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液压缸设计常用材料及性能-NO5,未完待续

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液压缸设计常用材料及性能-NO5,未完待续

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【摘要】:
液压缸设计常用材料及性能-NO5    缸径(mm)杆径(mm)心部(mm)行程(mm)安装距(mm)柔性系数mm   6050012501485材料铸铁锻钢低碳钢中碳钢85      全伸长度L              活塞杆断面回转半径k材料强度试验值560250340490    全伸长度(mm)实心杆空心杆  试验常数1/16001/90001/75001/5000    273512.
       
缸径(mm) 杆径(mm) 心部(mm) 行程(mm) 安装距(mm) 柔性系数m m      
60 50 0 1250 1485 材料 铸铁 锻钢 低碳钢 中碳钢 85      
    全伸长度L               活塞杆断面回转半径 k 材料强度试验值 560 250 340 490        
全伸长度(mm) 实心杆 空心杆     试验常数 1/1600 1/9000 1/7500 1/5000        
2735 12.5 12.5 42.5   柔性系数m 80 110 90 85        
L/K 实心 218.8     末端条件系数      
空心 218.8     弹性模数             安装及导向系数   K              
实心 用欧拉公式计算 E=MPa 自由+固定 双铰 固定+铰接 双固定        
210000 0.25 1 2 4 0.25      
空心 用欧拉公式计算                  
                 
欧   拉   公   式                  
工作压力 安全系数                        
20 3.5                        
杆受力 截面转动惯量 安全系数 拉力 推力                  
22781.17564 329209.375 2.48 56520 17270   直径 旋绕比            
拉   金   公   式   0.2~0.4 7~14            
材料强度试验值           0.5~1.0 5~12            
560           1.1~2.2 5~10            
杆受力 截面面积 安全系数       2.5~6.0 4~9            
20.68666943 1962.5 2732.19       7.0~16 4~8            
            ≥18 4~6            
压   缩   弹   簧   设   计            
一、设计要求及参数            
安装载荷(N) 安装高度(N) 工作载荷(N) 工作行程(mm) 弹簧中径(mm)  曲度系数(查表) 支承圈数 假设钢丝直径            
200 56 420 10 32 1.18 2 4            
二、材料参数            
材料名称 切变模量 弹性模量 抗拉强度 许用切应力 最大切应力 试验切应力 载荷作用次数            
  79000 210000 1520 532 836 638.4 100000            
三、计算结果            
要求刚度 计算钢丝直径 旋绕比 有效圈数   弹簧自振频率 γn 强迫机械振动频率 共振要求            
22 4.37 8 5.62   284 23.25 12.21505376            
四、校核与分析            
取钢丝直径 取有效圈数 总圈数 实际刚度 安装变形量 取安装变形量 安装载荷 工作变形量            
4.5 5.5 7.5 22.47 8.9 9 202 19            
工作载荷(N) 自由高度(mm) 压并高度 压并变形量 试验载荷(N) 试验变形量   节  距            
427 65 33.75 31 714 32 696.57 10.6            
螺旋角 α 查表值 展开长度 最小切应力  最大切应力 切应力特性系数 γ 最大切应力比抗拉强度 查表对应作用次数            
0.10510488 6.1 754 213 451 0.47 0.297 1000000            
OK,所需钢度基本符合            
OK,工作载荷基本符合            
OK,安装载荷基本符合            
OK,试验切应力符合            
OK,试验载荷符合            
OK,弹簧特性符合在20%-80%之间            
OK,螺旋角满足5-9            
OK,弹簧稳定性满足            
OK,弹簧共振要求满足 圆柱形压缩螺旋弹簧及其特性曲        
                         
                           
                           
表A、表C                    
表A:普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸(mm)计算公式                          
参数名称及代号 计算公式 备注                    
压缩弹簧 拉伸弹簧                    
中径D2 D2=Cd 按表C取标准值                    
内径D1 D1=D2-d                      
外径D D=D2+d                      
旋绕比C C=D2/d                      
弹簧细长比b b=H0/D2   b在1~5.3的范围内选取                    
自有高度或长度H0 H0≈pn+(1.5~2)d
(两端并紧、磨平)
H0≈pn+(3~3.5)d
(两段并紧、不磨平)
H0=nd+钩环轴向长度                      
工作高度或长度
H1,H2,...,Hn
Hn=H0-ln Hn=H0+ln ln——工作变形量                    
有效圈数n   n≥2                    
总圈数n1 n1=n+(2~2.5)(冷卷) n1=n+(1.5~2)
(YII型热卷)
n1=n 拉伸弹簧n1尾数为1/4、1/2、3/4、整圈。推荐用1/2圈                  
节距p p=(0.28~0.5)D2 p=d                      
轴向间距d d=p-d                        
展开长度L L=pD2n1/cosa L≈pD2n+钩环展开长度                      
螺旋角a a=arctg(p/pD2) 对压缩螺旋弹簧,推荐
a=5°~9°
                   
质量ms ms=pd2Lg/4 g为材料的密度,对各种钢,g=7700kg/m3;对铍青铜,g=8100kg/m3                    
                           
尺寸系列表                          
表C: 普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列 (摘自GB1358-78)                          
                           
弹簧丝直径d(mm) 第一系列 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.6 0.8 1
1.2 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 8 10
12 16 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80
第二系列 0.7 0.9 1.4 -1.5 1.8 2.2 2.8 3.2 3.8 4.2 5.5 7
9 14 18 22 -27 28 32 -36 38 42 55 65
  第一系列 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.2 1.6 2 2.5 3
  3.5 4 4.5 5 6 7 8 9 10 12 16 20
  25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100
  110 120 130 140 150 160 180 200 220 240 260 280
  300 320 360 400                
弹簧中径D2(mm) 第二系列 1.4 1.8 2.2 2.8 3.2 3.8 4.2 4.8 5.5 6.5 7.5 8.5
9.5 14 18 22 28 32 38 42 48 52 58 65
75 85 95 105 115 125 135 145 170 190 210 230
250 270 290 340 380 450            
有效圈数n(圈) 压缩弹簧 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75
5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5
11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30
拉伸弹簧 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20 22 25 28 30 35
40 45 50 55 60 65 70 80 90 100    
自由高度H0(mm) 压缩弹簧
(推荐选用)
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 35
38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70
75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 130 140
150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320
340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600
620 650 680 700 720 750 780 800 850 900 950 1000

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