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机床设备类型磨床工作压力MPa≤2组合机床3~5农业机械、小型液压机、重型机械、齿轮加拉床龙工程机械其重运输机械车床工机床门刨床2~4〈6.3〈1010~1620~32 根据液压缸的工作要求和以上两表,初选系统压力为1.5 MPa。
计算液压缸的主要结构尺寸
液压缸主要设计参数见图5.2.1。图a为液压缸活塞杆工作在受压状态,图b为活塞杆工作在受拉状态。
DP2P1A1DA1P1P2A2A2dv1dv1FwFw(a)(b)
图 5.2.1
活塞杆受压时
WF== p1A1?第 36 页F?mp2A2
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活塞杆受拉时
F=
式中
A2=
FW?m=p1A2?p2A1
A1=
?42D2—无杆腔活塞有效作用面积(m2)
?D?4?d2?—有杆腔活塞有效作用面积(m)
2p1—液压缸工作腔压力 p2—液压缸回油腔压力
(Pa)
(Pa),即背压力
D —活塞直径 (m) d —活塞杆直径 (m)
选取p2等于0.3MPa.。 所以
D?4F??p1?p2?1???2???
?=d/D—杆径比 杆径比?的选取可参照表5.2.3。
表5.2.3
工作压力/ MPa d/D ≤5.0 0.5~0.55 5.0~7.0 0.62~0.70 ≥7.0 0.7 因为工作压力在5.0~7.0之间,所以选取杆径比?为0.65。
Fmax=
FWmax?m=5.7 kN
将Fmax=5.7 kN;?=0.65;p1=1.5MPa;p2=0.3 MPa代入式子中可得
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D?4F??p1?p2?1???2??? ≈74mm
d=0.65D=48mm
液压缸直径D和活塞杆直径d的计算值要按国家规定的液压缸的有关标准进行圆整。常用液压缸内径及活塞杆直径见表5.2.4和表5.2.5 表5.2.4
常用液压缸内径D(mm)
40 125 50 140 63 160 80 180 表5.2.4 活塞杆直径d(mm)
缸径 速比 40 1.46 3 22 50 28 63 35 45 80 50 60 90 55 70 100 63 80 90 200 100 220 110 250 进行圆整后可得:D=80mm;d=50 mm。
计算液压缸所需流量
液压缸工作时所需最大流量第 38 页
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Qmax?Avmax
A—液压缸有效作用面积
vmax—活塞与缸体的最大相对速度
vmax=0.85/2.5=0.34 m/s
A=?D4?2?d2?=0.0306
m2
所以Qmax=10.4L/s
选择液压元件
(1) 液压泵的选择计算 1)
确定最大工作压力
Pp?Pmax???P?15?0.3Mp=15.3MPa
a2) 确定泵的最大供油量
qp?k?qimax?1.2?(40?4.13)L/min?53L/min3) 液压泵规格型号的确定
这里要求压力波动较小,故采用叶片泵,由于液压泵额定压力应比最大工作压力高25%到60%,我们这里取50%,所以液压泵额定压力为15.3??1?50%?Mpa?23Mpa,从而由标准中选取T6型定量叶片
泵,排量为53mL/r,额定转速为1000r/min。 (2) 液压泵驱动电机的选择计算
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P电机?PPmax?qp60??15.3?5360?0.9?15kw
(3) 辅助元件的选择
1) 由于是中高压系统,故选用无缝钢管 属于出料机组举升装置油路的管道内径为:
d1?4qmax??v??4?40?1060??3?3m?16.8mm
油管壁厚计算:根据油管的强度条件,管道壁厚
?1?Pmaxd12???
由于油管材料选用合金结构钢20Cr:所以 ????539Mpa
?1?15.3?16.92?539mm?0.238mm
取?1为0.5mm
属于翻片机油路的管道内径为:
d2?4qmax??V??4?4.13?1060??3?3m?5.4mm
油管壁厚计算:根据油管的强度条件,管道壁厚为
?2?Pmaxd22???
同样油管材料为合金结构钢20Cr,????539Mpa
?2?15.3?5.42?539mm?0.077mm
故取?2为0.1mm。
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