【正文】 D?? ??? mm 取 801?? mm 1? 筒底厚， MM 核算缸底部分強(qiáng)度 按照平板公式即米海耶夫推薦的公式計(jì)算，缸底進(jìn)油孔直徑 kr 為φ 8cm，則 Ψ =112 22 r rr k? = 25825? = 21??? pr?= 2 ??? = 按這種方法計(jì)算 [? ]=100MPa ? [? ] 所以安全 缸筒端部法蘭厚度 :h ? ? 31104F bh ????pa rr ?? = ? ? 1022021000433??????? = 取 h=40mm ar 法蘭外圓半徑 。 1r 螺孔直徑 。 螺栓 – M12 b— 螺栓中心到倒角端的長(zhǎng)度 1r = 2r = 16cm 4r = 1h = 12 rr? = h=4cm 5r = 21 ? ?12 rr? = 3r = 21 ? ?Rrr ?? 24 =21 ? ? ?? = 18 校核法蘭部分強(qiáng)度： ? ?? ? 1231212 24 ln)6 ( 1rrrrrr ??? ?? = ? ?? ? ) ( 1 324?? = 14315253ln)(2121)(rrhhrhrrPM??? ????? 其中 P=52rPHπ = ?5212 rprππ 2?? ??ππ == 2h?= ?? = ??5221 r?? 2?? ? = ?31)(hh 3)( = 14lnrr = = 所以 )( ???? ???M = MPa )(6 212221 rr PhM Hz ??? π? )( 2222 ? ?????? ππ =264+= MPa[? ] 滿足要求 缸筒法蘭連接螺釘 ： 表 螺釘 所選材料 型號(hào) b? ≥／ MPa s? ≥／ MPa s? ≥／ % 35 540 320 17 (1)螺 栓 處的拉應(yīng)力 ? 19 ? = 62110zd4kF ??? MPa = 623 10120 1 011 0 0 04 ??????? = 310?? MPa z螺 栓 數(shù) 12根 。 k擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取 k=4。 1d 螺紋底徑 , m (2)螺紋處的剪 應(yīng)力 :? ? = 631 01 kFdK ??? MPa 0nsp ?? ? = 725360 ? MPa s? 屈服極限 0n 安全系數(shù) 。 5 (3)合成應(yīng)力 : n? n? = 22 3?? ? ????? ? = ?? MPa ? P? 墊片與橫梁間螺 栓 的校核： (1)螺 栓 處的拉應(yīng)力 ? ? = 62110zd4kF ??? MPa = 623 10120 1 011 0 0 04 ??????? = 310?? MPa z螺栓數(shù) 12根 。 k擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取 k=4。 1d 螺紋底徑 , m (2)螺紋處的剪應(yīng)力 :? ? = 631 01 kFdK ??? MPa 20 0nsp ?? ? = 725360 ? MPa s? 屈服極限 0n 安全系數(shù) 。 5 (3)合成應(yīng)力 : n? n? = 22 3?? ? ????? ? = ?? MPa ? P? 活塞桿直徑 d 的校核： 表 活塞桿所選材料 型號(hào) b? ≥／ MPa s? ≥／ MPa s? ≥／ % 45MnB 1030 835 9 ][4??Fd? 3014? ?? ? ? d= 滿足要求 F— 活塞桿上的作用力 ][? — 活塞桿材料的許用應(yīng)力， ][? = b? / 確定快速空程的供液方式、油泵規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率 快速空程時(shí)的供油方式 主缸快速空程下行活塞腔的進(jìn)油量 1Q 為 MinL/ .該流量數(shù)值較大，只 21 采用油泵來(lái)滿足很不經(jīng)濟(jì)，故決定用活動(dòng)件自重快速下行的方式，使用充液閥從充液油箱吸油。 確定液壓泵流量和規(guī)格型號(hào) 系統(tǒng)工作時(shí)所需高壓液體最大流量是主缸工作行程活塞腔的進(jìn)油流量 2Q ，為 MinL/ ，主缸活塞回程時(shí)所 需流量 3Q ，為 MinL/ ，頂出缸頂出時(shí)所需進(jìn)油流量 4Q ，為 MinL / .主缸回程和頂出缸頂出時(shí)，他們只是在開(kāi)始時(shí)需要高壓 aMPP 25? 而其他情況則不需要高壓 .根據(jù)工況分析，決定選用一臺(tái) ZB 型斜軸式軸向柱塞泵公稱流量為 1/ ??rml ，轉(zhuǎn)速為 1min/970 ??r ，功率為，型號(hào) 1ZXB740。 電機(jī)選用三相異步電機(jī)，型號(hào) Y315L26，額定功率 132/KW ，轉(zhuǎn)速 為1min/990 ??r ，電流 246/A，效率 %，功率因數(shù) ，重量 1210 千克。 圖 軸向柱塞泵 泵的 構(gòu)造與工作原理 1 工作原理 如圖所示，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)柱塞缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞也一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于柱塞總是壓緊在斜盤上，且斜盤相對(duì)剛體是傾斜的。因此，柱塞在隨缸體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)， 22 還要在柱塞缸體內(nèi)的柱塞孔中往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)柱塞從缸體柱塞塞孔中向外拉出時(shí)，缸體柱塞孔中的密閉容積便增大，通過(guò)配流盤的進(jìn)油口將液壓油吸進(jìn)缸體柱塞孔中；當(dāng)柱塞被斜盤壓入缸體柱塞孔時(shí)，缸體柱塞孔內(nèi)的容積便減小，液壓油在一定的壓力下，經(jīng)配油盤的出油口排出。如此循環(huán)，連續(xù)工作。 PVH 泵的控制系統(tǒng)能調(diào)節(jié)液壓泵的工況，使排出液壓油滿足 工作裝置需要。 2 控制系統(tǒng) PVH 泵的控制系統(tǒng)分為兩種：壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)和載荷感應(yīng)壓力限定控制系統(tǒng)。 壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)是通過(guò)改變液壓泵的流量，保持設(shè)定的工作壓力來(lái)滿足工作要求的一種控制方式。 載荷感應(yīng)壓力限定控制系統(tǒng)，是通過(guò)對(duì)工作載荷的壓力變化進(jìn)行感應(yīng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)液壓泵的工作狀態(tài)，以滿足特定系統(tǒng)工況的要求。 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 立柱設(shè)計(jì) 計(jì)算 1. 先按照中心載荷進(jìn)行初步核算，許用應(yīng)力 [? ]不應(yīng)大于 55 aMP ，并參照同類型 液壓機(jī)的立柱，初步定出立柱直徑。 2. 按標(biāo)準(zhǔn)選取立柱螺紋。 3. 立柱螺紋區(qū)到光滑區(qū)過(guò)渡圓角應(yīng)盡可能取大些，最好在 30~50mm 之間。 原設(shè)計(jì)主要參數(shù)為： F=8000KN H=300cm B=180cm(寬邊立柱中心距 ) d=30cm(立柱光滑部分直徑 ) 23 e=10cm(允許偏心距 ) n=4（立柱的根數(shù)） 立柱材料為 45鋼，中頻淬火 b? ≥ 620MPa， s? ≥ 375MPa （ 1） 中心載荷時(shí)的應(yīng)力： ? =22）π（ dnF = 8）π（ = aMP （ 234） （ 2） 偏心載荷靜載荷合成應(yīng)力 由于小型液壓機(jī)，可將立柱考慮為插入端的懸臂梁， m= 1? =22）π（ dnF + =8）π（+ ? ?? =+= aMP （ 235） 1? 150 aMP ,因此是安全的。 對(duì)于 截面的 45鋼， s? ≥ 375MPa，尺寸系數(shù)已考慮在內(nèi)，立柱表面為精車，對(duì)于正火的 45鋼，表面質(zhì)量系數(shù)為 ，因此 [0? ]可取為 為 30mm. 疲勞強(qiáng)度校核： dr =3030 = （ 236） mindd =30320 = （ 237） 從文獻(xiàn)【 10】中查出 tK = K=1=（ ） = （ 238） t? =K? = = aMP 300 aMP （ 239） [ 0? ]為 200MPa, 因此是安全的。 24 立柱是四柱液壓機(jī)重要的支承件和受力件，同時(shí)又是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。因此，立柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度與剛度，導(dǎo)向表面應(yīng)有足夠的精度，光潔度和必要的硬度。 連結(jié)形式 立柱式機(jī)架是常見(jiàn)的機(jī)架形式，一般由 4根立柱通過(guò)螺母將上、下橫梁緊固地連結(jié)在一起，組成一個(gè)剛性的空間框架 。在這個(gè)框架中，既安裝了液壓機(jī)本體的主要零部件，又在液壓機(jī)工作時(shí)，承受液壓機(jī)的全部工作載荷，并作為液壓機(jī)運(yùn)動(dòng)部分的導(dǎo)向。整個(gè)機(jī)架的剛度與精度，在很大程度上取決于立柱與上、下橫梁的連接形式與連接的緊固程度。 圖 中、小型液壓機(jī)立柱連結(jié)形式 在中、小型液壓機(jī)中，常用的連結(jié)形式有以下 4種： 1. 立柱用臺(tái)肩分別支承上、下橫梁，然后用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。這種結(jié)構(gòu)中，上橫梁下表面（工作臺(tái)）上表面間的距離與平行度，全靠 4根立柱臺(tái)肩間尺寸的一致性來(lái)保 證，因此裝配簡(jiǎn)單，不需調(diào)整，裝配后機(jī)架的精度也無(wú)法調(diào)整，且對(duì)立柱臺(tái)肩間尺寸精度的加工要求很高。因此，這種結(jié)構(gòu)僅在無(wú)精度要 25 求的小型簡(jiǎn)易液壓機(jī)中采用。 2. 內(nèi)外螺母式，即在立柱上分別用內(nèi)、外兩個(gè)螺母來(lái)固定上、下橫梁，用內(nèi)螺母來(lái)起上述臺(tái)肩的支承作用，用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。上橫梁下表面的水平度以及下橫梁（工作臺(tái)）上表面的水平度，兩個(gè)表面之間的平行度與間距的保持，全靠安裝時(shí)內(nèi)螺母的調(diào)整，因此，對(duì)立柱的有關(guān)軸向尺寸要求不高，但對(duì)立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）及內(nèi)螺母精度（內(nèi)螺母的螺紋對(duì)于上、下橫梁貼合面的垂 直度）要求較高，安裝時(shí)調(diào)整比較麻煩。 3. 在與上橫梁連結(jié)處用臺(tái)肩代替內(nèi)螺母，精度調(diào)節(jié)和加工均不很復(fù)雜，但立柱預(yù)緊不如第 2 種方便。 4. 與第 3種形式基本相同，只是在下橫梁處用臺(tái)肩代替內(nèi)螺母，但精度調(diào)節(jié)比第 3 種簡(jiǎn)便可靠。 在設(shè)計(jì)中 選用的是第四種連結(jié)方式。 圖 組合式立柱螺母 立柱的螺母及預(yù)緊 立柱螺母一般為圓柱形，小液壓機(jī)的立柱螺母是整體的，立柱直徑在 150mm以上時(shí)，做成組合式，由兩個(gè)半螺栓緊固而成，材料用 35~45 鍛鋼或鑄鋼。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中我選用的立柱為 300mm，所以采用此種結(jié)構(gòu)。 立柱螺母 的尺寸已有機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/T —— 1999，螺母外徑約為螺 26 紋直徑的 倍，內(nèi)螺母一般與螺母等高，約為螺紋直徑的 倍。 25MN 以下的液壓機(jī)，其立柱多做成實(shí)心的，實(shí)心的立柱的兩端要鉆出預(yù)緊螺母用的加熱孔。 立柱的預(yù)緊分加熱預(yù)緊與液壓預(yù)緊。本次設(shè)計(jì) 選用的是加熱預(yù)緊方式。 加熱預(yù)緊 比較常用的方法，為此，立柱端部應(yīng)鉆有加熱孔，其深度應(yīng)大于橫梁的高度。在立柱及上橫梁安裝好后，先將內(nèi)、外螺母冷態(tài)擰緊，然后用電熱棒或通入蒸汽等加熱方法使立柱端部伸長(zhǎng)，達(dá)到一定溫度后，將外螺母再向下擰過(guò)一個(gè)角度，一 般是用螺母外徑上一點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)來(lái)度量。立柱冷卻后，就在螺母與橫梁之間產(chǎn)生一個(gè)很大的預(yù)緊力，使螺母不易松動(dòng)。加熱時(shí)應(yīng)注意兩對(duì)角立柱同時(shí)加熱。 立柱的導(dǎo)向裝置 活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)及工作時(shí)，一般以立柱為導(dǎo)向，由于活動(dòng)橫梁往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁，且在偏心加壓時(shí)有很大的側(cè)推力，因此，不可能讓活動(dòng)橫梁與立柱直接接觸，互相磨損，必須選擇耐磨損、易更換的材料作為兩者之間的導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置的質(zhì)量直接關(guān)系到活動(dòng)橫梁的運(yùn)動(dòng)精度及被加