液压缸选型设计与强度校核
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1、液压缸选型设计与强度校核液压缸的基本参数选择1. 设计土压力选择在以输出力为主的设计中,首先要选择设计(额定)工作压力。不同的液压设备或不同负载下设计参考压力如表4-4和表4-5所列。选择的设计压力应符合国家标准(见表4-6)。表4-4 各类液压缸设备常用的设计压力设计压力/MPa机床类精加工机床(如各类磨床)0.8-2半精工机床(如组合机床)3-5龙门刨床2-8拉床8-10农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构10-16液压机、大中型挖掘机、中型机械、起重运输机械20-32(资料来源:液压传动)表4-5 不同负载下的设计参数压力负载/kN551010202030305050设计压力/MPa
2、0.811.522.5334455(资料来源:液压传动)表4-6 液压缸的公称压力Pn(GB7938-1987)Pn/MPa1.01.62.54.06.310.016.025.031.540.0(资料来源:液压传动)2. 液压缸内径D与活塞杆直径d的选择在选定适当的工作压力后,对于有杆腔(输出力为拉力),液压缸的内径D为 ()D=98.375根据式(4.7.1)计算出D后,可根据速度的要求确定活塞杆直径d。速度比的含义是 ()根据式(7.72)有 (4.7.3) d=73.782在式(4.71)中,应根据速度比要求,将式()代入D,进而求出d,液压缸速比取值应符合国家标准规定GB/234819
3、93的规定(=1.06,1.12,1.25,1.33,1.46,2,2.25),同时还要参考工作压力进行选择,如表4-7所列。表4-7 液压缸速度比与工作压力的关系工作压力/MPa12.520速度比1.331.46,1.61,22(资料来源:液压传动)根据计算而选择的液压缸内径D与活塞杆直径d应圆整到国家技术标准之规定,如表4-8和表4-9所列。表4-8 液压缸内径的系列尺寸(GB/T23481993)D/mm10,12,16,20,25,32,40,50,63,80,(90),100括号内为非优选系列(110),125,(140),160,(180),200,(220),250,(280),
4、320,(360),400,(450),500(资料来源:液压传动)表4-9 液压缸活塞杆系列尺寸(GB/T2348-1993)d/mm4,5,6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,125,140,160,180,220,250,280,320,360(资料来源:液压传动) 根据表4-8,4-9选液压缸内径D=100mm与活塞杆直径d=80mm进行液压缸的结构设计。在设计过程中,确定其他参数,同时记性强度校核和缸体校核。缸筒的设计与校核1. 缸筒材料壁厚的选择与校核缸筒应尽量选择冷拔与热轧无缝钢
5、管;缸筒材料选用45号钢。参考类似液压缸选择缸筒的壁厚按下式校核: (4.7.6)式中 -液压缸实验压力,MPa。当额定(设计)压力时, ; 当时,。 -缸筒材料许用应力,MPa;,为材料抗拉强度,n为安全系数,一般n=5。 当时为中厚壁缸,壁厚按下式校核: dang 时为厚壁缸,壁厚按下式校核:或2. 技术条件缸体与活塞一般采用基孔制间隙配合。活塞用橡胶、皮革材质的密封件时,缸筒内孔可采用H8,H9公差等级;采用活塞环密封式,缸筒内孔采用H7公差等级;采用间隙密封时,缸筒内孔擦用H6公差等级。缸筒内孔表面粗糙度一般为=(0.100.05)。缸筒内孔的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差的一半;轴线的直线度不大于0.03mm/10mm;缸筒断面对轴线的跳动不大于0.04mm/100mm。为防止腐蚀和提高寿命,缸筒内孔镀铬厚度,并研磨抛光。缸筒端部与端面采用螺纹连接安装时,螺纹采用2a级精度的公制螺纹;采用法兰连接安装时,结合端面对轴线的垂直度不大于0.04mm/100mm,缸筒与法兰的合接的精度等级一般可选择H8/f8,H9/f8。缸体采用耳轴(环)轴线与缸筒轴线的位置度不大于0.04mm
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