液压缸设计分析

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液压缸的设计计算

液压缸的设计计算

液压缸的设计计算液压缸设计计算是液压系统设计的关键部分之一,液压缸通过液压油的压力作用,将液压能转化为机械能。

液压缸的设计需要考虑液压缸的工作条件、负载要求、速度要求等多个因素。

下面是液压缸设计计算的一些关键要点。

液压缸设计前需要明确以下几个参数:(1)负载:液压缸要承受的最大负载。

(2)行程:液压缸的活塞行程,即活塞从一个极限位置到另一个极限位置的移动距离。

(3)速度:液压缸的移动速度要求。

(4)传动方式:液压缸的传动方式有单杆式和双杆式,单杆式主要用于简单操作,而双杆式适用于更复杂的应用场景。

(5)工作压力:液压缸的额定工作压力,一般由液压系统的工作压力决定。

在设计液压缸时,需要进行以下计算和选型:(1)工作压力的计算:根据液压缸所需承受的最大负载和速度要求,计算出液压缸所需的工作压力。

工作压力计算公式为:工作压力=功率÷斜杠(活塞面积×张角因数)活塞面积=π×活塞直径²÷4张角因数根据活塞材料和工作环境选取合适的值。

(2)液压缸尺寸的计算:根据所需承受的最大负载和工作压力,计算出液压缸的尺寸。

液压缸尺寸计算公式为:活塞面积=承受的负载÷工作压力活塞直径=(4×活塞面积÷π)^0.5根据液压缸的类型和具体要求,还需要进行一些其他计算,如活塞杆直径、带式液压缸的带宽和带材厚度的计算等。

(3)液压缸速度的计算:根据液压缸的移动速度要求,结合液压缸的流量特性和阀门的流量系数等参数,计算出所需的液压缸速度。

液压缸速度计算公式为:流量=活塞面积×速度速度=流量÷活塞面积其中,流量需要根据阀门流量系数、压差等因素计算得出。

为了确保液压缸的工作效果和可靠性,设计时还需要考虑液压缸的密封性、液压阀的选型、活塞材料的选择和润滑等方面的计算和选型。

总结起来,液压缸的设计计算包括工作压力的计算、液压缸尺寸的计算以及液压缸速度的计算等。

液压油缸的主要设计技术参数

液压油缸的主要设计技术参数

液压油缸的主要设计技术参数
真实
一、安装和机械
1、安装
在安装液压油缸时应考虑如下因素:
(1)确定油缸的中心位置;
(2)确定油缸的正确位置,以便便于操作和维护;
(3)清楚理解油缸安装的物理限制,以便充分发挥油缸的机动性能;
(4)液压油缸的支架安装要紧固,以保证液压油缸稳定可靠;
(5)液压油缸的安装位置应尽量避免受污染;
(6)支撑架应具有良好的抗震性能;
(7)液压油缸的支架安装位置不应有明显裂缝;
(8)液压油缸安装的支架应考虑温度和机动性能;
2、轴座
(1)液压油缸的轴座是油缸安装和固定的重要部件,如果不进行正
确的轴座设计,可能会导致油缸工作不正常。

(2)液压油缸的轴座可以采用多种不同的材料,如钢板、木材、铝
合金、铁材等,依据实际情况选择。

(3)液压油缸的轴座不仅要考虑抗静态荷载的问题,还要设计具有可靠的抗振性能,以保证液压油缸能够正常工作。

(4)液压油缸的轴座设计时应考虑表面处理问题,严禁使用油污、焊渣等粗糙的表面处理方法,以保证液压油缸的精度和寿命。

液压缸结构设计及运行特性分析

液压缸结构设计及运行特性分析
Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s& S e a l s / No . 0 7 . 2 01 3
液压 缸结构 设计及 运行特性分析
刘 晓 明. 叶 玮
( 沈 阳工业 大学 电气 工程 学 院 , 辽宁 沈 阳 1 1 0 8 7 0 )
摘 要: 液 压 缸 作 为 液 压传 动 系统 关 键 零 部 件 之 一 . 其 动 作 可 靠 性 直 接影 响液 压 系 统 工 作 性 能 好 坏 。从 液 压 缸 可 靠 性 设 计 出 发 , 基 于液
析 了不 同结 构 参 数 下 速 度一 时 间特 性
关键词 : 液压缸 : 活塞 ; 缓 冲; 速 度 特性 中 图分 类 号 : T H1 3 7 . 5 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 8 — 0 8 1 3 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 0 0 1 7 — 0 5
h y d r a u l i c s y s t e m p e r f o r ma n c e . Co n s i d e i r n g t h e r e l i a b i l i t y d e s i g n o f h y d r a u l i c c y l i n d e r ,d e s c i r b i n g t h e s t r u c t u r e a n d wo r k i n g p i r n c i p l e o f t h e
压 缸 组 成 结 构 及 工 作原 理 . 对 液 压 缸 主要 结构 参 数 进 行 了设 计 与 强 度 校核 , 分 析 了液 压 缸 运 动 过 程 中 不 同 的 缓 冲 状 态 , 并 建 立 了相 应 的 流量方程 , 基 于能 最 守 恒 定 律 建 立 了 液压 缸往 复运 动 过 程 活 塞 力 平衡 方程 。通 过 建 模 仿 真 求 得 液 压 缸 运 动 过 程 速 度 一 时间特性曲线 , 分

液压缸的设计和计算

液压缸的设计和计算

液压缸设计和计算液压缸的设计和计算液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分,它是在对整个系统进行了工况分析,编制了负载图,选定了工作压力之后进行的; 一、设计依据:1了解和掌握液压缸在机械上的用途和动作要求;2了解液压缸的工作条件;3了解外部负载情况;4了解液压缸的最大行程,运动速度或时间,安装空间所允许的外形尺寸以及缸本身的动作;5设计已知液压系统的液压缸,应了解液压系统中液压泵的工作压力和流量的大小、管路的通径和布置情况、各液压阀的控制情况;6了解有关国家标准、技术规范及参考资料;二、设计原则:1保证缸运动的出力、速度和行程;2保证刚没各零部件有足够的强度、刚度和耐用性;3保证以上两个条件的前提下,尽量减小缸的外形尺寸;4在保证刚性能的前提下,尽量减少零件数量,简化结构;5要尽量避免缸承受横向负载,活塞杆工作时最好承受拉力,以免产生纵向弯曲;6缸的安装形式和活塞杆头部与外部负载的连接形式要合理,尽量减小活塞杆伸出后的有效安装长度,增加缸的稳定性;三、设计步骤:1根据设计依据,初步确定设计档案,会同有关人员进行技术经济分析;2对缸进行受力分析,选择液压缸的类型和各部分结构形式;3确定液压缸的工作参数和结构尺寸;4结构强度、刚度的计算和校核;5根据运动速度、工作出力和活塞直径,确定泵的压力和流量;6审定全部设计计算资料,进行修改补充;7导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计;8绘制装配图、零件图、编写设计说明书;四、液压缸设计中应注意的问题液压缸的设计和使用正确与否,直接影响到它的性能和是否易于发生故障;所以,在设计液压缸时,必须注意以下几点:1、尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载,或在受压状态下具有良好的稳定性;2、考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题;3、正确确定液压缸的安装、固定方式;4、液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计,尽可能做到结构简单、紧凑、加工、装配和维修方便;5、在保证能满足运动行程和负载力的条件下,应尽可能地缩小液压缸的轮廓尺寸;6、要保证密封可靠,防尘良好;五、计算液压缸的结构尺寸1、缸筒内径D 根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比,求得液压缸的有效工作面积,从而得到缸筒内径D,再从GB2348-80标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径;液压缸的有效工作面积为…… 24D p F A π== 以无杆腔作工作腔时………… p FD π4=以有杆腔作工作腔时………… 24d p F D +=π 2、活塞杆外径d 通常先从满足速度或速度比的要求来选择,然后再校核其结构强度和稳定性;若速度比为v λ,则 vv Dd λλ1-= 也可根据活塞杆受力状况来确定:受拉力作用时,d =~; 受压力作用时,则有3、缸筒长度L 缸筒长度L 由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定,即:l —— 活塞的最大工作行程;B —— 活塞宽度,一般为~1D ;A —— 活塞杆导向长度,取~D ;M —— 活塞杆密封长度,由密封方式定;C —— 其他长度; 注意:从制造工艺考虑,缸筒的长度最好不超过其内径的20倍;六、强度校核对液压缸的缸筒壁厚δ、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径,在高压系统中必须进行强度校核;1、缸筒壁厚校核δ 缸筒壁厚校核分薄壁和厚壁两种情况;当D/δ≥10时为薄壁,壁厚按下式进行校核:δ≥δδδ2[δ]当D/δ<10时为厚壁,壁厚按下式进行校核:δ≥δ2(√[δ]+0.4δδ[δ]−1.3δδ−1)pt ——缸筒试验压力,随缸的额定压力的不同取不同的值D ——缸筒内径σ——缸筒材料许用应力2、活塞杆直径校核活塞杆的直径d按下式进行校核:3、液压缸盖固定螺栓直径校核液压缸盖固定螺栓直径按下式计算:F ——液压缸负载k ——螺纹拧紧系数~Z ——固定螺栓个数σ——螺栓材料许用应力七、液压缸稳定性校核活塞杆轴向受压时,其直径d一般不小于长度L的1/15;当L/d≥15时,须进行稳定性校核,应使活塞杆承受的力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载Fk ,以免发生纵向弯曲,破坏液压缸的正常工作;Fk 的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及缸的安装方式等因素有关,验算可按材料力学有关公式进行;• 当活塞杆细长比 21/ψψ>k r l 时,则• 当活塞杆细长比21/ψψ≤k r l 且120~2021=ψψl -- 安装长度,其值与安装方式有关;Ψ1 -- 柔性系数,对钢取Ψ1=85;Ψ2 -- 末端系数,由液压缸支承方式决定;E -- 活塞杆材料的弹性模量,对钢取E=× 1011Pa ;J -- 活塞杆横截面惯性矩;A -- 活塞杆横截面面积;f -- 由材料强度决定的实验数值,对钢取f=×108 N /m2; α--系数,对钢取α=1/5000;rk --活塞杆横截面的最小回转半径;八、缓冲计算液压缸的缓冲计算主要是估计缓冲时缸中出现的最大冲击压力,以便用来校核缸筒强度、制动距离是否符合要求;液压缸在缓冲时,缓冲腔内产生的液压能E 1和工作部件产生的机械能E 2分别为:当E 1=E 2时,工作部件的机械能全部被缓冲腔液体所吸收,则有九、油缸的试验1.油缸试验压力,低于16MPa乘以工作压力的,高于16乘以工作压力的;2.最低启动压力:是指液压缸在无负载状态下的最低工作压力,它是反映液压缸零件制造和装配精度以及密封摩擦力大小的综合指标;3.最低稳定速度:是指液压缸在满负荷运动时没有爬行现象的最低运动速度,它没有统一指标,承担不同工作的液压缸,对最低稳定速度要求也不相同;4.内部泄漏:液压缸内部泄漏会降低容积效率,加剧油液的温升,影响液压缸的定位精度,使液压缸不能准确地、稳定地停在缸的某一位置;。

液压缸结构设计的特点分析

液压缸结构设计的特点分析

液压缸结构设计的特点分析摘要这篇结构设计论文发表了液压缸结构设计的特点分析,当前液压技术正在向高压、高速、大功率、高效率、低噪音、高可靠性和安全性、高集成化方向发展, 研发轻量化高性能的液压元这篇结构设计论文发表了液压缸结构设计的特点分析,当前液压技术正在向高压、高速、大功率、高效率、低噪音、高可靠性和安全性、高集成化方向发展, 研发轻量化高性能的液压元件是其重要的一环[1]。

液压缸作为液压系统的核心零部件之一, 轻量化是其发展的一个重要趋势。

关键词:结构设计论文投稿,液压缸;结构设计;运行特点随着机械工艺的不断发展与提升,液压传统系统已经被广泛地应用于各种不同类型的机械中,而液压缸则是液压传统系统中的核心部件,发挥着最为重要的作用。

液压缸的主要职责是借助液压油完成能量的传递,而能量的传递则是液压传统系统的中心环节,且借助于液压缸的运动,能够使液压转变为机械动能,从而使传动系统中的各个环节执行相应的运动指令。

1液压缸结构设计在液压传统系统中,液压缸是非常重要的能源执行元件,在特定功能的实现中发挥着关键性的作用,不仅如此,液压缸对液压传统系统的影响是全方位的,任何层面的问题,比如结构尺寸、性能等,都会对液压传动系统带来非常大的影响,甚至使得液压传统系统难以实现预期功能,因此,液压缸设计,特别是液压缸的结构设计就显得尤为必要。

在液压缸结构设计中重点需要处理好以下几点内容:第一、当液压缸没有活塞杆,直接连通油箱时,需要将活塞向右断开,同样的情形也表现在当有活塞杆但没有与高压油侧通时;第二、当活塞的两侧与高压油同时连通,在设计中需要根据两侧实际的承压面积,将活塞向左关闭;第三、活塞杆作为结构设计中的重点,在实际应用中经常出现滑动的现象,而导致此种现象的主要因素则是活塞杆的直径存在问题,因此,在活塞杆设计时,需要根据实际情况与需求,合理的设计活塞杆的直径,避免故障的发生。

不仅如此,在液压缸的结构设计中,还要做好直径计算与校核、厚度计算与校核、长度计算与校核的工作。

液压油缸的主要设计技术参数

液压油缸的主要设计技术参数

液压油缸的主要设计技术参数液压油缸是一种将液压能转化为机械能的装置,广泛应用于各种工业设备和机械系统中。

它主要由活塞、油缸、活塞杆、密封件等组成。

设计液压油缸时需考虑诸多技术参数,以下是其中一些重要的参数和设计技术。

1.力量参数:液压油缸的力量参数是指油缸的额定工作压力和最大工作压力。

额定工作压力是指油缸可承受的标准工作压力,最大工作压力是指油缸在短时间内承受的最大压力。

2.动作方式:液压油缸的动作方式可分为单作用和双作用两种。

单作用油缸只能在一侧施加力量,复位需要外力或其他方式来实现;双作用油缸既可以在两侧施加力量,也可以通过外力和其他方式复位。

3.排量:液压油缸的排量是指油缸在单位时间内所能排出的工作油量。

排量大小直接影响油缸的工作速度和效率。

4.动作速度:液压油缸的动作速度是指油缸在工作过程中活塞移动的速度。

速度大小取决于油缸的排量和工作流量。

5.有效工作行程:液压油缸的有效工作行程是指活塞在油缸内可移动的距离,也即活塞杆的伸缩长度。

有效工作行程需要根据具体工作需要进行设计。

6.密封性能:液压油缸在工作过程中需要保持较好的密封性能,以防止液压油泄露,影响工作效果。

常用的密封件有活塞密封、油缸密封、活塞杆密封等。

7.轴向刚度和载荷特征:液压油缸的轴向刚度和载荷特征是指油缸在承受力量时的变形情况。

设计时需考虑油缸的承载能力和支撑结构的稳定性。

8.外部环境适应性:液压油缸在设计时还需考虑其外部环境适应性,包括耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等。

9.运行可靠性:设计液压油缸时需确保其运行可靠性,包括油缸的长寿命、稳定性和操作可靠性。

10.成本和效益:液压油缸的设计还需考虑成本和效益问题,以确保在满足需求的基础上,尽量降低成本和提高效益。

综上所述,液压油缸的设计技术参数包括力量参数、动作方式、排量、动作速度、有效工作行程、密封性能、轴向刚度和载荷特征、外部环境适应性、运行可靠性以及成本和效益等。

这些参数的合理设计和选择,对液压油缸的性能和工作效果至关重要。

液压油缸设计手册

液压油缸设计手册

液压油缸设计手册第一章:液压油缸概述1.1 液压油缸的定义和作用液压油缸是一种常用的液压执行元件,利用液压油在缸体中的压力变化,产生线性运动或者转动,用于实现各种机械装置的动作控制。

液压油缸广泛应用于冶金、石化、建筑、造船、机械制造等领域。

1.2 液压油缸的结构和工作原理液压油缸通常由缸体、活塞、密封件、进出油口、安装支架等组成。

其工作原理是通过控制油液的流入和流出,使得油缸内部产生一定的压力,从而驱动活塞做直线运动或旋转运动。

第二章:液压油缸设计原理2.1 液压油缸的选型原则在设计液压油缸时,应考虑载荷大小、工作环境、运动速度、活塞行程等因素,选择适合的型号和规格的液压油缸。

2.2 液压油缸的密封性能设计密封性是液压油缸的重要性能指标,设计时应考虑密封件的选择、布局和工作条件,以确保液压油缸的密封可靠性。

2.3 液压油缸的安全性设计在设计液压油缸时,应考虑其在工作过程中可能遇到的过载、压力变化、温度变化等情况,设计相应的安全保护装置和控制系统,以确保液压油缸的安全可靠运行。

第三章:液压油缸的结构设计3.1 缸体和活塞的材料选择液压油缸的缸体和活塞通常由优质碳素钢、合金钢或不锈钢制成,设计时需考虑材料的强度、刚性、耐磨性和耐腐蚀性等性能。

3.2 活塞杆的设计活塞杆是液压油缸的重要部件,设计时需考虑其长度、直径、表面硬度和表面光洁度等参数,以确保活塞杆的工作可靠性和寿命。

3.3 密封件的设计液压油缸的密封件包括活塞密封、杆密封、缸体密封等,设计时需选择适合的密封材料和结构,以确保液压油缸具有良好的密封性能。

第四章:液压油缸的应用和维护4.1 液压油缸的应用范围液压油缸广泛应用于各种工程机械、航空航天、船舶、起重装备、冶金设备等领域,可实现各种复杂机械动作的控制。

4.2 液压油缸的维护和保养液压油缸在使用过程中需要定期检查和维护,包括液压油的更换、密封件的检查、活塞杆的清洁和润滑等,以保证液压油缸的正常工作。

液压油缸设计手册

液压油缸设计手册

液压油缸设计手册摘要:1.液压油缸设计概述2.液压油缸的组成部分3.液压油缸的设计原则与方法4.液压油缸的性能参数5.液压油缸的应用领域6.液压油缸的选用与安装7.液压油缸的维护与故障排除8.液压油缸的设计案例分析正文:一、液压油缸设计概述液压油缸作为液压传动系统的重要组成部分,广泛应用于各种工程机械、自动化设备和工业领域。

液压油缸的设计涉及到力学、材料科学、热处理技术等多个方面,合理的設計可以提高液压油缸的使用寿命、工作效率和安全性。

二、液压油缸的组成部分液压油缸主要由缸体、活塞、密封装置、导向装置、驱动装置等组成。

各部分之间相互配合,完成液压油的吸入、压力传递、动作控制等功能。

三、液压油缸的设计原则与方法1.设计原则:液压油缸设计应满足使用要求,确保安全可靠,力求结构简单、紧凑,降低成本。

2.设计方法:根据液压油缸的使用条件,确定其主要尺寸、材料、密封形式等,进行结构设计,然后校核强度、刚度、稳定性等性能。

四、液压油缸的性能参数液压油缸的性能参数主要包括工作压力、行程、活塞面积、承载能力等。

设计时应根据实际工况,合理选择性能参数,使之满足使用要求。

五、液压油缸的应用领域液压油缸在工程机械、冶金设备、汽车制造、航空航天、船舶等领域有着广泛的应用。

不同领域的液压油缸有着不同的使用要求和技术特点。

六、液压油缸的选用与安装1.选用液压油缸时,应根据使用条件选择合适的结构形式、材料、密封形式等。

2.安装液压油缸时,要注意安装位置、方向、支撑结构等,确保液压油缸能正常工作。

七、液压油缸的维护与故障排除1.定期检查液压油缸的密封性能、油液质量、活塞运动情况等,及时更换密封件、添加油液。

2.遇到故障时,可通过外观检查、拆卸检查、试验等方法,找出故障原因,并进行排除。

八、液压油缸的设计案例分析通过对实际工程中的液压油缸设计案例进行分析,探讨液压油缸设计中应注意的问题,为液压油缸设计提供参考。

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第一章液压系统设计1.1液压系统分析1.1.1 液压缸动作过程3150KN热压成型机液压系统属于中高压液压系统,涉及快慢速切换、多级调压、保压补压等多个典型的液压回路。

工作过程为电机启动滑块快速下行滑块慢速下行保压预卸滑块慢速回程滑块快速回程推拉缸推出推拉缸拉回循环结束。

按液压机床类型初选液压缸的工作压力为28Mpa,根据快进和快退速度要求,采用单杆活塞液压缸。

1.1.2液压系统设计参数(1)合模力;(2)最大液压压28Mp;(3)主缸行程700㎜;(4)主缸速度υ快=38㎜/s、υ慢=4.85㎜/s。

1.1.2分析负载(一)外负载压制过程中产生的最大压力,即合模力。

(二)惯性负载设活塞杆的总质量m=100Kg,取△t=0.25s(三)阻力负载活塞杆竖直方向的自重活塞杆质量m≈1000Kg,同时设活塞杆所受的径向力等于重力。

静摩擦阻力动摩擦阻力由此得出液压缸在各个工作阶段的负载如表****所示。

表*** 液压缸在各个工作阶段的负载F工况负载组成负载值F工况负载组成负载值F 启动981保压3150×103加速537补压3150×103快速491快退+G10301按上表绘制负载图如图***所示。

F/N v/mm·s-1537 491981 384.850 l/mm 0 l/mm-491 -981 -38由已知速度υ快=38㎜/s、υ慢=4.85㎜/s和液压缸行程s=700mm,绘制简略速度图,如图***所示。

1.2确定执行元件主要参数1.2.1 液压缸的计算(一)液压缸承受的合模力为3150KN,最大压力p1=28Mp。

鉴于整个工作过程要完成快进、快退以及慢进、慢退,因此液压缸选用单活塞杆式的。

在液压缸活塞往复运动速度有要求的情况下,活塞杆直径d根据液压缸工作压力选取。

由合模力和负载计算液压缸的面积。

将这些直径按GB/T 2348—2001以及液压缸标准圆整成就近标准值,得:由此得液压缸两腔的实际有效面积(二)确定液压缸壁厚根据公式计算液压缸壁厚。

式中:δ=管壁厚 mmP=最大压力 kg/cm2D=液压缸内径 mm许用应力,[]=,n为安全系数,此处取n=5。

=抗拉强度最低值设定油缸用料45#,抗拉强度600Mp,最大压力28MP,管内径400mm,则最小壁厚,此处取壁厚δ=60㎜。

(三)液压缸及活塞杆长度的确定(1)液压缸工作行程长度 =700mm。

(2)最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时,从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H称为最小导向长度。

如果导向长度过小,将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大,影响液压缸的稳定性,因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。

对一般的液压缸,最小导向长度H应满足以下要求:式中:L——活塞杆的最大行程;D——液压缸的内径。

l,根据液压缸内径D而定;活塞的宽度B一般取B=(0.610)D;缸盖滑动支承面的长度1当D<80mm时,取;当D>80mm时,取。

l和B都是不适宜的,必要时可在缸盖与活塞之间为保证最小导向长度H,若过分增大1增加一隔套K来增加H的值。

隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定,即滑台液压缸:最小导向长度:取 H=240mm活塞宽度:B=0.6D=240mm缸盖滑动支承面长度:㎜隔套长度:。

液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。

缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。

一般液压缸缸体长度不应大于内径的2030倍。

液压缸:缸体内部长度,即活塞杆长度(四)活塞杆稳定性校核活塞杆受轴向负载,其值F超过某一临界值,就会失去稳定。

活塞杆稳定性按下式进行校核。

式中:——安全系数,一般取2 4,此处取。

活塞杆长细比940/280=3.36当活塞杆的长细比时,且时式中:——安装长度,其值与安装方式有关;——活塞杆横截面最小回转半径,;——柔性系数;——由液压缸支撑方式决定的末端系数;E——活塞杆材料的弹性模量,对钢,可取——活塞杆横截面惯性矩;——活塞杆横截面积;——由材料强度决定的实验值;——系数。

以上各值参考章宏甲主编《液压与气压传动》第二版130页液压缸强度校核中表3-4、表3-5所取。

2.2 液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后,就进行各部分的结构设计。

主要包括:缸体与缸盖的连接结构、活塞与活塞杆的连接结构、活塞杆导向部分结构、密封装置、排气装置及液压缸的安装连接结构等。

由于工作条件不同,结构形式也各不相同。

设计时根据具体情况进行选择。

设计计算过程1)缸体与缸盖的连接形式缸体与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。

本次设计中采用外半环连接,如下图所示:缸体与缸盖外半环连接方式优点:(1)结构较简单;(2)加工装配方便。

缺点:(1)外型尺寸大;(2)缸筒开槽,削弱了强度,需增加缸筒壁厚2)活塞杆与活塞的连接结构。

参阅<<液压系统设计简明手册>>P15表2-8,采用组合式结构中的螺纹连接。

如下图2所示:图2 活塞杆与活塞螺纹连接方式特点:结构简单,在振动的工作条件下容易松动,必须用锁紧装置。

应用较多,如组合机床与工程机械上的液压缸。

2)活塞杆导向部分的结构(1)活塞杆导向部分的结构,包括活塞杆与端盖、导向套的结构,以及密封、防尘和锁紧装置等。

导向套的结构可以做成端盖整体式直接导向,也可做成与端盖分开的导向套结构。

后者导向套磨损后便于更换,所以应用较普遍。

导向套的位置可安装在密封圈的内侧,也可以装在外侧。

机床和工程机械中一般采用装在内侧的结构,有利于导向套的润滑;而油压机常采用装在外侧的结构,在高压下工作时,使密封圈有足够的油压将唇边张开,以提高密封性能。

参阅<<液压系统设计简明手册>>P16表2-9,在本次设计中,采用导向套导向的结构形式,其特点为:导向套与活塞杆接触支承导向,磨损后便于更换,导向套也可用耐磨材料。

盖与杆的密封常采用Y形、V形密封装置。

密封可靠适用于中高压液压缸。

防尘方式常用J形或三角形防尘装置活塞及活塞杆处密封圈的选用活塞及活塞杆处的密封圈的选用,应根据密封的部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。

参阅<<液压系统设计简明手册>>P17表2-10,在本次设计中采用O形密封圈。

活塞杆的计算及校核1.强度校核由以上计算有:活塞杆直径d=0.3m。

按公式进行校核。

式中:F——活塞杆上的作用力。

--活塞杆材料的许用应力,。

经过计算得=96.7mm,显然d=300mm﹥96.7mm。

2. 稳定性校核活塞杆受轴向压缩时,其值F 就会超过某一临界值F k ,就会失去稳定性。

活塞杆的稳定性按下式进行校核。

式中:——安全系数,一般取24。

此处取4。

1.强度校核由以上计算有:活塞杆直径d=0.3m 。

按公式进行校核。

式中:F ——活塞杆上的作用力。

--活塞杆材料的许用应力,经过计算得=96.7mm ,显然d=300mm ﹥96.7mm 。

2. 稳定性校核活塞杆受轴向压缩时,其值F 就会超过某一临界值F k ,就会失去稳定性。

活塞杆的稳定性按下式进行校核。

式中:——安全系数,一般取24。

此处取4。

1.3确定液压系统方案 1.3.1设计液压系统方案由于该热压成型机是固定式机械,且不存在外负载对系统做功的工况,由表***知,此热压机液压系统功率大,运动速度小,工作负载变化也小。

表***液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值工况负载 F/N回油腔压力 /Mp进油腔压力 /Mp 输入流量 输入功率 P/kW计算式启动 981 0 0.508 ——/加速 537 0.70.811恒速4910.8104.776 3.869慢速下0.7200.61212.2/保压0.726.4600 0/返回103010.7 1.796 2.09 6.002/注:液压缸的机械效率取,从表中可以看出,在此液压系统的工作循环内,液压缸要求油源交替的提供低压大流量和高压小流量的油液。

液压缸完成工作所需的时间范围为:设活塞杆快速行进的长度为620mm,慢速行进的路程为80mm,则有:液压缸一个循环的工时间较长,可选用双联泵的方式进行供油。

1.3.2确定系统方案,拟定液压系统图(一)设计液压系统方案由于该液压机是固定式机械,存在负载制动过程,由表***知,此液压机属于中等功率、中高压系统,工作负载变化大,根据液压机设计规范,液压系统宜采用容积调速的开环为宜。

为解决系统卸荷后的活塞杆下滑,在回油路上设置单向阀和背压阀。

(二)选择基本回路1.选择快速回路和换向回路系统中采用容积调速回路,必须具有单独的油路直接通向液压缸两腔,以实现快速运动。

在本系统中,快进、快退换向回路采用图***所示的形式。

2.选择速度换接回路由工况图***********(图*****)中的q l曲线可知,当活塞杆从快进转为慢进时,输入液压缸的流量由286.56L/min降至为36.6L/min,活塞杆的速度变化较大,可选用行程阀来控制速度的换接,以减小液压冲击。

当活塞杆由慢退改为快退时,回路中通过的流量很大——进油路中通过125.4L/min,回油路中通过125.4×(0.1257/0.0550)L/min=286.6L/min。

为了保证液压系统平稳起见,采用换向时间可调的电磁换向阀换接回路。

3.选择调压和卸荷回路油源中有溢流阀调定系统工作压力,因此调压问题已在油源中解决,无须另外再设调压回路。

而且系统采用容积调速,故溢流阀常开,即使活塞杆被卡住,系统压力也不会超过溢流阀的调定值,所以溢流阀又起安全阀的作用。

在此液压系统中使用了M型三位四通阀,当活塞杆停止时,液压泵可经此阀卸荷。

因而不需要再设置卸荷回路。

4.保压回路系统要在某一个设定的压力下维持工作一定的时间,因此,应该设有保压回路。

在液压缸进口处安装一个单向阀,液压泵提供的流量通过单向阀进入液压缸,,当达到设定的工作压力后,压力继电器动作,使系统处于卸荷状态下,此时,液压缸内的油液由于有单向阀的作用,因此不能够流动,液压缸内的压力保持恒定。

因此单向阀基能保压同时又能保证在液压泵出现故障时,液压缸中的油液不会被倒吸。

5.补压回路保压过程维持一定的时间后,由于系统有泄漏,液压缸内的压力有所损失,以至于影响工件的加工,为了能够保证系统绝对的达到所需要的压力,需要对系统进行补压。

补压无需另设回路,即按照加压时的回路进行。

(三)将液压回路综合成液压系统1. 将已确定的各种液压回路组合在一起,就可得到一张图*****所示的液压系统原理图。

如图****所示。

在此基础上,对液压系统图进行完善。

(1)为了解决活塞杆在自重的作用下快速下滑时进油腔形成无油区,在液压缸上腔设置上位补偿油箱,当油液出现真空区时自动补上。

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