【正文】 靜壓力大小相等，作用在固體壁面上的力等于靜壓力與承壓面積的乘積，即 F＝ pA，其作用方向垂直于壁面。 . 畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 2 作用在曲面上的力 缸筒壁厚的校核 當(dāng)缸簡(jiǎn)壁厚 10D?? 時(shí)，可按薄壁圓筒的計(jì)算公式校驗(yàn)其強(qiáng)度。 圖 3 缸體 當(dāng)缸筒壁厚 10D?? 時(shí)，按厚壁圓筒公式校驗(yàn)，即： . 畢業(yè)設(shè)計(jì) ? ?? ? 12 YYpD mmp????????????? 中低壓液壓缸的缸簡(jiǎn)壁厚常根據(jù)結(jié)構(gòu)和工藝的需要來(lái)確定，其強(qiáng)度一般不是主要問(wèn)題。 活塞的選用與校核 活塞外表面的粗糙度和精度是決定改液壓測(cè)力裝置精度和靈敏度的重要條件，它的密封首先用活塞圈，再用兩個(gè) O型密封圈，經(jīng)檢驗(yàn)，密封合格。 壓力表的選用 一般選擇壓力表的常用工作點(diǎn)在其全量程的 2／ 3左右時(shí)最為理想。 由于該液壓測(cè)力裝置是測(cè)量比較大的里，要求密封圈既能承受足夠大的壓強(qiáng)，又要盡量減少泄漏。因此要求兩個(gè)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件之間形成的空間應(yīng)是密封的。 （ 2）相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件間，密封裝置引起的摩擦力要小，不允許有卡死或爬行現(xiàn)象。即制造容易，成本低，適于組織集中生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。 本裝置選用的是 O 型密封圈，通常安裝在矩形的溝槽中，用于固定件或往復(fù)運(yùn)動(dòng)件間的密封。 排氣閥的選用 如果沒(méi)有排氣閥的設(shè)置，壓力油進(jìn)入缸腔后，缸內(nèi)仍會(huì)有客氣，由于空氣具有壓縮性和滯后性，影響測(cè)力裝置的準(zhǔn)確性。排氣閥的位置要合理，一遍安裝后調(diào)試前排除缸體內(nèi)部的空氣。 頂頭的設(shè)計(jì) 由于該液壓測(cè)力裝置在各種不同的環(huán)境條件下使用，有著不同的測(cè)量條件需要滿足，所以塞 給出兩個(gè)成套的頂頭，以便在不同的環(huán)境中，可以很好的和被測(cè)量物. 畢業(yè)設(shè)計(jì) 體貼合緊切，可以是測(cè)量更加準(zhǔn)確。 圖 4 頂頭 1 頂頭 2 液壓油的和選用 液壓油的性能直接關(guān)系到改液壓測(cè)力機(jī)的準(zhǔn)確性和精度，本文對(duì)此做了較為細(xì)致的討論分析。 壓縮性和膨脹性 油液的密度是隨著溫度、壓力的變化而變化的，即密度是溫度和壓力的函數(shù)其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ? ?0 ,pt??? 液體的密度隨壓力和溫度的變化量很小，因此常取臺(tái)勞級(jí)數(shù)一階展開(kāi)式來(lái)近似. 畢業(yè)設(shè)計(jì) 表達(dá)，即 ? ? ? ?0 00 0 0p tt t p ptp???? ??????? ? ? ? ??????? ?? 式中 ? ?0 0 0,pt??? ，即是液體在壓力為 0p ，溫度為 0t 時(shí)的密度。 令 0000011。式中 k為液體的壓縮率， 0? 為液體的熱膨服率。根據(jù)密度定義， mV?? ，將 m 對(duì)? 微分，因 /0dm d?? 既 VV?? ?? ? ? 在 0t 時(shí) 0VV? ， 0k??? 的表達(dá)式可改寫(xiě)為01tVk Vp????? ????? V—— 液體的體積 0V —— 液體的初始體積。壓縮率的倒數(shù) 稱(chēng)為液體的體積彈性模量 K，即001 tKVkV????? ? ? ????? 純液壓油的體積彈性模量 K值在 9 9 21. 4 *1 0 ~ 2 *1 0 /Nm，當(dāng)液體中混入有不溶解的氣體時(shí)，液體的體積彈性模量 k 會(huì)大大降低。 由于液壓油的可壓縮性很小，所以一般可以 忽略 。 粘度 當(dāng)油液在外力作用下流動(dòng)時(shí)，由于油液分子之間的內(nèi)聚力和 油液分子與固體壁面的附著力，會(huì)導(dǎo)致油液分子之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)從而在油液中產(chǎn)生內(nèi)摩擦力。只有在流動(dòng)時(shí)，油 液 的粘性才顯示出來(lái)，靜止液體則不顯示拈性。粘度是液體最重要的特性之一，對(duì)液壓系統(tǒng)中所用的液壓油的粘度常有 較 嚴(yán)格的要求。 （ 1）動(dòng)力粘度 ? 如圖所示，兩 塊平 行 平 板 間 充滿著 油液 ，上平板以速度 v向右運(yùn)動(dòng)，下平板固定 不動(dòng)。緊貼在下 平 板的油液則粘在于下平板而保持靜止。因而這時(shí)的流動(dòng)可看作為許多薄體層的運(yùn)動(dòng)。這樣在流層之間就產(chǎn)生了內(nèi)摩擦力。即 duFAdz?? 或 dudz??? 圖 5 液體粘性示意圖 上式稱(chēng)為牛頓內(nèi)摩擦定律。 動(dòng)力粘度 ? 的物理意義是：當(dāng)速度梯度為１時(shí)單位面積上的內(nèi)摩擦力。液壓油一般為牛頓液體。即2Nsm??????。由于 v 的單位中只 有運(yùn)動(dòng)學(xué)要素，故稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)粘度。 液體 的相勸拈度又稱(chēng)條件粒度，是以被測(cè)液體的粘度相對(duì)于水的粘度的大小程度來(lái)表示的。在一般 情況 下，壓力對(duì)粘度的影響較小，可不加考慮。 粘度與溫度的關(guān)系 溫度對(duì)油液粘度的影響較大。液體分子活動(dòng)能力增強(qiáng)，內(nèi)聚力減小，粘度降低。不同的油濃有不同的粘溫特性。 50 50nt t????? ???? 式中 t? —— otC時(shí)油液的運(yùn)動(dòng)粘度； 50? —— 50oC 時(shí)油液的運(yùn)動(dòng)粘度： n—— 指 數(shù)，見(jiàn)表。. 畢業(yè)設(shè)計(jì) 對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)治壓油的使用要求可概括如下： 粘度合適，隨溫度的變化小 工作介質(zhì)粘度是根據(jù)液壓系統(tǒng)中重要液壓元件的油膜承載能力確定的，故應(yīng)在保證承載能力的條件下，選擇合適的介質(zhì)粘度。粘度太小，則系統(tǒng)泄漏太多，容積損失增加，系統(tǒng)效率亦低，并使系統(tǒng)的剛性變差。 （ 1）潤(rùn)滑性良好 工作介質(zhì)對(duì)液壓系統(tǒng)中的各運(yùn)動(dòng)部件起潤(rùn)滑作用，以降低摩擦和減少磨損，保證系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間正常工作。 （ 2）抗氧化 工作介質(zhì)與空氣接觸會(huì)產(chǎn)生氧化變質(zhì)，高溫、高壓和某些物質(zhì) (如銅、鋅、鋁等 )會(huì)加速氧化過(guò)程。 （ 3）剪切安定性好 工作介質(zhì)在經(jīng)過(guò)泵、閥和微孔元、器件時(shí)，要經(jīng)受劇烈的剪切。在高速、高壓時(shí)這種情況尤為嚴(yán)重。 （ 4）防銹和不腐蝕金屬 液壓系統(tǒng)中許多金屬零件長(zhǎng)期與工作介質(zhì)接觸，其表面在溶解于介質(zhì)中的水分和空氣的作用下會(huì)發(fā) 生銹蝕，使精度和表面質(zhì)量受到破壞。同時(shí)，也不允許介質(zhì)自身對(duì)金屬零件有腐蝕作用，或會(huì)緩慢分解產(chǎn)生酸等腐蝕性物質(zhì)。 （ 6）消泡和抗泡沫性 混入和溶于工作介質(zhì)的空氣，常以氣泡 (直徑大于 ). 畢業(yè)設(shè)計(jì) 和霧沫空氣 (直徑小于 )兩種形式析出，即 起泡。此外，空氣泡和霧沫空氣的表面積大，同介質(zhì)接觸使氧化加速，所以，要求工作介質(zhì)具有良好的消泡和抗泡沫性。含水的液壓油工作時(shí)受劇烈攪動(dòng)極易乳化，乳化使油液劣化變質(zhì)和生成沉淀物，妨礙冷卻器的導(dǎo)熱，阻滯管道和閥門(mén)，降低潤(rùn)滑性及腐蝕金屬，所以，要求工作介質(zhì)具有良好的抗乳化性。機(jī)械雜質(zhì)又會(huì)使液壓元 件加速磨損，影響設(shè)備正常工作，加大生產(chǎn)成本。 （ 9）其他 良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低溫流動(dòng)性、抗燃性，以及無(wú)毒、無(wú)臭，在工作壓力下，具有充分的不可壓縮性。 （ 2）液壓系統(tǒng)的工況 如液壓泵的類(lèi)型，系統(tǒng)的工作溫度和工作壓力，設(shè)備結(jié)構(gòu)或動(dòng)作的精密程度，系統(tǒng)的 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，工作特點(diǎn)，元件使用的金屬、密封件和涂料的性質(zhì)等。 （ 4）經(jīng)濟(jì)性 即考慮液壓工作介質(zhì)的價(jià)格，更換周期、維護(hù)使用是否方便，對(duì)設(shè)備壽命的影響等。粘度選擇適當(dāng)，不僅可提高液壓系統(tǒng)的工作效率、靈敏度和可靠性，還可以減少溫升，降低磨損，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)元件的使用壽命。 （ 3）修正 對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度較高的系統(tǒng)，工作介質(zhì)的粘度要適當(dāng)選小些。 使用要求 內(nèi)容或措施 日常維護(hù) （ 1）保持環(huán)境整潔，正確操作，防止水分、雜物或空氣混入。要定期檢查和補(bǔ)充水分，否則，其理化性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，影響使用，甚至失去難燃性，成為可燃液體。 安全 （ 1）使用液壓油要注意防火安全。誤觸后應(yīng)立即用流水、肥皂清洗 。因而，微量的內(nèi)泄往往被忽視。這種微量的內(nèi)泄漏也會(huì)使流體積存到兩個(gè)密封圈之間而產(chǎn)生壓力。甚至把密封件從密封安裝槽中擠出，使密封件破損 ，最終導(dǎo)致測(cè)力裝置失效，這種現(xiàn)象為背壓引起的損壞。產(chǎn)生背壓的原因分析有以下幾點(diǎn)： (1)活塞密封安裝槽前擋肩設(shè)計(jì)時(shí)與缸體間隙過(guò)大，有時(shí)達(dá) 3 mm，加之密封件材料本身不符合要求，加劇了密封件由背壓造成的擠出，咬唇而損壞。 (3)活塞不良引起的背壓損傷，這主要指活塞密封安裝槽的表面粗糙度達(dá)不到要求，在反交力加壓、減壓以及密封圈與缸體間的磨擦引起密封件破損產(chǎn)生背壓的。工程機(jī)械液壓. 畢業(yè)設(shè)計(jì) 油缸的關(guān)鍵在于密封型式的選擇。 壓力表對(duì)液壓測(cè)力裝置測(cè)定值的影響分析 壓力表測(cè)量范圍的影響 液壓千斤頂額定上限壓力一般在 (50— 60)MP 之間，而生產(chǎn)廠家所選擇的配套壓力表測(cè)量范圍多為 (O一 6O)MPa，這意味著正常使用時(shí)，工作壓力會(huì)達(dá)到壓力表測(cè)量上限的 (90— 100)％，這就帶來(lái)很大的隱患，無(wú)法保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和長(zhǎng)期可靠性。如果液壓千斤頂需控制的壓力超過(guò) 45MPa，壓力表彈性敏感元件就處于疲勞極限區(qū)，工作時(shí)極易損壞，無(wú)法保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和長(zhǎng)期可靠性。這就意味 著在檢定一塊 1。 O。 1。一般壓力表檢定中的這一特殊規(guī)定，也是造成液壓千斤頂上限壓力示值失準(zhǔn)的重要原因之一。如考慮到壓力表的彈性后效影響，最好以測(cè)力裝置額定上限壓力的 200％來(lái)確定壓力表測(cè)量上限。 壓力表準(zhǔn)確度等級(jí)和分辨力的影響 根據(jù) GB50010— 2021《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和 GB50204— 2021《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，預(yù)應(yīng)力張拉錨固后實(shí)際建立的預(yù)應(yīng)力值與工程設(shè)計(jì)規(guī)定檢驗(yàn)值的相對(duì)允許偏差應(yīng)在177。然而，由于在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中受設(shè)計(jì)規(guī)定、施工方法、檢測(cè)手段、配套儀表、環(huán)境等因素影響，檢測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性也將受到較大影響。 1。同時(shí)，不同等級(jí)的壓力表其最小分辨力也不同。 4級(jí)的精密壓力表最小分度值為 O。. 畢業(yè)設(shè)計(jì) 05MPa；而 1。 4MPa。 壓力表配套檢定時(shí)的影響 在檢定條件完全相同的情況下，僅僅由于壓力表的選 擇不同，其對(duì)液壓式測(cè)力裝置測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的影響就不容忽視。 （ 2）被檢液壓千斤頂檢定重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 。 （ 4）示值估讀不準(zhǔn)確引入的不確定度分量 。 . 畢業(yè)設(shè)計(jì) 缸桶系統(tǒng)的“有效面積” 理想地說(shuō)，對(duì)產(chǎn)生力有決定意義的缸塞系統(tǒng)的有效面積，應(yīng)相當(dāng)于活塞與油缸基本面積的平均位。盡管缸塞系統(tǒng)的直徑變化，已有可能減少到小于 1 微米的數(shù)值，但是要想消除缸塞系統(tǒng)在高壓下的變形，卻是完全不可能的。按減小摩擦力的影響的觀點(diǎn)，在液壓式標(biāo)推測(cè)力機(jī)小只使用無(wú)密封的缸塞系統(tǒng)，因而間隙中的壓力特降低到大氣壓。但是，作為直徑變化的結(jié)果，在間隙中的優(yōu)勢(shì)壓力還會(huì)產(chǎn)生附加力。 缸由變形的數(shù)學(xué)表述 為了推導(dǎo)出有效面積的表述方程，必不可少的是先要考慮一下缸塞系統(tǒng)的變形問(wèn)題。 . 畢業(yè)設(shè)計(jì) 雖然，在此無(wú)需推導(dǎo)這兩個(gè)方程，不過(guò)府當(dāng)指出，曾對(duì)油缸的擴(kuò)大方程做過(guò)檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論演是非常符合的。而這些替代量又和許多問(wèn)題密切相關(guān)，例如，若活塞是小空的，或者油缸上裝有另一種材料制成的襯套，或者油缸的幾何尺寸不對(duì)稱(chēng)，則就很難確定這些替代量。所以，想指出一種 實(shí)驗(yàn)的方法，以便能借助于測(cè)量漏油量來(lái) 計(jì)算這三個(gè)常量。 有效面積的確定 為了確定有效面積，在下