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设计时用类比法来确定。
由于轴承压装机属于工程机械,参见手册液压系统设计简明手册,定位缸的压力取.。
.液压缸内径和活塞杆直径的确定初步确定定位缸的结构形式为柱塞缸,如下图所示,成对布置,靠轮对的自重使其复位,而柱塞液压缸在回油路上无背压。
图由公式可得其中液压缸柱塞直径液压缸工作压力,初算时可取系统工作压力工作循环中的最大的外负载液压缸密封处的摩擦力,它的精确值不容易求得,常用液压缸的机械效率进行估算。
液压缸的机械效率,般。
而由所知道的数据来看,工作外负载,参见手册液压气动系统设计手册可得,柱塞密封选取的是型密封圈,在前缸盖处安装了型防尘圈,所以密封处的摩擦力约为工作负载的.倍。
而机械效率这里选取的是.,则.由计算得到的数据,根据液压缸活塞杆直径系列再结合实际,圆整为。
因为选取的是柱塞型液压缸,根据参考书袖珍液压气动设计手册柱塞缸的柱塞与缸壁之间的距离般为到,这里考虑到柱塞的直径很大,工作的时候需要的力比较大,所以选取液压缸的缸内径为,即柱塞与缸壁之间距离为。
.液压缸壁厚和外径的计算和选取液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。
液压缸的壁厚般是指缸筒结构中最薄处,从材料力学可知,承受内压力的圆桶,其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。
般可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。
液压缸的内径与其壁厚的比值的圆筒称为薄壁圆筒,起重运输机械和工程机械的液压缸,般用无缝钢管材料,大多属于薄壁圆筒结构,其壁厚按下面的公式计算式中液压缸的壁厚液压缸的内径试验压力,般取最大工作压力的倍缸筒材料的许用压力,其值为锻钢铸钢无缝钢管高强度铸铁灰铸铁。
在中低压液压系统中,按上式子计算出来的液压缸的壁厚往往比较小,使缸体的刚度往往很不够,因此按经验选取,在这里选取。
液压缸壁厚算出后,即可以求得缸体的外径为式中值应该按无缝钢管标准,选取。
.液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度,可根据执行机构实际工作的最大行程来确定,在这里,柱塞缸的工作行程为。
属于活塞行程参数系列的第优先组。
.缸盖厚度的确定般液压缸多为平底缸盖,其有效厚度按强度要求可用下面两式进行近似计算。
无孔时有孔时式中缸盖的有效厚度缸盖上口内径缸盖孔的直径。
这里按经验选取缸盖厚度为。
.最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时,从活塞的支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离称为最小导向长度。
如果导向长度过小,将使液压缸的初始挠度增大,影响液压缸的稳定性。
由于选取的是柱塞缸,导向长度相对来说要加长点,这里选取导向长度为。
.缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应该等于活塞的行程与活塞的宽度之和,缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。
般液压缸的缸体长度不应当大于内径的倍。
这里,缸体长度取,没有超出规定的要求。
.计算液压缸主要零件的强度和刚度由于柱塞直径与其壁厚的比值小于,所以这里用厚壁筒强度计算公式估计代入数值,计算.所以壁厚完全符合要求。
活塞杆强度校核当活塞杆长度时,按强度条件校核活塞杆直径式中活塞杆推力活塞杆材料的许用应力代入数值,计算.而柱塞的直径为,所以符合活塞杆的强度要求。
夹紧缸及其主要尺寸的确定.液压缸工作压力的确定夹紧缸主要起到的是径向的推力,从而推动顶杆,使之夹紧轮对,这里夹紧缸的工作压力最大不超过.。
选取.计算。
.液压缸内径和活塞杆直径的确定夹紧缸选取的结构形式为单活塞杆式液压缸,采取头部法兰连接。
夹紧缸在回油路上没有背压,可不考虑背压的影响。
由公式式中液压缸柱塞直径液压缸工作压力,初算时可取系统工作压力工作循环中的最大的外负载液压缸密封处的摩擦力,它的精确值不容易求得,常用液压缸的机械效率进行估算。
液压缸的机械效率,般。
而由所知道的数据来看,夹紧液压缸的密封是采取使用型密封圈结合型密封圈的形式,考虑到工作过程中的摩擦力影响,其大小应该是夹紧力的.倍,而由此可得根据液压缸内径尺寸系列将所得数值圆整为。
根据活塞杆直径可由值计算所得,由计算所得的根据工作压力和参考液压气动系统设计手册,结合活塞杆直径系列,活塞杆直径可选取。
.液压缸壁厚和外径的计算和选取液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。
由于选取的夹紧缸内径和壁厚的比值小于,所以应该按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚的计算式中液压缸的壁厚液压缸的内径试验压力,般取最大工作压力的倍缸筒材料的许用压力,其值为锻钢铸钢无缝钢管高强度铸铁灰铸铁。
但是在中低压液压系统中,按上式子计算出来的液压缸的壁厚往往比较小,使缸体的刚度往往很不够,因此按经验选取,在这里选取。
液压缸壁厚算出后,即可以求得缸体的外径为式中值按经验选取。
.液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度,可根据执行机构实际工作的最大行程来确定,在这里,夹紧缸的工作行程为。
属于活塞行程参数系列的第优先组。
.缸盖厚度的确定般液压缸多为平底缸盖,无孔时,其有效厚度按强度要求可用下式计算式中缸盖的有效厚度缸盖上口内径缸盖孔的直径。
这里按经验选取缸盖厚度为。
.最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时,从活塞的支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离称为最小导向长度。
如果导向长度过小,将使液压缸的初始挠度增大,影响液压缸的稳定性。
活塞的宽度般取这里选取活塞的宽度为。
缸盖滑动支撑面的长度,根据液压缸内径而定,当时,取。
为保证最小导向长度,若过分增大和都是不适合的,必要时可以在缸盖与活塞之间增加隔套来增加的值,隔套的长度由需要的最小导向长度来确定,即液压缸内径为,所以,计算所得,参考液压缸结构设计工具书,将夹紧缸的最小导向长度定为。
.缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应该等于活塞的行程与活塞的宽度之和,缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。
般液压缸的缸体长度不应当大于内径的倍。
这里,缸体长度取,没有超出规定的要求,符合条件。
.计算液压缸主要零件的强度和刚度由于柱塞直径与其壁厚的比值小于,所以这里用厚壁筒强度计算公式估计代入数值,取无缝钢管的计算,即,而压力是工作压力的.倍,则.由上计算多得的壁厚比实际小的多,因此按经验选取的壁厚完全符合要求。
活塞杆校核当活塞杆长度时,按弯曲稳定性校核活塞杆直径按材料力学理论,根受压直杆,在其轴向负荷超过稳定临界力时,即失去原有直线状态的平衡,称为失稳。
对液压缸,其稳定条件为式中液压缸的最大推力,液压缸的稳定临界力稳定安全系数,般取。
液压缸的稳定临界力与活塞杆和缸体的材料长度刚度和两端支撑状况等因素有关。
当细长比时,当细长比时,式中活塞杆的计算长度,其取法见参考书液压气动系统设计手册页表活塞杆横截面的回转半径,对实心活塞杆活塞杆横截面转动惯量,活塞杆横截面积柔性系数,对钢取端点安装形式系数,参见书目液压气动系统设计手册页表,这里使用的是端固定,端铰接,所以取材料弹性摸量,对钢.材料强度实验值,对钢。
计算细长比,而,所以选后面的公式计算,则稳定安全系数取.,则,因为。
所以符合稳定性要求,设计合适。
.液压缸的结构设计压装液压缸的结构设计.缸体与缸盖的连接形式压装液压缸的缸体与缸盖的连接形式都为螺纹连接。
这种连接方式具有以下优点外形尺寸小
