用的面積；（ mm）減振器橫截面直徑為 d=120 mm.每個(gè)元件所受的載荷 T==（N） （87）式中：框架質(zhì)量，為使計(jì)算趨于安全，取8000kg；g—重力加速度，；n減振器元件個(gè)數(shù)取n=16每個(gè)元件的受剪面積：A=（mm） （88）剪切應(yīng)力J=(N/mm) （89）=～ N/mm所以J＜，所以減振器強(qiáng)度足夠。在設(shè)計(jì)中，減振器的連接形式和布置決定了橡膠減振器的受力狀態(tài)。但是對(duì)于圓形截面而言，總剛度則不隨驅(qū)動(dòng)輪位置的變化而變化。傳遞扭矩型減振器，振動(dòng)壓路機(jī)的行走輪的驅(qū)動(dòng)力矩是通過減振器傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的，這時(shí)減振器即要起到減振作用，又相當(dāng)一只龐大的彈性聯(lián)軸節(jié)。橡膠減振器的幾何形狀橡膠減振器的斷面形狀通常采用圓截面和矩形截面，如下圖所示這種截面的形狀簡(jiǎn)單，橡膠膜具制造容易，而且減振剛度理論計(jì)算方法簡(jiǎn)單且成熟。還有天然橡膠耐油性能差，減振器接觸油污后橡膠發(fā)生變形，失去彈性，因此不宜采用天然橡膠。但天然橡膠阻尼小，通過共振區(qū)不是很安全。 橡膠減振器的選擇 橡膠減振器的材料有兩種，一種是天然橡膠，另一種是丁碃橡膠。這種阻尼主要起源于介質(zhì)內(nèi)部，又稱固體的內(nèi)阻尼，當(dāng)它承受動(dòng)載荷時(shí)，有一部分能量轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉，而另一部分能量則以勢(shì)能等形式儲(chǔ)存起來。如果考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率η，則可得到振動(dòng)所需功率為： （W） （83）根據(jù)以上有關(guān)振動(dòng)功率的確定我們可以計(jì)算得到18T單鋼輪全液壓振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)功率. 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： P（KW） （84）式中m—振動(dòng)質(zhì)量；（kg）A—名義振幅；（m）—頻率修正系數(shù)；n—振動(dòng)輪數(shù)量；取1P==（KW） （85）此公式僅做參考用，因?yàn)閷?shí)際工況不同，土壤的剛度等性能參數(shù)不同，實(shí)際的功率是在不斷變化的，無固定功率可言。 ε——偏心塊起動(dòng)角加速度（s2）。 偏心塊旋轉(zhuǎn)起動(dòng)加速所需的功率 偏心塊旋轉(zhuǎn)起動(dòng)加速所需的功率可按下式求得： (W) （81）式中： F——偏心塊旋轉(zhuǎn)起動(dòng)的慣性力（N）； v——偏心塊的旋轉(zhuǎn)線速度（m/s）。在其他相等的條件下，功率的最大值相應(yīng)于共振工況下的功率[11]。根據(jù)實(shí)際測(cè)定表明，振動(dòng)所需功率隨壓實(shí)材料狀態(tài)變化而變化很微小的。 維持振動(dòng)所需功率 參考?jí)簩?shí)機(jī)械與路面機(jī)械設(shè)計(jì)一書中提出的有關(guān)維持非定向振動(dòng)的功率為： （68）可以看出，維持振動(dòng)所需的功率僅由振動(dòng)阻力所決定，主要取決于振動(dòng)頻率及其振動(dòng)工況。其許用剪應(yīng)力為擋銷受力示意圖如下：圖10 擋銷受力示意圖Fig 10 Schematic diagram of retaining pin bearing如圖所示，擋銷主要承受剪切應(yīng)力：