双作用单杆活塞式液压缸设计说明书.docVIP

PAGE 2 - 测控技术基础课程设计说明书 设计题目： 双作用单杆活塞缸液压缸 姓 名： 乐凯锋 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 2009105228 指导教师： 谭宗柒 2012年1月3日至2012年1月10日 目 录 设计题目2 液压缸的选型2 液压缸主要参数的计算 液压缸主要性能参数2 缸筒内径（缸径）计算2 缸壁壁厚的计算2 流量的计算3 底部厚度计算4 最小导向长度的确定4 主要零部件设计与校核 缸筒的设计5 缸筒端盖螺纹连接的强度计算6 缸筒和缸体焊缝连接强度的计算6 活塞设计7 活塞的密封8 活塞杆杆体的选择8 活塞杆强度的校核8 液压缸稳定性校核9 活塞杆的导向、密封和防尘9 致谢10 参考文献11 一.设计题目 双作用单杆活塞式液压缸设计 主要设计参数： 系统额定工作压力：p= 16（Mpa） 驱动的外负载：F =50（KN) 液压缸的速度比：λ=1.33 液压缸最大行程：L =640 (mm) 液压缸最大伸出速度：λ=4 (m/min) 液压缸最大退回速度：vt =5.32(m/min) 缸盖连接方式：螺纹连接 液压缸安装方式：底座安装 缓冲型式：杆头缓冲 二.液压缸的选型 液压缸是液压装置中将液压能转换为机械能，实现直线往复运动或摆动往复运动的执行元件。按本课题设计要求，选取主要用于各种工程机械、起重机械及矿山机械等的液压系统的双作用单杆活塞缸液压缸。 三.液压缸主要参数的计算 1、液压缸主要性能参数： 额定压力：根据设计要求，其额定压力为16MPa，即P=16MPa。 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。 Pmax≤1.5P=25MPa 活塞行程：根据设计要求，其行程为640mm. 液压缸最大退回速度(m/min) 2、缸筒内径（缸径）计算 根据液压缸的供油压力和负载，缸筒内径D可按下列公式初步计算： 液压缸负载为推力： 式中：F为液压缸实际使用推力，单位为N 为液压缸的负载率，一般取=0.5~0.7 为液压缸的总效率，一般取=0.7~0.9 P为液压缸的供油压力，一般为系统压力。 根据题目要求，取F为30kN，为0.65，为0.8，P为16Mpa并代入公式 则 又依据手册（GB2348-80)对其进行圆整，取D=90mm。 3、缸壁壁厚的计算 先暂取/D=0.08--0.3,即则可按下列公式计算 式中：D为缸筒内径（m） 为缸筒的最高允许压力（MPa） 为缸筒材料的许用应力（MPa） 由于采用无缝钢管做缸筒（见结构设计部分），查手册有=100--110MPa,取=110MPa，代入上面公式 则 由结果可知在所假设的范围内圆整，取为12mm。 活塞杆直径的计算 活塞杆的直径可以根据速比来确定，公式如下： 速比=1.33 算得d=44.83mm 依照手册（GB2348-80)进行圆整，故取活塞杆直径d=50mm。 4、流量的计算 液压缸流量根据下式计算： 设计要求中给定了活塞的平均速度： 当活塞杆外推时=4m/min 而活塞的面积： = 容积效率：取=1 根据公式得到活塞杆外推时的流量： =L/min 因为只使用外推方向，所以回程方向的流量从略。 5、底部厚度计算 为避免活塞与缸的直接接触而发生碰撞，故加上缓冲装置，由设计要求缓冲形式为杆头缓冲。故缸筒底部结构形式如下： 缸筒底部为平面，其厚度可以按照嵌住的圆盘强度公式进行近似的计算： 式中：为缸筒底部厚度（mm） D0为计算厚度处的直径（mm） P为液压缸的额定压力（Mpa） []为缸筒底部材料的许用应力 在本设计中,参照活塞直径和缸筒内径，取 为70mm, 已知[]= =110Mpa,代入数字进行计算