液压缸设计计算资料讲解.doc
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1、液压缸设计计算精品资料第一部分 总体计算1、 压力油液作用在单位面积上的压强 Pa式中:F作用在活塞上的载荷,NA活塞的有效工作面积,从上式可知,压力值的建立是载荷的存在而产生的。在同一个活塞的有效工作面积上,载荷越大,克服载荷所需要的压力就越大。换句话说,如果活塞的有效工作面积一定,油液压力越大,活塞产生的作用力就越大。额定压力(公称压力)PN,是指液压缸能用以长期工作的压力。最高允许压力 ,也是动态实验压力,是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。通常规定为: MPa。耐压实验压力,是检验液压缸质量时需承受的实验压力,即在此压力下不出现变形、裂缝或破裂。通常规定为: MPa。液压缸压力等级见表1
2、。 表1 液压缸压力等级 单位MPa压力范围02.52.58816163232级 别低 压中 压中高压高压超高压2、 流量单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积:L/min由于 L 则 L/min对于单活塞杆液压缸:当活塞杆伸出时当活塞杆缩回时式中:V液压缸活塞一次行程中所消耗的油液体积,L;t液压缸活塞一次行程所需的时间,min;D液压缸缸径,m;d活塞杆直径,m;活塞运动速度,m/min。3、速比液压缸活塞往复运动时的速度之比:式中:活塞杆的伸出速度,m/min;活塞杆的缩回速度,m/min;D液压缸缸径,m;d活塞杆直径,m。计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置。速比不宜过
3、大或过小,以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。4、液压缸的理论推力和拉力活塞杆伸出时的理推力:N活塞杆缩回时的理论拉力: N式中:活塞无杆腔有效面积,;活塞有杆腔有效面积,;P工作压力,MPa;D液压缸缸径,m;d活塞杆直径,m。5、液压缸的最大允许行程 活塞行程S,在初步确定时,主要是按实际工作需要的长度来考虑的,但这一工作行程并不一定是油缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程,应首先计算出活塞的最大允许计算长度。因为活塞杆一般为细长杆,由欧拉公式推导出: mm式中:活塞杆弯曲失临界压缩力,N;E材料的弹性模量。钢材的E=2.1X10MPa;I活塞杆横截面惯性矩,mm;圆截面。
4、将上式简化后 mm 由于旋挖钻机液压缸基本上是一端耳环、一端缸底安装,所以油缸的最大计算长度(安全系数取3)式中:P油缸的工作压力;油缸安装形式如图1。图1 液压缸安装形式 L= 行程 6、液压缸主要参数A.液压缸产品启动压力起动时,记录下的油缸起动压力为最低起动压力.判断基准起动:压力0.6MPa。B.内泄漏输入额定压力1.31.5倍的压力,保压5分钟,测定经活塞泄至未加压腔的泄漏量。C.外泄漏全程往复运行多次,观察焊接各处及活塞杆密封处及各结合面处的漏油、挂油、带油。D. 耐压输入额定压力1.31.5倍的压力,保压5分钟. 所有零件均无松动、异常磨损、破坏或永久变形异常现金蝉脱壳的外渗漏现
5、象。E.缓冲调整溢流阀使其试验压力为公称压力的50%,使液压缸作全行程动作,同时,观看缓冲效果和缓冲长度。第二部分 缸筒计算1、 缸筒结构缸筒结构见表2。表2 缸筒结构缸头法兰连接缸头内螺纹连接优点:结构简单,易加工,易拆装。优点:重量轻,外径较小缺点:重量比螺纹连接的大缺点:装卸时要用专用的工具,拧端部时,有可能把O形圈拧扭曲。缸筒跟缸底采用焊接连接2、缸筒材料缸筒材料要求有足够的强度和冲击韧性,对焊接缸筒还要求有良好的焊接性能,缸筒主要材料有,45、27SiMn。缸筒毛坯采用退火的冷拔或热扎无缝钢管。缸筒材料无缝钢管的机械性能见表3。 表3 缸筒材料无缝钢管的机械性能材料456103601
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