【正文】 采用等徑雙活塞桿油缸 ,活塞直徑為 D, ?? ))(( 022 PPdDF ??? 21002 )]())(4[( PPPPdFD ???? ??? 式中 F活塞桿拉力 , N P油缸工作壓力 , MPa 0P 油缸的背壓力 , MPa d活塞桿直徑 ,mm η 油缸的總效率 , A:在前面的工作設(shè)計力的計算中可知 活塞桿拉力 F=42500 N B:液壓缸的總效率 η 由 《 機械設(shè)計手冊 》 第四版 的第 4卷可知 ,液壓缸的總效率由以下幾部分組成 : ① 機械效率 m? ,由活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失通?？扇???m? ② 容積效率 V? ,可取 V? =1,因為活塞密封為彈性材料 . ③ 作用力效率 d? ,可取 d? =1 或 22122 )( APAPAPd ??? 式中 2P 油缸的工作壓力 MPa 1P 回油的背壓力 MPa 21,AA 油缸的工作面積 2m 由于在翻轉(zhuǎn)油缸的復(fù)位時存在著一定的壓力 ,所以采用 22122 )( APAPAPd ??? 又因為油缸的活塞桿等徑雙活塞桿 , 所以 21 AA? 所以 212 )( PPPd ??? 212 )( PPPmdvm ??? ????? 初取 ?m? 212 )( PPP ??? 參考 《 機械設(shè)計手冊 》 表 17214,可知執(zhí)行元件的回油背壓在回油路上的背壓閥或調(diào)速閥的系統(tǒng)可取背壓值為 MPa 取 ?P MPa C:估算活塞桿直徑 d,油缸的內(nèi)徑 D. 初選油缸的工作壓 力為 P=15 MPa 油缸的效率 η = 活塞桿直徑系列 (GB/T23481993) d=32mm ?? ))(( 022 PPdDF ??? 21002 )]())(4[( PPPPdFD ???? ??? 代入數(shù)據(jù)得 D = mm 查 《 機械設(shè)計手冊 》 表 1762可知 ,液壓缸內(nèi)徑系列 (GB/T23481993) 可選 D=80 mm 所以油缸的實際工作壓力 01 PAFP ?? ? A1油缸的工作面積 , 2m 代入數(shù)據(jù)得 MPaP ? 驗算油缸內(nèi)徑 D 21002 )]())(4[( PPPPdFD ???? ??? 代入數(shù)據(jù)得 D= mm 不可取 212 )( PPPd ??? ?d? dm???? 代入數(shù)據(jù)得 ?? 經(jīng)過分析， 取油缸的總效率 ?? 油缸的工作壓力 MPap ? 回油背壓力為 MPaP ? 活塞桿直徑系列（ GB/T23481993） md 31036 ??? 計算油缸內(nèi)徑 D 21002 )]())(4[( PPPPdFD ???? ??? 代入數(shù)據(jù)得 mD 3101 5 ??? 可取 mD 31080 ??? 所以油缸的實際工作壓力 01 PAFP ?? ? 代入數(shù)據(jù)得 MPaP ? 驗算油缸的內(nèi)徑 D 21002 )]())(4[( PPPPdFD ???? ??? 代入數(shù)據(jù)得 mD ??? 可取 dm????? dm ??? ?? 代入數(shù)據(jù)得 ? ? 也可取 所以取油缸機械效率 ? ? ?? 油缸的有效工作面積 4)( 221 dDA ?? ? 代入數(shù)據(jù)得 21 mmA ? 活塞強度的效核 因為活塞桿不論在翻車還是在復(fù)位一直處于受拉狀態(tài)，所以只要效核拉應(yīng)力則可 活塞桿采用 45材料，查《機械設(shè)計手冊》可知 MPas 355?? 又 24 dF ?? ?? 代入數(shù)據(jù)得 sM P a ?? ?? （安全） 為了方便計算，工作機構(gòu)的油缸活塞直徑皆取相同值為 231080 mD ??? ② 舉升油缸 采用單活塞桿油缸，兩端鉸接，如圖（ 9） 圖 9 為了方便購買和計算，采用與翻轉(zhuǎn)油缸相同的內(nèi)徑的油缸 mD 31080 ??? 已知：最小安裝高度 mL ? 最大行程 mS ? 對于活塞桿的直徑 d，查表 1762 可初選 md 31045 ??? 由于活塞桿在整個工作過程中，始終是受壓的，所以就需要考慮它的壓桿穩(wěn)定性。 經(jīng)過分析 取 md 31056 ??? 與 md 31060 ??? 分別計算， 如表（ 1） 表（ 1） md 31056 ??? 1 k kF nF ?? md 31060 ??? 1 k kF nF ?? 為了安全考慮，取 md 31060 ??? 所以舉升油缸的內(nèi)徑 mD 31080 ??? ，活塞桿的直徑 md 31060 ??? 油缸實際工作壓力 024 PDFP ??? 代入數(shù)據(jù)得 MP aP 441425 2 ?? ?? MPaP ? ③ 夾持油缸 采用單活塞桿油缸，兩端鉸接，如圖（ 10） 圖 10 已知最小安裝高度 mL ? ，最大行程 mS ? 。 經(jīng)過分析，取 md 31050 ??? 和 md 31045 ??? 分別計算，其結(jié)果如下表（ 2） d（ mm） 1FFk 50 kn? 45 kn? 表（ 2） 由計算結(jié)果分析，取活塞桿直徑 md 31045 ??? ，所以夾持油缸的大小 mD 31080 ??? ， md 31045 ??? 油缸的實際工作壓力 024 PDFP ??? 代入數(shù)據(jù)的 MP aP 42322562 ??? ?? ? MPaP ? 液壓泵，各缸的工作時間 、 流量 、 壓力計算 在工況分析中 要求油缸工作時間小于 40 秒，減去對油缸的操作時間，實際工作時間大概只有 30 秒左右，去工作時間為 30 秒，在著 30 秒內(nèi)，有三組油缸需要先后操作，所以每組油缸工作時間大概為 10 秒左右，其中夾持油缸的工作速度快，可估算翻轉(zhuǎn)油缸的為 12 秒。 3 ???? rS ? mmS ?? 取油缸的最大行程 mmS 420? tSvf ?? 代入數(shù)據(jù)得 6420?fv mvf ? 已知油缸的容積效率 ?v? 所以油缸的流量： vfVdDQ ?? ???? ?3221 10)(4 代入數(shù)據(jù)得： )3680( 7221 ????? ?Q m 1 LQ ? 兩缸的流量 m i 1 L ?? ② 選車輪泵，考慮各方面的因素，選外嚙合齒輪泵（ CBF 型），又因為初選系統(tǒng)的壓力值 MPaPH 16? ， m 1 L ?? ， 初選電動機的轉(zhuǎn)速 min15 00 rN ? 可 知 排量 NQP? ， 6P ml r???。 所以在此翻車機的齒輪泵應(yīng)選擇排量為 ml r???的 CBF 型的齒輪泵。 型 號 A B 1C 2C 螺 紋 連 接 外形尺寸如表（ 3） 表（ 3） 推車油缸 推車油缸的負荷小，對速度沒有要求，選用單活塞桿油缸，油缸的內(nèi)徑D=50mm，活塞桿的直徑 d=25mm,最大行程 s=190mm. 通過以上的設(shè)計計算，各油缸的技術(shù)參數(shù)如下表（ 4） 名稱 內(nèi)徑 D(mm) 活塞桿直徑d(mm) 工作壓力MPa 流量L/min 翻轉(zhuǎn)油缸 80 36 升舉油缸 80 60 夾持油缸 80 45 推車油缸 50 25 表（ 4） 備注： ① 以上油缸購買 油缸廠的系列產(chǎn)品的油缸。 計算液壓泵的驅(qū)動功率。 取 系 統(tǒng) 的 壓 力 損 失 MPa? 。 按液壓泵的實際使用情況，計算驅(qū)動功率： 60NNpPQP ? ?? 式中： NP 液壓泵的額定壓力， MPa NQ 液壓泵的額定流量， 3/minm p? 液壓泵的總效率， ? ? ?轉(zhuǎn)換系數(shù)， maxNPP?? maxP 液壓泵的實際使用的最大工作壓力， MPa m a x6013 .8 3 41 .7 9 11 .260 0. 86NNNpP PQPPP k w??????? 選擇電動機， YM1604，功率 P=11KW，轉(zhuǎn)速 N=1450r/min. 液壓缸結(jié)構(gòu)的選用和計算。 ? 液壓缸的主要零部件設(shè)計 ① 缸筒結(jié)構(gòu)：采用內(nèi)卡環(huán)聯(lián)接。 ③ 對缸筒的要求 A：有足夠的強度，能長期承受高工作壓力及短期動態(tài)試驗壓力 而不致產(chǎn)生永久變形。 C：內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能 長期工作而不磨損少，尺寸公差和形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性。 總之，缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋，缸底，油口等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油液，同時，它還是活塞的運動的“軌道”，設(shè)計液壓缸缸筒時，應(yīng)該正確各部的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力，運動速度和有效行程，同 時還須要具有一定的強度，能足以承受液壓力，負載力和意外的沖擊力，缸筒的內(nèi)表面應(yīng)具有合適的配合公差等級，表面粗糙度和形位公差等級，以保證液壓缸的密封性，運動平穩(wěn)性和耐用性。 B：缸筒的壁厚 缸筒的壁厚 ? 為： 0 1 2cc??? ? ? 式中： 1c 缸筒外徑公差余量， m 2c 缸筒的腐蝕余量， m 關(guān)于 0? 的值，因為 / ? ? ，可按： 63m a x0 6 6m a x 10 80 10 610 3 3 105pPD mmP? ??? ? ?? ? ??? ? ? ? ? 式中： p? 缸筒材料的許用應(yīng)力， MPa bp n??? n安全系數(shù)，取 n =5， b? 缸筒材料的抗拉強度 MPa maxp 缸筒內(nèi)最高工作壓力 MPa 代入數(shù)據(jù)得：