《YH26、YH27油压缓冲器设计原理与计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《YH26、YH27油压缓冲器设计原理与计算（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、YH5/640 、 YH26/830、YH27/1080油压缓冲器设计原理及计算河北东方机械厂2006年 12月 10日目录1油压缓冲器技术参数(3)2权于斗丰百壬田谷勿(3)设计原理介绍3士卡仃4卡匚(4)产品结构分析(4设计计算及强度校核(5)1)柱塞筒壁厚设计计算2)柱塞筒强度校核3)柱塞筒的稳定性校核4)压力缸壁厚设计计算5)压力缸壁厚强度校核6)压力缸焊缝强度校核7)导向套强度校核8)挡圈强度校核9)复位弹簧设计计算10)地脚螺栓强度校核表1东方型号最大额定 速度(m/s)最大冲击 速度(m/s)最小冲击质量(kg)最大冲击质量(kg)缓冲行程(mm)YH5/6403.03.4512
2、503750640 4YH26/8303.54.0259004545830 4YH27/10804.04.61250454541080 1东方型号自由高度(mm)底板孔距(mm)底板孔径(mm)底板外形尺寸(mm)液压油牌号YH5/6401696 4150x1004- 16200x150N68YH26/8302260 5200x1504- 17.5250x200N68YH27/10802910 5200x1504- 17.5250x200N68二、设计原理介绍油压缓冲器是利用液体流动的阻尼， 缓解轿箱或对重的冲击， 具有 良好的缓冲性能。油压缓冲器受到撞击后，液压油从压力缸内腔通过节 流嘴与调
3、节杆形成的环状孔隙进入柱塞筒的内腔，见图1,液压油的流量由锥形调节杆控制。随着柱塞筒的向下运动，节流嘴与调节杆形成的 环状孔隙逐渐减小，导致制停力基本恒定，在接近行程末端时减速过程 结束。在制停轿箱或对重过程中， 其动能转化为油的热能，即消耗了轿 箱或对重的动能。排油截面积的设计：油压缓冲器的制动特性主要取决于排油截面的设计。合理地设计排油截面将使缓冲过程平稳，冲击力小。在节流嘴内孔确定的情况下，改变调节杆的锥度可达到合理的排油截面。应用流体力学原理可计算出合理的排油截面， 从理论上计算出来的调节杆是一连续变化的曲面，与锥面接近，但加工和测量比较困难。 调节杆的实际锥度需YH5/640、YH2
4、6/830、YH27/1080:结构与我厂现有定型产品的结构基本相同，复位弹簧放在柱塞筒的内部，油标放在压力缸的侧面。 该产品设计时采用全封闭结构，缓冲器作用期间无向外泄漏液压油的现象。缓冲器顶部装有密封螺塞部件， 起到单向阀的作用（此项技术在我厂的 定型缓冲器产品中已经采用，并获得国家专利），在缓冲器受到撞击时柱塞筒向下运动，此时密封螺塞部件受到内腔压力的作用而保持关闭的 状态，当缓冲器复位时，在复位弹簧的作用下，柱塞筒向上运动，接近 复位末端时单向阀打开，使缓冲器完全复位，具体结构见图2。缓冲器的注油方式和油位检查：旋下密封螺塞部件和螺塞， 从顶部注入液压油，然后用油标测量油位，油位应在油
5、标上、下刻线之间，旋 紧螺塞和密封螺塞部件。nr? 庖力图2四、设计计算及强度校核1、柱塞筒壁厚设计计算柱塞筒受力分析：缓冲器受到撞击后，柱塞筒内腔压力与压力缸内 腔压力相比很小，可以认为柱塞筒主要受到缓冲器作用期间的制停力。首先应确定撞击油压缓冲器的最大撞击力和柱塞部件中柱塞筒的 外径，然后计算其壁厚。设定缓冲器作用期间的减速度为 1g,则缓冲器作用期间的制停力 F=2 g (P+Q i (1)式中：(P+Q i 最大冲击质量(kg)设定：柱塞筒外径为 D、柱塞筒内径为di、最小壁厚为5 1、柱塞筒横截面积为S、材料屈服强度为6 s则：S=nX( D2-di2) /4 ( 2)柱塞筒受最大压
6、应力：6 = F/S ( 3)安全系数 ni=6 s/ 6 3.5 ( 4)将(1)、(2)、(3)代入式(4)整理后得：di( D di) /2 ( 6)将有关数据代入上述公式，计算结果见表2注：柱塞筒材料选用 20#钢，根据GB8i62-87,对于20#钢取6 s=245(Mpa)，延伸率：20% ,安全系数ni取3.5。表2项目符号单位产品型号YH5/640YH26/830YH27/i080最大冲击质量(P+Q ikg375045454545最大制停力FN735008908289082柱塞筒外径Dmmi03.84i03.8ii03.8i柱塞筒最小内径dimm959595柱塞筒最小壁厚5m
7、m4.424.4i4.4i2、柱塞筒强度校核根据计算结果和实际结构需要设计柱塞部件，所设计的柱塞筒结构及尺寸见图3。按图3尺寸对其强度校核，计算结果见表 3项目符号单位产品型号YH5/640YH26/830YH27/i080最大冲击质量(P+Q ikg375045454545取大制停力F=2 g X( P+Q iN735008908289082柱塞筒最小外径D1mmi03.84i03.8ii03.8i柱塞筒最大内径dimm959595柱塞筒最小壁厚S = ( D- d i) /2mm4.424.4i4.4i柱塞横截面积2 2S=nX( Di - di) /42mmi380i375i375最大压
8、应力6 =F/SMPa53.364.864.8材料屈服应力6 sMPa245245245安全系数n= 6 s/ 64.63.783.78延伸率%202020最小安全系数ni3.53.53.5结论合格合格合格才了 空黄多$/ 車/厂 /$ 丿 71L /$ 丿 U/图33、柱塞筒的稳定性校核柱塞筒与导向套为动配合，可以认为柱塞筒相当于一端固定另一端自由的被压缩杆件，柱塞伸出长度 L由YH5/640、YH26/830、YH27/1080项目符号单 位产品型号YH5/640YH26/830YH27/1080柱塞伸出长度Lmm7149961286柱塞筒最小外 径Dmm103.84103.81103.8
9、1柱塞筒内径dmm959595惯性半径R=y( DW)/4mm70.3770.3670.36长度系数222柔度（长径比）入=1 L/R20.2928.3136.55结论入80,柱塞筒稳定4、压力缸壁厚设计计算压力缸受力分析：在缓冲器作用期间，压力缸壁受内腔压力产生的径向应力6 r和周向（切向）应力 6 t。见图4根据柱塞部件的尺寸计算节流嘴的环形面积S,在根据缓冲器作用5）,然后计算压力缸壁厚5期间的制停力F计算压力缸内腔压力 P （受力分析见图图4压力缸壁压力缸内腔压力P=F/S(7)节流嘴环形面积S=nX（ D2-d2） /4(8)图5受力分析式中：D柱塞筒最小外径。d 节流嘴最大内径。设
10、定：压力缸外径为 D、压力缸内径为di、半径比为KoK= (di/2 ) / (D/2 )=d 1/D1 ( 9)在内压单独作用下，厚壁圆筒的计算式：6 r/P=- (K2/k 2-1 ) /(K2-1)(10)6 t/P= ( K/k2+1) /(K2-1)(11)式中：k=r/R ; r所求点半径、R压力缸内半径。压力缸内半径处所受应力最大，即r=R，因此k=1。将k=1代入式(10)得：6 r= -P式中负号说明径向应力 6r为压应力。将k=1代入式(11)得：6 t/P= ( K2 +1 ) /(K2-1) ( 12)安全系数 n=6 b/ 6 t 3.5(13)注：压力缸材料选用 2
11、0#钢，根据GB8162-87,对于20#钢取6 b=390(Mpa)，延伸率：20% ,安全系数n取3.5。将6 b/ 6 t 3.5和式(9)代入式(12)，整理后得：d1 WD1 XV (6 b-3.5P )/(6 b+3.5P) (14)将有关数据代入上述公式，计算结果见表5。项目符号单位产品型号YH5YH26YH27最大冲击质量(P+Q 1kg375045454545最大制停力F=2X( P+Q 1 XgN735008908289082柱塞筒最小外径Dmm103.844103.811103.811节流嘴最大内径dmm40.1540.1540.15节流嘴环形面积S=nX( D2- d
12、2) /42 mm7203.37194.37194.3压力缸内腔压力P=F/SMPa10.2012.3812.38设定压力缸外径Dmm140140140压力缸最小内径d1mm120120120压力缸最小壁厚mm1010105、压力缸壁厚强度校核根据压力缸壁厚计算结果和实际结构需要设计压力缸零件，所设计的YH5/640、YH26/830、YH27/1080压力缸结构及尺寸见图 8。按图6尺寸对其强度校核，计算结果见表6。项目符号单位产品型号YH5YH26YH27最大冲击质量(P+Q ikg375045454545取大制停力F=2X( P+Q iXgN735008908289082柱塞筒最小外径Dmm103.844103.811103.811节流嘴最大内径dmm40.1540.1540.15节流嘴环形面积S=nX( D2- d 2) /42 mm7203.37194.37194.3压力缸内腔压力P=F/SMPa10.2012.3812.38压力缸最小外径Dmm136.815136.797136.797压力缸内径dimm120120120半径比K= (d i/2 ) / (D/2 )0.880.880.88径向应力6 r=PMPa-10.20-12.38-12.38周向（切向）应力6
