液压缸主要尺寸的确定资料
更新时间:2023-05-06 03:56:01 阅读量: 实用文档 文档下载
液压缸主要尺寸的确
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液压缸主要尺寸的确定
液压缸是液压传动的执行元件,它和主机工作机构有直接的联系,对于不同的机种和机构,液压缸具有不同的用途和工作要求。因此,在设计液压缸之前,必须对整个液压系统进行工况分析,编制负载图,选定系统的工作压力(详见第九章),然后根据使用要求选择结构类型,按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸,进行强度、稳定性和缓冲验算,最后再进行结构设计。
1.液压缸的设计内容和步骤
(1)选择液压缸的类型和各部分结构形式。
(2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸。
(3)结构强度、刚度的计算和校核。
(4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。
(5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书。
下面只着重介绍几项设计工作。
2.计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个:缸筒内径D、活塞杆外径d和缸筒长度L。
(1)缸筒内径D。液压缸的缸筒内径D是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。
根据负载和工作压力的大小确定D:
①以无杆腔作工作腔时?
(4-32)
②以有杆腔作工作腔时?
(4-33)
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式中:pI为缸工作腔的工作压力,可根据机床类型或负载的大小来确定;Fmax 为最大作用负载。
(2)活塞杆外径d。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λv,则该处应有一个带根号的式子:
(4-34)
也可根据活塞杆受力状况来确定,一般为受拉力作用时,d=0.3~0.5D。
受压力作用时:
pI<5MPa时,d=0.5~0.55D
5MPa<pI<7MPa时,d=0.6~0.7D
pI>7MPa时,d=0.7D
(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=l+B+A+M+C
式中:l为活塞的最大工作行程;B为活塞宽度,一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导向长度,取(0.6-1.5)D;M为活塞杆密封长度,由密封方式定;C为其他长度。
一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。
另外,液压缸的结构尺寸还有最小导向长度H。
(4)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导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H(如图4-19所示)。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最小导向长度。
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图4-19油缸的导向长度
K—隔套
对于一般的液压缸,其最小导向长度应满足下式:
H≥L/20+D/2 (4-35)
式中:L为液压缸最大工作行程(m);D为缸筒内径(m)。
一般导向套滑动面的长度A,在D<80mm时取A=(0.6-1.0)D,在D>80mm时取A=(0.6-1.0)d;活塞的宽度B则取B=(0.6-1.0)D。为保证最小导向长度,过分增大A和B都是不适宜的,最好在导向套与活塞之间装一隔套K,隔套宽度C 由所需的最小导向长度决定,即:
C=H- (4-36)
采用隔套不仅能保证最小导向长度,还可以改善导向套及活塞的通用性。
3.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。缸筒壁厚校核时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>=ptD/2[σ] (4-37)
式中:D为缸筒内径;pt为缸筒试验压力,当缸的额定压力pn≤16MPa时,取pt=1.5pn,pn为缸生产时的试验压力;当pn>16MPa时,取
pv=1.25 pn;[σ]为缸筒材料的许用应力,[σ]=σb/n,σb为材料的抗拉强度,n为安全系数,一般取n=5。
当D/σ<10时为厚壁,壁厚按下式进行校核:
δ≥ (4-38)
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