1、步骤四： 4.1 上臂油缸的设计 设液压缸单活塞杆双向运动时的负载力相同 ,不记执行件质量。液压系统工作压力为 P=MPa。 3.1.1 确定液压缸类型和安装方式 根据主机的运动要求 ,按 机械设计手册 4表 23.6 39,选择液压缸类型为单杆活塞式双作用液压缸 4。 下图为单杆活塞式双作用液压缸示意图： （图 3.1.1） 此类液压缸特点为活塞双向运动产生推、拉力。活塞在行程终了时不减速。 将缸体固定，活塞杆运动，按 机械设计手册 4表 23.6 40 液压缸的安装方式，选择合适的安装方式 4。考虑机构的结构要求，上臂起升、下降时液压缸的活塞杆进行伸缩实现运动需求。查 机械设计手册 4表
2、23.6-40 液压缸的安装 (P23-176)选择耳环型安装方式，这种安装方式使液压缸在垂直面内可摆动 ,满足上臂动作要求 4。 3.1.2 确定液压缸的主要性能参数和主 要尺寸 根据主机的动力分析和运动分析 ,确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸 1) 液压缸内径 D的计算 根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算液压缸内径 D 计算公式： =3.57 （ 3.1） 式中 -液压缸内径（ m）； -液压缸推力（ kM）； -选定的工作压力（ MPa）。 其中 的计算过程如下： 当高空作业车上下臂处于如下状态时，如图 3.1.2。上臂液压缸所受的力最大，即液压缸具备的最大力必须大于此时的力。 (
3、 图 3.1.2) 有 : （ 3.2） 其中 : -上臂自重 ,由计算为 7.53 10 。 -上臂长度，为 5.950m。 -高空作业车吊篮最大承受力，由计算知为 2.0 。 - 点到力 的垂直距 离，由计算得 =1.796m。 代入公式 (3.2)得 : 将 , 代入式 (3.1), 得 : 按 机械设计手册 4表 23.6-33 给出的缸筒内径尺寸系列圆整 成标准值 4。 表 23.6-33 液压缸内径尺寸系列 (摘自 GB/T2348 1993) ( ) 8 40 125 （ 280） 10 50 （ 140） 320 12 63 160 （ 360） 16 80 （ 180） 40
4、0 20 （ 90） 200 （ 450） 25 100 （ 220） 500 32 （ 110） 250 (表三 ) 即取 : 2)活塞杆直径 的计算 根据速度比的要求来计算活塞杆直径 (3.3) 式中 -活塞杆直径 ( ); -液压缸直径 ( ); -速度比 -活塞杆的缩入速度 ; -活塞杆的伸出速度 。 此处，取液压缸的往复运动速度比为 1.46,由 机械设计手册 4表23.6-57(P23-191)4查得 : (3.4) 将 代入式 (3.4) 得 : 查 机械设计手册 4表 23.6-34 液压缸活塞杆外径尺寸系列（摘自GB/T2348-1993） 4 表 23.6 34 液压缸活塞
5、杆外径尺寸系列 (摘自 GB/T 2348 1993) ( ) 4 20 56 160 5 22 63 180 6 25 70 200 8 28 80 220 10 32 90 250 12 36 100 280 14 40 110 320 16 45 125 360 18 50 140 (表四 ) 取液压缸活塞杆外径尺寸如下： 。 3)液压缸行程 的确定 由于上下臂工作状态最大夹角为 ,如下图所示： （图 3.1.3） 上下臂铰点位置如上所示 ,代入数据可求出线段 的长度 ,由此长度计算上臂油缸的最大行程 ,计算过程如下 : 查 机械设计手册 4表 23.6-35 液压缸活塞行程第一系列(
6、)4。 表 23.6 35 液压缸活塞行程第一系列 ( ) 摘自 (GB2349 1980) 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 (表五 ) 由以上条件取 S 值如下 : 。 4)液压缸结构参数的计算 (1)缸筒壁厚的计算 按薄臂筒计算 : （ 3.5） 式中 -液压缸缸筒厚度 ( ); - 试 验 压 力 ( ) 。取 ，即，。 -液压缸内径（ m）； -刚体材料的许用应力（ ），取 。 代入式（ 3.5）中，得： （ 2）缸体外径的计算 (3.6) 代入数据得
7、 : 查 机械设计手册 4表 23.6-60(P23-192)圆整液压缸外径 为105 4。 （ 3）流量的计算 由原始数据得 ,上臂的变幅时间小于等于 40 ,且由上面计算可知液压缸活塞杆的行程为 1000 ,则 ,液压缸活塞杆运动的最小速度 13。 查 机械设 计手册 4表 23.4知 : ,取 最大为 0.12 。即，液压缸活塞杆运动的最大速度为： 则液压缸流量 3.2 下臂油缸的设计计算 设液压缸单活塞杆双向运动时的负载力相同 ,不记执行件质量。液压系统工作压力为 P=16MPa。 3.2.1 确定液压缸类型和安装方式 根据主机的运动要求 ,按 机械设计手册 4表 23.6 39,选择
8、液压缸类型为单杆活塞式双作用液压缸。此类液压缸特点为活塞双向运动产生推、拉力。活塞在行程终了时不减速。 与上一个液压缸相似，查 机械设计手册 4表 23.6-40 液压缸的安装 (P23-176)选择耳环型安装方式 4，这种安装方式使液压缸在垂直面内可摆动 ,满足下臂动作要求。 3.2.2确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸 根据主机的动力分析和运动分析 ,确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸 : 1) 液压缸内径 D的计算 根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算 液压缸内径 D 计算公式： =3.57 （ 3.7） 式中 -液压缸内径（ m）； -液压缸推力（ kM）； -选定的工作压力（ MP
9、a）。 其中 的计算过程如下： 当高空作业车上下臂处于如下状态时，如图 3.2.1。上臂液压缸所受的力最大。此时，上下臂夹角为 ，下臂水平放置，上臂抬起与下臂成夹角 。 ( 图 3.2.1) 把上下臂当成一个整体，将所受力对 点取矩 9，得： （ 3.8） 其中 : -上臂自重 ,由计算为 7.53 10 。 -高空作业车吊篮最大承受力，由计算知为 2.0 。 -下臂自重 ,由计算知其值是 。 -点 到力 的垂直距离。 -点 到上臂重力 的垂直距离。 -点 到下臂重力 的垂直距离。 -最大起重量，由计算得 。 -点 到力 的垂直距离，为 5.6 。 已知上下臂夹角为 ，上臂长为 5.950 ,下臂长为 5.6 ,且已知上下臂上各铰点位置 ,通过计算得 : ; 。 其中 为点 到力 的垂直距离，计算过程如下所示： 已知尺寸如下图（ 3.2.2）所标示 18。
