该液压缸为平形缸底且有油孔,其材料是45号钢。
H?0.433?D?pyD(D?d0)[?] (3.10)
式中 H—缸底厚度mm
d0—缸底油孔直径mm
py—试验压力MPa
D—液压缸内径m
[?]—缸底材料的许用应力,取安全系数
n=5,则
[?]??b5?140MPa
由于缸的额定压力Pn?20MPa?16MPa,所以取Py?1.25Pn。 由上可得 H = 36 mm
液压缸的活塞、活塞杆、缓冲柱塞、后端盖、导向套、缸筒各参数如表3.9所示由于所用液压缸型号差不多所以在图纸中只绘举升液压缸零件图,液压缸零件参数如表3.9所示
L41 活塞 16 活塞杆 缓冲柱塞 后端盖 导向套 缸筒L01 85 L3 35 L5 177 L20 7.1 L6 25 L02 60 D 122 L51 90 L21= L22 7 118 L03 93 d 95 d1 27 L2 135 93 L04 62 R 80 L23= L25 9.7 25 L0 1650 r 55 L24 6.3 L42 L4 L43 L44 长 1526.5 表 3.9 3.3.3 液压缸的流量确定
在D、d确定后可求得Q=V?A如表3.10
流量Q/L/min 前进 速度V/mm/s 流量Q/L/min 后退 速度V/mm/s 40 20 25.43 24.12 表3.10 液压缸的流量、速度 3.3.4 液压缸行程的确定
L?=L1+L2=3.0m,S=(L-l1-l2)/2根据机械设计手册查得HSG的l1+l2,
S?(20~30)D,液压缸行程主要依据机构的运动要求而定。如图3.11。
图 3.11
但为了简化工艺和降低成本,应尽量采用GB/T2348-1993标准的液压缸行程,则根据技术要求,各液压缸行程如表3.11。
液压缸 l1+l2/mm 515 S/mm 1250 安装总长/mm 1765 表 3.11 3.3.5 液压缸油口直径的计算
液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度v和油口最高液流速度v0而定,公式如下:
d0?0.13Dv/v0 (3.11)
式中 d0-液压缸油口直径(m)
D-液压缸内径(m)
v-液压缸最大输出速度(m/min)
v0-油口液流速度(m/min),根据《机械设计手册》,取v0=0.7m/min
得 d0 = 27 mm 3.3.6活塞杆柔度校核计算
由于
Ld>10,活塞杆属于细长杆,细长杆(???p)当临界应力小于或等于
材料的比例极限?p时,即
?压杆发生弹性失稳。若令
cr??2E?2??p
?2E ?p? (3.12)
?p则???p时,压杆发生弹性失稳。这类压杆又称为大柔度杆。对于不同的材料,因弹性模量E和比例极限 ?p各不相同, ?p的数值亦不相同。活塞杆采用45号钢,
45号钢,E?210GPa,?p?280MPa, ?p?86
活塞杆细比?(?称为柔度)计算如下: ???l4L? (3.13)
id此处:L为折算长度,由于小臂活塞杆又长又小,故只要小臂活塞杆满足就可以,L约1650mm,小臂活塞杆直径d=80mm,
??4L=82.5
d格。
3.4 液压泵的参数计算
3.4.1 油泵工作压力计算
液压泵的出口压力必需满足系统工作压力,并考虑沿程压力流量损失和油泵的使用工作寿命等因素,根据招标文件要求,液压系统油泵最高工作压力应满足:
Pmax?P???P (3.14)
1其中:P1-液压缸最大工作压力;取P?25MPa(油缸启动额定工作压力)
1??P-从液压泵出口到液压缸入之间总的管路损失,??P的准确计算要待
元件选定并给出管路图时才能进行,初算时可按经验数据选取:本系统中
??P=0.5~1.5Mpa, 取??P?1.0MPa
故:P)?31.2MPa max?1.2?(25?1故选定的定量泵A2F023满足设计要求 3.4.2 油泵最大工作流量计算
前进时所需流量最大24.12 L/min,油泵最大工作流量:
Qmax?K??Q (3.15)
其中:K为系统的泄漏系数,K=1.1~1.3,取1.2。
?Q为:同时动作的液压缸最大总工作流量。故:
Qmax?24.12?1.2?28.944 L/min
故选定的定量泵A2F023满足设计要求 3.5.3 油泵排量计算
q?Qma/xn (3.16)
其中:q为油泵排量
Qmax为油泵最大工作流量。
4n为油泵工作转速,一般转速为n?2300rpm。
那么:q?2.8944?10/2300ml/r?13ml/rev<22.7 ml/r
故选用A2V023定量柱塞泵满足设计要求。
4液压系统性能验算
4.1液压系统压力损失 4.1.1 沿程压力损失
沿程压力损失,主要是液压缸快速运动时进油管路的损失。设系统采用46号抗磨液压油,其工作环境温度为20-50℃时,举升臂架所需的工作压力所力,故只要对举升臂架进行核查验算,设定此管路长为8m,管内径0.03m,当液压缸前进时通过的流量为30.52L/min,正常运转后的粘度为
?=60?10?6mm2·s?1
油在管路的实际流速
qv?22.412?10 ?=?d2==0.57m/s (4.
?2?0.03?60441)
?d0.72?0.03 Re===285<2300 (4.2)
?5?6?10因为系统中采用是光滑的金属圆管,其临界雷诺数为2000-3000,而实际流动时的雷诺数为285,小于2000-3000,则管中应为层流,则阻力系数:
??75 (4.3) Re3介质的密度为ρ=890kg/m,则进油路上的沿程压力损失为:
l?2? (4.4) ?p1???d2
求得沿程压力损失为:
275?8?0.57?p1==11.4Pa285?0.03?2