6301030双动拉伸液压机本体及液压系统设计说明书及CAD图纸资料

1、全套设计（图纸）加 401339828摘 要 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩必过液压机是一种利用液体压力能来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机器。复杂形状的大型薄板拉伸件或薄筒型件，宜于在双动拉伸液压机上进行拉伸。液压系统采用大流量插装阀系统。模具行业、汽车行业、家电等行业有广泛的应用。通过对液压机的特点及分类的分析，确定了本课题的主要设计内容。在确定了液压机初步设计方案后，决定采用传统理论方法对 6301030 设计、计算、强度校核，采用 autocad 设计软件对上横梁、底座、拉伸滑块、压边滑块、拉伸缸、压边缸、顶出缸、立柱、机身结构进行了工程绘图，确定其液压系统的设计方案

2、，给出了液压系统的工作说明书，并对其进行了可行性分析，最后对整个设计进行系统分析，得出整个设计切实可行。 关键词：液压机、液压成形、液压系统 i abstract of by analyzing the hydraulic-press machine both in domestic and foreign, this main content the article was determined. after determining the preliminary design plan o f the hydraulic-press machine, the traditional met

3、hods was used to design and examination the body of y28-500/800 hydraulic-press machine .the 2d and 3d graph about the top-beam, lower-beam, active beam, goes against the cylinder, the column, the final assembly drawing were draw by using the software of autocad and pro/e. meanwhile, i also used the

4、 software of ansys to finite element analysis of key parts. after referring to the hydraulic system of hydraulic, the hydraulic press has three beams and four columns, which was produced by someone company and consulting massive books about it, designing the project of the hydraulic system, and draw

5、ing up the schematic diagram of the hydraulic system, at the same time, producing the manual of the hydraulic system, and analyzing the feasibility of it. finally, a total analysis to the whole design was done, and the result that the whole design was feasible. keywords hydraulic press body of struc

6、ture hydraulic system 目 录 1 概论 . 1 1.1 液压传动与控制概述 . 1 1.2 液压机的工作原理与组成 . 1 1.3 液压机的分类及型号 . 4 1.4 液压机的基本参数 . 5 1.5 液压机的发展史及特点 . 6 2 液压机本体结构及设计理论 . 9 2.1 液压机本体的特点及用途 . 9 2.2 主要技术规格 . 10 2.3 液压缸的设计、计算及校核 .11 2.3.1 液压缸的部件 .11 2.3.2 液压缸的设计、计算及校核 .11 2.3.3 液压缸的结构计算和校核 . 13 2.4 柱塞 . 20 2.4.1 柱塞的结构. 20 2.4.2

7、柱塞的表面质量 . 20 2.5 立柱设计、计算及校核 . 21 2.5.1 概述 . 21 2.5.2 受力分析 . 21 2.6 横梁设计、计算及校核 . 30 2.6.1 横梁的结构设计 . 30 2.6.2 横梁的强度与刚度计算 . 32 3 液压系统设计 . 37 3.1 明确系统的设计要求 . 37 3.2 分析工况，确定主要参数 . 38 3.2.1 工况分析 . 38 3.2.2 确定主要参数 . 38 3.3 拟定液压系统原理图 . 38 3.3.1 液压回路选择 . 38 3.3.2 拟定液压系统 . 40 3.3.3 液压系统性能验算 . 42 4 安装与试车 . 43

8、4.1 安装. 43 4.2 试车. 43 4.3 液压系统故障诊断方法 . 43 致谢 . 47 参考文献 . 48 附录 . 49 iii 1 概论 1.1 液压传动与控制概述 液压传动与控制是以液体（油、高水基液压油、合成液体）作为介质来实现各种机械量的输出（力、位移或速度等）的。它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比，具有传递功率大，结构小、响应快等特点，因而被广泛的应用于各种机械设备及精密的自动控制系统。液压传动技术是一门新的学科技术，它的发展历史虽然较短，但是发展的速度却非常之快。自从 1795 年制成了第一台压力机起，液压技术进入了工程领域；1906 年开始应用于国防战备武器

9、。 第二次世界大战期间，由于军事工业迫切需要反应快、精度高的自动控制系统，因而出现了液压伺服控制系统。从 60 年代起，由于原子能、空间技术、大型船舰及电子技术的发展，不断地对液压技术提出新的要求，从民用到国防，由一般的传动到精确度很高的控制系统，这种技术得到更加广泛的发展和应用。 在国防工业中：海、陆、空各种战备武器均采用液压传动与控制。如飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹及火箭等。 在民用工业中：有机床工业、冶金工业、工程机械、农业方面，汽车工业、轻纺工业、船舶工业。 另外，近几年又出现了太阳跟踪系统、海浪模拟装置、飞机驾驶模拟、船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟、高

10、层建筑防震系统及紧急刹车装置等，均采用了液压技术。 总之，一切工程领域，凡是有机械设备的场合，均可采用液压技术。它的发展如此之快，应用如此之广，其原因就是液压技术有着优异的特点，归纳起来液压动力传动方式具有显著的优点：其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率大；液压传动装置体积小、结构紧凑、布局灵活，易实现无级调速，调速范围宽，便于与电气控制相配合实现自动化；易实现过载保护与保压，安全可靠；元件易于实现系列化、标准化、通用化；液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化便于实现数字化。 1.2 液压机的工作原理与组成 液压机系统根据帕斯卡原理制成，是一种利用液体压力能来传递能量的

11、机器。 液压机一般由本体（主机）、操纵系统及泵站三大部分组成。 泵站为动力源，供给液压机各执行机构及控制机构以高压工作液体。操纵系统属于控制机构，它通过工作液体的流向来使各执行机构按照工艺要求完成应有的动作。本体为液压机的执行机构。 最常见的液压机本体结构型式如图 1-1 所示，它由上横梁、下横梁、四个立柱和十六个内外螺母组成一个封闭框架，框架承受全部工作载荷。工作缸固定在上横梁上，工作缸1 内装有工作柱塞，与活动梁相连接。活动横梁以四跟立柱为导向，在上、下横梁之间往复运动。活动横梁下面固定有上砧，而下砧则固定与下横梁为以个整体。当高压液体进入工作缸后，对柱塞产生很大的压力，推动柱塞、活动横梁

12、及上砧向下运动，使工件在上、下砧之间产生塑性变形。上横梁的两侧还固定有回程缸，当高压液体进入回程缸时，推动回程柱塞向上，通过顶部小横梁及拉杆，带动活动梁实现回程运动。此时，工作缸应通低压。 图 1-1 四柱液压机 液压机的工作循环包括停止、充液行程、工作行程及回程。如图1-2-1，图1-2-2所示，列出了8 种典型的双动拉伸液压机的工艺动作示意图。有的带有上液压打料缸， 有的在复合拉深中压边滑块、液压垫在行程中应进行力的调整， 有的工艺动作是目前国内双动液压机所没有的。从这些图中可看出双动拉伸液压机有广泛的工艺适应性， 如果液压系统采用电液比例调压、调速技术，以及行程位置检测发讯装置、pc 机

13、控制, 则很容易改变各滑块、打料缸、液压垫相互间的发讯关系与动作顺序及压力、速度值，从而可列出更多的工艺动作曲线。当新的模具结构、成形技术的发展对压机有新的要求时， 硬件无需改变, 只需改变控制软件即可适应这些要求。 2 图1-2-1双动薄板拉伸液压机示意图1 3 图 1-2-2 双动薄板拉伸液压机示意图 2 液压机的工作介质主要有两种，采用乳化液的一般称为水压机，采用油的称为油压机，两者统称为液压机。 1.3 液压机的分类 及型号 按结构形式现主要分为：四柱式、单柱式（c 型）、卧式、立式框架等。 按用途主要分为金属成型、折弯、拉伸、冲裁、粉未（金属，非金属）成型、压装、挤压等热锻液压机 大

14、型锻造液压机是能够完成各种自由锻造工艺的锻造设备，是锻造行业使用最广泛的设备之一。目前有 800t、1600t、2000t、2500t、3150t、4000t、5000t 等系列规格的锻造液压机。四柱液压机 4 该液压机适用于可属性材料的压制工艺。如粉末制品成型、塑料制品成型、薄板拉伸以及横压、弯压、翻透、校正等工艺。 液压机广泛引用于国名经济的各个部门，是一种主要的锻压设备。作为锻压设备的一类，液压机采用锻压机械型号。锻压机械共分为八类，类别代号用汉语拼音字母表示，液压机的类别代号为正楷大写“y”。液压机下面又按其用途分为十个组别： 1)手动液压机 小型，用于压制压装等一般工艺； 2)锻压液

15、压机 用于自由锻造、钢锭开坯以及有色与黑色金属模锻； 3)冲压液压机 用于各种薄、厚板材冲压； 4)一般用途液压机 各种万能式通用液压机； 5)校正压装液压机 用于零件校形及装配； 6)压层液压机 用于胶合板、刨花板、纤维板及绝缘材料板的压制；7)挤压液压机 用于挤压各种有色金属及黑色金属的线材、管材、棒材及型材； 8) 压制液压机 用于各种粉 末制品的压制 成形，如粉末冶 金、人造金刚石压制，耐火砖及碳极等的压制成形； 9)打包、压块液压机 用于将金属切屑及废料压块及打包； 10)其它液压机 包括轮轴压装、电缆包复、冲孔拔伸、模具研配等各种其它用途的液压机。 液压机型号： 如 yq32-20

16、0 中的 y、q、32、200 各代表 y 一般指液压机,q 是厂家的代号,32 为四柱万能液压机,200 指公称压力 200 吨 1.4 液压机的基本 参数 基本参数是四柱液压机的基本技术数据，是根据四柱液压机的工艺用途及结构类型来确定的，反映了四柱液压机的工作能力和特点，也基本上定下了四柱液压机的轮廓尺寸及本体总重。为了使产品系列化、通用化和标准化，以尽可能的规格和尺寸来满足多种多样的工艺要求，从而大大简化设计工作及制造工艺，有利于组织专业化生产，降低成本，提高质量和便于修配，尽可能制订出各种四柱液压机基本参数的标准系列。 本设计采用最常见的三梁四柱式四柱液压机，其基本参数如下： ( l

17、）四柱液压机公称压力 公称压力一般是四柱液压机的主参数，反映了四柱液压机的主要工作能力。公称压力为四柱液压机名义上能发出的最大力量，在数值上等于工作液体压力和工作柱塞总工作面积的乘积。 ( 2 ）四柱液压机最大净空距（开口高度）h最 大净空距h 是 指活动横梁停 在上限位置时 从工作台上表面到活动横梁下表面的距离。 5 ( 3 ）四柱液压机最大行程h 最 大行程 h 指活 动横梁 位于上 限位置 时活动 横梁的 立柱导 套下平 面到立 柱限程 套上平面的距离，也即活动横梁能够移动的最大距离。 ( 4 ）四柱液压机立柱中心距lxb在四立柱四柱液压机中，立柱宽边中心距和窄边中心距分别为l 和b 。

18、立柱中心距反映四柱液压机平面尺寸上工作空间的大小。立柱宽边中心距应根据工件及模具（工具）的宽度来确定，立柱窄边中心距应考虑更换及放入各种工具、涂抹润滑剂、观察工艺过程等操作上的要求。 ( 5 ）四柱液压机回程力 计算回程所需的力量时，要考虑活动部分的重量、回程时工艺上所需的力量、工作缸排液阻力、各缸密封处的摩擦力以及动梁导套处的摩擦力等。 ( 6 ）允许最大偏心距e在四柱液压机工作时，不可避免地要承受偏心载荷。偏心载荷在四柱液压机的宽边和窄边都会发生。最大允许偏心距是指工件变形阻力接近公称压力时所能允许的最大偏心值。在结构设计计算时，必须考虑此偏心值。 ( 7 ）四柱液压机活动横梁运动速度 四

19、柱液压机活动横梁运动速度分为工作行程速度及空程速度两种。应根据不同的工艺要求来确定工作行程速度，它的变化范围很大。工作行程及空程的速度直接影响泵站供液量的计算。 ( 8 ）四柱液压机移动工作台尺寸及行程 在锻造、模锻以及冲压四柱液压机中往往设置移动工作台。工作台的尺寸取决于模具的平面尺寸及工艺过程的安排，工作台的行程则和更换模具及工艺操作方式有关。 ( 9 ）四柱液压机顶出器 有些四柱液压机往往在下横梁底部装有顶出器，以顶出工件或拉延时使用。顶出器的力量及行程完全由工艺要求来确定。 1.5 液压机的发展史及特点 液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一，自 19 世纪问世以来发展很快，液压机在

20、工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。 作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国内外液压机都趋

21、向于集成化、封6 闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。 近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从 70 年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。我国从 1970 年开始对这种阀进行研究和生产，并已将其广泛的应用于冶金、锻压等设备上，显示了很大的优越性

22、。 液压机工艺用途广泛，适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺，压力机是一种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材料，如塑料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺，也可适用于校正和压装等工艺。 目前，液压机的总体设计的主要方法还是 材料力学的设计计算方法，即框架式液压机按简支梁计算，c 型液压机按悬臂梁计算，这种计算方法存在简化大，相应计算误差也大的缺陷，如作为计算依据则所取的安全系数相应较大，且只能计算出所关心的有限的几个部位的力学性能情况，不能得出液压机整体的性能。而有限元法作为一种行之有效的数值计算方法就由一些学者引用了进来。 我国在 60 年代初，由大

23、连理工大学的冯康教授等开始了对有限元应用于锻压机械设计的研究。在 70 年代，北京工业大学锻压教研室在黄乃强教授的领导下，研究将有限元应用于塑性成形及锻压机械设计中，先后对开式压力机机身、闭式压力机机身、剪板机机身、框式整体机身、闭式双点压力机滑块、板料折弯机主要零部件（机身、工作台、滑块、前后面板等）、液压机油缸以及机械压力机的保险块等进行过有限元计算，取得了一些成果。 在这些成果中不仅有关于单元网格类型的 自动生成的研讨，也有关于分网中需二次分网技术的研究与应用。大量的文献对于金属成形上的有限元模拟进行了分析与计算，如静液挤压过程中挤压应力的数值模拟，法兰件开式成形的数值模拟，液压机上冲盂

24、成形的有限元模拟，这些都是基于塑性、刚塑性或刚粘塑性有限元模型上的模拟与仿真，通过分析建立合理的有限元模型，得出了弹塑性应力、应变和位移的分布规律，证明了有限元法的计算结果和实验的一致性。 在液压机的主体设计中，对 20mn 模锻水压机的液压缸进行了有限元计算和优化设计，讨论了应力分布规律，首次计算出过去不为人们所注意的液压缸缸底的应力分布，而经典的计算方法是把液压缸按厚壁筒公式计算的，受力和支承情况均大大简化了，无法与试验相吻合。当有限元法在液压机上取得了积极作用之后，该方法也逐渐为研究者所认同。液压机的滑块是一个重要的运动单元，滑块既要有足够的刚度和强度，又希望自重轻，以节约金属，材料力学

25、算法是将滑块简化成简支梁，作用力在两支点间均布，而有限元由于采用了实体建模使得计算结果与实际更吻合。如在材料力学计算中支点处的弯矩为零，剪切7 应力最大，所以，过此点截面上的弯曲应力为零。但有限元计算表明此截面上仍然有水平方向（x 向）的应力存在。之后又有对液压机闭式机身的有限元计算，近年来有限元法在锻压行业的应用更加活跃，且趋于采用更先进的软件来进行模拟，或对某些参数进行优化分析。就有文献对水压机垫板在加载时对载荷的传递进行了有限元分析，并得到垫板厚度对应力传递的影响。 由于需要进行多种工艺，液压机具有如下的特点： （1） 工作台较大，滑块行程较长，以满足多种工艺的要求； （2） 有顶出装置

26、，以便于顶出工件； （3） 液压机具有点动、手动和半自动等工作方式，操作方便； （4） 液压机具有保压、延时和自动回程的功能，并能进行定压成型和定程成型的操作，特别适合于金属粉末和非金属粉末的压制； （5） 液压机的工作压力、压制速度和行程范围可随意调节，灵活性大。 8 2 液压机本体结构及设 计理论 2.1 液压机本体的 特点及用途 本液压机可用于金属板材的拉伸、弯曲、成型工艺。可进行落料、校正、压装、冲裁。适用于汽车、航空、化工等工业的需要。 本系列机型采用正拉伸工艺，液压系统采用插装阀，电气系统采用 plc 自动控制。具备点动、半自动操作功能，能实现自动预料。各运动部件的行程、压力速度在

27、一定范围内独立可调，满足金属制品成型件的需要。 可 根据用户需要 配备下液压垫 、打料装置 移动工作台、冲 裁缓冲装置、 光栅安全保护装置、人机界面等。如图 2-1 所示为一个工作过程。 图 2-1 液压机工作示意图 9 2.2 主要技术规格 表 2-1 主要技术参数 度 度 寸 参数名称 公称力 顶出力 回程力 液体最大工作压力 滑块行程 顶出行程 滑块下平面至工作台面最大距离 滑块行程速 空程 工作 回程 工作台尺寸 左右 前后 顶出行程速 顶出 退回 机器外形尺 左右 前后 高度 电机总功率 机器重量 单位 kn kn kn mpa mm mm mm mm/s mm/s mm/s mm

28、mm mm/s mm/s mm mm mm kw kg yq32 系列四柱液压支柱 设计型号 630 6300 1000 1200 25 1000 350 1800 100 6 60 1600 1200 80 160 4200 4200 5615 37 45000 10 2.3 液压缸的设计、计算及校核 2.3 .1 液压缸的部件 液压缸部件的作用在于把液体压力能转换成机械能。高压液体进入缸内后，作用于柱塞（活塞）上，经过活动横梁将力传到工件上，使工件产生塑性变形。它是液压机主要部件之一。 压缸的形式及用途： 液压缸部件通常可分为柱塞式、活塞式和差动式三种。一般根据液压机总体结构、缸的总压力大

29、小及工作条件的要求来选定。 1）柱塞式液压缸 此结构在水压机中应用最多，广泛用于主工作缸、回程缸、工作台移动缸及平衡缸等处。它结构简单、制造容易，但只能单方向作用，反向运动则需要用回程缸来实现。 2）活塞式液压缸 活塞在运功的两个方向上都要求密封，因此缸的内表面在全长上均需加工，精度及光洁要求较高，结构比较复杂，故在水压机中应用不多，仅在顶出缸和其它辅助机构中应用，但中小型油压机上应用很普遍。 3）差动柱塞式液压缸 多用于回程缸，该种结构多一处密封，但当回程缸装于上横梁上时，与活动横梁的连接比较简单。 2. 3.2 液压缸的设计 、计算及校核 根据设计要求，公称力：6300kn，顶出力：100

30、0kn，滑块最大行程：1000mm。 现拟定：主缸快速下降行程为：800mm，速度：100mm/s； 主缸慢速下降行程为：100mm，速度：6mm/s； 主缸回程速度：60mm/s； 顶出缸顶出行程速度：80mm/s； 顶出缸回程速度：160mm/s； 2.3.2.1 负载分析 1)工作负载 g1 =5000kn； g2 =1000kn 2)摩擦负载 ff = fs * fn /sin(/2) 由于工作为垂直起升，所以垂直作用于导轨的载荷可由其间隙和结构尺寸求得： fn =120kn，取 fs =0.2， fd =0.1， 则有： 11 3)惯性负载 静摩擦负载： f =(0.2120/ si

31、n45)kn=33.94kn； fs动摩擦负载： ffd =（0.1120/ sin45）kn=16.97kn； g1 dv 5000 0.1主缸快速下行：fa1=ggdt=9.81*0.5kn=101.94kn； 主缸减速下行：fa2=1gdvdt=50009.81*0.1- 0.0060.5=95.82kn； 顶出缸上行：fa3=g2dv=1000*0.08=16.31kn； 顶出缸回程：fa4=gg2gdtdvdt=9.8110009.81*0.50.160.5=32.62kn； 主缸回程： fa5=g1gdvdt= 50009.81*0.060.5=61.16kn； 根据以上计算，液压

32、缸的各阶段的工作负载如表：（ hm =0.91） 2. 3.2.2 液压缸主要参数的确定 1）主缸主要参数设计 根据分析此设备的负载较大，所以初选主缸的工作压力为：25mpa； 表 2-2 各阶段工作负载 工况 启动 主缸快速下行 主缸减速下行 顶出缸上行 顶出缸回程 主缸回程 计算公式 f= g1 +ffs f= g1 +ffd+ fa1 f= g1 +ffd- fa2 f= g 2 +ffd+ fa3 f= g 2 +ffd+ fa4 f= g1 + fa5 总负载 f/kn 5033.94 5118.91 4921.15 1033.28 1049.59 5061.16 缸推力 ft /k

33、n 5531.80 5625.18 5407.85 1201.47 1442.06 5513.15 2p d p df = a p - a p = p -由主缸减速下行时的推力计算液压缸面积 4 42p2 式（2.1） 12 由（表 3-1）确定工作压力 p1 为 25mpa， p2 为压力损失 0.8 mpa， 表 3-1 按主机类型选择执行元件工作压力 主 机 类型 工 作 压力p/mpa 磨床 2组合机床 35 机床 龙门 刨床 5 拉床 810 农业机械 小型工程机械 工程 机械辅助机构 1016 液压机 中 大 型 挖掘机 重型机械起 重 运 输机械 2032 2 2d - dj =

34、2pd 式中 p 缸筒内最高工作压力，25mpa； dd 缸筒材料许用应力， d = ，其中 d 为材料的抗拉强度；n 为安全n缸筒外径 d ，计算公式 pd = 0.5d通过查找资料得到活塞杆的直径与液压缸内径的关系为 d=0.6d 代入式（2.1）得 d=320mm d=200mm 液压缸往复运动的速度比 j 为 d 查文献(15)可得到 j 的值为 1.6。 2. 3.3 液压缸的结构 计算和校核 (1)缸筒壁厚的计算和校核 2d s系数，n=3。材料选 45 钢， d b =600 mpa。 d 19.8mm 取整为 20mm。 （2）缸筒的外径 1d1 =d+2 d =320+40=

35、360mm； （3）缸底厚度计算 缸底厚度 d1计算 d s13 取整为 34mm。 式中 d缸底内径； =0.5 32025200=32.66mm； ds缸底材料的许用应力： ds=db，n=3 pmax液压缸最大工作压力。 n（4）主缸的强度校核 （一）总体受力分析： 液压缸的一般形式是一端开口，一端封闭的厚壁高压容器，当高压液体作用在活塞上时，反作用于缸底，通过缸壁传到法兰部分，靠法兰和横梁支撑反力来平衡。 液压缸受力状况可以分为三部分，即：缸底、法兰和中间厚壁圆筒。理论上分析和应力测定均表明，只有在和法兰支撑表面及缸底内表面距离各为 1.5 r 2 缸筒中段，才可以按厚壁圆筒公式进行强

36、度计算。而在下图 1 中 a，b 两部分，因分别受到缸底和法兰部分弯曲力矩的影响，不能用一般的厚壁圆筒公式来计算。 缸底支撑的液压缸的受力情况大为简化，可主要按厚壁筒公式来计算。 （二）断圆筒处强度计算 图 2-2 液压缸结构 圆筒段任意一点的三向主应力值分别为： 14 pr2r2s r = r221- r122（1- 22r2） 式（2.2） s t =r2pr1- r2（1+ 2r2r） 式（2.3） s z =21pr1222式（2.4） 式中： s r 径向应力； s t 切向应力； s z 轴向应力； p缸内液体压力； r1 缸的内半径； r2 缸的外半径； r 所求应力点位置的半径

37、； r2- r11s = (s z - s t )强度校核时，采用第四强度理论，即： 2+ (st - s r)2+ (s r -s z)2 式（2.5） 23rs = p max 2 223 18= 3000 2 222将 r = r1 代入公式（2.2）、（2.3），可得出圆筒内壁处的 s r 及 s t ，然后连同式（2.5）化简后，可得出发生于缸内壁的最大合成当量应力为： r2 - r118 -16=14294(n/ cm ) 根据需要结合液压缸一般设计材料，现选定 45#钢为其设计材料，查材料手册可知：s =11000 15000(n/ cm )； 因此有 s max s 即知此设计尺寸满足工作要求。 （三）法兰过度部分 这部分指从法兰上表面以上 1.5 r 2 范围内的缸体，由于法兰与横梁接触的环形面积上作用有支撑反力 f，从而在这部分引起弯曲应力，在过圆弧处，断面形状变化急聚，产生15 应力集中。 现假定横梁对法兰圆环面上的支撑反力均匀分布，将液压缸沿 a-a 截面（见图 2-3）切开 ，并以内力 fr （剪力）、m（弯矩）及 fn （轴力）来代 替被切开部分相互作用（见图2-4）。 根据法兰强度公式： 式中： 2r 6(1- u )4图 2-3 缸