【正文】 /D? 16 時(shí)，液壓缸缸筒厚度一般按中等壁厚筒計(jì)算，公式如下： c)][( Dyy ?????? ?? () 式中 ? －液壓缸缸筒厚度 yP －試驗(yàn)壓力 (Mpa)，當(dāng)工作壓力 P≤16 Mpa 時(shí)， yP =，當(dāng)工作壓力P≥16 Mpa 時(shí)， yP =，這里應(yīng)取 yP = D －液壓缸內(nèi)徑 (m) ? －缸體材料的許用應(yīng)力 （ Mpa） ，可通過下面公式求得： [] bn?? ? () b? －缸體材料的抗拉強(qiáng)度 (Mpa) n －安全系數(shù)， n =～ 5，一般取 n =5 但對于鍛鋼 45 的許用應(yīng)力 ][? 一般都取 ][? =110(Mpa) ? 強(qiáng)度系數(shù)，對于無縫鋼管， ? =1； C計(jì)入壁厚公差及腐蝕的附加厚 度， D1? D+2? ，通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度值再 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，取液壓外缸直徑 D1如表 表 臂架 4液壓缸 臂架 3液壓缸 臂架 2液壓缸 臂架 1液壓缸 yP /MPa 25 35 ? /mm 10 13 17 19 D1/mm 121 152 194 219 31 3） 缸筒長度 L6。 （ 2） 活塞桿 1） 活塞桿的 連接方式 活塞桿與活塞的連接 采用螺紋連接，左端與 左耳環(huán)采用焊接連接其結(jié)構(gòu)如圖 所示，選用 45 號(hào)鋼作為活塞桿的材料 圖 2） 外徑 d。若速度比為 v? ， v? =12vv = 22 2dDD? 則式子 為 ： vv 1Dd ?? ?? () 32 也可根據(jù)活塞桿受力狀況來確定， 表 工作壓力選取 d/D 工作壓力 /MPa ? ～ ? d/D ～ ～ 表 速度比要求確定 d/D 2? / 1? 2 d/D 根據(jù)表 與表 取公式 d=,可得 活塞桿外徑 d 如表 示 。具體如圖 所示。由于導(dǎo)向套不是用耐磨材料制成，其內(nèi)圓還裝有導(dǎo)向環(huán)，對活塞桿導(dǎo)向。導(dǎo)向套采用整體式螺紋連接其結(jié)構(gòu)如圖 所示， 圖 導(dǎo)向套最小導(dǎo)向長度 H 2D20L ?? [7] L最大行程 D缸筒直徑 一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面長度 A，在 D80mm 時(shí)，可取 A=（ ～ ） D：在 D80mm時(shí)，可取 A=（ ～ ） d。由于設(shè)置該緩沖裝置，即使在外力施加在液壓缸上，不會(huì)發(fā)生壓力高 于液壓缸的設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況 ， 在設(shè)在液壓缸中的液壓缸緩沖裝置中，該液壓缸包括構(gòu)成液壓油的收集室的管子，進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的桿，固定在桿上、并分隔了管子的收集室的活塞，和端凸緣，該液壓缸緩沖裝置包括裝在桿上與活塞接近的緩沖套，如果在桿的直線運(yùn)動(dòng)中活塞接近桿側(cè)端凸緣，在桿側(cè)室中產(chǎn)生預(yù)定的緩沖壓力，還包括設(shè)在緩沖套上的彈性體，阻止活塞與桿側(cè)端凸緣碰撞并通過其彈性吸收沖擊。 35 圖 （ 6） 后端蓋 端蓋主要用于連 接缸體，上有右耳環(huán)和進(jìn)油口， 起密封，阻擋灰塵的作用。 這里主要對缸底厚度進(jìn)行計(jì)算。 ])[0dD(DypD4 3 ????? () 式中 H — 缸底厚度 mm 0d — 缸底油孔直徑 mm yp — 試驗(yàn)壓力 MPa D — 液壓缸內(nèi)徑 m ][? — 缸底材料的許用應(yīng)力，取安全系數(shù) n=5，則 M P a1405b][ ?? ?? 。 由上可得 H 如表 所示： 表 臂架 4液壓缸 臂架 3液壓缸 臂架 2液壓缸 臂架 1液壓缸 H /mm 20 28 36 42 液壓缸的活塞、活塞桿、緩沖柱塞、后端蓋、導(dǎo)向套、缸筒各參 數(shù) 如表 所示由于所用液壓缸型號(hào)差不多所以在圖紙中只繪臂架 4 液壓缸零件圖，其它 液壓缸零件 參數(shù)如表 所示 表 臂架 4液壓缸 臂架 3液壓缸 臂架 2液壓缸 臂架 1液壓缸 活塞 L41 16 16 16 L42 20 25 25 25 L4 73 84 118 118 L43 48 59 93 93 L44 25 25 25 25 活塞桿 L01 70 80 85 90 L02 60 60 60 60 L03 48 59 93 93 L04 37 49 62 72 37 L0 1635 1600 1650 1715 緩沖柱塞 L3 35 35 35 35 D 82 102 122 137 d 60 75 95 105 后端蓋 L5 132 154 177 197 L51 70 80 90 100 d1 17 21 27 32 R 60 70 80 90 r 40 55 導(dǎo)向套 L20 L21= L22 7 7 7 7 L2 135 135 135 155 L23= L25 L24 缸筒長 L6 . 液壓缸的流量確定 在 D、 d 確定后可求得 Q=V? A 如表 表 液壓缸的流量、速度 臂架 4液壓缸 臂架 3液壓缸 臂架 2液壓缸 臂架 1液壓缸 前進(jìn) 流量Q/L/min 速度 V/mm/s 20 20 20 20 后退 流量Q/L/min 速度 V/mm/s 40 40 40 40 液壓缸行程的確定 L? = 1L + 2L =,S=(L 1l 2l )/2 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得 HSG 圖 的 1l +2l ， S? （ 20~30） D,液壓缸 行程主要依據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求而定 圖 38 如圖 。 表 臂架 4液壓缸 臂架 3液壓缸 臂架 2液壓缸 臂架 1液壓缸 1l +2l /mm 430 455 515 590 S/mm 1300 1250 1250 1250 安裝總長 /mm 1730 1705 1765 1840 液壓缸油口直徑的計(jì)算 液壓 缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動(dòng)速度 v 和油口最高液流速度 v0 而定，公式如下： 3 /d D v v? () 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/min)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，取 0v =0d 如表 所示 表 臂架 4液壓缸 臂架 3液壓缸 臂架 2液壓缸 臂架 1液壓缸 0d /mm 17 21 27 30 活塞桿柔度校核計(jì)算 由于 dL 10，活塞桿屬于細(xì)長桿， 細(xì)長桿（ p??? ）當(dāng)臨界應(yīng)力小于或等于材料的比例極限 p? 時(shí)，即 p2E2cr ???? ?? 壓桿發(fā)生彈性失穩(wěn)。這類壓桿又稱為大柔度桿。 活塞桿采用 45 號(hào)鋼， 45 號(hào)鋼， GPa210E? ， MPa280p ?? ， 86p?? 活塞桿細(xì)比 ? （ ? 稱為柔度） 計(jì)算如下： dL4il???? () 此處： L 為折算長度 ， 由于小臂活塞桿又長又小，故只要小臂活塞桿滿足就可以，L 約 1400mm，小 臂 活塞桿直徑 d=70mm， ?? dL4 =80 86p?? ,故滿足要求 ，則活塞桿長度和缸筒長度的取值合格 。 Q? 為： 同時(shí)動(dòng)作的液壓缸最大總工作流量 。 n 為油泵工作轉(zhuǎn)速，一般轉(zhuǎn)速為 rpm2300n? 。 41 4 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)壓力損失 沿程壓力損失 沿程壓力損失，主要是液壓缸快速 運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)油管路的損失。 油在管路的實(shí)際流速 ? =24vqd?=?????=() Re= d?? =5106 ???=3502300 () 因?yàn)橄到y(tǒng)中采用是光滑的金屬圓管，其臨界雷諾數(shù)為 20213000，而實(shí)際流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)為 350，小于 20213000，則管中應(yīng)為層流，則阻力系數(shù) ： 75Re?? () 介質(zhì)的密度為 ρ=890kg/m3 ，則進(jìn)油路上的沿程壓力損失為 : 1 22lp d ?????? () 求得沿程壓力損失為 : 1p? = ???? = 局部壓力損失 液體流經(jīng)如閥口、彎管、通流截面變化等局部阻力處所引起的壓力損失。 42 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，前者視管道的具體結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的 10%，約為 ，而后者與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為 qn 和 np? ，則當(dāng)通 過閥的流量為 q 時(shí)的閥的壓力損失為 vp? 為 2nqqnPvP????????????? () 從系統(tǒng)圖中可以看出 ,從泵的出口到油缸的進(jìn)油口 ,要經(jīng)過單向閥、電磁換向閥、單向 節(jié)流 閥、溢流閥。溢流閥的額定流量為 130L/min,額定壓力損失為 。 液壓系統(tǒng)的功率損失 主要有以下幾種形式： （ 1）液壓泵的功率損失 2p1pp ?????? 43 1 11 (1 )zh r i p i iitPPtT ??? ? ? () 式中 tT － 工作循環(huán)周期 （ s） Z－ 投入工作液壓泵的臺(tái)數(shù) rPi － 液壓泵的輸入功率 (W) pi? － 各臺(tái)液壓 泵的總效率 it － 第 I 臺(tái)泵工作時(shí)間 (s) （ 2） 液 壓執(zhí)行元件的功率損失 2 11 (1 )Mh r j p j jjtP P tT ??? ? ? () 式中 M－ 液壓執(zhí)行元件的數(shù)量 rjP － 液壓執(zhí)行元件的輸入功率 (w) pj? － 液壓執(zhí)行元件的輸入效率 jt － 第 j 個(gè)執(zhí)行元件工作時(shí)間 (s) （ 3）溢流閥的功率損失 3 vh y yP p q? () 式中 yp － 溢流閥的調(diào)整壓力 (Mpa)； vyq － 經(jīng)過溢流閥回油箱的流量 ( 3/ms)。 vq 由以上各種損失構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 1 2 3 411P1 ()hr h h h h inmW i i W j j j v i pi iijtP P P P PF S T t q tT ????? ? ? ???? () 44 該公式適用于回路比較簡單的液壓系統(tǒng)，對于復(fù)雜系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，一一計(jì)算 較麻煩，通常用下式計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 rP chrPP?? () 式中 rP － 液壓系統(tǒng)的總輸入功率 Pc － 輸出的有效功率。m)。 則散熱面積為 : 3 ? 2m3 265 006 ? = 2m () 假設(shè)通風(fēng)良好，取 )℃2m/(kW31015 ??? ?? 為系統(tǒng)的溫升 φ 45 AT rC??? () =??? =40℃ 設(shè)環(huán)境溫度 2? =20℃ ，則熱平衡溫度為 1? = 2? +?? () =20℃ +40℃ =6