船閘啟閉機試驗液壓缸設計
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- 隨著液壓技術的廣泛應用，液壓啟閉機的規模也不斷增大，而作為啟閉機核心機構的液壓缸，其穩定性與可靠性直接關系到液壓啟閉機乃至整個工程結構的安全。本文基于現有啟閉機液壓缸的設計和開發基礎上，根據啟閉機液壓缸的工作條件以及工作參數，結合液壓傳動、材料力學及機械設計相關知識，從缸筒、活塞、活塞桿及其導向套以及緩沖裝置等部件入手，以原型啟閉機液壓缸尺寸參數選取比例設計試驗液壓缸并將其標準化。最后建立試驗液壓缸的力學模型，并對其強度以及穩定性進行計算校核。最終計算得出所設計的試驗液壓缸滿足可靠性與穩定性要求。隨著液壓技術的廣泛應用，液壓啟閉機的規模也不斷增大，而作為啟閉機核心機構的液壓缸，其穩定性與可靠性直接關系到液壓啟閉機乃至整個工程結構的安全。本文基于現有啟閉機液壓缸的設計和開發基礎上，根據啟閉機液壓缸的工作條件以及工作參數，結合液壓傳動、材料力學及機械設計相關知識，從缸筒、活塞、活塞桿及其導向套以及緩沖裝置等部件入手，以原型啟閉機液壓缸尺寸參數選取比例設計試驗液壓缸并將其標準化。最后建立試驗液壓缸的力學模型，并對其強度以及穩定性進行計算校核。最終計算得出所設計的試驗液壓缸滿足可靠性與穩定性要求。
關鍵詞： 液壓缸； 比例模型； 強度校核； 穩定性校核
ABSTRACT
With the wide application of hydraulic technology, the scale of hydraulic hoist is also increasing, and the stability and reliability of hydraulic cylinders, which are the core mechanism of hoist, are directly related to the safety of hydraulic hoists and even the entire engineering structure. Based on the design and development of the existing hoist hydraulic cylinder, based on the working conditions and working parameters of the hydraulic cylinder of the hoist, combined with the knowledge of hydraulic transmission, material mechanics and mechanical design, from the cylinder, piston, piston rod and The guide sleeve and the buffer device are used to start the design, and the test hydraulic cylinder is designed and standardized according to the prototype size of the prototype hoist hydraulic cylinder. Finally, the mechanical model of the test hydraulic cylinder is established, and its strength and stability are calculated and checked. The final calculation shows that the designed test cylinder meets the reliability and stability requirements.
Keywords: Hydraulic cylinder; proportional model; strength check; stability check
目 錄
1 引言 1
1.1 課題背景 1
1.2 國內研究現狀 1
1.3 國外研究現狀 2
1.4 課題研究目的及主要內容 2
2 試驗液壓缸設計 2
2.1 設計依據原則與步驟 2
2.1.1 設計原則 2
2.1.2 設計步驟 4
2.2 比例尺寸的選擇 4
2.3 主要零部件設計 5
2.3.1 缸筒 5
2.3.2 活塞 8
2.3.3 活塞桿 8
2.3.4 活塞桿的導向套 9
2.3.5 緩沖裝置 9
2.3.6 油口 10
2.3.7 密封件、防塵圈的選用 10
2.3.8 耳環和鉸軸 11
2.4 小結 11
3 試驗液壓缸局部可靠性校核 12
3.1 活塞桿強度校核 12
3.2 缸筒壁厚校核 13
3.3 缸筒與缸蓋法蘭連接螺栓強度校核 13
3.4 缸筒與缸底焊接連接強度校核 14
4 試驗液壓缸撓度與穩定性計算 15
4.1 缸筒穩定性非等截面法校核 16
4.2 缸筒最大撓度的計算 17
4.3 活塞桿受壓穩定性校核 19
4.3.1 等截面法校核 19
4.3.2 非等截面法校核 20
5 結論 20
6 參考文獻 21
7 致謝 22
1 引言
1.1 課題背景
某水運工程中的船閘啟閉機液壓缸屬于典型的細長液壓缸，而對于超大型細長臥式布置的液壓缸，其撓度已經成為液壓技術的關鍵課題。液壓缸是工程機械結構中的常用元件，能夠將壓力能轉化為機械能，具有結構簡單并且工作可靠的特性。但是當液壓缸水平布置時，重力、配合間隙、軸向壓力等因素會使液壓缸缸筒和活塞桿產生較大的撓度，如果撓度過大，將會導致缸頭密封及活塞與缸壁的過度磨損，從而引起油液的外泄或輸出力的下降，從而影響液壓缸的工作可靠性。而穩定性的不足，則可能會造成液壓缸的整體失穩（屈曲），導致整個液壓缸的結構損壞，進而帶來更加嚴重的后果。如今隨著液壓技術的發展與廣泛應用于各個行業，液壓啟閉機的規模也在不斷擴大，而作為液壓啟閉機的核心機構，液壓缸的可靠性和穩定性，直接關系到啟閉機乃至整個工程結構的安全。因此，對液壓缸的受載特性、撓曲特性與穩定性分析顯得至關重要。...
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