【正文】 為使液壓泵油一定的壓力儲備 ,所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25~60%。這里取 。初算可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取 :管路簡單、流速不大的取 ~。 ,查表 3779 可以查得液壓缸長度不得小于 ,實際長度滿足要求。 當活塞桿處于完全收縮狀態(tài)時 ,液壓缸的長度就等于 ,選定液壓缸長度為1320mm。 再計算一下平臺上升的最大高度 ,這里設上升至最大高度的 ,計算得出最大高度 。 ⑵計算活塞桿的行程 當平臺處于最低位置時 ,此時活塞桿應處于完全收縮狀態(tài) ,液壓缸的長度為最小值 ,1320mm。液壓缸的直徑 D 和活塞桿徑 d 的計算值要按國家標準規(guī)定的液壓缸的有關標準進行圓整 ,如與標準液壓缸參數(shù)相近 ,最好選用國產(chǎn)液壓缸 ,免于自行設計加工。即 如按工作壓力應選取 d/,則相應的速度比 2,由于活塞不受拉力作用 ,所以活塞桿收縮時可以適 當提高其速度 , 2 也是完全可以的。一般液壓缸在收壓狀態(tài)下工作時 ,其活塞面積為 : 用運此公式須事先 確定與的關系 ,或是活塞桿徑 d 與活塞直徑 D 的關系 ,令桿徑比 d/D,其比值可按下表選取。 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力 機械類型 機 床 農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械 液壓機大中型挖掘機重型機械 磨床 組合 機床 龍門 刨床 拉床 工作壓力 MPa ~ 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 計算液壓缸的主要結構尺寸 ⑴液壓缸的相關參數(shù)和結構尺寸 液壓缸有關的設計參數(shù)見圖所示 : 圖 34 液壓缸設計參數(shù) 圖 a 為液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài) ,圖 b 表示活塞桿受拉狀態(tài)。一般來說 ,對于固定尺寸不太受限的設備 ,壓力可選低一些 ,行走機械重載設備壓力要選的高一些。在載荷一定的情況下 ,工作壓力低 ,勢必要加大執(zhí)行元件的結構尺寸 ,對某些設備來說 ,尺寸要受到限制 ,從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟 。 除了外載荷外 ,作用于活塞上的載荷 F 還包括液壓缸密封處的摩擦阻力 ,由于各種液壓缸的密封材質(zhì)和密封形式不同 ,密封阻力難以精確計算 ,一般估算為 式中 ??液壓缸的機械效率 ,一般取 ~,這里取 , 初選系統(tǒng)壓力 液壓缸的選擇要遵循系統(tǒng)壓力的大小 ,要根據(jù)載荷的大小和設備類型而定。 工作載荷并非每階段都存在 ,如該階段沒有工作 ,則 0。行走機械一般取 ~ ??加速度 初步選定速度變化量 ,則 , 以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷 , 。 ??速度變化量 m/s ??起動或制動時間 ,s。 (2)導軌摩擦載荷 對于直動型安裝的液壓缸一般都附有活塞導軌以固定其運動方向 ,導軌摩 擦相對于總載荷可以忽略不計 ,因此 0。在實際工作過程中 ,由于載荷量較大 ,活塞自身的重力可以忽略不計 ,切削力與擠壓力共同組成的外力即為工作載荷 ,在圖 3 中 ,P。作用在活塞桿是的外部載荷包括工作載荷 ,導軌的摩擦力和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力。 圖 33 液壓缸 本圖表示一個以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計算簡圖。這時將代入公式得 , 當平臺處于最低位置時 ,液壓缸荷重 P 最大 ,。但考慮到活塞桿與支撐桿的鉸接點 A 又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點 B,否則將會在兩處鉸接點產(chǎn)生很大的應力集中 ,以致降低疲勞強度。通過二者比較 ,時 ,活塞的最大推力 P 要小于時。根據(jù)活塞推力與臺面荷重量關系式得出 。當液壓缸下降至最低高度時 (設此時支撐桿與地面夾角 ),根據(jù)上述公式得。 載荷的組成 與計算 : 首先 ,需要確定液壓缸處于最大工作壓力時的位置 ,通過上述的討論 ,得知當液壓缸與地面夾角為最小值時 ,也即支撐桿與地面夾角為最小值時 ,液壓缸處于最大的工作壓力狀態(tài)下。壓力決定于外載荷。根據(jù)液壓設備所處環(huán)境及對溫升的要求 ,還要考慮加熱、冷卻等措施。一般泵的入口要裝有粗濾油器 ,進入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求 ,通過相應的精濾油器再次過濾。對于本設計 ,由于工作周期短 ,循環(huán)次數(shù)少 ,供油量可以適當減少以節(jié)省能源 ,采用單 泵供油即可 ,不需蓄能器儲存能量。 為節(jié)省能源并提高效率 ,液壓泵的供油量要盡量于系統(tǒng)所需流量相匹配。在無其他輔助油源的情況下 ,液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量 ,多余的油經(jīng)過溢流閥回油箱 ,溢流閥同時起到開展并穩(wěn)定油源壓力的作用。本設計剪叉式液壓升降臺其特點 :起升壓力大 ,運行緩慢、平穩(wěn) ,能人工控制起升至某一固定高度時并保持 該高度自鎖。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng) ,大多數(shù)通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。型號說明 :P37180 擬訂液壓執(zhí)行元件運動控制回路 液壓執(zhí)行元件確定之后 ,其運動方向和運動速度的控制是擬訂液壓回路的核心問題。 缸蓋聯(lián)接的類型 按缸蓋與缸體的聯(lián)接方式 ,可分為外螺紋聯(lián)接式、內(nèi)卡鍵聯(lián)接式及法蘭聯(lián)接式三種。 確定液壓缸的安裝方式 工程液壓缸均為雙作用單活塞式液壓缸 ,安裝方式多采用耳環(huán)型。其特點 :活塞雙向運動產(chǎn)生推、拉力。 確定液壓缸的 類型 工程液壓缸主要用于工程機械、重型機械、起重運輸機械及礦山機械的液壓系統(tǒng)。還有一種運動轉換機構 ,小角度的回轉運動用液壓缸來實現(xiàn) ,其運動比較平穩(wěn) ,長行程的直線運動可以用液壓馬達來完成。 名 稱 特 點 適 用 場 合 雙活塞桿液壓缸 雙向?qū)ΨQ 雙作用往復運動 單活塞桿液壓缸 有效工作面積大、雙向不對稱 往返不對稱的直線運動 ,差動連接可實現(xiàn)快進 ,A12A2 往返速度相等 柱塞缸 結構簡單 單向工作 ,靠重力或其他外力返回 擺動缸 單葉片式轉角小于 360 度 雙葉片式轉角小于 180 度 小于 360 度的擺動 小于 180 度的擺動 齒輪泵 結構簡單 ,價格便宜 高轉速低扭矩的回轉運動 葉片泵 體積小 ,轉動慣量小 高轉速低扭矩動作靈敏的回轉運動 擺線齒輪泵 體積小 ,輸出扭矩大 低速 ,小功率 ,大扭矩的回轉運動 軸向柱塞泵 運動平穩(wěn)、扭矩大、轉速范圍寬 大扭矩的回轉運動 徑向柱塞泵 轉速低 ,結構復雜 ,輸出大扭矩 低速大扭矩的回轉運動 注 :A1??無桿腔的活塞面積 A2??有無桿腔的活塞面積 對于本設計實現(xiàn)單純并且簡單直線及回轉運動的機構 ,可以采用齒輪式液壓泵及雙活塞桿液壓缸 ,這樣不僅簡化液壓系統(tǒng)降低設備成本 ,而且能改善運動機構的性能和液壓執(zhí)行元件的載荷狀況。 制定液壓系統(tǒng)的基本方案 確定液 壓執(zhí)行元件的形式 液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵。 工作環(huán)境要求 :不宜在多沙石地面、木板磚板地面等非牢固地面進行操作 ,不宜在有坡度或有坑洼的地面進行操作 ,不宜在過度寒冷的室外進行操作 。 運動平穩(wěn)性好 。 最大載荷量定為 2 噸 ,采用單液壓缸控制聯(lián)接組合叉桿機構進行升降動作。以下列出了本設計 ??剪式液壓升降臺的一些基本要求 : 主機的概況 :主要用途用于家用小型重型設備的起升 ,便于維修 ,占 地面積小 ,適用于室外 ,總體布局簡潔 。由于這樣平均每個液壓 缸承受的臺面載荷僅為 9800N,所以采用左側布置液壓缸是完全可以的。為此 ,可以選擇采用雙升降臺同步舉升并采用共同底板的方式以滿足要求 ,此布置方案需要兩個液壓缸 ,16 根支撐桿舉升。為了工作安全起見 ,要求舉升機在各高度上工作時都應自鎖 ,完工后可原速或緩速下降 ,在空載時也可實現(xiàn)快速下降 ,這在下面的液壓系統(tǒng)回路分析中會探討到。為了使舉升機使用范圍廣泛 ,載荷更具有代表性 ,本設計首先建立了一個轎車模型 ,它的有關參數(shù)是 :車自重 , 寬 ,高 ,軸距 。 圖 211 參數(shù)轉化過程 那么首先我們就要計算一下這樣的設計方案所采用的液壓缸的各項參數(shù) ,然后再根據(jù)已求得的各項參數(shù)來具體確定一下此方案是否合理。為了彌補在速度方面的不足 ,以及減小舉升及整體的體積 ,可以考慮采用雙級支撐桿共同舉升平臺以達到提升速度的目的。綜合以上考慮 ,可以初步設想采用液壓缸布置在左側的方案。如果載荷量不是很大的話 (即載荷量),這時可以考慮采用左側的布置方案 ,因為這樣可以縮短液壓缸的伸長長度。當起始角為最小值、時 ,活塞推力為最大值。 實例計算 根據(jù)以上分析結果 ,結合實例進行對比計算 ,實例結構簡圖如圖所示 ,其中左右兩側分別為兩種布置情況。 液壓缸布置在剪叉機構的右側