【正文】 符合油管中的允許流速。 管材為 45 鋼，其管內(nèi)壓力最大時為 ，接近于零，取其壁厚 ? =5mm。 參見文獻(xiàn) [5],表 830 油液過濾器的典型產(chǎn)品及其技術(shù)規(guī)格。 表 44 過濾器規(guī)格 類型 額定壓力 /MPa 流量 /(L/min) 過濾精度 / m? NXJ箱內(nèi)吸油過濾器 （原始壓力損失） 25～ 1000 80～ 180 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 18 第 五 章 液壓缸的設(shè)計計算 缸筒和缸蓋組件 確定液壓缸油口尺寸 液壓缸的油口包括油口孔及連接螺紋。油口可布置在缸筒或缸蓋上，油口直徑 0d 應(yīng)根據(jù)活塞最大速度 max? 和油口最高流速 0? 確定，計算公式如下： 0max0 ???d 式中 D— 液壓缸內(nèi)經(jīng)， m； max? — 缸最大輸出流速， m/min； 0? — 油口流動速度， m/min，一般不大于 5m/s。 油口連接螺紋尺寸見參考文獻(xiàn) [5]，表 720。 對于無桿腔部位油口： md ???? 見參考文獻(xiàn) [5]，表 720，選取 M50? 2 的鏈接螺紋尺寸。 對于有桿腔部位油口： md 5 ???? 見參考文獻(xiàn) [5]，表 720，選取 M42?2的螺紋連接尺寸。 選擇缸筒和缸蓋材料 缸筒選材：鑄鋼 45 前缸蓋選材：鑄鋼 45 后缸蓋選材：鑄鋼 45 計算缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)參數(shù) （ 1）缸筒壁厚 ? 的計算 本次設(shè)計的液壓系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)，因此按厚壁缸筒計算 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 19 ? ?? ? mpDy ????????? ????????????? ??? ? ?? 式中 p— 液壓缸工作壓力， MPa； yp — 試驗壓力， MPa，工作壓力 p≤ 16MPa 時， yp =；工作壓力≥ 16MPa時， yp =； D— 液壓缸內(nèi)徑， m； ][? — 缸體材料許用應(yīng)力， MPa；取鑄鋼 ][? =120Pa； （ 2）缸筒外徑 1D 的計算 mmDD 20215215021 ?????? ? 見參考文獻(xiàn) [5]表 47 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的缸筒外徑系列，選取的液壓缸信息如下表 。 表 51 產(chǎn)品系列代號 額定壓力 MPa/pn 缸筒內(nèi)徑 D/mm F 型 25 150 缸筒外徑 1D /mm 200 （ 3）缸底厚度 h的計算 對于平型缸底當(dāng)缸底無油口時 ? ? mpDh y ????? ? 當(dāng)缸底有油口時 ? ?? ? ? ? mdD DpDh y 0 ??? ?????? ? 式中 — 缸底材料許用應(yīng)力， MPa； （ 4）液壓缸頭部法蘭厚度 h的計算 因為在缸筒頭部有活塞桿導(dǎo)向孔，故其厚度的計算方法與缸底有所不同。對于常用的法蘭式缸頭，其厚度的計算方法如下。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 20 ? ? md dDFh cp cp 0 0 0 0 0 03][ )(3 60 ???? ?????? ?? 式中 F— 法蘭受力總和， N； ? ?qddpdFH 222 44 ??? ??，這里取 F=2021000N。 d— 密封環(huán)內(nèi)徑， m； hd — 密封環(huán)外徑， m； q— 附加密封壓力， Pa； 0D — 螺釘孔分布圓直徑， m； cpd — 密封環(huán)平均直徑， m； [? ]— 法蘭材料許用應(yīng)力， Pa； 缸筒和缸蓋的連接計算 缸筒和缸蓋采用螺栓連接時，缸筒螺紋處的拉應(yīng)力為： PaZdKF 1 4 4 1 9 9 6120 1 3 8 3 42 0 0 0 0 0 4 221??? ??? ??? 螺紋處的切應(yīng)力： PaZdKF dK 78 546 31201 383 000 331 01 ??? ?????? 合成應(yīng)力為： Pan 1 8 7 4 5 9 22 ???? ???? ? ? Pan s 66 10355 ????? ?? 式中 K— 螺紋擰緊系數(shù)，靜載時 K=～ 5；動載時 K=； 1K — 螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取 1K =； 0d — 螺紋外徑， m； 1d — 螺紋內(nèi)經(jīng)， m，一般采用普通螺紋時， 1d = 0d D— 液壓缸內(nèi)經(jīng)， m； [? ]— 螺紋材料許用應(yīng)力， Pa； s? — 螺紋材料屈服點， Pa； n— 安全系數(shù)，通常取 n=～ 5； F— 缸筒螺紋處所受的拉力， N； Z— 螺栓數(shù)； 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 21 缸筒與缸蓋的配合 本設(shè)計以參考文獻(xiàn) [5]，液壓缸液壓機（單桿雙作用活塞缸）裝配圖及零件圖為參照，進(jìn)行液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 缸蓋與缸筒的配合采用 H9/f9 的間隙配合；缸筒與導(dǎo)向套采用 H7/g6 配合；缸底與缸筒采用 H7/g6 配合。 排氣裝置 排氣裝置用于排除液壓缸內(nèi)的空氣，使其工作穩(wěn)定，一般把排氣閥安裝在液壓缸兩端的最高位置與壓力腔相通，以便安裝后、調(diào)試前排除液壓缸內(nèi)的空氣，對于運動速度穩(wěn)定性要求較高的機床和大型液壓缸，則需要設(shè)置排氣裝置，如排氣閥等。排氣閥的結(jié)構(gòu)有多種形式常用的有如參考文獻(xiàn) [5]圖 420 所示的幾種結(jié)構(gòu)， 該系統(tǒng)中采用參考文獻(xiàn) [5]圖 421 所示的排氣閥，該排氣閥為整體型排氣閥，其閥體與閥芯合為一體，材料為不銹鋼 3cr13，錐面熱處理硬度 HRC38～ 44。 活塞及活塞桿組件 確定活塞及活塞桿的連接形式 活塞機及活塞桿的常用連接形式見文獻(xiàn) [5],下表，根據(jù)工作壓力及活塞直徑、機械振動的大小，選用螺紋連接。 選擇活塞及活塞桿的材料 活塞選擇 ZQSn663 為材料； 活塞桿選擇 45 鋼；粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229～ 285HB，必要時高頻淬火達(dá)到 45～ 55HRC。 活塞及活塞桿的連接計算 活塞與活塞桿螺紋連接時，活塞桿危險截面處的拉應(yīng)力為： Pad KF 59 63 41574/ ????? ??? 螺紋處的切應(yīng)力為： 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 22 PadKF dK 331 01 ?? ?????? 合成應(yīng)力為： ? ????? ??????? Pan 5 9 6 3 6 2 1 52 8 6 0 3 735 9 6 3 4 1 5 73 2222 ? ? Pan s 66 10355 ????? ?? 式中 K— 螺紋擰緊系數(shù)，靜載時 K=～ 5；動載時 K=； 1K — 螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取 1K =； 0d — 螺紋外徑， m； 1d — 螺紋內(nèi)經(jīng)， m，一般采用普通螺紋時， 1d = 0d D— 液壓缸內(nèi)經(jīng)， m； [? ]— 螺紋材料許用應(yīng)力， Pa； s? — 螺紋材料屈服點， Pa； n— 安全系數(shù)，通常取 n=～ ； F— 液壓缸輸出的拉力， N； 活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu) 活塞與缸筒之間既有相對運動，有需要使液壓缸兩腔之間不漏油。根據(jù)液壓缸的工作壓力及作用選擇 Y 型密封圈進(jìn)行密封。見文獻(xiàn) [5]，表 849孔用 Y形密封圈尺寸，表 850Y 形孔用密封圈溝槽形式與尺寸；表 852 軸用 Y形密封圈尺寸，表 853 軸用 Y 形密封圈溝槽尺寸。根據(jù)公稱直徑進(jìn)行選取。溝槽的公差選取為 h9 或 H9。 活塞桿的結(jié)構(gòu) 液壓缸通常通過活塞桿的端部與其驅(qū)動機構(gòu)相連接。參見文獻(xiàn) [5]，常用活塞桿端部結(jié)構(gòu)形式，選用法蘭結(jié)構(gòu)形式。 活塞桿的強度校核 活塞桿只承受軸向力的作用，因此只進(jìn)行拉壓強度校核，此時 ? ???? ????? M P aAF 2 6 59842 0 0 0 0 0 02 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 23 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時時把雜質(zhì)、灰塵和水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。 （ 1）導(dǎo)向套的尺寸配置與最小導(dǎo)向長度 導(dǎo)向 套的主要尺寸時支承長度，通常按活塞桿直徑、導(dǎo)向套的形式、導(dǎo)向套材 料承受能力、可能遇到的最大側(cè)向負(fù)載等因素來考慮。 導(dǎo)向套過短將使缸應(yīng)配合間隙引起初始撓度增大，影響液壓缸工作性能和穩(wěn)定性，因此，設(shè)計時必須保證有一定的導(dǎo)向長度，一般液壓缸的最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足： mmDLH 90215020300220 ????? L— 液壓缸最大行程， mm； D— 缸筒內(nèi)經(jīng)， mm； 其他尺寸見參考文獻(xiàn) [5]，表 419 導(dǎo)向套的尺寸配置與最小導(dǎo)向長度。其中導(dǎo)向面長度包括了導(dǎo)向套的長度與缸蓋厚度部分，參見文獻(xiàn) [5]， 液壓缸液壓機裝 配圖及零件圖。取導(dǎo)向套長度為 90mm，端蓋總厚度 63mm，防塵圈溝槽寬度為 16mm。滿足要求。 導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合采用 H7/g6。導(dǎo)向套內(nèi)徑的配合一般多為 H8/f9（或 H9/f9） ，其表面粗糙度為 aR ～ m? 。外圓與內(nèi)孔的同軸度不大于，圓度與同柱度公差不大于直徑公差之半，內(nèi)孔中的環(huán)形油槽要淺而寬，以保證良好潤滑。 （ 2） 活塞桿的密封和防塵 參見文獻(xiàn) [5]，活塞桿常用密封與防塵結(jié)構(gòu)，選用 J 型防塵圈。 活塞 活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，因此它于缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，即不能過緊，也不能間隙過大。設(shè)計活塞時，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式，其次還有活塞與活塞桿的連接、活塞材料、活塞尺寸及加工公差等。 活塞的結(jié)構(gòu)形式： 活塞的結(jié)構(gòu)形式分為整體活塞和組合活塞，根據(jù)密封裝置形式來選用活塞結(jié)蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 24