【抬升机液压缸各组成部分的设计计算案例4600字】

目录 1 1 4 1 1.1液压缸缸筒的设计和核算(1)液压缸内径D的核算：术规格表37-7-7能够确定：缸径等于60mm,工作压力取值16Mpa。公式当中D……表征液压缸的内径(单位：米)F…表征液压缸的推力(单位：千牛)P----表征系统的工作压力(单位：兆帕)(2)缸筒壁厚及缸筒外径的核算：在低压系统当中亦或D/δ不小于16的情况下，缸筒壁厚δ通常参照薄壁筒进行核算公式当中δ---表征缸筒壁厚(单位：米);D---表征缸筒的值内径(单位：米);P----表征缸筒的试验压力，单位：兆帕，当液压缸的额定压力Pₙ≤16Mpa情况下，对应的P,=1.5P,当额定压力Pₙ>16Mpa的情况下，对应的P,=1.25P;的取值为5。选择45钢予以调质处理，硬度达到241～285HB,参考刘静香所著《工程力学》可得45钢材料对应的抗拉强度σ₆=530～598MPa,本文σ₆取值为560MPa,所以有：因为液压缸具备的工作压力所以确定因此得到δ=Py*D/(2[σ)=18×0.12/(2×112)缸筒外径D1的核算公式可表达为：将缸筒内径D还有核算得到的缸壁厚度δ的具体数据代到上述公式，核算查阅标准液压缸的缸筒外径系列值能够得到，本液压缸筒每部分的设计尺寸在图5-2加以展示：(3)缸筒结构设计：图5-3油缸。图5-3油缸1.2活塞杆的设计与计算在液压缸内如果想要传递动力的话，就必须要用到活塞杆。他经常在各种各样的外力的作用下工作，比如拉力和弯力或者是震动冲击等，所以它一定要在充足的强度和刚度的条件下才能稳定工作。根据下表中的数据，本文采用活塞杆直径为60的柱塞缸。4568(1)活塞杆强度校核：许用应力的校核材料：45号钢其中d为是其直径，F为液压缸所承受的载荷；[σ]是此杆所用材料的许用应力，,o,是抗拉强度一般情况下n≥1.4,是安全系数。d₁是空心活塞的直径，在实心情况下则取0。,而d=60,所以此杆的强度通过校核.所以选取直径为60毫米的杆是符合工作要求的。(2)活塞杆的结构设计：足安装时的缸体的需求，应该按照负载的实际需求进行具体分析。具体如下表内螺纹简图简图简图而如何选取此杆端部耳环的具体数据，需要从下表5-6中选择表5-6端部的相关尺寸(耳环型连接)表5-5端部尺寸(耳环型连接)(mm)缸径D注：1.耳环材料推荐采用45钢。2.表中MR₁=CD,MR:=1.2CD,EW=1.2~1.4CD(低压选小值，高压选大值),根据表中数据可知，在缸体直径是60毫米，且工作时受到的压力为大小是12兆帕，应该选择45钢为此次头部的材料。其他尺寸为：根据下表5-7以及图5-8中，可以选择缸体以及杆件的螺纹的具体数据表5-4表5-7液压缸活塞杆螺纹相关尺寸(mm)直径与螺距D×16988注：1.螺纹长度L:内螺纹时，是指最小尺寸；外螺纹时，是指最大尺寸.2.当需要用锁紧螺母时，采用长型螺纹长度.图5-8液压缸的活塞杆的各个螺纹的形式(GB/T2350-1980)分别为M24x2和短型32mm.(3)活塞杆的导向、密封与防尘在生活中，我们经常遇到的此类杆的密封与防尘的器表5-7Y形密封圈圈U形夹织物密封圈圈结构简图0形密封圈爱了爱了圈V形密封圈圈图圈将O型密封圈液压缸，作为此次杆件和防尘器材的具体结构，而此缸体的具体形式便是○型密封圈。具体的数据如下表5-10所示：液压缸的公称压力系列0.63,L.0,1.6,2.5,4.6.3,10,16,25液压缸内径系列8,10.12.16.20,25,32,40,50,63.80,(90),100,(110),12160,(180),200,(220),250,(280),320,液压缸活塞杆外径尺寸系列4.5,6.8,10,12.14,16.18.20.22,25,28.32,36.40,45,5063,70,80,90,100,110,125.140,160,180,200,220.250,28液压缸行程系列25,50,80,100,125,160,200,250,320,400,500,630,800,40,63.90.110,140,180.220.280,360,450,550,700,900,110240,260,300,340,380,420,480,530,600,650,750.8501200,1300,1500,1700,1900.2100.2400,2.活塞行程参数依优先次序按表第1、第2、第3系列选用。3.当活塞行程>4000mm时，按GB/T321《优先数和优先数系》中R10数系选用，如不能满1.3导向套的设计与计算其中：L是其工作路线的最大值，单位是mD是缸体筒内部的直径，单位是m据前文所述，L=0.15m,D=0.05m,代入公式H>L/20+D/2H>L/20+D/2=0.15/20+0.06/2=0.03751.4液压缸油□位置的相关设计规程设计过程一定要科学有效，设计如下图5-12所示。液压缸被活塞杆固定，所以可以根据活塞杆来确定进出油□,并把进出油口设置具体的进出口设计如下图5-11:1放大ZM2R3COe014-西图5-12液压油口根据相关的设计要求，最终选择把油□设置在缸筒的位置处，设计油口孔直径do与最大活塞运动速度Vmax和最高油□的流动速度Vo有关，相关计算如下：Vmax一液压缸正常工作下的最大输出速度，m/min;Vo---油口流速，m/s,正常工作状态下小于或等于5m/s.活塞运动会受到设计结构的影响，它的速度一般为：0.10.2/S<V<1m/s。本次设计取值活塞的最大运动速度为Vmax=0.03m/s,取值油□最大流速由公式do=0.05(Vmax/vo)0.5=5mm.国家规范GB/T2878-93中定义的液压缸的进出口螺纹样式的油□尺寸规范如下表5-13表5-13液压缸油口尺寸规范表1(最小E值)大值)值)注：1.尺寸U和螺纹中径D2的圆跳动不大于0.1mm.2.表中给出的螺纹底孔深度是要求使用平顶丝锥攻出的螺纹长度.当使用标准丝锥时应根据规范，选用油口尺寸为M14x1.5端盖一般是指有活塞杆穿过的缸盖，缸头或者缸底是指的无活塞杆通过的端盖。由缸盖、缸底和缸筒所形成的空间是密封的压力容腔。该容腔要确保有一定程度的承压能力，所以要求它一定要有高强度的连接来保证容腔的稳定。端盖的设计复杂，包含了活塞杆和防尘圈等，总体受力较为复杂且易损性比较高。1、缸底厚底h的计算规程：缸底的设计分为平底缸、椭圆缸和板球形缸。设计选择为平底缸。平行缸底无油孔设计数据如下：Py一试验压力，Py=1.5P=1.5x12=18MPa;根据规程把以上数据带入公式h=0.433D(Py/[σ])⁰-5,得：h=0.433D(18/112)0.5=0.0087m2、端盖设计规程端盖的作用主要是为了与缸底之间相互密封，所以设计要保证端盖的密封、防尘的问题，除此之外还要考虑活塞杆的导向，具体的设计结构和连接模式如下表5-14:表5-14端部的设计连接方式结构简单，尺寸小，用于柱塞式液压缸螺纹连接外螺纹专用工具：安装时应防止密封圈扭曲内螺纹比螺纹连接的大。非焊接式法兰的缸体端部应加工容易，装卸方便。半环连接外半环内半环结构紧凑，质量小注：1.对于固定机械，若尺寸与质量没有特殊要求本设计的后盖图如下5-15所示。5181要想确保液压系统工作稳定，密封系统是非常重要的一个部件。密封系统需要确保液压缸不渗漏，还需要确保摩擦力小，具备长时间使用的效果。因此设计中选择合适的密封方案对于整个液压系统设计非常重要。当前密封技术形势下，液压密封系统选择应当确保活塞、杆等部件的密封，还需要充分的考虑导向机构和防尘效果等。因此要想确保液压缸工作水平需要确保密封系统可靠，还应当确保液压缸具备理想的工作状态。在整个液压系统中，密封要求较高，尤其是特殊型的液压系统具备更高的密封要求。比如摆动型的液压缸等。液压缸内部存在很多运动元件，因此密封方案除了考虑静密封之外还需要充分的考虑动态密封。并且液压系统内部的工作压力非常高。由此可见，液压系统的密封方案设计需要充分考虑使用寿命、机械密封性能、弹性、温度适应能力等指标，机械密封需要选择摩擦力小，强度高，容易清洗和生产的方式，并且还需要具备不同压力下的密封补偿效果。在众多唇形密封件中，按照其断面形状可以将其分成L、U、Y、V等多种形状，此外还有常见的O型密封件。按照一般设计分析，系统防尘圈安装在活塞和柱塞等外围，主要作用是对外隔绝尘埃，有阻挡砂砾的作用，防尘圈可以有效的避免液压油遭到污染，能够降低元件的磨损程度。有关防尘圈的设计原则可以参考GB/10708.3-89中的数据。1.8液压缸的安装连接结构液压系统中设计中，缸体安装结构也是非常重要的一项设计，其设计内容包括安装结构、浸出油□的连接模式等。1.液压缸安装类型当前技术影响下，液压缸固定分成了很多种方法，具体分类可以得出两种。轴线固定的液压缸的方法这种液压缸固定的时候，轴线为不变位。目前常见的机床设计都是采用这种液压缸安装。①使用拉杆方法固定这种液压缸固定采用的是两端缸体盖上的孔位置通过带螺纹的杆将液压缸和基座连接紧固。这种固定方法在行程短、低压类型的液压系统中普遍存在。②通过法兰固定这种固定方法需要使用法兰，将液压缸和基座固定。③固定在支座上这种固定方法采用支座紧固的方法固定，这种支座两端具备凸出边缘。这种支座一般在液压缸径向或者是切向方向安装，也可以放在液压缸轴向底部和前后2.轴线摆动的液压缸固定方法液压缸运动过程中会作出往复运动。此时，因为各部件的相互作用会造成液压缸的轴线摆动，这样可以实现方向调整效果。这种液压缸在安装的过程中只能使用轴线摆动的方法安装，因此一般为铰链模式固定。这类液压缸多见于农用设备、翻斗车和船舶的甲板控制等。①耳轴类型这种液压缸固定模式下，铰轴一般在基座中，这样可以确保被安装的液压缸可以在一个平面内作出摆动运动。②耳环式这种液压缸固定模式下，缸体耳环和基座中的耳环通过销轴固定，这样连接下的液压缸也能够在某一个平面内实现摆动运动。液压缸尾部是耳环的固定位置。这种连接方法下可以是单耳环固定，也可以通过双耳环固定。③球头式这种液压缸连接方法指的是通过球头形状的连接装置固定液压缸，这样连接下，液压缸可以在一定角度内实现摆动运动。表格5-16