拉桿式液壓缸設(shè)計（含CAD圖紙）

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（活塞桿橫截面積）， （材料強度確定的實驗值）。 3.2.2缸筒壁厚 缸筒壁厚的驗算有下面三種： a)額定壓力要比極限值低一定的比例： 式2-7 根據(jù)式2-7得到： b) 額定壓力和塑性變形壓力的計算： 式2-8 先根據(jù)式2-8得到： =41.21 c)液壓缸需承受的試驗壓力（耐壓試驗壓力）進(jìn)行質(zhì)量檢查，全部零件都要在規(guī)定的時間內(nèi)使用壓力進(jìn)行調(diào)試檢驗，要沒有損壞。 液壓行業(yè)里規(guī)范性要求是: 當(dāng)額定壓力時 （MPa） d)為了保證液壓缸使用的時候能夠安全，要比大： (MPa） 式2-9 查表得到=596MPa，由式2-9得： 耐壓試驗壓力： 以上公式中： 3.2.3 缸筒的加工 內(nèi)表面需要進(jìn)行研磨加工，達(dá)到H8級配合精度，表面粗糙度（）0.8，； 熱處理使用調(diào)制的方法，HB230； 缸筒的直線度是0.03mm； 油口有密封要求，要倒角，而且絕對不能有飛邊、毛刺等現(xiàn)象。 3.2.4法蘭 端蓋有很多種形式，因為沒有特殊要求，我選了較常見的法蘭式端蓋。 厚度計算： 所以=13.2mm 取=14mm 3.2.5 (缸筒端部）法蘭連接螺母 圖2-3螺栓局部圖 如圖2-3，使用螺栓固定法蘭盤的方式進(jìn)行連接。 螺栓強度計算公式分別是： 螺紋拉應(yīng)力: (MPa) 式2-11 螺紋剪應(yīng)力： (MPa) 式2-12 總應(yīng)力： (MPa) 式2-13 由式2-11拉應(yīng)力應(yīng)該是： = 根據(jù)式2-12剪應(yīng)力應(yīng)該是： 根據(jù)式2-13合成應(yīng)力應(yīng)該是： ==367.6MPa 從上面的計算結(jié)果選擇12.9級螺栓； 3.3 活塞 B（寬度）一般的選取方式是： 即： 我取=123mm 活塞和缸筒內(nèi)壁之間有位移的運動，所以有一個適當(dāng)?shù)呐浜铣叽绻?，不能過緊，也不能間隙太大。過緊了，會磨損；間隙如果過大了，會漏油。 活塞和缸體的配合方式有很多，考慮了它們之間的性能之后，我選用Y型密封圈，這樣可以降低成本且方便生產(chǎn)制造。 3.4 導(dǎo)向套的設(shè)計與計算 3.4.1.最小導(dǎo)向長度H的確定 活塞運行到底后，活塞對稱中心和導(dǎo)向套中心之間的距離是最小導(dǎo)向長度。要是導(dǎo)向長度太短，液壓缸會容易損壞。 最小導(dǎo)向長度的參考依據(jù)為: 式2-14 L-最大行程； D-缸筒直徑； D小于80mm的時候取長度(0.6~1.0)D； D大于80mm的時候取長度(0.6~1.0)d； B-活塞寬度； B=(0.6~1.0)D。 如果導(dǎo)向長度H在正常的構(gòu)造下不能滿足要求,就要設(shè)計隔套K(圖2-4)，這樣H就增大了。 隔套K的寬度。 圖2-4 隔套 因此:最小導(dǎo)向長度， 我取H=18cm； 導(dǎo)向套滑動面長度A= 實際寬度B是123mm 圖2-5導(dǎo)向示意圖 如圖2-5所示，因前端蓋及緩沖套增加導(dǎo)向長度82，所以實際的最小導(dǎo)向長度185mm，不用增加隔套。 3.4.2.導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu) 本次液壓缸設(shè)計我采用普通導(dǎo)向套，如圖2-6所示，在支承座或端蓋上安裝導(dǎo)向套，壓力油可以撐開密封圈的邊進(jìn)行密封，油槽內(nèi)的壓力油可以潤滑。 圖2-6導(dǎo)向套 3.5 端蓋和缸底的設(shè)計與計算 單活塞液壓缸中，整體連接后形成了一個密封的壓力腔，這樣他就需要承受液壓力，連接強度也要滿足要求。端蓋上面有很多槽和溢流孔，還有安裝螺栓用的通孔，要是設(shè)計的不好的話很容易就會損壞。 端蓋的設(shè)計計算： （端蓋厚） 式2-15 圖2-7缸蓋局部圖 這次的液壓缸設(shè)計，如圖2-7，我采用在缸筒螺紋連接法蘭盤，再使用螺栓連接缸底和端蓋。這樣需要加工缸體的外徑，不過好處是簡單的結(jié)構(gòu)，比較容易加工，拆裝起來也比較方便一些。 3.6 緩沖裝置的設(shè)計 液壓桿在運行時有很大的動量，活塞在運行到液壓缸的端蓋或缸底的瞬間，會有沖擊，這就會影響使用壽命和工作的穩(wěn)定性。緩沖裝置可以防止和減少沖擊，在行程終端時速度慢慢停止。 圖2-8　緩沖原理圖 如圖2-8，，活塞或活塞桿運行到底端后，利用縫隙式薄壁型小孔對油液產(chǎn)生節(jié)流作用，把回液通道逐漸堵塞產(chǎn)生節(jié)流效果形成背壓，慢慢抵消慣性力，這樣就形成了緩沖。 如圖2-9與圖2-10所示，本次液壓缸設(shè)計，采用緩沖軸套加節(jié)流閥的形式來實現(xiàn)緩沖，避免缸體的損傷。 圖2-9 節(jié)流閥 圖2-10 緩沖套 3.7 排氣裝置 本液壓缸行程較短，為保證可靠性，降低漏油等故障發(fā)生概率，并未設(shè)計排氣裝置，液壓缸腔內(nèi)空氣可在調(diào)試過程中通過油管從油箱排出。 3.8 密封件的選用 3.8.1.靜密封的選用 如圖2-11所示，本次液壓缸設(shè)計，因為沒有特殊要求，所以為了生產(chǎn)制造的簡便性，采用Ｏ型密封圈，采用矩形溝槽。 圖2-11 Ｏ型密封 3.8.2.活塞密封件的選用 圖2-12 Yx型圈 如圖2-12所示，我使用Yx型圈。 3.9 防塵圈 為了防止異物侵入液壓缸，所以需要在前端蓋與活塞桿或柱塞密封的外側(cè)設(shè)計防塵圈，避免磨損元件。 如圖2-13所示，本次液壓缸設(shè)計采用A型防塵圈。 圖2-13　防塵圈 3.10 液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu) 3.10.1.液壓缸的安裝 液壓缸的安裝形式有很多種，如圖2-14，本次液壓缸設(shè)計沒有同軸度要求等特殊需求，所以采用法蘭式安裝，直接使用螺栓通過螺栓孔將其固定在機器上。 圖2-14 3.10.2．液壓缸油口設(shè)計 壓力油從油孔直接進(jìn)入液壓缸，雖然構(gòu)造簡單，但作用非常重要。如果孔小了，進(jìn)油時流量會無法滿足需求，活塞的速度會無法滿足要求。所以孔的大小一定要考慮。 如圖2-15所示，我設(shè)計的油口采用M42螺紋連接，布置在前后端蓋上，同時因為未確定固定的速度使用要求，所以油口設(shè)計為30mm的口徑，相對140mm缸徑應(yīng)該能夠滿足所有的使用情況。 圖2-15油口示意圖 總 結(jié) 致 謝 參考文獻(xiàn) [1] 李碩衛(wèi),張國賢.現(xiàn)代液壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 機械工程師，2009(2). 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