【立式垃圾压缩机的液压系统设计与计算案例4000字】

立式垃圾压缩机的液压系统设计与计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u8624立式垃圾压缩机的液压系统设计与计算案例 ③压实部分1.1.3立式垃圾压缩机的参数压头压实压力Py=10压头压实速度Vy=0.004m/s压头压缩力Fy=25压头快下速度Vy=推头顶推压力Pt=10推头顶推力Ft=10推头顶推速度Vtd=系统传动介质32号液压油1.1.4其他方面因素由于要设计出大众都适用且长久应用的垃圾压缩机，所以就必须综合考虑压缩机整体的设计和总体的布局，要做到各种液体的相互配合，满足液压系统的高效性和压缩的高效性等方面的要求。由图3-1和图3-2和图3-3可知，本次设计的液压系统在机架的上方，所以液压系统是露出的厂房之中的。这样就会伴随一系列要考虑的因素，如厂房环境的温度和湿度要适合液压系统的工作，不要有太多的灰尘，要定期清理现场。1.2分析系统的工作情况、确定主要参数1.2.1工作情况的分析分析液压系统的工作情况指的是执行元件的负载分析和运动分析，即分析主机在工作过程中，各执行元件的负载和运动速度的变化规律。液压系统所承受的负载可由主机的规格确定，也可以由理论分析确定。负载通常包括：工作负载（切削力、挤压力、弹性塑性变形抗力、重力等）、阻力负载（摩擦力、背压力）、和惯性力等。1.2.2液压缸的基本参数压头液压缸的基本参数确定液压缸的主要尺寸为缸筒内径、活塞直径、缸筒长度以及缸筒壁厚等。工作负载液压缸工作负载R是指工作机构在满负载情况下，以一定加速度启动时对液压缸产生的阻力，即R式中RlRfRg工作速度和速比液压缸的工作速度与其输入流量和活塞的面积有关。无杆腔进油时，活塞或缸体的工作速度为4QηvΠ有杆端进油时的速度v1=4Q如果工作机构对液压缸的工作速度有一定要求时，应根据所需的工作速度和已选定的泵的流量来确定缸径；推力和速度都有要求时，可根据速度和缸径来选择泵；在速度没有要求时，则可根据已选定的泵和缸来确定工作速度。双作用液压缸，其往返运动的速比为φ=除了特殊要求的场合外，速比不宜过小或者过大，以免发生过大的被压或者活塞杆太细，稳定性不好。φ值可按JB2183-77中所制定的标准选用，工作压力高的液压缸选用大值，工作压力小的则选小值。缸筒内径根据公式F=PA，其中F——活塞所需的推力；P——工作压力；A——活塞应有的有效面积。由已知，压头压实压力Py压头压缩力Fy=25F=（25-1）ⅹ103P=10ⅹ106得A=FP=235200N又A=ΠD²/4，其中D——缸筒内径。代入A的值，解得D≈173mm。缸筒内径按GB2348-80，查表圆整为180mm活塞直径取为d=0.6D=0.6ⅹ180=108mm圆整为110mm。所以活塞的面积A=ΠD²4=Π活塞杆的面积A1=Π（D2最小导向长度当活塞杆全部外伸时，从活塞杆支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度。对于一般的液压缸，其最小导向长度应该满足下面的公式要求：H≥L其中；L——液压缸最大工作行程由垃圾块重大约m=1t，密度为0.5t/m³得垃圾块体积V=m/ρ=2m³根据压缩机占地面积，取垃圾块尺寸：长ⅹ宽=2400ⅹ1200得所压垃圾块高约0.7mm活塞杆行程L=垃圾块最大高度及所留间隙总为1500mm+小车高度约1330mm+压头压入提箱内最大深度700mm=3530mmD——缸筒内径，D=180mm。则H≥L20+D活塞长度：B=0.8D=144mm取B=160mm活塞杆导向长度：A=0.6~1.5d=66~165mm取A=125mm由A液压缸的结构强度计算和稳定校验（1）缸壁强度校核若壁厚δ/D=0.08，其中D=180mm得δ≤14.4mm可按薄壁公式校验其强度，即δ≥P式中：Pmaxδ——缸筒材料许用应力。δ=δbn，由缸筒材料为45号钢，查得δbn为安全系数，一般取n=5.代入数据，得δ≥PmaxD2符合条件。（2）活塞杆强度及液压杆稳定性的计算活塞杆强度活塞杆强度可由下列公式推出d≥4RR——工作负荷通过查表，得知45号钢的抗拉强度σbR=Fηη=0.95η1σs=σb=464MPad≥4Rd≥4=61.6mmd=110mm≥61.6mm所以活塞杆强度合格。单杆双作用液压缸往返运动的速度比φ为：φ=V1V2=180²−110²180²V2=0.02V1V2（3）稳定性计算稳定性计算，是指防止结构构件失稳的计算。分整体失稳与局部失稳，平面内失稳与平面外失稳，及弹性状态、弹塑性状态与塑性状态失稳。一般而言，短行程液压缸在轴向力作用下仍能保持原有的线性平衡状态，可以认为是简单的压杆或拉杆。但实际上液压缸是汽缸体、活塞和活塞杆组合体。由于活塞与缸体之间以及活塞杆与导杆之间的配合间隙，加工缸体的自重和载荷偏心会产生纵向弯曲。所以负载和支柱在压力下的情况很相似。当活塞行程大于壁纸1/d>10时，活塞杆承受的压力大于一定值时，液压缸会出现纵向弯曲，因此在确定活塞杆直径时，除了满足强度要求外，还应根据液压缸的支承形式进行充分的校核计算。根据材料力学关于压杆稳定性的理论，一根受压直杆，在其轴向负载Fr超过稳定临界力FkF≤F式中：F——液压缸的最大推力，F=FRFkηk——稳定安全系数，一般取η液压缸稳定临界力Fk当λ=μlt＞Fk=式中λ——活塞杆的柔性系数μ——不同支撑形式的液压变换成两端铰支压杆时的长度折算系数，查手册可知μ=2。L——活塞杆计算长度，其值与活塞行程和液压缸的支撑形式有关。即液压缸安装长度（m）。E——活塞杆材料的纵向弹性模数（Pa），对于钢材E=2.1×1011J——活塞断面的最小惯性矩J=πd4R——活塞杆断面的回转半径，r=J45号钢的为λ1当λ1＞λ＞λFk=A（a-b）λ式中：λ2A——活塞杆断面面积，A=πd²a和b——有关活塞杆的材料的相关系数（查表）。Fk=A（a-b）即Fk=π²EJ（取ηk=4，F≤Fkη安全系数计算得n=Fk/F1.3制定液压系统方案1.1.1制定压力控制方案液压执行机构在工作的时候，需要系统在一定的压力范围内工作，有的需要多级或非极点连续调压。在节流调速系统中，一般采用定量泵供油，安全阀用于安全保护。在本次设计的液压系统中，需要小流量的高压油，所以要考虑用高压回路来获得高压，而不是单一的高压泵。液压执行机构在工作循环中，一定时间内不需要供油，且不方便停泵的情况下，需要考虑卸油回路的选择。在卸荷时，应考虑安装电磁溢流阀。电磁溢流阀工作时，是利用弹簧的压力来调节、控制液压油的压力大小。当液压油的压力小于工作需要压力时，阀芯被弹簧压在液压油的流入口，液压油的压力越大，阀芯被液压油顶起得越髙。电磁溢流阀主要是由阀体、阀芯、弹簧和调节螺钉组成。球形阀用在低压、小流量液压系统中；锥形阀用在较高压小流量液压系统中，锥形阀的阀芯密封效果好于球形阀。溢流阀的作用是能够防止液压系统中的液压油压力超出额定负荷，起安全保护作用。另外，溢流阀与节流阀配合，节流阀调节液压油的流量大小，可控制活塞的移动速度。1.1.2选择液压动力源液压是传动方式的一种，液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能来传递动力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置、液体介质。液压缸的作用是将液体的压力能转换为机械能，从而获得需要的直线往复运动。通过查阅资料和表格可知，35MPa以下，适用轴向柱塞泵；35-70MPa，适用径向柱塞泵；70-250MPa，适用气动泵或液液增压器。根据本次设计，选用轴向柱塞泵较为合适。轴向柱塞泵轴向柱塞泵是采用