【正文】 ～ 1） D； A— 活塞桿導(dǎo)向長度，?。?～ ） D； M— 活塞桿密封長度，由密封方式定； C— 其他長度。 3‐ 、 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 a、缸筒壁厚的計算 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑，根據(jù)機械設(shè)計手冊工程機械用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的缸體外徑系列取 液壓缸外徑 S=245mm。 b、液壓缸油口直徑的計算 液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運動速度 V 和油口最高液流速 0V 而定 mmmVVDd 00????? mL ? mmH 205? 油口直徑 mmd 460 ? 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 16 式中： 0d 液壓缸油口直徑（ m）； D﹣液壓缸內(nèi)徑（ m）； V ﹣液壓缸最大輸出速度（ m/min）； 0V ﹣油口液流速度（ m/s）。 d、活塞桿穩(wěn)定性驗算 因活塞桿長度與活塞桿的直徑之比 ???dl ，無需穩(wěn)定性驗算。 缸底厚度 mmh 38? 安全系數(shù) 5?n 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 17 167。 ) 工作負(fù)載 KNtFW ??? b、慣性負(fù)載 aF 與重力負(fù)載 gF 因液壓缸自重不知，故不予計算。 3‐ 、確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) a、液壓缸內(nèi)徑 D的計算： mmmPFD 22 ?????? ?? 查手冊，綜合考慮取 D=100mm。 同樣，圓整成標(biāo)準(zhǔn)系列活塞桿直徑，取 d=80mm。 c、液壓缸行程 S的確定： 液壓缸行程 S，主要依據(jù)機構(gòu)的運動要求而定。考慮到 工作負(fù)載 KNFW ? KNF ? 工作壓力 16MPa 缸筒內(nèi)徑 D=100mm 活塞桿 d=80mm 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 18 雙杠單活塞，在回風(fēng)巷中撐得到通的過，初步取 S=1600mm。 e、最小導(dǎo)向長度 H的確定 對于一般的液壓缸，其最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足下式： 220≥ DLH ? =35+50=85mm 式中： L — 液壓缸最大工作行程； D — 缸筒內(nèi)徑。 液壓缸的缸體外徑系列，查手冊取液壓缸外徑，取標(biāo)準(zhǔn) D=120mm。） b、液壓缸油口直徑的計算 液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運動速度 V 和油口最高液流速度 0V 而定 mmmVVDd 180 1 8 00????? 式中： 0d 液壓缸油口直徑（ m）； D﹣液壓缸內(nèi)徑（ m）； V ﹣液壓 缸最大輸出速度（ m/min）； 0V ﹣油口液流速度（ m/s）。 d、缸頭厚度 計算 缸筒外徑 mmD 120? 材料 27SiMn 油口直徑 mmd 180 ? 缸底厚 度 mmh 15? 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 20 半環(huán)連接法蘭，這種聯(lián)接的特點是重量比拉桿連接輕，相應(yīng)的要加厚缸體壁厚。 0D — 螺釘孔分布圓直徑（ m)； cpd — 密 封 環(huán) 平 均 直 徑 （ m ）； ??? — 法蘭材料的許用應(yīng)力（ Pa)。其特點：質(zhì)量比拉桿連接小，缸體外徑需加工。 半環(huán)連接的計算： 當(dāng)缸體與缸蓋用外半環(huán)連接時，外半環(huán)截面上的切應(yīng)力為 M P alpD 6 ?? ????? mmh 8? NF ?? 半環(huán)連接 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 21 外半環(huán)側(cè)面上的擠壓應(yīng)力為 ? ? ? ? M P ahDh pDc 262 ??? ?????? 缸筒危險界面上的拉應(yīng)力為 ? ? ? ? M P aDhD pD 22 26221 21 ??? ??????? 式中： D — 液壓缸內(nèi)徑（ m)； l — 半環(huán)寬度（ m）； ? — 為半環(huán)截面上的切應(yīng)力（ Pa）； h — 半環(huán)厚度（ m）； 1D — 液壓缸外徑（ m）； n — 安全系數(shù)，通常取 n =5； 3‐ 、活塞與活塞桿的聯(lián)結(jié)計算 活塞桿聯(lián)結(jié)螺紋的計算 a、螺紋外徑的計算 假設(shè)可忽略螺頂與螺底的尺寸差別，則可下式概略計算 ? ? mmFd 21101 9 6 6 40 ????? ? 查《切削手冊》普通螺紋直徑與螺距表（ GB193— 63)，取第一系列標(biāo)準(zhǔn)值 mmd 720 ? 。 b、螺紋強度的計算 活塞與活塞桿采用螺紋聯(lián)結(jié)時，活塞桿危險截面（螺紋退刀槽） mmd 720? 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 22 處的拉力為 M P adKF )0 6 7 6 (44 2421????? ??? mmtdd 8 2 8 2 ?????? 切應(yīng)力為 ? ? M P adK F dK 3431 01 ?? ??????? 合成應(yīng)力為 ? ?1 9 6 M P a1 6 . 6 5 M P a9 6 M P 32222????????? ???? n 滿足要求。 活塞拉力幾乎有 40%作用在第一圈螺紋上，所以第一圈螺紋應(yīng)力按下式計算： M P atd Fb 41 ??????? M P asd F 41 ??????? 3‐ 、液壓缸外部聯(lián)結(jié)的計算 為了適應(yīng)頂板起伏變化，綜合考慮液壓缸外部聯(lián)結(jié)用耳環(huán)銷軸鉸 接。 b、耳環(huán)強度的計算 耳環(huán)拉應(yīng)力 合成應(yīng)力 MPaMPan ???滿足要求 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 23 ? ?? ?9 6 M P a11 2 50 2 6 4 5 0 5 46222221221222221????????????????MPabdPDRRRR????? 擠壓應(yīng)力 M P abdPDt 2 6 2612?? ???????? 耳環(huán)軸銷剪切應(yīng)力 ? ? ? ?? ?? ?? ?MPaMPaMPaPadPD～1 1 7 .69832196～0 .～0 .2226212??????????? ??? 式中： 1R — 耳環(huán)座內(nèi)半徑， mmR 201 ? ； 2R — 耳環(huán)座外半徑， mmR 542 ? ； b — 耳環(huán)座寬度， mmb ? ； 1d — 耳環(huán)孔直徑， mmd 501 ? ； D — 液壓缸直徑； P — 液壓力。 3‐ 、緩沖裝置的設(shè)計 當(dāng)液壓缸中活塞運動速度在 6m/min以下時，一般不設(shè)緩沖裝置，故本液壓缸無需設(shè)緩沖裝置。由于空氣具有壓縮性和滯后擴張性，會造成 剪切應(yīng)力 ～?? MPa?滿足要求 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 24 液壓缸和整個液壓系統(tǒng)在工作中的顫振和爬行，影響液壓缸的正常工作。整體排氣塞由螺紋與缸筒或端面連接，靠頭部錐面起密封作用。這種排氣裝置簡單、方便，但螺紋與錐面密封處同軸度要求較高，否則擰緊排氣塞后不能密封，造成外泄漏。螺塞擰緊后，錐閥在壓力的推動下脫 離密封面排出空氣。 3‐ 、耳環(huán)支座的選擇 煤的硬度一般介于摩氏硬度指標(biāo)的 1～ 4 之間，無煙煤有可能接近 4，煤的密度： ～ 178。接觸強度：松軟 400MPa 以下，此中等堅固（ 400～ 600） MPa，煤巖的極限抗壓強度為 ～ 之間。 3‐ 、支柱強度校核 (1)活柱與缸體的強度校核 活柱與缸體強度校核可查 液壓設(shè)計手冊，校核應(yīng)注意受力狀態(tài)。 a、中心、偏心加載支柱受力分析 選用整體排氣塞 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 25 中心、偏心加載時支柱受力如下圖所示。顯然，同一加載狀態(tài)下，油缸和活柱的最危險斷面就是最大彎矩作用面，斷面如下圖所示 顯然活柱上 4 為最危險點。同理，油缸 8為最危險點。 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 26 最大彎矩斷面圖 b、中心加載強度校核 1）確定初折角 ? ，按式計算： 421 100)()22( ???????a??? 式中： 1? — 活柱與手把體最大配合間隙（ mm）； 2? — 活塞導(dǎo)向環(huán)和油缸最大配合間隙（ mm）； a — 導(dǎo)向長度（ mm）。 3）確定活 柱、油缸最大彎矩的位置與最大彎矩 根 據(jù) 煤 科 院 支 柱 資 料 計 算 以 下 各 個 系 數(shù) ， 求.c os,s in,c os,s in 22221111 LkLkLkLk 422 ) i n ( i n. ???????? LkgA 411 ) i n ( i n. ???????? LkgC 3331111222221) o s () i n () i n (). o s (c o i ns i o s??? ??????????????? LkLkkLkLkk 34 ??????? ??AA 34 ??????? ??CC 結(jié)果列于下表中 中心加載計算系數(shù)列表 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 28 按式確定上住產(chǎn)生最大彎矩的 1X 處。 mNXKAQXM???????? 1 7) in (s in)(3111m a x1 mNXKCQXM???????? 1 0) in ( ins in)(3222m a x2 4）確定液體壓強與活柱承受縱向力： 液體壓強 m p adQ 4 2322???? ??? 活柱縱向力 Ndd