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1、3.4.2活塞桿的設計與計算
活塞桿是液壓缸專遞動力的主要零部件,它要承受拉力、壓力、彎力和震動沖擊等多種作用,必須有足夠的強度和剛度。
1、活塞桿直徑的計算
根據(jù)活塞桿受力狀況來確定,一般為受拉力作用時,d=0.3~0.5D。
受壓力作用時:
P<5MPa時,d=0.5~0.55D
5MPa<P<7MPa時,d=0.6~0.7D
P>7MPa時,d=0.7D
因為P=1.5MPa,D=0.066858mm,故d=0.036771mm
根據(jù)下表可知活塞桿直徑d=40mm
表3-3活塞桿直徑系列mm(GB/T 2348-93)
4
5
6
8
10
12
14
2、
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
320
360
400
2、 活塞桿強度校核
(1)按強度條件校核
由公式
式中 d---活塞桿的直徑;
F---活塞桿上的作用力;
---活塞桿材料許用應力,,為材料的抗拉強度,為安全系數(shù),一般取。
由45號鋼的許用應力,
得 ,而,故活塞桿強度符合要求。
(2)
3、 按彎曲穩(wěn)定性校核
當活塞桿全部伸出后,活塞桿外端到液壓缸支撐點之間的距離時,應進行穩(wěn)定性校核。
按材料力學理論,當一根受壓直桿的軸向載荷超過臨界受壓載荷時,即可能失去原有直線狀態(tài)的平衡,稱為失穩(wěn),其穩(wěn)定條件為
式中 ---液壓缸的最大推力;
---液壓缸的臨界受壓載荷;
---穩(wěn)定安全系數(shù),一般取。
液壓缸臨界受壓載荷與活塞桿和缸體的材料、長度、剛度以及兩端支撐狀況有關。的相關計算如下:
由公式
式中 ---活塞桿的計算長度;
---端點安裝形式
4、系數(shù),兩端固定,故;
E---材料的彈性模量,鋼材的 ;
J---活塞桿的橫截面轉(zhuǎn)動慣量,實心桿的。
而,,
故,
而(當取4時),
故活塞桿彎曲穩(wěn)定性符合要求。
3.4.3最小導向長度H的確定
當活塞桿全部伸出時,從活塞支撐面中點到導向套滑動面中點的距離稱為最小導向長度。如果導向長度過短。將使液壓缸因間隙引起的初始撓度增大,影響液壓缸的工作性能和穩(wěn)定性。因此,在設計時必須保證液壓缸有一定的最小導向長度。對于一般液壓缸,最小導向長度應滿足下式要求:
式中 L---最大工作行程;
D---缸筒內(nèi)徑。
液
5、壓缸工作行程的確定:
升降液壓缸的最大升起高度為1.5m,依據(jù)表3-4選取液壓缸工作行程為:800mm。
表3-4液壓缸活塞行程參數(shù)系列mm(GB/T 2348-80)
25
50
80
100
125
160
200
250
320
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3200
4000
故L=0.8m,D=0.08m,代入公式
得:
活塞寬度B的計算:
取。
導向套滑動面的長度A,由公式
由前面的數(shù)據(jù)可知,,故取
取。
中隔圈K的長度C:
由公式,得:。