手臂升降机构的设计通常是先进行粗略的估算,或类比同类结构,根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸,在进行校核计算,修正设计,如此反复数次,绘出最终的结构.
2.1手臂作升降运动的液压缸驱动力计算
根据液压缸运动时所需要克服的摩擦、回油背压及惯性等几个方面的阻力,来确定液压缸所需的驱动力。
2.1.1液压缸活塞的驱动力的计算
(2-1)
式中 ——摩擦阻力。
——密封装置处的摩擦阻力。
——液压缸回油腔低压油液所造成的阻力。
——启动或者制动时,活塞杆所受的平均惯性。
G ——零部件及工件所受的总重力。
a) 的计算
=G f (2-2)
N
其中 f取0.16
那么 根据式(2-2)可求出
=320.188 0.16=52.23 N
b) 的计算
= (2-3)
活塞与活塞杆处都采用“O”形密封圈,液压缸密封处的总摩擦力为:
(2-4)
(2-5)
式中 F ——驱动力
P ——工作压力(Pa)
d ——伸缩油管的直径(m)
l ——密封的有效长度(m)
为了保证“O”形密封圈装入密封沟槽,并与配合件接触后起到严格的密封,在加工密封沟槽时考虑密封圈的预压缩量
(2-6)
K=0.08--0.14
(2-7)
设计时取K=0.1 初步拟订 =0.6mm d=5mm
那么 根据式(2-6)可求出
mm
又根据式(2-7)求出
=5.23mm
求出以上2个结果后,可根据式(2-5)求出
=82.111 pa
c) 的计算
(2-8)
式中 ——参与运动的零部件所受的总重力(包括工件重量)
g ——重力加速度,取9.81
——由静止加速到常速的变化量
——起动过程时间。一般取0.01—0.5 s,对轻载低速运动部件取较小值,对重载取较大值
初步设计时取 =0.1 m/s 取0.02 S
N
那么
= N
d) 的计算
一般背压阻力较小,可按 =0.05F计算。
e) 驱动力的确定
根据以上分析,结合式(2-1)可知:
=52.23+163.194+0.03F+82.811+0.05F+320.188
=671.43N
2.2 确定液压缸的结构尺寸
2.2.1液压缸内径的计算
如图2-1
图2-1 双作用液压缸示意图
当油进入无杆腔时:
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