大型天線地面緩沖器的設計計算

1、摘 要本課題原為 20M 天線地面站配套的天線運行中安全保護裝置之 一。 當天線快速驅動至天頂或俯仰零角位置將與座架接靶撞擊一剎那 而產生剛性損壞起到緩沖并吸收動能迫使天線緩慢減速到停止。 本設計擬采用自主創(chuàng)新變孔節(jié)流液壓緩沖以區(qū)別美國設計 LTV 的定孔節(jié)流, 以等減速運動規(guī)律替代美國設計之等減速運動規(guī)律, 使 之更加先進,并探索以系列還產品從軍用拓展到民用。天線座是天線的支撐合定位裝置。 現(xiàn)有天線座的結構形式是多種 多樣,從尺寸合重量來看, 小的可以隨身帶,大的天線直徑達 100多 米,重達幾千噸。 從結構精度來看,有的搜索雷達天線座就是一個簡 單的支架合方位驅動系統(tǒng), 天線波束很寬, 對

2、支架和驅動系統(tǒng)的精度 要求不高。 有的則很高。 因此高精度天線座的設計和制造是一個復雜 和艱巨的機械工程問題。關鍵詞:天線座 緩沖器 變孔節(jié)流Design and calculation of beam receiver buffer stopABSTRACTWith the development of our space technology, our nation have more and more satellites. In order to get the information in the form of beam more precisely, our beam recei

3、ver which called large antenna were made more gigantic. This kind of change bring us a lot of problem , causing us some attention. The next thing is that when the hurricane or something like that comes, it would bring fatal damage on our beam receiver. These two things give us the way and preoccupat

4、ion to solve this. Our beam receiver is made some kind of improvement which give it the ability to revolve. When the exterior load is added (may be caused by wind load or something like that on it, our new technology can give the beam receiver the ability to revolve to a certain location to avoid th

5、e load. So this kind of new technology seems have the perfection, but we all neglect something. When it revolve into a certain place, it will crush on our truss which make a collapse on the ground station. In order to give the answer to this problem, we need to bring a buffer stop to the battlefield

6、. A buffer stop can perfectly solve this dilemma, the crush on the truss can be absorbed totally by it. With the great design, we choose the buffer stop as a hydraulic buffer stop system among all of the buffer stop because of its high efficiency, clean energy transition and some big benefits like s

7、afe, quiet, less-maintance. The LTV company have made their American dream come true through their product hydraulic buffer stop as early as 1980s. It use a fixed aperture makes the speed variable.This seems some naked mistake. So our new design innovate the aperture variable instead of speed, so th

8、e speed is fixed makes the entire system more safe. Besides we also can extend such design in some civil-used domain like 0pull over of ship and discharge of crane.Key words: buffer stop , fixed aperture, internal-circulation, hydraulic system大型天線地面緩沖器的設計計算徐盛 0111034320 引言天線座是天線的支撐和定位裝置。 現(xiàn)有天線座的結構形式是

9、多種 多樣的,從尺寸和重量來看,小的可以隨身攜帶,大的天線直徑 100多米,重達幾千噸。從結構精度要求上來看,有的搜索雷達天線座就 是一個簡單的支架和方位驅動系統(tǒng)。天線波束為幾度,測量精度 1-2密位。 精度跟蹤雷達用于測量導彈、 衛(wèi)星或其他空間飛行器的飛行軌 跡, 波束寬度兩度道零點四度, 測量精度高達零點三度道零點五密位, 對天線座的要求也比較高,要求結構剛好,靜態(tài)和動態(tài)的變形:再各 種氣候條件尺寸穩(wěn)定:方位軸的垂直度和方位軸與俯仰軸的正交性誤 差小于幾秒:在動力學方面要求轉動慣量小,結構的固定頻率高,間 隙小、摩擦的起伏小。大型毫米波射電望遠鏡波束只有幾分,精度要 求為幾秒至幾十秒,對天

10、線座的結構精度要求更高。因此高精度天線座的設計和制造是一個復雜和艱巨的機械工程 問題。在結構設計。制造工藝和測量技術方面都有一系列新的問題。 為了保證雷達可靠的工作,在天線座中必須有各種安全保護措 施,安全措施與設備的重要性。使用要求等有關。比如對大型地面天 線站、天線座系統(tǒng),由于整個機械系統(tǒng)結構復雜龐大,制造成本高, 同時又要保證地面站工作有可靠性, 一次對安全保護措施就提出了十 分嚴格的要求,安全可靠成為設計中的一項重要要求。安全保護措施有局部性和全局性兩種。 局部是指各種機械張之內 部安全保護措施,比如:對驅動裝置,一般應有限制力矩的安全保護 措施, 以使驅動系統(tǒng)的載荷, 在以外情況 (

11、比如天線遇到擋塊而停止下,不致超過規(guī)定值,而損壞機械結構。這方面的安全保護措施常用 于電氣上的限流電路,和機械方面的各種摩擦、離合裝置等。再對存 放鎖定裝置,為了防止鎖定銷由于各種原因(比如銷末對準孔,孔中 有其他東西擋住,或者風力矩過大使銷和孔之間摩擦阻力過大,造 成銷不能插入孔中或從孔中拔出, 也必須有電氣上或機械上的力矩限 制裝置。全局性的保護措施是各種機械裝置的安全保護措施, 有關局部性 的安全保護措施在相應機械裝置的結構設計中介紹, 這里主要介紹全 局性的保護措施,這些裝置主要包括:1. 各種連鎖裝置這主要是一些電氣上的措施,以上海 30米地面站為在這方面考 慮較多, 比如在存放鎖定

12、與驅動系統(tǒng)是連鎖的。 擋連鎖插在孔中 時,驅動系統(tǒng)就不能動作:驅動系統(tǒng)的手動和激動也是連鎖的, 即當需要人工帶動減速箱, 而把手柄的罩殼拿下時, 就觸動一只 開關, 這時電機就不能驅動:驅動系統(tǒng)中的機動和制動器也是連 鎖的, 當電機驅動時, 制動器就通電, 使制動器不再制動住驅動 系統(tǒng), 但一旦電源切斷, 制動器就把電機制動住; 再如在天線反 射面上一進出的小門, 當此小門一打開就觸動一只開關, 這樣驅 動系統(tǒng)就不能動作, 保證了工作人員打開小門進出反射面時, 不 致發(fā)生危險:等等。再如采用靜壓軸承系統(tǒng)與驅動之間有連鎖, 以保證再靜壓軸承不工作時, 驅動裝置不能開動:只有當靜壓軸 承的油膜形成

13、后才能進行驅動:當靜壓軸承發(fā)生故障時, 驅動電 源自行切斷, 考慮到由于慣性仍會轉動, 因此靜壓軸承系統(tǒng)設有 蓄壓器,可保持油膜 23秒鐘,以免慣性運動時,不致因為摩 擦而損壞軸瓦和轉盤。2. 限位裝置一般天線轉動范圍是有限的, 為了防止天線超過規(guī)定的轉動范圍 而損壞設備, 在天線座上設限位裝置。 通常在行程終端設立一套 限位裝置, 當天線旋轉到終端位置時就觸動限位開關, 使天線停 止轉動。 有的重要設備中, 一套限位裝置可由幾個限位開關組成, 使用就更可靠了。再有,有的天線座,比如上海 30米天線地面 站, 根據(jù)使用要求, 再每一行程終端設置了二套限位裝置, 每套 一只限位裝置, 其中一個是

14、預先開關, 第二個是終限位開關。 以 俯仰為例,天線工作范圍零度到九十度, 但在零點五度和八十 五度時, 天線俯仰轉動部分的凸輪觸動預限位開關, 這是天線的 旋轉狀態(tài) (由交流機驅動 予以制止:當天線到達負零點二度和 正九十二度的終限位位置時, 直流電機控制電路就也斷開了。 (這 時若要退出限位區(qū)必須按下相應的開關, 而且直流電機也只能朝 著離開限位位置的方向進行轉動, 從而確保了天線安全返回工作 區(qū)域。3. 緩沖器緩沖器的作用是防止天線由于意外的情況越過了限位裝置后, 撞 到了天線座上而使天線和天線座損壞。 緩沖器有很多形式, 目前 用得較多得四彈簧緩沖器和液壓緩沖器。 緩沖器的設計中比較重

15、 要的問題是緩沖器的使用條件, 也即什么 “意外的情況” 來設計 緩沖器?這是對緩沖器的受載情況進行分析, 也是緩沖器設計計 算的原始依據(jù),一般認為設計考慮到最壞的情況才合乎情理。 4. 存鎖定裝置關于連鎖裝置和限位裝置, 機械結構方面較簡單, 不另作介紹了。 本章著重介紹緩沖器和存放裝置的結構設計。本文就是要對大型天線所采用的緩沖器,按其所承受的載荷、所 達到的運動要求,進行設計,并在此基礎上,分別設計出 12米、 16米、 20米及 25米天線衛(wèi)星地面站所需的緩沖器。下文將依次對方案 的確定,液壓緩沖器設計步驟,內循環(huán)變孔節(jié)流液壓緩沖器原理,在 對設計進行計算校核。1 設計方案確定1. 1

16、 緩沖器的作用沖器的作用是防止天線由于意外的情況越過限位區(qū)后, 撞到了天 線座上而使天線和天線座損壞。 緩沖器有很多形式, 目前用得較多得 是彈簧緩沖器和液壓緩沖器。 緩沖器得設計中比較重要得問題是緩沖 器得使用條件,也即按什么 “意外得情況”來設計緩沖器?這是緩沖 器受載荷分析, 也是緩沖器設計計算的原始依據(jù)。 但目前從國內現(xiàn)有 的設計來看,這方面很不統(tǒng)一,有的設計中,認為緩沖器只要把天線 轉動部分的動能吸收掉就可以了:有的設計認為, 緩沖器應該在最大 的風力矩和最大的電機力矩 (當然此力矩可受到限制力矩的離合器的 限制作用下, 能把天線系統(tǒng)的動能吸收掉。究竟應該采取怎么樣的 設計條件, 還

17、可以在實踐中進一步探討, 但目前一般認為后一種設計 條件考慮到了最壞的情況,似乎較為合理。1. 2 緩沖器的分類及優(yōu)缺點現(xiàn)應用較多的緩沖器有以下三種:(1螺旋彈簧緩存器(2 環(huán)形彈簧緩沖器(3液壓緩沖器各緩沖器的優(yōu)缺點如下:(1 螺旋彈簧緩沖器:該緩沖器結構十分簡單,在天線中得到廣 泛應用,但當載荷很大時, 其尺寸結構不緊湊,不能承受較大的載荷 力, 在受到大載荷力時造成不可逆的受損, 不能在大型天線座中使用, 應選其他方案為佳。(2 環(huán)形彈簧緩沖器:這種緩沖器在火車上普遍使用,其結構特 點, 在靠近彈簧的一端有四個較小的外環(huán)簧, 其中兩個開口的內環(huán)簧, 可增加緩沖器的變形量, 開口的內環(huán)簧很

18、容易被壓縮和產生的壓力以保證全部環(huán)簧的壓緊貼合。這種緩沖器結構簡單,加工簡便,使用可 靠是設計方案的選擇之一。(3 液壓緩沖器:液壓緩沖器具有緩沖力大,結構緊湊等優(yōu)點,在 天線座尤其是大型天線座中得到廣泛的應用。 緩沖器是利用液壓流過 小孔時所產生的阻力作用產生緩沖力,把外界能量吸收掉。(1 變縫隙節(jié)流:能夠在速度逐漸下降的情況下,提供恒定 的緩沖力,這是最有利之處。(2定縫隙節(jié)流:它與變縫隙式的差別僅在于這里活塞上節(jié) 流孔是固定不變的, 由于節(jié)流孔保持常數(shù), 因此按前述的緩沖器計算 條件,在恒定的風力和電機力矩作用下,天線速度不會下降到零,這 是這種緩沖器的缺點,但定縫隙式結構簡單,嚴格的計

19、算較麻煩,可 以先按變縫隙式公式計算縫隙截面積, 然后取截面積的平均值作為定 縫隙的小孔截面積。(3自封閉內循環(huán)系統(tǒng)的液壓緩沖器:這種緩沖器的變孔形 式不是原先的圓椎桿, 而是在圓柱桿上銑一個斜槽, 以達到變孔節(jié)流 的作用。為了使其結構緊湊,也不使用氣壓而用彈簧回復,這種緩沖 器省出了油路系統(tǒng)減少了漏油的機會, 而且外形整潔美觀, 耐壓力強, 工作容積大, 使用安全可靠, 在結構上只把定孔節(jié)流緩沖器上做了部 分修改,吸收了它的精華部分,讓其更加可靠,更加完美。因此此處 選用其作為最佳設計方案。2 液壓緩沖器的設計步驟2.1方案選擇當自封閉內循環(huán)系統(tǒng)緩沖器(圖 1,受到負載撞擊時,靜壓缸中迅速建

20、立起高壓的液壓油, 通過節(jié)流孔 6后, 不必進入另外的油路 系統(tǒng)儲存并返回, 可直接進入具有浮動活塞 2的動壓缸中; 一旦負載 解除,靜壓缸壓力消失,由于復位彈簧 3的作用,通過動活塞 2將油 推回靜壓缸二引起液壓油的內循環(huán)系統(tǒng)。毫無疑問,這種與外界隔絕的自封閉內循環(huán)系統(tǒng),結構緊湊,外 形整潔,承壓力高,工作容量大,使用安全可靠;又由于省去了外部 油路系統(tǒng),故而減少了落油的機會。2.2緩沖器的選擇與確定實現(xiàn)內循環(huán)系統(tǒng)的方法很多。這里先介紹二種;圖 1(a 所示,整個活塞 1與阻尼孔板組成一體,因此有效阻 尼面積大,緩沖器的工作容量 P5也大,但有泄漏。圖一(b 是另一種緩沖器形式,阻尼孔板本身

21、就是一固定壁面, 節(jié)流槽開在靜活塞 1的收縮部分圓錐面上, 由于該部分面積較小工作 容量 P5也小,但可減少泄漏。 (a (b 圖 2.2 兩種內循環(huán)工作原理圖考慮到本文設計采用的是工作容量較大, 大型天線座對緩沖器的 工作容量較高, 緩沖器工作容量 PS 為 1820噸, 所以采用方案一 (圖 2.1 a。2.3 變節(jié)流通道的形狀為使緩沖器在工作過程中提供一漸增的液壓阻尼, 迫使天線實現(xiàn) 減速運動規(guī)律, 達到終速為零的要求, 須將阻尼孔道設計承變界面形 狀使截面 f s隨行程 S 增加而減少,從來達到等減速運動的要求。 一個理想的緩沖過程,其運動特性、工作特性如圖 2.2: tt V(a (

22、b 0S 0P(c (d圖 2.2 理想緩沖過程至于節(jié)流通道截面形狀,可以是圓形,也可以是非圓異形截面, 取決于設計方便,加工有利,工作環(huán)境等等。這里介紹 2種非圓異形截面通道(圖 3;通過節(jié)流桿或阻尼孔 板上開各種不同形式的凹槽或凸棱實現(xiàn), 有矩形槽 (a 三角形槽 (b ,可以是單邊槽、雙邊槽、或多邊槽。 (a(b圖 2.3 兩種異形通道變截面 上述兩種異形通道變截面 f s變化規(guī)律如圖 4fs S圖 2.4 兩種異形通道截面 f s變化規(guī)律以 f s按拋物線規(guī)律下降為最理想,然而考慮到加工不便。本 設計采用矩形截面。 槽寬 b 保持不變, 而槽深 h 則隨行程 s 增加按直 線規(guī)律下降。

23、3設計方案推導與論證3.1 動力學計算根據(jù)能量法列出平衡方程式;天線動能 EP 與外加機械功(電機 驅動功 AP的總和,與緩沖器功 ES 及摩擦功 AF 及緩沖器內所有運 動部件的動能 EM 相平衡;EP + AP ES AF EM = 0本例中緩沖器運動部件質量相對于天線可忽略不計,摩擦 AF 也可略去不計,這樣上式可變?yōu)槿?EP + AP = ES 天線等速運動 EP + AP < ES 天線減速運動 EP + AP > ES 天線加速運動 本例上式中 EP=0.5J W02=4.44 kgm而電機驅動功 AP =12601400 kgmds S P sEs (0 = 故緩沖器

24、平均工作阻力 PSM ; PSM =EP + AP/S=1820噸所以,只要定出緩沖器阻力 Ps = f (s函數(shù)關系,作出 P-S 圖。找 出每一行程式 Si 時得 Psi 值,代入計算。即可求出 fsi 。實現(xiàn)自封閉內循環(huán)的可能性 自封閉內循環(huán)工作原理圖當自封閉內循環(huán)系統(tǒng)液壓緩沖器(如圖,受到負載撞擊時,靜 壓缸中迅速建立起高壓的液壓油, 通過節(jié)流孔 6后不必進入另外的油 路系統(tǒng)儲存并返回,可直接進入具有浮動活塞 2的動壓缸中 ; 一旦負 載解除, 靜壓缸壓力消失, 由于復位彈簧 3的作用通過活塞 2將油推 回減壓缸而引成液壓油的內循環(huán)系統(tǒng)。毫無疑問,這種與外界隔絕的自封閉內循環(huán)系統(tǒng),結構

25、緊湊, 外形整潔,承壓力高。工作容量大,使用安全可靠,又由于外部油路 系統(tǒng),故而減少了漏油的機會。3.2 設計方案計算(1 P S變化規(guī)律:先按線性漸增規(guī)律變化,單 PSM 應保持 1820噸。(2 結構形式:確定采用可動阻尼孔板形式。(3 節(jié)流槽形狀: 在節(jié)流桿上銑出矩形凹槽,槽寬 b 要求保 持不便槽深 h 事行程的函數(shù): h1=f(si1.根據(jù)等減速運動規(guī)律與已知條件做 V-S V-t 圖: 圖 3.1(b V-t圖 Vt(s21mm/s7.64s 0V S01234567圖 3.1(b V-S V-t 圖由圖可知,要求天線運動速度勻速的減少,到位移 7CM 時,速 度為零。再根據(jù)緩沖器

26、提供漸增阻力 PS 要求,繪出 P-S 圖 S1234567圖 3.2 P-S圖由圖可知緩沖器最先吸收掉天線大部分動能后,還有電機所產生 的轉矩對緩沖器的作用也很大。1將工作行程 S 劃分為 8個等分, S0、 S1、 S2、 S3、 S4、 S5、 S6、 S72. 量出每個等分的 P 、 V ,代入設計公式,即可求出相應各個 S 時, 變孔節(jié)流槽面積 fsi設計公式由設計計算公式中得到2-(2203i Sas V P F g v k fsi =(3.1Fsi 節(jié)流面積(cm2V 0 負載接靶時推動活塞移動的初速度a 活塞移動的等 減速速度25. 0202 2-159. 0(×=S

27、 iP as v ulF fsi (3.23.2 計算結果(1 計算時各參數(shù)取值如下:F 靜壓缸活塞有效面積 (2021-41D D 1D =135mm 0D =25mm 代入得 F =13816mm2 g 重力加速度 取 981cm/s2a 活塞移動阻力隨 Si 而變 a=s v 220=0.314cm/s2V 0 活塞移動初速度 V0=w0R=2.1cm/s 液壓油的重量 0.9 x 10-3P si 緩存器阻力隨 Si 而變,取 15T 21T 流量泄漏系數(shù) 取 0.6K 流量系數(shù) L/d4的厚壁小孔取 0.8L 節(jié)流孔長度 1.7cm 油的密度 =gv代入 u 油的動力粘度:對于 YH

28、-10油在 t =15度時 , u =2.44x10-7 紊流計算系數(shù)dH 矩行通道水力直徑 d H= fs/Y1s f 計算壁孔計算公式(1求出節(jié)流孔截面積(cm22sf 按細長孔層流計算公式(2計算 3sf 按細長孔紊流計算公式求出 4sf 實際加工求出12米天線緩沖器 注 1. 上表 sif實際指本緩沖器實際加工所得的 si f ,為加工方便起見,把 si f 按線性規(guī)律加工成斜槽式。2.取 1s f 與 2s f 平均值指本例實際情況為 dl在 1130之間,介于 厚壁孔與細長孔之間,而且是紊流,發(fā)現(xiàn) si f 與 1s f 與 2s f 計算平均值較 接近。從上述圖表 3.1結論看出

29、節(jié)流對于截面上 Re 大于 2320, 全部紊 流流動 , 故按紊流流動的細長孔計算于實測數(shù)據(jù)最相接近 . 雖然 Fsi,Fsi3與 Fs1比較開始時稍大 . 當 Si 大于 30mm 后又偏小 , 主要原 因時 Fs1是按線性規(guī)律加工 , 不十分符合實際計算要求 , 如要跟更為 精確 , 建議嚴格按計算結果加工承指數(shù)線性凹槽S 0.0050.010.0150.02圖 3.1 求得 si f 實際 si f 對比曲線按幾種不同計算方法,求得的 si f 與實際加工所得 si f 的對比曲線12米天線緩沖器 16米天線緩沖器 25米天線緩沖器 4. 設計計算4.1計算過程最大角加速度 :天線以

30、s w /3. 000=的角加速度運動,與緩沖器接靶后,要求按 等減速規(guī)律運動,使w從 0w 降到 0:緩沖器工作行程 s =800mm ,要求緩沖器提供以漸增的阻力矩,M s =7280t -m 緩沖器安裝于離天線轉動軸線距離 R =4000mm 處。s mm R w v /2140001801末速度 v =0=s v a 22022s arw a v t 64. 700=根據(jù)能量法列出平衡方程式;天線動能 EP 與外加機械功(電機 驅動功 AP的總和,與緩沖器功 ES 及摩擦功 AF 及緩沖器內所有運動部件的動能 EM 相平衡;EP + AP ES AF EM = 0本例中緩沖器運動部件質

31、量相對于天線可忽略不計,摩擦 AF 也 可略去不計,這樣上式可變?yōu)槿?EP + AP = ES 天線等速運動 EP + AP < ES 天線減速運動 EP + AP > ES 天線加速運動 本例上式中 EP=0.5J W02=4.44 kgm 而電機驅動功 AP =12601400 kgmds S P s故緩沖器平均工作阻力 PSM ; PSM =EP + AP/S=1820噸所以,只要定出緩沖器阻力 Ps = f (s函數(shù)關系,作出 P-S 圖。找 出每一行程式 Si 時得 Psi 值,代入計算。即可求出 fsi 。本設計采用動阻尼孔板節(jié)流方式, 與固定孔板的區(qū)別, 就在于活 塞

32、本身就相當于一個擴大的孔板, 這樣就再活塞與缸壁、 節(jié)流桿與孔 板之間, 不可避免的存在配合間隙, 存在靜壓缸中高壓油向動壓缸的縫隙漏問題,故總的流量 *Q 應為通過節(jié)流孔流量 Q 與泄漏量 ' Q 之和' *Q Q Q += /(2根據(jù)液壓理論,液流通過環(huán)形縫隙的泄漏 ' Q 為:2-1203公式中d 環(huán)形間隙的直徑l 阻尼孔板移動速度v 阻尼孔板移動l 環(huán)形縫隙寬度從公式看出:泄漏量 ' Q 與 d 、 p 及 30h 成正比,于是通過阻尼孔的流量 Q 應為 :而 /(3設可動阻尼板孔的泄漏系數(shù)為 ,則 =*' -*Q Q因此小孔節(jié)流設計 =Q p

33、rgf K s21, S P P F =、 FV Q =代入上式可得節(jié)流孔截面積 s f 的設計計算公式 得=sf 23321v P F g r k-活塞移動速度按等減速移動規(guī)律則 i as v v 2-202=代入上式得=sf ias v P F g r k2-21203式中s f 緩沖器在某一行 i s 是節(jié)流孔面積 (2cm0v 負載開始接靶時推動活塞移動之初速度 /(2s cm同樣將 S P P F =、FV Q =、 i as v v 2-202=代入 可得緩沖器工作容量 s Ps P =42022-128hid as v ulF =420 /(2-159. 0x f as v ul

34、F i或得設計公式(2-159. 0(420s iP as v ulF 25. 0=xf siH d 節(jié)流通道水力直徑Hd =xf s 4 x 濕周長度4.2流態(tài)判斷根據(jù)粘性流體相似理論,通過雷諾數(shù)(Re 判別流態(tài)Re=u式中 液壓油的密度 /(109. 0223-cm kgs ×v 液壓油通過節(jié)流孔的流速u 液壓油的動力粘度 /(2cm kgsd 孔徑,對于非圓截面 H dH d =xf s 4 s f 節(jié)流孔截面積 2cmx 孔道濕周周長23002200 Re 層流23202000Re 紊流H d =x f s4=3-6-10-3t f Qs m D D u /107 64-10

35、244. 21015. 1107Re ×××= =548000 2000 所以 , 流態(tài)為紊流4.3計算剛度 kp引用紊流狀態(tài)細長孔節(jié)流緩沖器計算公式g v d l pq H 2p 2g v d l pg p 2Re3164. 02S P =g3164. 0223-25. 0g g ××81. 92151077. 12×××=1063 106tn 上式中 液壓油密度 =g rr 液壓油重度 33-/109. 0cm kg ×g 節(jié)流孔尺度 1.7cmv 節(jié)流孔液體的流速 1.7m/s代入得S P =106

36、 1820(噸力P =S P /F =90pa 610×因此 , 以上小孔尺寸可以滿足設計要求設計中選用彈簧的中徑為 90mm ,直徑為 12mm 的錳合金彈簧,有效 圈數(shù)為 7由公式ngD Gd k p 324d 彈簧直徑 12mm2D 中徑 90mmn 有效圈數(shù)得:mm N kp /40679081210834回復力 Ftf 摩擦系數(shù)(0.1求法向載荷 活塞桿與內套筒配合精度 67g H ,極限偏差孔 014. 0-39. 0. 0-040. 00125125徑 + 考慮安全性采用 67k H 效核 最大過盈量為 0.028mmE 炭鋼彈性量 196216取 210pa269Ft

37、 Ft =32480N所以 , 彈簧符合要求 , 彈簧可以有空載回復 .= 套筒橫截面積3-6-222210605. 710mpa 18010063. 71029. 1' 3-6C P套筒許用應力 2/60mm kgf =C 腐蝕裕量 C=3故mm S 149. 13900設計時套筒壁厚為 15mm 大于 14mm, 滿足要求 .5主要參考文獻:1 王生洪 胡哲鴻。機械設計2天線座結構設計(二。上?？萍即髮W3吳鳳高,天線座結構設計。西北電訊工程學院4機械零件設計手冊。東北大學5 單輝組,材料力學。高等教育出版社6 胡哲鴻,變孔節(jié)流液壓緩沖器設計與計算探討。上?？萍即髮W7 胡哲鴻,試論

38、20米天線液壓緩沖器設計計算與試驗分析。上?？萍即髮W 8 盛敬超,液壓流體力學。浙江大學9 宋鴻堯 丁忠堯,液壓閥設計與計算。機械工業(yè)出版社10 胡敏良,流體力學。武漢工業(yè)大學出版社11 沈錫華,機械密封技術問題。機械工業(yè)出版社12 Bruxelles , Improvements in fluid machines and systems for energy conversion 。附 錄20米天線緩沖器無論從結構條件、工作性能,使用效果方面衡 量, 都達到了超過設計指標的效果。 本緩沖器采用的使內循環(huán)變孔節(jié) 流式?？梢员ＷC天線接靶以后,載緩沖器中產生一漸增阻力,并不斷 吸收外界輸入的機械功,迫使天線轉動速度以等減速運動規(guī)律下降。 避免了與座架撞毀。此設計不僅能用做于 20米大型天線站的俯仰緩沖,還可以系列 化用于 12米、 16米、 25米天線站。根據(jù)不同的載荷,可以通過改變 緩沖器的尺寸,節(jié)流孔的大小來達到系列化的目的。此外,我們還在積極考慮把此緩沖器運用的民用設備上。例如, 現(xiàn)在的船舶在靠岸,靠進碼頭時,不論是擺渡船或船舶,船體都會與 港岸產生一個撞擊,這種撞擊現(xiàn)在我們使用橡膠塊,橡膠墊來緩沖。 其實這