1.外载荷Fw
Fw?Fe?Fn3065?9.8?Fn??30037?9800?10118.5N 222.摩擦阻力错误!未找到引用源。:
取错误!未找到引用源。由公式(4.1.7)可得:
Fm?1??m?mFm?1?0.9510118.5?532.55N 0.953.总载荷错误!未找到引用源。:
F?Fw?Fm?10118.5?532.55?10651.05N
5 计算液压缸的主要结构尺寸
5.1 初选系统工作压力
要根据载荷大小和设备类型,还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制而选择压力。当载荷一定时,工作压力低,就必须加大执行元件的结构尺寸,对某些设备来说,尺寸要受到限制,从材料消耗角度看也不经济;反之,压力选得太高,对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高,这样就会提高设备成本。一般来说,对于固定的尺寸不太受限的设备,压力可以选低一些,行走机械重载设备压力要高些。具体参考表5.1。
表5.1工作压力初选表
载荷∕kN 工作压力MPa <5 <0.8~1 5~10 1.5~2 10~20 2.5~3 20~30 3~4 30~50 4~5 >50 ?5 系统工作压力的选定是否合理,关系到整个系统的合理程度。在本液压系统中,其中夹紧缸具有最大工作压力。根据以上计算可知系统最大负载约为78kN,参照表5.1可知工作压力应大于5MPa,故初选系统的工作压力为7MPa。
5.2 液压缸的主要结构尺寸计算
5.2.1 液压缸的主要结构尺寸组成
活塞杆受压时
错误!未找到引用源。 (5.2.1)
活塞杆受拉时
错误!未找到引用源。 (5.2.2)
式中 错误!未找到引用源。—无杆腔活塞有效作用面积(错误!未找到引用源。); 错误!未找到引用源。—有杆腔活塞有效作用面积(错误!未找到引用源。); 错误!未找到引用源。—液压缸工作腔压力(错误!未找到引用源。); 错误!未找到引用源。—液压缸回油腔压力(错误!未找到引用源。),即背压力。其值根据回路的具体情况而定,初算时可参照表5.2取值,差动连接时要另行考虑;
错误!未找到引用源。—活塞直径(m); 错误!未找到引用源。—活塞杆直径(m)。
表5.2背压选择标准
系统类型
简单系统或轻载节流调速系统
回油节流调速阀的系统 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
一般,液压缸在受压状态下工作,其活塞面积为
(5.2.2)
运用上式须事先确定错误!未找到引用源。与错误!未找到引用源。的关系,或是活塞杆径错误!未找到引用源。与活塞直径错误!未找到引用源。的关系,令杆径比错误!未找到引用源。,其值可按表5.3选取
表5.3杆径比选择标准
工作压力MPa
?5.0
0.5~0.55
5.0~7.0 0.62~0.70
?7.0
0.7
错误!未找到引用源。 (5.2.4) 液压缸直径D和活塞杆径d的计算值要按国标规定的液压缸的有关标准进行圆整。
如与标准缸参数相近,最好选用国产标准液压缸,免于自行设计加工。 5.2.2 液压缸的主要结构尺寸计算
1.夹紧缸的主要结构尺寸
根据外载荷力选取工作压力为7MP,根据系统取背压为0.5MPa,即P2?0.5MPa,错误!未找到引用源。按工作压力选取错误!未找到引用源。见表5.2取错误!未找到引用源。。
由公式(5.2.4)可得:
D?4F?2?P1?P2(1??)??4?78750.74?121.96mm 23.147?0.5(1?0.7)??根据参考文献[1]附表-12圆整取值D=125mm
d?D???125?0.7?87.5,对其圆整得d=90mm
2.锯切缸的主要结构尺寸
根据外载荷力选取工作压力为2.5MPa,根据系统取背压为0.5MPa,即P2?0.5MPa,错误!未找到引用源。按工作压力选取错误!未找到引用源。见表5.2取错误!未找到引用源。。
由公式(5.2.4)可得:
D?4F??P1?P2(1??2)??4?10651.05?79.91mm
3.142.5?0.5(1?0.52)??根据参考文献[1]附表-12圆整取值D=80mm
d?D???80?0.5?40mm 对其圆整得d=40mm
5.3 计算液压缸所需流量及实际工作压力
液压缸工作时所需流量
错误!未找到引用源。
(5.4.1)
式中 错误!未找到引用源。—液压缸有效作用面积(错误!未找到引用源。); 错误!未找到引用源。—活塞与缸体的相对速度(错误!未找到引用源。)。
实际工作压力有公式:
转化为:
(5.4.2)
5.3.1 夹紧缸所需流量和实际工作压力
1.所需流量 由公式(5.4.1)可得: 无杆腔:
Q?AV?π23.14DV??0.1252?0.1?1000?60?73.6L/min 44有杆腔:
Q?AV??4(D2?d2)V?3.14?(0.1252?0.092)?0.1?1000?60?35.4L/min 42.实际工作压力 由公式(5.4.2)可得:
P1?F?P2A2?A178750.74?0.5??43.14?0.12524(0.1252?0.092)?106?6.66MPa
5.3.2 锯切缸所需流量和实际工作压力
1.所需流量 由公式(5.4.1)可得: 无杆腔:
Q?AV??4D2V?3.14?0.082?0.077?1000?60?23.2L/min 43.14?0.082?0.042)?0.077?1000?60?17.4L/min 4有杆腔:
Q?AV??4(D2?d2)V?2.实际工作压力 由公式(5.4.2)可得: