液壓缸主要尺寸的確定

之宇文皓月創(chuàng)作液壓缸主要尺寸的確定液壓缸是液壓傳動(dòng)的執(zhí)行元件，它和主機(jī)工作機(jī)構(gòu)有直接的聯(lián)系，對于分歧的機(jī)種和機(jī)構(gòu)，液壓缸具有分歧的用途和工作要求。因此，在設(shè)計(jì)液壓缸之前，必須對整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，編制負(fù)載圖，選定系統(tǒng)的工作壓力(詳見第九章)，然后根據(jù)使用要求選擇結(jié)構(gòu)類型，按負(fù)載情況、運(yùn)動(dòng)要求、最大行程等確定其主要工作尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖驗(yàn)算，最后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。液壓缸的設(shè)計(jì)內(nèi)容和步調(diào)選擇液壓缸的類型和各部分結(jié)構(gòu)形式。確定液壓缸的工作參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的計(jì)算和校核。導(dǎo)向、密封、防塵、排氣和緩沖等裝置的設(shè)計(jì)。繪制裝配圖、零件圖、編寫設(shè)計(jì)說明書。下面只著重介紹幾項(xiàng)設(shè)計(jì)工作。計(jì)算液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸主要有三個(gè)：缸筒內(nèi)徑D、活塞桿外徑d和缸筒長度L。缸筒內(nèi)徑D。液壓缸的缸筒內(nèi)徑D是根據(jù)負(fù)載的大小來選定工作壓力或往返運(yùn)動(dòng)速度比，求得液壓缸的有效工作面積，從而得到缸筒內(nèi)徑D，再從GB2348—80尺度中選取最近的尺度值作為所設(shè)計(jì)的缸筒內(nèi)徑。根據(jù)負(fù)載和工作壓力的大小確定D：①以無桿腔作工作腔時(shí)?(432)②以有桿腔作工作腔時(shí)？(433)式中：pl為缸工作腔的工作壓力，可根據(jù)機(jī)床類型或負(fù)載的大小來確定；Fmax為最大作用負(fù)載?；钊麠U外徑d?；钊麠U外徑d通常先從滿足速度或速度比的要求來選擇，然后再校核其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。若速度比為入v,則該處應(yīng)有一個(gè)帶根號(hào)的式子：(434)也可根據(jù)活塞桿受力狀況來確定，一般為受拉力作用時(shí)，d=0.3?0.5D。受壓力作用時(shí):pIV5MPa時(shí)，d=0.5?0.55D5MPaVpIV7MPa時(shí)，d=0.6?0.7DpI>7MPa時(shí)，d=0.7D缸筒長度L。缸筒長度L由最大工作行程長度加上各種結(jié)構(gòu)需要來確定，即：L=l+B+A+M+C式中：l為活塞的最大工作行程；B為活塞寬度，一般為(0.61)D;A為活塞桿導(dǎo)向長度，取(0.61.5)D;M為活塞桿密封長度，由密封方式定；C為其他長度。一般缸筒的長度最好不超出內(nèi)徑的20倍。另外，液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸還有最小導(dǎo)向長度H。最小導(dǎo)向長度的確定。當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長度H(如圖419所示)。如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸的初始撓度(間隙引起的撓度)增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須包管有一最小導(dǎo)向長度。圖419油缸的導(dǎo)向長度K—隔套對于一般的液壓缸，其最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足下式：HNL/20+D/2(435)式中：L為液壓缸最大工作行程(m);。為缸筒內(nèi)徑(m)。一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長度A,在DV80mm時(shí)取A=(0.61.0)D,在D>80mm時(shí)取A=(0.61.0)d;活塞的寬度B則取B=(0.61.0)D。為包管最小導(dǎo)向長度，過分增大A和B都是不適宜的，最好在導(dǎo)向套與活塞之間裝一隔套K,隔套寬度C由所需的最小導(dǎo)向長度決定，即：C=H (436)采取隔套不但能包管最小導(dǎo)向長度，還可以改善導(dǎo)向套及活塞的通用性。強(qiáng)度校核 對液壓缸的缸筒壁厚8、活塞桿直徑d和缸蓋固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。缸筒壁厚校核。缸筒壁厚校核時(shí)分薄壁和厚壁兩種情況，當(dāng)D/8N10時(shí)為薄壁，壁厚按下式進(jìn)行校核：5>=ptD/2式中：。為缸筒內(nèi)徑；pt為缸筒試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力pnW16MPa時(shí)，取pt=1.5pn，pn為缸生產(chǎn)時(shí)的試驗(yàn)壓力；當(dāng)pn>16MPa時(shí)，取pv=1.25pn;[o]為缸筒資料的許用應(yīng)力，[o]=ob/n,ob為資料的抗拉強(qiáng)度，n為平安系數(shù)，一般取n=5。當(dāng)D/oV10時(shí)為厚壁，壁厚按下式進(jìn)行校核：8N (438)在使用式(437)、式(438)進(jìn)行校核時(shí)，若液壓缸缸筒與缸蓋采取半環(huán)連接，8應(yīng)取缸筒壁厚最小處的值。？活塞桿直徑校核。活塞桿的直徑d按下式進(jìn)行校核：dN式中：F為活塞桿上的作用力；［。］為活塞桿資料的許用應(yīng)力，［o］=Qb/1.4。dN液壓缸蓋固定螺栓直徑校核。 液壓缸蓋固定螺栓直徑按下式計(jì)算：dN(440)式中：F為液壓缸負(fù)載；Z為固定螺栓個(gè)數(shù)；k為螺紋擰緊系數(shù)，k=1.12?1.5,［。］二os/(1.22.5),os為資料的屈服極限。液壓缸穩(wěn)定性校核活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，其直徑d一般不小于長度L的1/15。當(dāng)L/dN15時(shí)，須進(jìn)行穩(wěn)定性校核，應(yīng)使活塞桿承受的力F不克不及超出使它堅(jiān)持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載Fk,以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。Fk的值與活塞桿資料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長度以及缸的裝置方式等因素有關(guān)，驗(yàn)算可按資料力學(xué)有關(guān)公式進(jìn)行。緩沖計(jì)算液壓缸的緩沖計(jì)算主要是估計(jì)緩沖時(shí)缸中出現(xiàn)的最大沖擊壓力，以便用來校核缸筒強(qiáng)度、制動(dòng)距離是否符合要求。緩沖計(jì)算中如發(fā)現(xiàn)工作腔中的液壓能和工作部件的動(dòng)能不克不及全部被緩沖腔所吸收時(shí)，制動(dòng)中就可能發(fā)生活塞和缸蓋相碰現(xiàn)象。小編推薦水泵控制柜、自動(dòng)供水設(shè)備、無負(fù)壓給水設(shè)備、無負(fù)壓供水設(shè)備、變頻恒壓供水設(shè)備、水泵變頻控制柜、水泵變頻控制箱、變頻水泵控制箱首選上海市三星水泵廠 上海意海耐腐蝕泵制造有限公司上海市新三星給排水設(shè)備有限公司轉(zhuǎn)自：國際泵閥貿(mào)易網(wǎng)液壓缸在緩沖時(shí)，緩沖腔內(nèi)發(fā)生的液壓能E1和工作部件發(fā)生的機(jī)械能E2分別為:E1=pcAclc(441)E2=ppAplc+mV2Fflc (442)式中：pc為緩沖腔中的平均緩沖壓力；pp為高壓腔中的油液壓力；Ac、Ap為緩沖腔、高壓腔的有效工作面積；Lc為緩沖行程長度；川為工作部件質(zhì)量；v0%H作部件運(yùn)動(dòng)速度；Ff為摩擦力。式(442)中等號(hào)右邊第一項(xiàng)為高壓腔中的液壓能，第二項(xiàng)為工作部件的動(dòng)能，第三項(xiàng)為摩擦能。當(dāng)E1=E2時(shí)，工作部件的機(jī)械能全部被緩沖腔液體所吸收，由上兩式得：Pc=E2/Acl(443)如緩沖裝置為節(jié)流口可調(diào)式緩沖裝置，在緩沖過程中的緩沖壓力逐漸降低，假定緩沖壓力線性地降低，則最大緩沖壓力即沖擊壓力為：Pcmax=Pc+mu02/2Aclc (444)如緩沖裝置為節(jié)流口變更式緩沖裝置，則由于緩沖壓力Pc始終不變，最大緩沖壓力的值如式(443)所示。液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 液壓缸的設(shè)計(jì)和使用正確與否，直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。在這方面，經(jīng)常碰到的是液壓缸裝置不當(dāng)、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)等問題。所以，在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)：(1)盡量使液壓缸的活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的穩(wěn)定性⑵考慮液壓缸行程終了處的制動(dòng)問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)的措施，但是并不是所有的液壓缸都要考慮這些問題。正確確定液壓缸的裝置、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不克不及用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸不克不及在兩端用鍵或銷定位。只能在一端定位，為的是不致阻礙它在受熱時(shí)的膨脹。如沖擊載荷使活塞桿壓縮。定位件須設(shè)置在活塞桿端，如為拉伸則設(shè)置在缸蓋端。液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)尺度進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、加工、裝配和維修方便。在包管能滿足運(yùn)動(dòng)行程和負(fù)載力的條件下，應(yīng)盡可能地縮小液壓缸的輪廓尺寸。要包管密封可靠，防塵良好。液壓缸可靠的密封是其正常工作的重要因素。如泄漏嚴(yán)重，不但降低液壓缸的工作效率，甚至?xí)蛊洳豢瞬患罢９ぷ?如滿足不了負(fù)載力和運(yùn)動(dòng)速度要求等)。良好的防塵措施，有助于提高液壓缸的工作壽命。總之，液壓缸的設(shè)計(jì)內(nèi)容不是一成不變的，根據(jù)具體的情況有些設(shè)計(jì)內(nèi)容可不做或少做，也可增大一些新的內(nèi)容。設(shè)計(jì)步調(diào)可能要經(jīng)過多次反復(fù)修改，才干得到正確、合理的設(shè)計(jì)結(jié)果。在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，正確選擇液壓缸的類型是所有設(shè)計(jì)計(jì)算的前提。在選擇液壓缸的類型時(shí)，要從機(jī)器設(shè)備的動(dòng)作特點(diǎn)、行程長短、運(yùn)動(dòng)性能等要求出發(fā)，同時(shí)還要考慮到主機(jī)的結(jié)構(gòu)特征給液壓缸提供的裝置空間和具體位置。如：機(jī)器的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)直接采取