两级单作用液压缸设计计算书

'专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ346828585两级单作用液压缸设计计算书借(通)用件登记旧底图总号底图总号标记处数分区更改文件号签名年、月、日签字设计标准化阶段标记重量比例日期审核档案员日期工艺批准共张第张一、多级液压缸介绍及设计工况多级液压缸具有安装尺寸小、行程长度长等优点，现根据以下工作条件进行液压缸设计：安装方式为两端耳环式安装，负载F=80000N，系统压力P=16MPa，单作用、靠负载自重返回，工作行程700mm，安装尺寸750mm。二、详细设计计算过程，由于需要工作行程尺寸相比安装尺寸比较长，现设计选用二级液压缸。1.液压缸一级套筒尺寸计算由于液压缸套筒环形面积最小，则该处由相同压力产生推力最小，最小推力须满足达到负载要求，则柱塞直径d1≥√[4F/（πPᶯ）]=√[4*80000/（3.14*16*0.9）]=84mm内孔尺寸依标准GB/T2348-1993圆整为90mm其中ᶯ---液压缸工作效率，取0.92.液压缸缸筒壁厚计算，套筒材料选45钢，壁厚暂定为δ=5mm。专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ346828585 专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ346828585因δ/d1=5/90=0.056≤0.08，故按薄壁缸筒计算公式计算。最小壁厚0≥P试d1/（2p）=20*90/（2*200）=4.5mm＜故δ=5mm符合强度要求其中P试——液压缸的试验压力，MPa，P试=1.25P=20MPap—材料的许用强度，MPa，p=b/n=600/3=200MPan——安全系数，取3b——材料的强度极限，45钢，b=600MPa液压缸壁厚验算：对最终采用的缸筒壁厚应进行四方面的验算a.额定压力应低于一定的极限值，以保证工作安全22222额定压力PN≤0.35σ（sd2-d1）/d1=0.35*355*（0.1-0.09）=29MPa试验压力小于该计算压力，由此看出额定压力满足使用条件。其中σs——材料的屈服极限，MPa，45钢σs=355MPad2——套筒外径，md1——缸筒内径，mb.额定压力也应与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免塑性变形的发生，即PN≤（0.35-0.55）Prl（MPa）=0.45Prl=16.7MPa其中Prl——缸筒发生完全塑性变形的压力，MPaPrl=2.3slg（d2/d1）=2.3*3.55*lg（0.1/0.09）=37MPaPN≤0.55Prl=20.4MPa可知该壁厚符合设计要求c.套筒的径向变形△d应在密封圈的允许范围内，专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ346828585 专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ3468285852222-5△d=d1P试*[（d2+d1）/（d2-d1）]/E=8.32*10（m）经查密封圈样本，该变形量在密封圈间隙允许范围内。5其中E——套筒材料的弹性模量，MPa，钢材E=2.06*10MPad.套筒的爆裂压力应远超耐压试验压力，即PEP试PE=2.3σblg（d2/d1）=63MPa通过以上计算可以看出套筒壁厚的各项指标均符合设计强度要求。缸筒内孔取110mm，壁厚7.5mm，由于缸筒与缸底需要焊接，故选择焊接性能较好的20低碳钢，经计算，强度符合设计要求，具体计算过程此处不再敖述。3.缸底厚度计算缸底最小厚度应满足δ1≥0.433d3√（P试/σp）=0.015m由图纸可看出现设计缸底实际厚度δ1=50mm，显然符合强度要求。4.螺纹连接部分强度计算，此处计算活塞二与二级套筒之间连接强度，连接螺纹选择M98*2，长度为17mma.螺纹部分剪应力计算剪应力τ=F推/（πd4L）=36.8MPa≤[τ]得出使用剪应力小于材料需用剪应力其中F推——液压缸20MPa最大推力，190000Nd4——连接螺纹中径，mmd4=d5-2*3/8H=96.7mmd5——螺纹大径，98mmH——连接螺纹牙高，H=√3/2P=1.732mmP——连接螺纹螺距，2mmL——连接螺纹有效长度，17mm专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ346828585 专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ346828585[τ]——材料需用剪应力，[τ]=σp/n=150MPab.螺纹部分挤压应力计算22挤压应力σcm=4P推/[（d5-d6）πZ]=66.8MPa≤[σs]其中d6——螺纹连接小径，d6=d5-2*5/8H=95.8mmZ——连接螺纹工作圈数，Z=L/P=8.5P——螺纹螺距，2mm剪应力与挤压应力合成应力22σ=√（3τ+σcm）=93MPa≤[σs]故螺纹连接长度符合设计要求。其余螺纹连接部分经计算均符合使用强度要求，此处不再敖述。5.焊接部分强度计算此处校核缸底焊接部分强度，缸底与缸筒焊接选用T42焊条，σT42=420MPa，安全系数取n=2.5，则[σT42]=168MPa该处应力τ焊=F推/（πd7hᶯ）=93MPa≤[σT42]经校核，焊接强度符合使用要求。其中d7——缸筒外径，125mmh——焊缝高度，6.5mmᶯ——焊接效率，取0.8因液压缸为单作用，只产生推力，靠自重返回，耳环与缸筒、杆头连接部分只承受压应力，故无需进行强度校核。其余焊接部分均符合设计强度要求，具体计算过程此处不再敖述。6.液压缸稳定性计算专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ346828585 专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ346828585为了保证活塞杆不产生纵向弯曲，当液压缸支撑长度LB≥（10-15）d时，需验算活塞杆弯曲稳定性。假设活塞杆受力完全作用在中轴线上，则须负载F≤Fk/nK2622Fk=πEI*10/（KLB）=379131N经计算活塞杆弯曲稳定性符合使用要求，该负载下抗弯性能良好。5其中E——钢材实际弹性模量，2.06*10MPa244I——活塞杆横截面惯性矩，m，圆截面I=0.049（d8-d9）K——液压缸安装及导向系数，两端耳环取1.5LB——液压缸支撑长度，1.45mFK——活塞杆失稳临界压缩力，Nnk——安全系数，通常取nk=3.5-6，此处取3.54d8——一级柱塞外径，0.08m4d9——一级柱塞内径，0.0695mF——负载，80000N综合上述强度计算，液压缸各项设计指标符合使用要求，故液压缸能满足使用。另外，密封圈选择美国派克U型密封圈，该密封圈具有无外泄漏，工作平稳，抗爬行性能良好，性能可靠等优点。材质为聚氨酯，该材料具有良好的机械性能，优异的耐磨性，极好的耐油性，静密封采用传统可靠的O型密封圈。专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计QQ346828585'