液压缸尺寸计算

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A、大腿液压缸结构尺寸设计计算

①、大腿缸的负载组成

1、工作载荷(活塞杆在抬腿过程中始终受压)

2、惯性载荷(由于所选用液压缸尺寸较小,即不计重量,

且执行元件运动速度变化较小,故不考虑惯性载荷)

3、密封阻力,其中是作用于活塞上的载荷,

且,是外载荷,,其中是液压缸的机

械效率,取

综上可得:外载荷,密封阻力,总载

荷。

②、初选系统工作压力

1、按载荷选定工作压力,取工作腔压力为(由于

总载荷为61988N大于50000N,故根据手册选取工作压力

为12MPa)

2、选择执行元件液压缸的背压力为(由于回油路

带有调速阀,且回油路的不太复杂,故根据手册选取被压

压力为1MPa)

③、液压缸主要结构尺寸的计算

1、在整个抬腿过程中活塞杆始终受压,故可得下式:

活塞杆受压时:

----------液压缸工作腔压力(Pa)

----------液压缸回油腔压力(Pa)

----------无杆腔活塞有效作用面积,,D为活塞直径(m)

----------有杆腔活塞有效作用面积,,d为活塞杆直径(m)

选取d/D=0.7(由于工作压力为12MPa大于5MPa,故根据手册选取d/D=0.7)

综上可得:D=82.8mm,根据手册可查得常用活塞杆直径,可取D=90mm,d=60mm。

校核活塞杆的强度,其中活塞杆的材料为45钢,故。

由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到压力作用,故仅校核其压缩

强度即可。,故满足强度要求。

即d=60mm,则D=90mm。

由此计算得工作压力为:

根据所选取的活塞直径D=90mm,可根据手册选的液压缸的外径为108mm,即可得液压缸壁厚为。

校核液压缸缸壁的强度,其中液压缸的材料为45钢,故。

由于该缸处于低压系统,故先按薄壁筒计算,,其中工作压力

,可取,则,

故满足强度要求。

又由于,故可将该缸筒视为厚壁,则的校核应按下面公式进行。

计算的,故经过校核满足要求

即取缸筒壁厚。

B、水平摆动液压缸结构尺寸设计计算

①、水平摆动缸的负载组成

1、工作载荷(活塞杆正反行程中保持不变)

2、惯性载荷(由于所选用液压缸尺寸较小,即不计重量,

故不考虑惯性载荷)

3、密封阻力,其中是作用于活塞上的载荷,且

,是外载荷,,其中是液压缸的机械效率,取

综上可得:外载荷,密封阻力,总

载荷。

②、选定系统尺寸

由所受最大负载的大腿缸计算所得的液压缸的数据,初步拟定水

平摆动缸的尺寸为:D=90mm,d=60mm,=9mm。

③、液压缸工作压力的计算

摆腿动作开始时已经将腿抬起,故不受外载荷作用,则摆动腿液压缸受外载荷工作的过程为腿已放下,并且开始拖动身体前进的过程,在这个过程中活塞杆受拉。

活塞杆受拉时:

----------液压缸工作腔压力(Pa)

----------液压缸回油腔压力(Pa)(由于回油路带有调速阀,且回油路的不复杂,故根据手册选取回油腔压力为0.5MPa)

----------无杆腔活塞有效作用面积,,D为活塞直径(m)

----------有杆腔活塞有效作用面积,,d为活塞杆直径(m)

综上可得:工作腔压力

校核活塞杆的强度,其中活塞杆的材料为45钢,故。

由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到拉力作用,故仅校核其拉伸

强度即可。,故满足强度要求。

校核液压缸缸壁的强度,其中液压缸的材料为45钢,故。

由于该缸处于低压系统,故先按薄壁筒计算,,其中工作压力

,可取,则

,故满足强度要求。

又由于D/=10,故可将该缸筒视为厚壁,则的校核应按下面公式进

行。

计算的,故经过校核满足要求。

即取缸筒壁厚。

C、小腿液压缸结构尺寸设计计算

①、小腿液压缸的负载组成

1、在工作过程中存在拉力与压力的循环作用,其中最大拉力为

,最大压力为。

2、惯性载荷(由于所选用液压缸尺寸较小,即不计重量,

故不考虑惯性载荷)

3、密封阻力,其中是作用于活塞上的载荷,且

,是外载荷,,其中是液压缸的机械效率,取

综上可得:外拉载荷,密封阻力

,总拉载荷;外压载荷

,密封阻力,总拉载荷

②、选定系统尺寸

由所受最大负载的大腿缸计算所得的液压缸的数据,初步拟定水

平摆动缸的尺寸为:D=90,d=60,=9mm。

③、液压缸工作压力的计算

活塞杆受拉时:

活塞杆受压时:

----------液压缸工作腔压力(Pa)

----------液压缸回油腔压力(Pa)(由于回油路带有调速阀,且回油路有背压阀,回油路油路不复杂,故根据手册选取回油腔压力为1MPa)

----------无杆腔活塞有效作用面积,,D为活塞直径(m)

----------有杆腔活塞有效作用面积,d为活塞杆直径(m)

综上可得:在受最大拉力作用时,工作腔压力;

在受最大压力作用时,工作腔压力。

校核活塞杆的强度,其中活塞杆的材料为45钢,故。

由于活塞杆在受负载的工作过程中不仅受到拉力作用,还受到压力作用,但是拉力较压力大,故仅校核其拉伸强度即可。

,故满足强度要求。

校核液压缸缸壁的强度,其中液压缸的材料为45钢,故。

由于该缸处于低压系统,故先按薄壁筒计算,,其中最大工作压力,可取,则

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