液压举升机构计算.doc

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1、第3章液压举升机构的设计3.1液压举升机构的主要技术参数：(1)举升高度：1.4m；(2)上升时速度：0.06m/s；(3)下降时速度：0.04m/s；(4)最大举升质量：5吨。3.2液压缸的设计：3.2.1液压缸的设计要求液压缸的设计要考虑下列基本要求：1.液压缸承受最大的负载力。2.输出最大速度或动作时间t。3.液压缸最大行程Lo3.2.2三级同步液压缸结构设计及内径的确定三级同步液压缸结构简图如图3・1所示。它由一级活塞和两级活塞套叠而成,直径最小的一级为柱塞。在两级活塞的底部各有1个单向阀，它们在正常运行时是关闭的，从而形成独立

2、的容腔1和2,容腔3通过油口和液压系统相连。当液压缸上行时，压力油进入容腔3,推动最大一级活塞向上移动，缸筒与活塞之间的环形体积缩小，其小的油液通过活塞杆上的侧向小孔进入下一级活塞腔，使较小一级活塞也向上移动，相似的环形容腔的油液进入下一级，推动最小一级的活塞向上移动。通过合理设计有关几何参数，就能实现三级的同步动作，血且相对速度和同。下行过程也可以做同样的分析。值得注意的是在运行过程屮，由于各容腔的压力斥>厶，所以两个单向阀始终关闭，在下降行程接近极限位置时,单向阀阀芯的导向杆碰到缸底，使阀口打开，油液流出直至各级间达到平衡状态,使其

3、消除累积的同步误差。图3・2三级同步液压缸受力分析简图油缸选型主要依据所需的最大作用力化號以及最大工作行程来确定的。根据液压系统屮油缸的工作特点，由图3・2可知耳=丘中冷(3-1)式屮：i第i级活塞缸；p——液压系统额定工作压力(MPa)；“——系统效率，通常按〃=0.8。如表3・1所示选取越高，对密封要求也越高，成本亦随Z上升；根据机构的类型及其工作特点，取P=10MPao5000x9.82=24500N(3-2)表3・1液压设备常用的工作压力设备类型机床农业机械或中型工程机械液压机、重型机械、起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作

4、压力P/(MPa)0.8〜2.03〜52〜88〜1010〜1620〜32其屮，单个液压缸的最大作用力:由式(3・1)可知:4FmP•“I4x24500V3.14x10x106x0.8=62A6mm(3-3)表3・2缸筒内径尺寸系列(GB/T2348-1993)810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250(280)320(360)400(450)500取第一级液压缸内径9=63〃伽(3-4)因P2A2=2P}AyP.A.=2P2A2丿斤以只=*=兰A2?jA2由

5、公式分析，如不计缸筒壁厚时，有A=4=A8x24500——=；二'=88.33〃〃〃兀Pi•“V3.14x10x106x0.86F16x24500“(124.92〃〃“兀匕F〒3・14x10x106x0.8(3-5)(3-6)(3-7)(3-8)由表3-2取第二级液压缸内径D2=1QOnvn；取第三级液压缸内径Z)3=25mm。3.2.3三级同步液压缸柱塞杆直径的确定在单杆活塞屮，〃值可由。和入求的，标准液压缸的几系列值为1.06、1.12、1.25、1.4、1.6、2、2.5、和5,为了减少冲击(即不使往返运动速度相差过大),一般

6、推荐Av<1.6o活塞运动速度受结构的限制，范围0.1-0.2m/s7d=0.7D液压系统各液压缸均采用双作用三级同步活塞缸°即受压也受拉，而且工作压力p大于7所以活塞杆直径选公式：d=O.70(3-9)将D值代入(3-9)式小，可求得d—0.7Z)]=0.7x63=4

7、4.1〃伽表3・4液压缸活塞杆外径尺寸系列(GB/T2348・1993)456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360根据表3-4取活塞杆直径d为45mm。3.2.4三级同步液压缸壁厚、外径等参数的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般是指缸筒结构屮最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。一般计算时可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径D与其壁厚5的比值D//N1

8、0的圆筒称为薄壁圆筒。起重运输机械和工程机械的液压缸，一般用尢缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算：3>^-2Q](3-10)式屮8——液压缸壁厚；D——液压缸的内径；P、.试验压力，