缸筒和缸蓋組件
1 確定液壓缸油口尺寸
液壓缸的油口包括油口孔及連接螺紋。油口可布置在缸筒或缸蓋上,油口直徑應根據活塞最大速度
和油口最高流速
確定,計算公式如下:
式中D—液壓缸內經,m;
—液壓缸最大輸出流速,m/min;
—油口流動速度,m/min,一般不大于5m/s。
油口連接螺紋尺寸見參考文獻[5],表7-20。
對于無桿腔部位油口:
見參考文獻[5],表7-20,選取M502的鏈接螺紋尺寸。
對于有桿腔部位油口:
見參考文獻[5],表7-20,選取M422的螺紋連接尺寸。
2確定缸筒和缸蓋的連接形式
有參考文獻[5]表4-5,居于本設計,缸筒和缸蓋的連接形式選用法蘭連接。
3選擇缸筒和缸蓋材料
缸筒選材:鑄鋼45
前缸蓋選材:鑄鋼45
后缸蓋選材:鑄鋼45
4計算缸筒和缸蓋的結構參數
①缸筒壁厚的計算
本次設計的液壓系統為高壓系統,因此按厚壁缸筒計算
式中p—液壓缸工作壓力,MPa;
—試驗壓力,MPa,工作壓力p≤16MPa時,
=1.5p;工作壓力≥16MPa時,
=1.5p;
D—液壓缸內徑,m;
—缸體材料許用應力,MPa;
取鑄鋼=120Pa;
②缸筒外徑的計算
見參考文獻[5]表4-7 標準液壓缸的缸筒外徑系列,選取的液壓缸信息如下表2-2。
表2-2
產品系列代號 | 額定壓力 | 缸筒內徑D/mm |
F型 | 25 | 360 |
缸筒外徑 | ||
450 |
③缸底厚度h的計算
對于平型缸底當缸底無油口時
當缸底有油口時
式中—缸底材料許用應力,MPa;
④液壓缸頭部法蘭厚度h的計算
因為在缸筒頭部有活塞桿導向孔,故其厚度的計算方法與缸底有所不同。對于常用的法蘭式缸頭,其厚度的計算方法如下。
式中 F—法蘭受力總和,N;,這里取F=2000000N。
d—密封環內徑,m;
—密封環外徑,m;
q—附加密封壓力,Pa;
—螺釘孔分布圓直徑,m;
—密封環平均直徑,m;
[]—法蘭材料許用應力,Pa;
5缸筒和缸蓋的連接計算
缸筒和缸蓋采用螺栓連接時,缸筒螺紋處的拉應力為:
螺紋處的切應力:
合成應力為:
式中 K—螺紋擰緊系數,靜載時K=1.25~1.5;動載時K=2.54;
—螺紋內摩擦系數,一般取
=0.12;
—螺紋外徑,m;
—螺紋內經,m,一般采用普通螺紋時,
=
-1.0825t(t為螺紋螺距,m);
D—液壓缸內經,m;
[]—螺紋材料許用應力,Pa;
—螺紋材料屈服點,Pa;
n—安全系數,通常取n=1.5~2.5;
F—缸筒螺紋處所受的拉力,N;
Z—螺栓數;
6 缸筒與缸蓋的配合
本設計以參考文獻[5],11.3.3 液壓缸液壓機(單桿雙作用活塞缸)裝配圖及零件圖為參照,進行液壓缸的結構設計。
缸蓋與缸筒的配合采用H9/f9的間隙配合;缸筒與導向套采用H7/g6配合;缸底與缸筒采用H7/g6配合。