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文档简介
1、2、数据、 执行元件:液压柱塞缸;、 主要设计参数:缸工作行程400mm;推力载荷-280KN;移动速度1mm/s;安装方式-前法兰。3、设计提要、液压柱塞缸主要参数给定缸内径:D=125mm;缸外径:D1 =194mm;壁厚:=34mm;活塞杆直径:=120mm;法兰厚:h=8mm;二、设计计算步骤1根据机构运动和结构要求,选择液压缸的安装类型和安装方式。2 确定液压缸的性能参数,如输出力,速度,作用时间,内径和行程。3根据选定的工作压力,确定液压缸的缸径,活塞杆直径,并按标准尺寸系列选择尺寸,根据工作压力及材料进行结构设计,如缸壁厚度,缸盖,密封形式,排气与缓冲等。4液压缸性能的验算。5选
2、择合适的密封结构三、液压缸主要几何尺寸的设计计算1公称压力的确定因为推力载荷为280KN所以选公称压力为31.5MP,见表2活塞杆直径的确定当F1=280KN,P=31.5MP 算出d=106mm查下表选d=120mm3、液压缸行程行程400mm属于国标4、液压缸内径D1的确定当F1=280KN,P=31.5MP D1=110.1mm查下表选用D1=125mm5缸筒壁厚=24.61mm根据外径和内经的差选=34.5mm6液压缸外径D2的确定D2=174.1mm查表选用194mm7缸底壁厚代入计算的d11=31.08mm去32mm8缸头壁厚算出缸头厚度h=30mm9缸筒法兰连接螺栓10、法兰安装
3、方式11密封环一般取O型密封环12防尘圈13各种主要零件名称和材料四、各零部件的校核及验算1、缸筒设计、缸筒结构的选择连接方式如下图:选取法兰式连接,并且法兰和缸筒用焊接方式连接。其优点是结构简单,易选取、易装卸;缺点是外径较大,比螺纹连接的重量大。、缸筒的要求有足够强度,能够承受动态工作压力,长时间工作不会变形;有足够刚度,承受活塞侧向力和安装反作用力时不会弯曲;内表面和导向件与密封件之间摩擦少,可以保证长期使用;缸筒和法兰要良好焊接,不产生裂纹。、缸筒材料的选取及强度给定部分材料的机械性能如下表:本次设计选取20号钢从表中可以得到:缸筒材料的屈服强度=250MP;缸筒材料的抗拉强度=420
4、MP;现在利用屈服强度来引申出:缸筒材料的许用应力=/n=250/5=50MP。其中n=5是选取的安全系数,来源于下表:2、液压缸的效率液压缸的效率由以下三种效率组成:=0.9 =1 =0.9所以总效率为0.8。3.缸筒壁厚的验算下面从以下三个方面进行缸筒壁厚的验算:根据式23.37得到:31.5MP满足条件4、法兰设计、法兰厚度计算法兰厚度根据下式进行计算:式中:h法兰厚度(mm)F法兰受力总和(N),法兰外径(370mm)螺栓直径(24mm)法兰材料的许用应力(Pa)mm 螺钉孔分布圆直径(320mm)密封环外径(250mm)带入数据得h=47.6mm. 圆整取h=48mm首先来计算法兰在
5、最大内压的情况下受到的压力F:在流量的计算中已经得柱塞的面积是:=113.04缸壁厚度计算中得出最大压强:=2.252MP所以法兰承受的最大压力为:F=25452.45N接下来选取其它参数:=115mm =20mm b=13mm许用应力在选取材料的时候给出:=/n=250/5=50MP将以上各量带入式23.316得到:h=30mm5法兰连接螺栓的强度计算连接图如下:螺栓强度根据下式计算:最大推力为:F=280KN使用8个螺栓紧固缸盖,即:Z=8螺纹外径和底径的选择:=20mm =18.376mm系数选择:考虑到载荷可能有变化,为了安全,选取:K=3,=0.12最大推力理论F=P*A=31.5MP*=356.076KN但实际F1=F*0.8=284.8608KN根据式23.320得到螺纹处的拉应力为:=401.9MP根据式23.321得到螺纹处的剪应力为:=192.3MP根据式23.322得到合成应力为:=522.5MP由以上运算结果知,应选择螺栓等级为12.9级:查表的得:抗拉强度极限=1200MP屈服极限强度=1080MP不妨取安全系数n=2可以得到许用应力值:=/n=1100/2=540MP再次使用式23.322得到: 成立证明选用螺栓等级合适。四、参考文献1
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