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时间:2018-10-29
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1、第一部分总体计算1、压力油液作用在单位面积上的压强PFPaA式中:F——作用在活塞上的载荷,N2A——活塞的有效工作面积,m从上式可知,压力值的建立是载荷的存在而产生的。在同一个活塞的有效工作面积上,载荷越大,克服载荷所需要的压力就越大。换句话说,如果活塞的有效工作面积一定,油液压力越大,活塞产生的作用力就越大。额定压力(公称压力)PN,是指液压缸能用以长期工作的压力。最高允许压力Pmax,也是动态实验压力,是液压缸在瞬间所能承受的极限压力。通常规定为:Pmax1.5PMPa。耐压实验压力Pr,是检验液压缸质量时需承受的实验压力,即在此压力下不出现变形、裂缝或破裂。通常规定为:P
2、r1.5PNMPa。液压缸压力等级见表1。表1液压缸压力等级单位MPa压力范围0~2.5>2.5~8>8~16>16~32>32级别低压中压中高压高压超高压2、流量单位时间内油液通过缸筒有效截面的体积:QVL/mint323由于VAt10L则QAD10L/min4对于单活塞杆液压缸:23当活塞杆伸出时QD104223当活塞杆缩回时Q(Dd)104式中:V——液压缸活塞一次行程中所消耗的油液体积,L;t——液压缸活塞一次行程所需的时间,min;D——液压缸缸径,m;d——活塞杆直径,m;——活塞运动速度,m/min。3、速比液压缸活塞往复运动时
3、的速度之比:2v2D22v1Dd式中:v——活塞杆的伸出速度,m/min;1v——活塞杆的缩回速度,m/min;2D——液压缸缸径,m;d——活塞杆直径,m。计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置。速比不宜过大或过小,以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。4、液压缸的理论推力和拉力626活塞杆伸出时的理推力:FAp10Dp10N1146226活塞杆缩回时的理论拉力:FFp10(Dd)p10N224式中:2A——活塞无杆腔有效面积,m;12A——活塞有杆腔有效面积,m;2P——工作压力,MPa;D——液压缸缸径,m;d——活塞杆
4、直径,m。5、液压缸的最大允许行程活塞行程S,在初步确定时,主要是按实际工作需要的长度来考虑的,但这一工作行程并不一定是油缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程,应首先计算出活塞的最大允许计算长度。因为活塞杆一般为细长杆,由欧拉公式推导出:2EILmmkFk式中:F——活塞杆弯曲失临界压缩力,N;k5E——材料的弹性模量。钢材的E=2.1X10MPa;44d4I——活塞杆横截面惯性矩,mm;圆截面I0.049d。642d将上式简化后L320mmkFk由于旋挖钻机液压缸基本上是一端耳环、一端缸底安装,所以油缸的最大计算长度(安全系数取3)2dL208.4kDP式中:P——油
5、缸的工作压力;油缸安装形式如图1。图1液压缸安装形式2dL=L208.4kDP1行程S(Lll)1l26、液压缸主要参数A.液压缸产品启动压力起动时,记录下的油缸起动压力为最低起动压力.判断基准起动:压力<0.6MPa。B.内泄漏输入额定压力1.3~1.5倍的压力,保压5分钟,测定经活塞泄至未加压腔的泄漏量。C.外泄漏全程往复运行多次,观察焊接各处及活塞杆密封处及各结合面处的漏油、挂油、带油。D.耐压输入额定压力1.3~1.5倍的压力,保压5分钟.所有零件均无松动、异常磨损、破坏或永久变形异常现金蝉脱壳的外渗漏现象。E.缓冲调整溢流阀使其试验压力为公称压力的50%,使液压缸作
6、全行程动作,同时,观看缓冲效果和缓冲长度。第二部分缸筒计算1、缸筒结构缸筒结构见表2。表2缸筒结构缸头法兰连接缸头内螺纹连接优点:结构简单,易加工,易拆装。优点:重量轻,外径较小缺点:重量比螺纹连接的大缺点:装卸时要用专用的工具,拧端部时,有可能把O形圈拧扭曲。缸筒跟缸底采用焊接连接2、缸筒材料缸筒材料要求有足够的强度和冲击韧性,对焊接缸筒还要求有良好的焊接性能,缸筒主要材料有,45、27SiMn。缸筒毛坯采用退火的冷拔或热扎无缝钢管。缸筒材料无缝钢管的机械性能见表3。表3缸筒材料无缝钢管的机械性能材料/MPa/MPa/%bs456103601427SiMn1000850
7、123、缸筒计算缸筒要有足够的强度,能长期承受最高工作压力及短期动态实验压力而不致产生永久变形;有足够的刚度,能承受侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲;内表面与活塞密封件及导向环的摩擦力作用下,能长期工作而磨损少。A、缸筒内径当油缸的作用力F(F推力、F拉力)及工作压力p压力为已知时,12则无杆腔的缸筒内径D为4F13D10mp有杆腔的缸筒内径D为4F22Ddm6p10最后将以上各式所求得的D值,选择其中最大者,圆整到标准值。B、缸筒壁厚
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