液压缸的设计计算2活塞杆的设计与计算.docx
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3.4.2活塞杆的设计与计算
活塞杆是液压缸专递动力的主要零部件,它要承受拉力、压力、弯力和震动冲击等多种作用,必须有足够的强度和刚度。
1、活塞杆直径的计算
根据活塞杆受力状况来确定,一般为受拉力作用时,d=0.3~0.5D。
受压力作用时:
P<5MPa时,d=0.5~0.55D
5MPa<P<7MPa时,d=0.6~0.7D
P>7MPa时,d=0.7D
因为P=1.5MPa,D=0.066858mm,故d=0.036771mm
根据下表可知活塞杆直径d=40mm
表3-3活塞杆直径系列mm(GB/T2348-93)
4
5
6
8
10
12
14
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、活塞杆强度校核
(1)按强度条件校核
由公式
式中d---活塞杆的直径;
F---活塞杆上的作用力;
---活塞杆材料许用应力,,为材料的抗拉强度,为安全系数,一般取。
由45号钢的许用应力,
得,而,故活塞杆强度符合要求。
(2)按弯曲稳定性校核
当活塞杆全部伸出后,活塞杆外端到液压缸支撑点之间的距离时,应进行稳定性校核。
按材料力学理论,当一根受压直杆的轴向载荷超过临界受压载荷时,即可能失去原有直线状态的平衡,称为失稳,其稳定条件为
式中---液压缸的最大推力;
---液压缸的临界受压载荷;
---稳定安全系数,一般取。
液压缸临界受压载荷与活塞杆和缸体的材料、长度、刚度以及两端支撑状况有关。
的相关计算如下:
由公式
式中---活塞杆的计算长度;
---端点安装形式系数,两端固定,故;
E---材料的弹性模量,钢材的;
J---活塞杆的横截面转动惯量,实心杆的。
而,,
故,
而(当取4时),
故活塞杆弯曲稳定性符合要求。
3.4.3最小导向长度H的确定
当活塞杆全部伸出时,从活塞支撑面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度。
如果导向长度过短。
将使液压缸因间隙引起的初始挠度增大,影响液压缸的工作性能和稳定性。
因此,在设计时必须保证液压缸有一定的最小导向长度。
对于一般液压缸,最小导向长度应满足下式要求:
式中L---最大工作行程;
D---缸筒内径。
液压缸工作行程的确定:
升降液压缸的最大升起高度为1.5m ,依据表3-4选取液压缸工作行程为:
800mm 。
表3-4液压缸活塞行程参数系列mm(GB/T2348-80)
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:
活塞宽度B的计算:
取。
导向套滑动面的长度A,由公式
由前面的数据可知,,故取
取。
中隔圈K的长度C:
由公式,得:
。