液压缸选型设计与强度校核

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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

4-4 各类液压缸设备常用的设计压力



机床类

精加工机床(如各类磨床) 半精工机床(如组合机床)

龙门刨床 拉床

农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构 液压机、大中型挖掘机、中型机械、起重运输机械

(资料来源:液压传动)

设计压力/MPa

0.8-2 3-5 2-8 8-10 10-16 20-32

4-5 不同负载下的设计参数压力

负载/kN 设计压力/MPa

5 0.8~1

5~10 1.5~2

10~20 2.5~3

20~30 3~4

30~50 4~5

50 5

(资料来源:液压传动)

4-6 液压缸的公称压力PnGB7938--1987

Pn/MPa

1.0

1.6

2.5

4.0

6.3

10.0

16.0

25.0

31.5

40.0

(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

4.7.1










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

4.7.2











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4.7.3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/23481993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。

4-7 液压缸速度比与工作压力的关系

工作压力/MPa 速度比

1.33

12.5~20 1.46,1.61,2

(资料来源:液压传动)

2

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。

4-8 液压缸内径的系列尺寸(GB/T23481993

D/mm 括号内为非优选系



10,12,16,20,25,32,40,50,63,80,90,100 (110),125,(140),160,(180),200,(220),250,(280),

320,(360),400,(450),500

(资料来源:液压传动)

4-9 液压缸活塞杆系列尺寸(GB/T2348--1993

d/mm

4,5,6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,125,140,160,180,22

0,250,280,320,360

(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, 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 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:

















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H8H9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 =(0.10~0.05)

线线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/f8H9/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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