《液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算案例》1600字

液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算案例綜述1.1系統(tǒng)壓力的初步確定液壓缸的有效工作壓力可以根據(jù)下表確定：表5-1液壓缸牽引力與工作壓力之間的關(guān)系牽引力F（KN）<55-1010-2020-3030-50>50工作壓力P（MPa）<0.8-101.5-22.5-33-44-5>5-7由于該液壓缸的推力即牽引力為10KN，根據(jù)上表，可以初步確定液壓缸的工作壓力為：p=2MPa。1.2液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)1.2.1液壓缸的作用力液壓缸的作用力及時液壓缸的工作是的推力或拉力，該舉升臺工作時液壓缸產(chǎn)生向上的推力，因此計算時只取液壓油進(jìn)入無桿腔時產(chǎn)生的推力：F=p式中：p—液壓缸的工作壓力，Pa取p=(20-3)×1D—活塞內(nèi)徑；N—液壓缸的效率，0.95m。代入數(shù)據(jù)：F=πF=10.3KN即液壓缸工作時產(chǎn)生的推力為10.3KN。表5-2系統(tǒng)被壓經(jīng)驗數(shù)據(jù)回路特點被壓值進(jìn)油路調(diào)速1-2x10進(jìn)油路調(diào)速回油裝被壓閥2-5x10回油路調(diào)速6-10x101.2.2缸筒內(nèi)徑的確定該液壓缸宜按照推力要求來計算缸筒內(nèi)經(jīng)，計算式如下：要求活塞無桿腔的推力為F時，其內(nèi)徑為：D=4F式中：D—活塞桿直徑缸筒內(nèi)經(jīng)m；F—無桿腔推力N；P—工作壓力MPa；η—液壓缸機(jī)械效率0.95。代入數(shù)據(jù)：D=4×10×10D=83mm取圓整值為D=90mm液壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外徑要取標(biāo)注值是因為活塞和活塞桿還要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而這些零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有專門的生產(chǎn)廠家，故活塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化，以便選用標(biāo)準(zhǔn)件。1.2.3活塞桿直徑的確定（1）活塞桿直徑根據(jù)受力情況和液壓缸的結(jié)構(gòu)形式來確定受拉時：d=(0.3?0.5)D受壓時：p≤5MPad=(0.3?0.5)D5≤p≤7MPad=(0.5?0.7)Dp≥7MPad=0.7D該液壓缸的工作壓力為為：p=2MPa<5MPa,取d=0.5D,d=45cm。（2）活塞桿的強(qiáng)度計算活塞桿在穩(wěn)定情況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡單強(qiáng)度計算公式進(jìn)行：σ=式中：F—活塞桿的推力N；D—活塞桿直徑m；σ—材料的許用應(yīng)力MPa，活塞桿用45號鋼。σ代入數(shù)據(jù)：σ==6.3MPa<σ活塞桿的強(qiáng)度滿足要求。（3）穩(wěn)定性校核該活塞桿不受偏心載荷，按照等截面法，將活塞桿和缸體視為一體，其細(xì)長比為：LK≥m在該設(shè)計及安裝形式中，液壓缸兩端采用鉸接，其值分別為：n=1,m=85,L=1260mmK=將上述值代入式中得：LK故校核采用的式子為：FK式中：n=1安裝形式系數(shù)E—活塞桿材料的彈性模量，鋼材取E=2.1×10J—活塞桿截面的轉(zhuǎn)動慣量，J=πL—計算長度，1.06m。代入數(shù)據(jù)：F=371KN其穩(wěn)定條件為：F式中：nK—穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取=2-4，取nK=3F—液壓缸的最大推力N。代入數(shù)據(jù)：FKn故活塞桿的穩(wěn)定性滿足要求。1.2.4液壓缸壁厚，最小導(dǎo)向長度，液壓缸長度的確定液壓缸壁厚的確定液壓缸壁厚又結(jié)構(gòu)和工藝要求等確定，一般按照薄壁筒計算，壁厚由下式確定：δ≥式中：D—液壓缸內(nèi)徑m；δ—缸體壁厚cm；PY—液壓缸最高工作壓力Pa，一般取PYσ—缸體材料的許用應(yīng)力，鋼材取σ=100?110MPa代入數(shù)據(jù)：δ≥1.3×2×1考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當(dāng)加厚，取壁厚δ=3mm。最小導(dǎo)向長度活塞桿全部外伸時，從活塞支撐面重點到導(dǎo)向滑動面中點的距離為活塞的最小導(dǎo)向長度H，如下圖所示，如果最小導(dǎo)向長度過小，將會使液壓缸的初始撓度增大，影響其穩(wěn)定性，因此設(shè)計時必須保證有最小導(dǎo)向長度，對于一般的液壓缸，液壓缸最大行程為L，缸筒直徑為D時，最小導(dǎo)向長度為如圖1.1所示。圖1.1母體活塞桿的結(jié)構(gòu)圖H≥即H≥53020活塞的寬度一般取 B=(0.6?0.1)D，導(dǎo)向套滑動面長度A，在D<80mm時，取A=(0.6-1.0)D，在D=80mm時，取A=(0.6-1.0)1.2.5液壓缸的流量液壓缸的流量余缸徑和活塞的運(yùn)動有關(guān)系，當(dāng)液壓缸的供油量Q不變時，除去在形程開始和結(jié)束時有一加速和減速階段外，活塞在行程的中間大多數(shù)時間保持恒定速度，液壓缸的流量可以計算如下：Q=式中：A—活塞的有效工作面積，對于無桿腔A=πηcv—活塞的容積效率采用彈形密