《液压系统的设计计算案例》1600字

液压系统的设计计算案例综述1.1系统压力的初步确定液压缸的有效工作压力可以根据下表确定：表5-1液压缸牵引力与工作压力之间的关系牵引力F（KN）<55-1010-2020-3030-50>50工作压力P（MPa）<0.8-101.5-22.5-33-44-5>5-7由于该液压缸的推力即牵引力为10KN，根据上表，可以初步确定液压缸的工作压力为：p=2MPa。1.2液压执行元件的主要参数1.2.1液压缸的作用力液压缸的作用力及时液压缸的工作是的推力或拉力，该举升台工作时液压缸产生向上的推力，因此计算时只取液压油进入无杆腔时产生的推力：F=p式中：p—液压缸的工作压力，Pa取p=(20-3)×1D—活塞内径；N—液压缸的效率，0.95m。代入数据：F=πF=10.3KN即液压缸工作时产生的推力为10.3KN。表5-2系统被压经验数据回路特点被压值进油路调速1-2x10进油路调速回油装被压阀2-5x10回油路调速6-10x101.2.2缸筒内径的确定该液压缸宜按照推力要求来计算缸筒内经，计算式如下：要求活塞无杆腔的推力为F时，其内径为：D=4F式中：D—活塞杆直径缸筒内经m；F—无杆腔推力N；P—工作压力MPa；η—液压缸机械效率0.95。代入数据：D=4×10×10D=83mm取圆整值为D=90mm液压缸的内径，活塞的的外径要取标注值是因为活塞和活塞杆还要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而这些零件已经标准化，有专门的生产厂家，故活塞和液压缸的内径也应该标准化，以便选用标准件。1.2.3活塞杆直径的确定（1）活塞杆直径根据受力情况和液压缸的结构形式来确定受拉时：d=(0.3−0.5)D受压时：p≤5MPad=(0.3−0.5)D5≤p≤7MPad=(0.5−0.7)Dp≥7MPad=0.7D该液压缸的工作压力为为：p=2MPa<5MPa,取d=0.5D,d=45cm。（2）活塞杆的强度计算活塞杆在稳定情况下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式进行：σ=式中：F—活塞杆的推力N；D—活塞杆直径m；σ—材料的许用应力MPa，活塞杆用45号钢。σ代入数据：σ==6.3MPa<σ活塞杆的强度满足要求。（3）稳定性校核该活塞杆不受偏心载荷，按照等截面法，将活塞杆和缸体视为一体，其细长比为：LK≥m在该设计及安装形式中，液压缸两端采用铰接，其值分别为：n=1,m=85,L=1260mmK=将上述值代入式中得：LK故校核采用的式子为：FK式中：n=1安装形式系数E—活塞杆材料的弹性模量，钢材取E=2.1×10J—活塞杆截面的转动惯量，J=πL—计算长度，1.06m。代入数据：F=371KN其稳定条件为：F式中：nK—稳定安全系数，一般取=2-4，取nK=3F—液压缸的最大推力N。代入数据：FKn故活塞杆的稳定性满足要求。1.2.4液压缸壁厚，最小导向长度，液压缸长度的确定液压缸壁厚的确定液压缸壁厚又结构和工艺要求等确定，一般按照薄壁筒计算，壁厚由下式确定：δ≥式中：D—液压缸内径m；δ—缸体壁厚cm；PY—液压缸最高工作压力Pa，一般取PYσ—缸体材料的许用应力，钢材取σ=100−110MPa代入数据：δ≥1.3×2×1考虑到液压缸的加工要求，将其壁厚适当加厚，取壁厚δ=3mm。最小导向长度活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面重点到导向滑动面中点的距离为活塞的最小导向长度H，如下图所示，如果最小导向长度过小，将会使液压缸的初始挠度增大，影响其稳定性，因此设计时必须保证有最小导向长度，对于一般的液压缸，液压缸最大行程为L，缸筒直径为D时，最小导向长度为如图1.1所示。图1.1母体活塞杆的结构图H≥即H≥53020活塞的宽度一般取 B=(0.6−0.1)D，导向套滑动面长度A，在D<80mm时，取A=(0.6-1.0)D，在D=80mm时，取A=(0.6-1.0)1.2.5液压缸的流量液压缸的流量余缸径和活塞的运动有关系，当液压缸的供油量Q不变时，除去在形程开始和结束时有一加速和减速阶段外，活塞在行程的中间大多数时间保持恒定速度，液压缸的流量可以计算如下：Q=式中：A—活塞的有效工作面积，对于无杆腔A=πηcv—活塞的容积效率采用弹形密