带式输送机(9)

2019-08-31 17:00

(2) 缸筒的结构设计与连接强度的计算

缸筒的两端分别是缸盖,一起构成密闭的工作压力腔,缸筒是液压缸的主体,其余零件装配其上,他的结构形式对加工和装配有很大影响,因此结构必须尽量便于装配、拆卸和维修。

(3) 结构形式

缸筒与缸盖的连接形式有很多,他们的连接方案分类大概有以下几种。 ① 法兰连接,用螺栓将其与缸盖连接起来。法兰连接结构简单,加工和装拆都很方便,只是外形较大。当缸筒为铸件或锻件缸筒时,采用法兰缸筒整体式。当为钢质缸筒时,将无缝钢管制成的缸筒与法兰焊接在一起。为焊接法兰式,焊缝要进行强度计算。法兰连接是液压缸中使用最为常见的形式。

② 螺钉连接,将缸盖用螺钉固定在缸筒端部,这种连接方式简单,但因缸筒壁薄,需要数量很多的螺钉才能承受液压力。这种方式用于柱塞液压缸和低压缸。

③ 外螺纹连接,这种方式装拆方便,但要专用的工具,螺纹要与缸筒同心,对壁厚要求不大严格,为了防止螺纹因冲击震动而松动,往往增加锁紧螺母或紧盯螺钉。

④ 内螺纹连接,在缸筒端部加工处内螺纹和退刀槽,虽然会消弱缸筒强度,但结构紧凑,不易损坏。

⑤ 外卡键连接,这种连接强度好,结构紧凑,重量轻,但要在缸筒端部切出卡键槽,使强度有所降低。

⑥ 内卡键连接,这种连接同外卡键相差不多,但装拆不便。

⑦ 弹性卡圈式,使用方便,装拆容易,但因厚度较薄,只能用于中低压。 ⑧ 销钉式,连接简便,但销钉承受的剪切力较大,要校核强度和销钉数量。 ⑨ 拉杆式,结构简单,工艺性好,通用性大,但缸盖的体积和重量大,拉杆受力后会拉伸变形,影响密封效果。只适用中低液压缸。

本设计采用焊接法兰式。

5.5.4液压缸的稳定性的计算

液压缸的稳定性条件:

当活塞杆受压,液压缸的计算长度大于活塞杆直径d的15倍时,要对液压缸进行稳定性计算,本文就需要进行稳定性的计算。

根据材料力学的概念可知,一根受压直杆的轴向负载力P超过稳定临界值Pk时,即丧失稳定,液压缸的稳定条件为:

P≤Pk/Nk (N)

式中 P——活塞杆承受的压力(N); Pk——液压缸的稳定临界力(N); Nk ——稳定安全系数;Nk=2~4。

本文采用雅辛斯基公式计算,这个公式对于中度柔杆也适用。

Pk=A(a-bm) (N);

式中 m——柔性系数,钢m1=100,m2=60,其中 m1>m>m2;取m=80; a——与材料有关的系数,45号钢a=4500; b——与材料有关的系数,钢b=36.17;

A——活塞杆横截面积(mm2)。

Pk=A(a-bm)= Лd2(4500-36.17×80)/4

=3.14×1252?(4500-36.17×80)/4=12761 kN; Pk/Nk =12761/4=3190.3 kN; Pk=250 kN;

经验算知:P≤Pk/Nk,所以液压缸稳定。

5.5.5 液压缸主要零件结构、材料和技术要求

(1)缸体

根据工程机械用标准液压缸缸体外径系列,由D?200mm,取外径:

D1?245mm

缸体采用无缝钢管,材料用20号钢。

(2)缸盖

缸盖的材料可选用45 号锻钢。 (3)缸体端部联接型式

在此选用法兰联接,其特点为:结构较简单,易加工,易装卸,应用广泛。 (4)活塞

活塞材料为HT350(外径上套有夹布酚醛塑料的耐磨环)。活塞与活塞杆的联接方式选择半环联接。活塞与缸体的密封结构采用活塞环密封的方式。 (5)活塞杆

采用实心活塞杆,材料为45号钢。 (6)活塞杆的导向、密封、防尘。

1)导向套:材料耐磨铸铁,可拆导向套,便与维修。 2)密封与防尘:O型密封圈和三角形防尘圈 (7)缓冲装置

为了减小活塞在运动到端点时因惯性力造成的冲撞。通常是通过节流作用,使液压缸运动到端点附近时形成足够的内压,降低活塞杆的运动速度,以减小冲击。在此选用阶梯型缓冲,不需缓冲调节阀。 (8)排气装置及进出油口的型式及尺寸 具体型式及尺寸见附图。 (9)缸底厚度

缸底采用20号钢制造,有油孔,其厚度应为:

h?0.433DpyD???(D?d0)

式中:d0—缸底油口直径,按液压缸油口直径系列,取d0?20mm

D—液压缸内径,m

py—试验压力,MPa

???—缸底材料的许用应力,查得????80MPa

取试验压力为10MPa,则缸底厚度:

h?0.433DpyD???(D?d0)

?0.433?200有关结果:

10?200?32mm

80?(200?20)拉紧时活塞杆位移S?2.8m,取最大行程为5600mm。起动时令张紧装置钢丝绳速度为0.1ms,活塞杆速度0.025ms,则其流量为

Q?Av?60?1000??4(D2?d2)?0.025?60?1000?28.7Lmin

额定拉紧力情况下,对应液压系统的压力为

pn?pmax13.1??10.1MPa 1.31.35.6 液压元件的选用

5.6.1液压泵及电机

液压泵的最高工作压力为

pp?pmax???p

式中:??p—从液压泵出口到液压缸入口之间的总的管路损失,

取??p?0.3MPa

则可得:

pp?pmax???p?13.1?0.3?13.4MPa

为使有一定的压力储备,所选泵的额定压力要比pp大25﹪~60﹪

液压泵的流量:

Qp?KQ

式中:K—系统泄漏系数,取K?1.2 则可得:

Qp?KQ?1.2?28.7?34.4Lmin

从经济性考虑,液压泵选用齿轮泵。所选型号为CB-X型:

CB-X型齿轮泵技术参数:

排量:10~40mLr 额定工作压力:20MPa 最大压力:25MPa 额定转速:2000rmin 最高转速:3000rmin

取泵的总效率?p?0.8,则油泵电机功率为:

pmaxQ p??p?13.1?12.6?3.5kW

0.8?605.6.2蓄能器的选择

蓄能器的作用如下: (1)辅助动力源;

(2)系统保压;

(3)吸收系统脉动,缓解液压冲击

本文选用皮囊式蓄能器。这种蓄能器具有尺寸小,重量轻、结构简单、安装容易、充气方便、反应性好等特点。本文选择NXQ-B10B,其参数如下:

表5-17 NXQ-B10参数

型号 公称压力 公称容量 NXQ-B10B 100 10 罐外 径 188 mm 10 mm 560 mm 罐壁厚 罐高 油管 通径 1′/2″ M48×2 油罐连 5.6.3滤油器的选择

本文种需用两个滤油器,一个用网式滤芯的用于泵入口的吸油滤油器,其过滤能力应为泵流量的2倍以上。另一个用纸质滤芯的用于泵出口的高压滤油器。他主要用来清除进入液压系统的污染杂质,一般用过滤精度为10~15um的滤油


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