图3.4 刀刃与地面接触情况
整理上式则油缸的推力：St?1rs?k'XB?l??1m??Gl0?
代入数据求得： St=6.54（KN）
3.6 铲斗提升液压缸拉力的确定
推土机切削终了，推土机由切削位置变为运输位置，工作装置提升时，起升力既油缸拉力，由图3.3可求出：
图3.5 推土板起升受力计算
?Mc?00
P1m?G1l1?Gl?Slrs?0 26
参考产品数据初选工作机构的各个尺寸如下：
l1=2.9m；
式中：Gt为被抬起土壤的重量，其值为；
Gt?C?0
C为推土板铲斗容量；
?0为土壤的容重，由《工程机械》查的，一般取：
?0=18KN/m3；
从而的出：
Gt?115.2（KN）
p1作用于工作装置上土壤水平分力之和，即推土机的牵引力查询产品参数可知P1 =207KN；
整理上式则油缸所具备的拉力：
Sl?1rs?P1m?G1l1?Gl0?
代入数据得：
Sl?101(KN)
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4 ZD220-3推土机铲刀系统的设计与计算
4.1 液压缸设计与计算
4.1.1 液压缸设计原则
液压缸的设计是整个液压系统设计的重要内容之一，由于液压缸是液压传动的执行元件，它和工作机构有直接的联系，对于不同的工作机构，液压缸具有不同的用途和工作要求，因此在设计液压缸之前，应做好充分的调查研究，收集必要的原始资料和设计依据，包括机械用途、性能和工作条件；工作机构的型式、结构特点、负载情况、行程大小和动作要求；液压缸所选定的工作压力和流量；同类型机械液压缸的技术资料和使用情况以及有关国家标准和技术规范等。
不同的液压缸有不同的设计内容和要求，一般在设计液压缸的结构时应注意下列几个问题：
①在保证满足设计要求的前提下，尽量使液压缸的结构简单紧凑，尺寸小，尽量采用标准形式和标准件，使设计、制造容易，装配、调整、维护方便。
②应尽量使活塞杆在受拉力的情况下工作，以免产生纵向弯曲。为此，在双出杆活塞式液压缸中，活塞杆与支架连接处的螺栓固紧螺母应安装在支架外侧。对单出杆活塞式油缸来讲，应尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大荷载。
③在确定液压缸的固定形式时，必须考虑缸体受热后的伸长问题。为此，缸体只应在一端用定位销固定，而让另一端能自由伸缩。双出杆液压缸的活塞杆与支架之间不能采用刚性联结。
④当液压缸很长时，应防止活塞杆由于自重而产生过大的下垂而使局部磨损加剧。
⑤应尽量避免用软管连接。
液压操纵的推土机,推土板的动作靠双作用液压油缸来完成，因此油缸力必须综合考虑推土板强制切土和从土中拔出推土板两种工作状态。推土板升降油缸的力取决于推土机的工作状态和推土机的整机稳定性。
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4.1.2 液压缸参数计算与设计
由表3.1、表3.2、表3.3，初选ZD220-3推土机液压系统在最大负载207KN时选取推铲提升液压缸的工作压力P1＝13×106液压缸选用单杆式。由于液压缸Pa，
回油路上必须具有背压力存在，以防止推土机卸土后突然前冲，由表3.3取P2＝
0.8×10
6Pa。
表4.1 按负载选择执行元件工作压力
负载/KN 工作压力p/MPa <0.8～1 1.5～2 2.5～4 4～5 >5～7 <5 5～10 10～30 30～50 >50 表4.2 按主机类型选择执行元件工作压力
液压机 机床 主机类型 磨床 工作压力p/Mpa ≤2 3～5 ≤8 8～10 10～16 20～32 组合机床 龙门刨床 拉床 农业机械 中、大挖掘机 小型工程机械 重型机械 工程机械辅助机构 起重运输机构 表4.3 执行元件背压力
系统类型 简单系统或轻载节流调速系统 回油路带调速阀的系统 回油路设置有背压阀的系统 用补油泵的闭式回路 回油路较复杂的工程机械 回油路较短，且直接回油箱 背压力/Mpa 0.2～0.5 0.4～0.6 0.5～1.5 0.8～1.5 1.2～3 可忽略不计
如图3.5为液压缸为执行元件的计算简图，其中Sl是作用在活塞杆上的外载荷。除此之外，活塞还受摩擦载荷及惯性载荷。但由于活塞质量和速度并不是很大，相比外载荷更是微不足道，因此可以忽略不计。
液压缸的外载荷有：
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推土时的推力：Sl=6.54（KN） 收推土板的拉力：Sl=101（KN）
易知，提升液压缸在受拉时载荷最大。取Sl=101（KN）
图4.1 液压缸计算见图
则有：P1?A1?P2A2?Sl
P61为液压缸工作腔压力，P1＝13×10Pa 。
P2为液压缸回油腔压力，即背压力，P2＝0.8×106Pa。
参考《工程机械手册》取d=0.7D 代入数据求得D=150mm d=103mm
按GB/T2348-1993将所计算的Ｄ与d值分别圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封装置。
圆整后得：
Ｄ＝160mm d=110 mm
按标准算出：
A(D2?d2)D21=
?4=106cm2 A=
?24=200cm2
⑴液压缸筒壁厚计算
液压缸材料使用45#，其抗压强度为58kg/cm2,其厚度t为：
t=PD200S
S=?5
其中：P（kg/cm2）为最大压力；
D(mm)为管内径； S为安全系数；
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