叉车液压缸整套毕业设计

泰山学院本科毕业设计

3. 液压缸的校核

3.1液压缸各部分连接件强度计算及校核 3.1.1缸筒壁厚的验算

1）液压缸的额定压力Pn值应低于一定的极限值，以保证工作安全

?(D?D)Pn?0.35s （公式12） 2D1212[12] 带入已知数据得 Pn?78MPa 符合要求

2）为了避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力Pn值应与塑性变形压力有一定的比例范围

（公式13） PPL?2.3?slogD带入已知数据得：PPL?133.74MPaD1[13]

3）为了确保液压缸的安全使用，缸筒的爆裂压力PE应远远大于耐压试验压力PT PE?2.3?BlogD1D[10] （公式14）

带入已知数据得：PE=147MPa D--缸筒内经； D1--缸筒外径；

Pn--额定压力；

PPL--缸筒发生塑性变形时的压力； PT--液压缸耐压试验压力； PE--缸筒发生爆裂时的压力

3.1.2缸盖与缸体用螺纹连接时，缸体螺纹处的拉应力

拉应力 （公式15） ???KF2[8]

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4(d1?D)2泰山学院本科毕业设计

切应力

0 （公式16） ??33K1KFd[8]0.2d1?D??合成应力?n???3?22[8]???（公式17） ?

（公式18） ?D2?d2?P??8?F?4? （公式19） ????n?b?8?K1螺纹内摩擦系数；

K螺纹拧紧系数（1.25~1.5）； d0螺纹内径； d1螺纹外径； D缸筒内径；

已知：K1=0.12；K=1.25；d1=82.958mm；d0=80mm；D=80mm; n=3 代入已知数据得：σ=204.7MPa；τ=63.14MPa 合成应力?n=232MPa≤234MPa=???

3.1.3缸底与缸筒采用焊接的连接方式

缸筒和缸底焊缝强度的计算

如图所示，其对接焊缝的应力为：

??4F[11]2??D??d2??2 ???? （公式20）

式中F——液压缸最大推力（N）； 图5 焊接缸筒和缸底

?——焊接效率，取?=0.7；

[?]——焊缝的许用应力（Pa）；

?????bn[7]，当?b?4200?105(pa)用T422焊条，取安全系数n=5。（公式21）

代入已知数据，求得δ=75.4Mpa≤420/5Mpa 符合要求

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3.1.4活塞与活塞杆的联接计算

活塞与活塞杆采用螺纹联接时，活塞杆危险截面（螺纹退刀槽）处

?7?的拉应力为 KF1???2 （公式22） d1 4切应为 ??K1KF1d00.2d312[4] （公式23）

2合成应力为?n???3??4?4????? （公式24）

式中F1---液压缸输出拉力（N） F1??D2?d2?P?? （公式25）

4d---活塞杆直径（m）

???---活塞杆材料的许用应力（Pa） ????已知：

K1=0.12;K=1.5;d1=36mm; d0=40mm;p=18.1MPa;n=4

按公式代入数据，求得

?=91.4MPa ?=47.8MPa

?bn

合应力为 ?n=123.32MPa 图6

3.1.5活塞杆强度和液压缸稳定性计算

1）活塞杆的热处理：粗加工后调质到硬度为229~285HBW，必要时，再经高频

淬火，硬度达到45~55HRC

2）液压缸稳定性计算

活塞杆受轴向压缩负载时，它所承受的力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载Fk，以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作。Fk的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。活塞杆稳定性的校核依下式进行

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F?Fknk?2? （公式26）

式中，nk为安全系数，一般取nk=2~4。

当活塞杆的细长比l/rk??1?2时 Fk??2?EJl22?2? （公式27）

当活塞杆的细长比l/rk??1?2时

Fk?I?fAa?l??2??rk????2?2? （公式28）

取nk=4 ；实心活塞杆J??d644?2? ； （公式29）

rk=d/4；?1=85；?2=4；l=597mm，α=1/5000；f=4.9×108N/m2 按公式代入数据，求得

Fknk?156.12KN?78.8KN ，符合要求。

式中，l为安装长度，其值与安装方式有关，见表5；rk?J/A；?1为柔性系数，

其值见表6；?2 为由液压缸支撑方式决定的末端系数，其值见表5；E为活塞杆材料的弹性模量，对钢取E?2.06?1011N/m2；J为活塞杆横截面惯性矩；A为活塞杆横截面积；f为由材料强度决定的实验值，?为系数，具体数值见表6。

表5 液压缸支承方式和末端系数?2的值

支承方式 支承说明 一端自由一端固定 末端系数?2 14 两端铰接 1 一端铰接一端固定 2 两端固定 4 表6 f、?、?1的值 11