柱塞缸設(shè)計(jì)步驟

1、2、數(shù)據(jù)、 執(zhí)行元件：液壓柱塞缸；、 主要設(shè)計(jì)參數(shù)：缸工作行程400mm；推力載荷-280KN；移動(dòng)速度1mm/s；安裝方式-前法蘭。3、設(shè)計(jì)提要、液壓柱塞缸主要參數(shù)給定缸內(nèi)徑：D=125mm；缸外徑：D1 =194mm；壁厚：=34mm；活塞桿直徑：=120mm；法蘭厚：h=8mm；二、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)要求，選擇液壓缸的安裝類(lèi)型和安裝方式。2 確定液壓缸的性能參數(shù)，如輸出力，速度，作用時(shí)間，內(nèi)徑和行程。3根據(jù)選定的工作壓力，確定液壓缸的缸徑，活塞桿直徑，并按標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列選擇尺寸，根據(jù)工作壓力及材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如缸壁厚度，缸蓋，密封形式，排氣與緩沖等。4液壓缸性能的驗(yàn)算。5選

2、擇合適的密封結(jié)構(gòu)三、液壓缸主要幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算1公稱(chēng)壓力的確定因?yàn)橥屏d荷為280KN所以選公稱(chēng)壓力為31.5MP，見(jiàn)表2活塞桿直徑的確定當(dāng)F1=280KN，P=31.5MP 算出d=106mm查下表選d=120mm3、液壓缸行程行程400mm屬于國(guó)標(biāo)4、液壓缸內(nèi)徑D1的確定當(dāng)F1=280KN，P=31.5MP D1=110.1mm查下表選用D1=125mm5缸筒壁厚=24.61mm根據(jù)外徑和內(nèi)經(jīng)的差選=34.5mm6液壓缸外徑D2的確定D2=174.1mm查表選用194mm7缸底壁厚代入計(jì)算的d11=31.08mm去32mm8缸頭壁厚算出缸頭厚度h=30mm9缸筒法蘭連接螺栓10、法蘭安裝

3、方式11密封環(huán)一般取O型密封環(huán)12防塵圈13各種主要零件名稱(chēng)和材料四、各零部件的校核及驗(yàn)算1、缸筒設(shè)計(jì)、缸筒結(jié)構(gòu)的選擇連接方式如下圖：選取法蘭式連接，并且法蘭和缸筒用焊接方式連接。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易選取、易裝卸；缺點(diǎn)是外徑較大，比螺紋連接的重量大。、缸筒的要求有足夠強(qiáng)度，能夠承受動(dòng)態(tài)工作壓力，長(zhǎng)時(shí)間工作不會(huì)變形；有足夠剛度，承受活塞側(cè)向力和安裝反作用力時(shí)不會(huì)彎曲；內(nèi)表面和導(dǎo)向件與密封件之間摩擦少，可以保證長(zhǎng)期使用；缸筒和法蘭要良好焊接，不產(chǎn)生裂紋。、缸筒材料的選取及強(qiáng)度給定部分材料的機(jī)械性能如下表：本次設(shè)計(jì)選取20號(hào)鋼從表中可以得到：缸筒材料的屈服強(qiáng)度=250MP；缸筒材料的抗拉強(qiáng)度=420

4、MP；現(xiàn)在利用屈服強(qiáng)度來(lái)引申出：缸筒材料的許用應(yīng)力=/n=250/5=50MP。其中n=5是選取的安全系數(shù)，來(lái)源于下表：2、液壓缸的效率液壓缸的效率由以下三種效率組成：=0.9 =1 =0.9所以總效率為0.8。3.缸筒壁厚的驗(yàn)算下面從以下三個(gè)方面進(jìn)行缸筒壁厚的驗(yàn)算：根據(jù)式23.37得到：31.5MP滿(mǎn)足條件4、法蘭設(shè)計(jì)、法蘭厚度計(jì)算法蘭厚度根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算：式中：h法蘭厚度（mm）F法蘭受力總和（N），法蘭外徑（370mm）螺栓直徑（24mm）法蘭材料的許用應(yīng)力（Pa）mm 螺釘孔分布圓直徑（320mm）密封環(huán)外徑（250mm）帶入數(shù)據(jù)得h=47.6mm. 圓整取h=48mm首先來(lái)計(jì)算法蘭在

5、最大內(nèi)壓的情況下受到的壓力F：在流量的計(jì)算中已經(jīng)得柱塞的面積是：=113.04缸壁厚度計(jì)算中得出最大壓強(qiáng)：=2.252MP所以法蘭承受的最大壓力為：F=25452.45N接下來(lái)選取其它參數(shù)：=115mm =20mm b=13mm許用應(yīng)力在選取材料的時(shí)候給出：=/n=250/5=50MP將以上各量帶入式23.316得到：h=30mm5法蘭連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算連接圖如下：螺栓強(qiáng)度根據(jù)下式計(jì)算：最大推力為：F=280KN使用8個(gè)螺栓緊固缸蓋，即：Z=8螺紋外徑和底徑的選擇：=20mm =18.376mm系數(shù)選擇：考慮到載荷可能有變化，為了安全，選?。篕=3，=0.12最大推力理論F=P*A=31.5MP*=356.076KN但實(shí)際F1=F*0.8=284.8608KN根據(jù)式23.320得到螺紋處的拉應(yīng)力為：=401.9MP根據(jù)式23.321得到螺紋處的剪應(yīng)力為：=192.3MP根據(jù)式23.322得到合成應(yīng)力為：=522.5MP由以上運(yùn)算結(jié)果知，應(yīng)選擇螺栓等級(jí)為12.9級(jí)：查表的得：抗拉強(qiáng)度極限=1200MP屈服極限強(qiáng)度=1080MP不妨取安全系數(shù)n=2可以得到許用應(yīng)力值：=/n=1100/2=540MP再次使用式23.322得到： 成立證明選用螺栓等級(jí)合適。四、參考文獻(xiàn)1