液压缸直径/活塞杆直径/mm: 200/ 140 活塞面积/cm: 314.16 杆端承压面积/cm: 160.23
工作压力/MPa|10.0|推力/kN: 314.16
由于工作条件需要所选的液压缸为尾部法兰式，头部为I型杆端耳环的液压缸。 查《机械设计手册》单行本—液压传动 冶金设备专用型液压缸可以查得满足设
计所需的液压缸型号为UY WF 11 63x1500-10。其外形大致如图：
②液压缸强度和稳定性的计算 1) 缸桶壁厚
选择缸体材料为35号钢的无封钢管，调质处理241-285HB，查手册n=5，则
[σ]=σb/n=5w/4=104MPa。
由于本系统压力为10Mpa，故属低压系统利用缸筒碧厚的计算公式：
δ=PrΦAL/2[σ]（2-5）
δ—液压缸筒臂厚
Pr—试验压力对于本系统Pr=1.5P ΦAL—缸筒内径0.10m
11
[σ]—缸筒材料的许应力为MPa
所以δ=1.5×4×0.1/2×104=0.0029m=2.9mm 2)强度和稳定性计算
液压缸承受轴向压缩载荷时，活塞杆的计算长度与活塞杆的直径之比大于10时，则应校核活塞杆的纵向弯曲强度或稳定性，由于液压系统的液压缸基本为垂直升降，所以只校核计算纵向弯曲强度的临界载荷，采用截面法进行计算。计算细长比1/k L—活塞杆的计算长度，即活塞杆在最大位置时（伸出状态）活塞杆端支点和液压缸安装点的距离，由《机械设计手册》可知，L确定方式为：L=170+100+335=605m=0.605m 式中335是缸筒的整个距离 K—活塞杆断面回转半径式中 φMM1—空心活塞杆外径0.05m φMM2—空心活塞杆内径0.034m 所以L/K=0.065/0.015=40.3 m—柔性系数，
由《机械设计手册》第五册，P37-253表37.7-68查得：n=1/4 由戈登—法金公式计算临界载荷:PK=A/1+α/n（L/K）2（2-6） 式中：fc—材料强度试验值490MPa
α—实验常数1/5000A—活塞杆截面积
A=π/4（φMM12-φMM22）=3.14/4×（502-342）=1055.04mm2 所以Pk=490×1055.04/1+4/5000×40.32=224840.6N
由此方法计算出的Pk值趋于保守，即安全性较高，由于压杆存在初曲率和载荷偏心等不利于因素的影响，故[ns]比一般规律的比强度安全系数高些。 取[ns]=5，则Pk/P =22484.6/24500=9.187>[ns] 所以稳定想好，安全。
12
2.3液压传动与机械传动优缺点比较
传动形式而言除了上面的机械式传动外还有液压式传动以及气压式传动。比较以上其他传动形式，液压传动具有更多优点，具体表现在以下几个方面： ① 输出效率相同的情况下，其结构紧凑、体积小、重量轻、承载能力强。 ② 压系统有减压、保压（自锁）、卸荷等装置和回路，比较容易控制。
③ 应性力小、动作灵敏，启动、制动速度快，传动平稳，可实现快速而无冲击的换
向。
④ 动力的传递和储存都很方便，由于采用管道传递压力油，所以液压元件机构和装
置都是比较容易于布置，且各元件的安装自由度很大，可随意放在适当位置上，并切能实现远距离操纵。
⑤ 由于可以自动防止过载，可避免事故的发生。 ⑥ 液压元件自动润滑，比其他传动元件寿命长。
⑦ 液压系统中的泵、阀等元件均已标准化、系统化。设计过程中可以只作计算选取，
大大简化了设计工作量，缩短了制造周期，提高了生产率，因而使得成本更经济、合理。
当然，什么事都不是十全十美的，液压传动也有一些比较突出的缺点，如泄露、油管会产生一定的弹性变形，从而影响传动精度，另外还有油管的粘温性、节流现象等，此外精密元件的加工精度高，因而使得制造成本高，但相比而言，这些问题都可以在其允许的范围内得以解决。
综上所述，本设计30吨板坯升降台的升降机构将选择液压传动的形式。
13
3液压式板坯升降台设计计算
3.1确定基本回路
3.1.1卸荷回路
卸荷回路的作用就是:在电动机不熄火的情况下使液压油卸荷，即泵输出的液压油以最低压力回油箱。
卸荷回路主要有以下几种： （1）如图3.1采用换向阀的卸荷回路，用三位四通换向阀中位M型滑阀机能（或在液压泵出口旁路接二位三通阀），使液压泵输出的油液流回油箱，液压泵卸荷。它适用于P=16MPa，Qp≦40L/min的液压系统，高压大流量系统用换向阀卸荷时冲击较大。
图3.1 换向阀的卸荷回路
1-油箱；2-过滤器；3-液压泵；4-先导式溢流阀；5-三位四通电磁换向阀；6-液压缸
（2）如图3.2为卸荷溢流阀图形。当先导式溢流阀1控制管路通过二位二通电磁换向阀3 接回油箱时，液压泵输出的油液以很低的压力经溢流阀回油箱。实现液压泵的卸荷。工作过程中流量变化较大的液压系统，采用双连泵供油。
相比较，我在设计中采用了第一种卸荷方式，虽然其结构比较简单，但是能完成
14
工作。
图3.2卸荷溢流阀图形
3.1.2调速回路的确定
液压调速分为节流调速，容积调速和容积节流调速三种方式。节流调速，容积节流调速只能用于开式系统。容积调速多用于闭式系统。由于本系统在运动过程中流量的变化很小，因此不用选调速回路，只需要在泵出来的管路中利用集流分流阀本身的特性来满足此设计的要求。 3.1.3保压回路的确定
用液压单向阀的保压回路（如图3.3）。
在液压缸无杆腔油路上接入一个液控单向阀，利用单向阀锥形阀座的密封性能实现保压。一般在20MP工作压力下保压10min。故我的设计选用液压单向阀的保压回路。
15