机电液设计和综合实验原版(4)

2018-12-27 19:31

式中:

---------拉压力(Pa) ----------剪应力(Pa) ---------合成应力(Pa)

k----------螺纹连接摩擦系数,一般取k=0.7。

得出==110MPa

=

=

=31MPa =115MPa

=120MPa

故满足要求

3.3 导向套的结构

活塞杆导向部分的结构包括活塞杆与端盖、导向套的结构,以及密封、防尘和锁紧装置等。导向套的结构可以做成端盖整体式直接导向,也可做成端盖分开的导向套结构,后者导向套磨损后便于直接更换,所以应用比较普遍。导向套的位置可安装在密封圈的内侧,也可以装在外侧。

设计中采用了导向套导向,密封装置为O型密封圈。

选取的螺钉为M81.25

缸体与缸盖采用螺栓连接时螺纹处的拉压力为:

螺纹处的切应力为:

合应力为:

式中:K-----------螺纹拧紧洗漱(Pa)静载时取K=1.25~1.5,动载时取K=2.5~4; K1----------螺纹内摩擦系数,一般取K1=0.12; d0----------螺纹外径(m)

d1----------螺纹内径(m)采用普通螺纹时,

d1=d0-1.0825t=12-1.08252=9.835

t-----------螺纹螺距(m)

-------螺纹材料的许用压力(Pa)

==175MPa

n----------安全系数,通常取n=1.5~2.5;

--------螺纹材料的屈服极限点(Pa)

F----------缸体螺纹处的所受拉力(N)F= Z----------螺栓数量 Z=6 将各参数带入公式得:

=

所以

= MPa

=

=

p,p为系统最大工作压力。

=175MPa,其螺纹连接满足要求。

3.4 密封件的选用

液压缸工作中要达到零泄漏、摩擦小和耐磨损的要求。在设计时,正确的选择密封件、导向套和防尘圈的结构型式和材料是很重要的。从现代的密封技术来分析,液压缸的活塞和活塞杆及其它们的密封、导向和防尘等应作为一个综合的密封系统来考虑,只有具有可靠的密封系统,才能使液压缸有良好的工作状态和理想的使用寿命。

1、活塞与导向套之间的密封防尘:根据《新编液压工程手册》1440页,选用A防尘圈直径范围为6~390,工作温度-30~+110℃,进给速度≤1,Vc=0.8m/s符合要求。材料为丁腈橡胶在外表面上具有梳子形截面的密封表面,保证了它在沟槽中可靠的定位。根据GB10708.1-89,选择Y形橡胶密封圈,密封槽尺寸为宽6.3mm,深2.9mm。

2、缸筒与缸盖之间的密封:采用O形密封圈,带挡圈的沟槽;根据GB3452.1-92选择O形密封圈。O形密封圈的优点主要有:①结构小巧,装拆方便。②价格低廉,体积小。③既可用于动密封,也可用于静密封。④动摩擦阻力较小。⑤使用单件O形圈,可对两个方向起密封作用。

3、活塞与缸筒之间的密封:中间采用Y形密封圈,两边采用带挡圈的沟槽的O形密封圈。

4、其他地方的密封装置:根据GB3452.1-92,根据需要密封的部件尺寸,选择合适的O形密封圈。

3.5 液压缸的缓冲装置

液压缸带动工作部件运动时,因运动件的质量较大,运动速度较高,则在达到行程终点时,会产生液压冲击,甚至使活塞与缸筒端盖之间产生机械碰撞,为防止这种现象的发生,在行程末端设置缓冲装置。

1)前缓冲装置:缓冲套装配在活塞杆上,当活塞杆回程时,快运动到极限位置时形成密封油腔,产生液压阻力,使液压油只能通过前端盖的泄油口流出,且节流阀调节流出的速度,从而达到调节缓冲效果的作用。缓冲套的尺寸由端盖和活塞杆尺寸确定。

2)后缓冲装置:缓冲套通过卡簧与密封装置安装在后端盖上,活塞杆末端加工斜坡,使出油口逐渐减小,当活塞杆运动到极限位置时,行程密封油腔,产生液压阻力,使液压油只能通过后端盖的泄油口流出,且节流阀调节流出的速度,从而达到调节缓冲效果的作用,缓冲套尺寸由后端盖和活塞杆确定。

3.6 液压缸的安装连接结构

根据安装位置和工作要求的不同可有螺栓安装、脚架安装、法兰安装、轴销和耳环安装等如下表所示

表3-3 液压缸安装方式

序号 1 安装形式 长螺栓安装 安装简图 注 倾翻力矩比较 2 径向脚架 序号2较小 序号4较大 3 底面脚架 4 前后脚架 安装螺钉受拉力比较 5 头部外法兰 序号6、7较小 序号5较大 6 头部内法兰 7 尾部外法兰 液压缸在平面内摆动 8 头部轴销 活塞受弯曲作用比较 序号8较小 9 尾部轴销 序号9较大 序号10介于之间 10 中部轴销 同序号9 11 尾部耳环 液压缸可在一定的范12

尾部球头 围内摆动 根据题目要求液压缸安装连接结构采用:序号10中部轴销

3.7 液压缸进出油口的设计

液压缸的进出油口,可布置在缸体或前后端盖上。对于活塞杆固定的液压缸,进出油口可设在活塞杆端部。其连接形式有螺纹、方形法兰和矩形法兰等。 油口直径d的计算公式为:

d==15.6mm

式中:d-------油口直径(mm) Q------供液流量(mm)

由前面计算得Q=0.57510-3m3/s u------高压管中允许流速(m/s)

当压力P=(2.5~10)MPa时,u=(3~5)m/s,取3m/s

参看下表选取液压缸油口的尺寸为:

d=M272mm

表3-4 单杆液压杆油口安装尺寸

缸体内径D 25 32 40 50 进出油口 M141.5 M141.5 M181.5 M221.5 缸体内径D 80 100 125 160 进出油口 M272 M272 M272 M322


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