【《装载机液压缸的设计计算案例》5300字】

装载机液压缸的设计计算案例目录TOC\o"1-2"\h\u139装载机液压缸的设计计算案例 1183861.1转斗油缸的设计 1164041.2动臂举升油缸的设计 129581.3泵的选用 21121331.4油箱的设计 2152951.5阀的选择 221.1转斗油缸的设计1.1.1作用力的确定N=GsL式中支点至前轮距离；由图得L=2162mm前轴到重心的距离；自重力，；N=图1.1转斗油缸作用力分析图轮式装载机设计取(3-2)取(3-1)因(3-3)其中为铲斗自重力QUOTEL1QUOTEL3==则每只转斗油缸受力为：Fd=式中转斗油缸数；由于摩擦损失系数，取；=1n×1.1.2活塞活塞通过液压沿汽缸往复运动，因此必须与汽缸配合适当。更加紧凑，最小的起压力也升高了，机械效率得到了降低。(3-5)式中油缸的工作压力，取=MPa；QUOTEηm油缸的机械效率，QUOTEηm=～，平均取0.95；D油缸缸径，mm;=4×42607716×π×0.95查表1.1由于得到的工作直径约为为620mm，选择直径=。根据实际的不同工作场景采用动力传感器的结合式活塞,密封机构分别为o型和y形。活塞材料使用35钢。取系数为0.6时，活塞宽度如下:(3-5)=表1.1工程液压缸技术参数缸径/mm活塞杆直径/mm推力/N额定工作压力12MPa1.331.462拉力6432354520100371034470244309046506010179876140703705791014170801002463001847301678801276401809110012540715230534028149021070020210011014550266037691035766025635025026140180785408589050539100377250活塞外径的公差与其他测量方法配合的测量可以选择f9,外部表面的椭圆度和其他圆柱程度都不超过外径公差的1/2。1.1.3活塞杆活塞杆在一个以驱动液压缸为基础传递中心能量的传动系统中一直以来是主要的传动零件,它本身可以同时承受多种机械作用力,包括弯曲、拉力和运动压力等,一定程度需要使它具备一个足够的整体机械运动刚度和高强性部件来进行支撑。查表4表1.2公称压力表公称压力/≤1012.5～20＞201.331.46，22由于，故选取为：活塞杆直径d根据即面积比𝝋来确定：d=Dϕ−1ϕ式中d-活塞直径，mm；φ-往复运动速比；d=200按标准选取由于本次工程根据液压缸的结构特性和所需使用的技术要求进行规格,又由此公式可知:最大运动行程,推力504560N，拉力374590N。活塞杆在指定工况下,只能同时接受一个拉动轴向的稳定推力或载荷拉动,可近似为一种使用一个轴向垂直杆加起来只能承受一个拉动轴向载荷的简单滑动强度。该计算公式用来进行强度计算:对于滑动时的稳定活塞杆强度应该确定是否能够滑入滑动引导保护套，在安装时候的活塞颈和驱动外环的双向同轴转动程度及其公差范围应当最小不得大于超过0.01mm。为了充分保证高速活塞传动外环和其他活塞传动外环的相同传动轴度,应避免活塞与气缸之间的锁紧,以及活塞杆和导套之间。安装时将活塞的动力杆在轴承肩端和活塞动力杆轴之间的垂直程度公差设置为0.02mm/100mm,以确保在动力杆上安装时不会造成倾斜。为了大大提高每个活塞杆的摩擦抗磨性和对其耐化学氧化性的能力,对每个活塞杆的三个表面分别对其进行了三层电镀、抛光和涂层喷涂。活塞杆强度计算：(3-7)其中――直径，――作用力，――许用应力.，取n=3则(3-8)式中：――拉力，――危险截面直径，1.1.4缸筒（1）流量的计算活塞的快速移动率通常是一种指在一定的时间单位运动时间内用电动压力机或油压机来快速推动一个活塞。根据操作条件，速度v确定如下：v=0.13m/s=6.2m/min事实上,活塞在运动过程中的每一个末端都会经历一个最大的加速度和减慢阶段,这个加速度的数值就是最大的运动速度。流量就是每一个单位的时间流过的有效的横向截面上液体所消耗的能源。(3-9)式中：Q-以一定的时间内,油液流经该油缸的有效横截面体积，L/V-单位时间内油液通过油缸的流速，m/min；t-油液通过油缸单位时间,min;由于容积效率：=1伸出时：Q=π4η式中：――内径，mm；Q=缩回时,取=Q=π4η式中：――内径，mm；――直径，mm；Q=（2）缸筒材料的选择采用法兰连接筒体的优点是结构简单和易于处理;缺点是筒体重量大和外径大,一般情况下要求筒体材料必须具有足够的强度、冲击力强度和良好的焊接性能，σb=650MPa，σs=285MPa，（3）缸筒其他参数的计算缸筒底部厚度的计算：≥(3-12)式中：――筒内最大工作压力，；――缸筒内径，mm；[]――筒体基底涂层材料的许用性及应力。则缸筒底部厚度为：δ缸体长度的确定：一般来说,液压传动缸的固定内径长度不得超过其内径20至40倍。所以长度螺钉的选取：根据实际情况具体参数为：(公称)=37.38mm(公称)=19.7mm(最小)=0.7mm(最小)=38.5mm(最大)=11.5mm(最大)=35.4mm(公称)：60～300mm全螺纹长度：70～200mm表面处理：不经处理螺纹公差：9g螺纹处的拉应力：σ=KFπ式中：――螺栓的数量，；――承受的最大推力，；――小径，；――拧紧系数，K=2.6～4；σ=KF缸筒头部法兰厚度：(3-14)式中：实际工况确定；――外圆半径，——许用应力，，取1.2――最大压力，可根据下式计算得到：所以取法兰厚度为：16.4缸盖厚度的确定：无孔时：≥(3-15)有孔时：≥(3-16)式中σ——许用应力，；——孔的直径，mm；——缸体内径，mm；——缸盖厚度，mm；——最大工作压力，；因为缸盖上无进出有孔，故t=34mm缸筒制造加工要求：缸筒内径D采用H6或H7级配合，Ra值一般为0.15～0.33μm。1.1.5活塞杆的校核（1）按强度条件校核一般可以明确定义如下为n=1。长度L≤11d时，校核活塞杆直径d(m)实际长度为L=1214mm，所以由(3-17)式中：——安全系数取1.4——材料屈服极限（）；——推力；[]——许用应力（）；[]=式中：则（2）按弯曲稳定性校核当活塞杆全部伸出后，L=1815mm>，。图1.2活塞杆稳定性校核计算：E1=E(1+a)(1+b)I=πd4FK=πE1(3-21)符合条件式中：――屈服极限，；――横截面惯性矩，；――截面；――导向系数；――安全系数取1.6；――弹性模数；――缺陷系数取；――材料的弹性模数；――临界压缩力，；EI=πF1.1.6卡环连接的计算卡环的强度计算：切应力：τ=pD1式中：——卡环厚度，mm；——工作压力，；卡环连接轴径为，L=30mmτ=故卡环强度条件满足。1.1.7活塞杆的导向套用于导杆，并配有密封装置，以确保气缸与杆腔密封。轴瓦和端盖类型。导向套滑动面的长度，在缸筒大于80mm时，=（～）取A=120mm1.1.8油口其中油嘴由一个水平阀门组成,其中包含一个水平阀门孔和一个水平阀门连接的螺纹。液压气缸的入图1.3油口结构图油口结构如图1.3查表1.3得：表1.3油口的结构16MPa中型内径DECEE规格EE0-1.4EA0.24ED矩形法兰EE0-1.5EA0.25EB0.256780M27×217161528.7M8×1.35171317.539.1100175M33×220202038.5M8×1.95191721.248.7168200M42×225352545.8M10×1.252826.251.41.2动臂举升油缸的设计1.2.1作用力的确定假定最大的阻力为N图1.4举升油缸受力分析图取(3-24)式中——自重力，Gg=15000每只动臂油缸受力为Fb=式中：——摩擦系数；——油缸数；故得QUOTEFb=Fb=1.2.2活塞(3-26)式中：−−−−油缸的工作压力，取——油缸的机械效率，主要考虑密封处的摩擦损失，ηD=4F查表3，又由于考虑到液压缸的活塞行程大约为670mm左右,故选择其缸径:根据实际取系数为0.6时，活塞宽度如下:活塞外径测量方法配合的测量可以选择f9,外部表面的椭圆度和其他圆柱程度都不超过外径公差的1/2。1.2.3活塞杆活塞杆在一个以驱动液压缸为基础传递中心能量的传动系统中一直以来是主要的传动零件,它本身可以同时承受多种机械作用力,包括弯曲、拉力和运动压力等,一定程度需要使它具备一个足够的整体机械运动刚度和高强性部件来进行支撑。查表4由于，故选取为：=1.46对于双作用单边活塞杆液压缸，其活塞杆直径d根据往复运动速比φ来确定：(3-27)式中：d-活塞直径，mm；φ-往复运动速比；d=180按标准d=100mm最大行程4000mm，推力407850N，拉力281690N。活塞杆在指定工况下,只能同时接受一个拉动轴向的稳定推力或载荷拉动,可近似为一种使用一个轴向垂直杆加起来只能承受一个拉动轴向载荷的简单滑动强度。该计算公式用来进行强度计算:对于滑动时的稳定活塞杆强度应该确定是否能够滑入滑动引导保护套，在安装时候的活塞颈和驱动外环的双向同轴转动程度及其公差范围应当最小不得大于超过0.01mm。为了充分保证高速活塞传动外环和其他活塞传动外环的相同传动轴度,应避免活塞与气缸之间的锁紧,以及活塞杆和导套之间。安装时将活塞的动力杆在轴承肩端和活塞动力杆轴之间的垂直程度公差设置为0.02mm/100mm,以确保在动力杆上安装时不会造成倾斜。为了大大提高每个活塞杆的摩擦抗磨性和对其耐化学氧化性的能力,对每个活塞杆的三个表面分别对其进行了三层电镀、抛光和涂层喷涂。活塞杆的强度计算：(3-28)满足条件式中：――直径，――作用力，――许用应力.，取n=3则(3-29)式中：――拉力，――危险截面直径，满足条件1.2.4缸筒(1)流量的计算活塞的快速移动率通常是一种指在一定的时间单位运动时间内用电动压力机或油压机来快速推动一个活塞。根据操作条件，速度v确定如下：v=0.13m/s=6.2m/min事实上,活塞在运动过程中的每一个末端都会经历一个最大的加速度和减慢阶段,这个加速度的数值就是最大的运动速度。流量就是每一个单位的时间流过的有效的横向截面上液体所消耗的能源。(3-30)式中：Q-单位时间内油液通过油缸有效截面的体积，L/V-单位时间内油液通过油缸的流速，m/min；t-油液通过油缸单位时间,min;由于容积效率：=1伸出时：Q=π4η式中：――液压缸内径，mm；Q=缩回时,取=Q=π4η式中：――直径，mm；――内径，mm；Q=(2)缸筒材料的选择采用法兰连接筒体的优点是结构简单和易于处理;缺点是筒体重量大和外径大,一般情况下要求筒体材料必须具有足够的强度、冲击力强度和良好的焊接性能，σb=650MPa，σs=285MPa，（3）缸筒其他参数的计算缸筒底部厚度：缸筒底部厚度的计算：P[σ](3-33)式中：[――工作压力，――内径，mm；则缸筒底部厚度为：δ缸体长度的确定：一般来说,液压传动缸的固定内径长度不得超过其内径20至40倍。长度L=850mm缸盖厚度的确定：无孔时：p[σ](3-34)式中：σ——内径，mm；——厚度，mm；t=27mm1.2.5活塞杆的校核（1）按强度条件校核根据实际工况n=1。长度L≤11d时，校核活塞杆直径d(m)实际长度为L=1087mm，所以由(3-35)式中：——安全系数取1.4——材料屈服极限（）；——推力；[]——许用应力（）；[]=式中：则（2）按弯曲稳定性校核当活塞杆全部伸出后，L=1860mm>10d，应进行稳定性校核。计算：(3-36)(3-37)(3-38)(3-39)符合条件式中：――屈服极限，；――横截面惯性矩，；――截面；――导向系数；――安全系数取1.6；――弹性模数；――缺陷系数取；――材料的弹性模数；――临界压缩力，；EI=πFF1.2.6卡环连接的计算卡环的强度计算：切应力(3-40)式中：——工作压力，D——厚度，mm；卡环连接轴径为，τ=故卡环强度条件满足。1.2.7活塞杆的导向套用于导杆，并配有密封装置，以确保气缸与杆腔密封。轴瓦和端盖类型。导向套滑动面的长度A，在缸筒大于80mm时，取1.3泵的选用驱动臂的油缸主要是用于提升驱动臂以及从装载机中提取的物料,钢包围绕着驱动臂的支点沿一个弧形方向旋转,泵的流量相应略微地超过了液压马达和液压缸的流量之和,在一般压力下的范围内可