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液压缸设计
说明书
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日期:2012/7/4
液压缸设计
摘要
本次设计主要内容:完成液压缸的主要尺寸设计、强度校核、稳定性校核,绘制液压缸总装图。
设计要求
设计一种用于单注压力机的液压缸
主要技术参数:
压力机额定输出压力:F=10吨(100000N)
液压缸安装方式:竖式布置、法兰固定。
液压缸行程:S=250mm
液压缸额定压力:P=10MPa
液压缸背压:P0=1MPa
环境温度:-1070℃
液压缸的类型和多部分结构的选择
结构初型:采用轴线固定类中的头部内法兰式
局部结构初选
缸筒的结构设计:采用法兰连接;
缸筒的材料:采用45号无缝钢管,根据《GB-T 3087-2007优质结构钢冷拉刚才技术条件》中查的45号钢退火后抗拉强度为σb=540MPa
缸底:采用45号钢,与缸筒采用法兰连接;
缸盖:采用45号钢,与缸筒采用法兰连接;
缸体与外部的链接结构为刚性固定:采用法兰连接;
活塞:活塞采用铸铁
活塞杆:活塞缸采用45号钢,设计为实心
排气装置:在缸筒尾端采用组合排气塞
密封件的选用:活塞和活塞杆的密封件采用O形密封圈加挡圈。
确定基本参数
液压缸负载主要包括:压制力、摩擦力、惯性阻力、惯性密封阻力和背压阻力等。
压制力:根据油缸和活塞杆的连接形式知:F=100KN
摩擦阻力、重力:由于液压缸的摩擦阻力和重力相对压制力很小,固可忽略不计。
惯性阻力:由于液压缸工作运动时速度小,不属于快速往复运动型,固惯性阻力可忽略不计。
密封阻力和背压阻力:将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去,去液压缸的机械效率为:;背压阻力是为1MPa
缸筒内径D和活塞杆直径d(在此设计的液压缸以无杆腔为工作腔):由于单柱压力机以力为主,对工作速度无太严格要求,则活塞杆直径d和工作压力的关系为:
液压缸工作压力P/MPa
≤5
5~7
>7
推荐活塞杆直径d
(~)D
(~)D

得D=,则
D=4FπP-P0ηm-P0d2P-P0=
则活塞杆直径为D==
根据国家标准GB/T 2348-93,取标准直径D=125mm,d=80mm。
工作速比
φ=ν1ν2=D2D2-d2=
液压缸轴向各尺寸
对于一般油缸,最小导向长度满足下试条件:
H≥L20+D2=+=
在缸筒内径D>80mm时,~,~。现在试取A==48mm,B==75mm.
在导向套与活塞之间装一隔套K,长度为C,有以下公式确定:
C=H-12A+B=
经查GB/T 2879-2005得,活塞杆动密封沟槽轴向尺寸为M=,
强度和稳定性校核
缸筒壁厚和外经计算
以薄壁试计算缸筒壁厚:
缸筒采用45号钢,经查国标GB-T 3078-94,45号