海水淡化余压能量回收装置的设计毕业设计(编辑修改稿)

海水淡化余压能量回收装置的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

第 15 页 共 43 页 有一定的比例范围： (0. 35 ~ 0. 42 )n PLpp （ MPa） （ 84） logPL s Dp D （ MPa） （ 85） 由式（ 85）得塑性变形压力为 logPL s Dp D 368= 2 .3 3 7 3 lo g 180 =32 MPa 由式（ 84）得液压缸的额定压力为 (0. 35 ~ 0. 42 )n PLpp = 32 （系数选取 ） = ③ 为了确保液压缸安全的使用，液压缸的爆裂压力 pE 应大于耐压试验压力 pT ： logEBDp D (MPa) （ 86） = 220 log 180 =157 MPa 同样也可用费伯尔公式来计算缸筒的爆裂压力 pE 的值 1p 2 .6 5 ( 2 ) lo gBEB DD  (87) 以上各式中 D缸筒内径（ m）； 1D 缸筒外径（ m）； np 液压缸的额定压力（ MPa ） ； pPL 缸筒发生完全塑性变形的压力（ MPa ）； pT 液压缸耐压试验压力（ MPa ）； pE 缸筒发生爆裂时的压力（ MPa ）； B 缸筒材料的抗拉强度（ MPa ）； 本 科 毕 业 设 计 第 16 页 共 43 页 S 缸筒材料的屈服强度（ MPa ）； 计算求得 pE 时，应远远超过耐压试验压力 pT 时，才可保证液压缸安全的使用。 即 pE pT ⑷ 缸筒底部厚度的计算 缸筒底部为平面时，其厚度可以按照四周嵌住的圆盘强度公式进行近似的计算如图81 图 81 缸筒平面底部 其计算公式为 n0 []D  （ 88） 式中  缸筒底部厚度（ m）； 0D 计算厚度处的直径 (m)； pn 液压缸的额定压力（ MPa ）； [] 缸筒底部材料的许用应力（ MPa ）。 [] 其选用方法与缸筒壁厚计算相同。 由公式 （ 88） 得缸筒底部厚度 为 n0 []D  本 科 毕 业 设 计 第 17 页 共 43 页 200 .4 3 3 0 .1 857   = 为了加工方便，将其圆整为整数，选取缸底厚度为 52mm。 ⑸ 缸筒端部法兰厚度计算 3a4bh = 1 0r dLF （ ） [] (m) (89) 式中 F法兰在缸筒最大内压下，所承受的轴向力（ N）； ar 法兰外圆半径（ m）。 其余符号代表的意义见图 82 为了 便于安装螺栓，将螺栓孔的中心线距离缸筒外表面的距离为 46mm，距离法兰外圆的距离为 41mm，所以法兰处外圆直径为 D=2 87+368=542mm。 法兰的厚度为 3a4bh = 1 0r dLF （ ） [] 64 0 .4 9 9 1 0 0 .2 7 1=.2 0 .0 3 0   （ 0 71 ） 58 图 82 缸筒端部法兰厚度 本 科 毕 业 设 计 第 18 页 共 43 页 = m 将其圆整为 整数，选取法兰的厚度为 50mm。 活塞的结构形式 活塞根据压力、速度、温度等工作条件来选择密封件的结构形式，而选定的密封件形式决定了活塞的机构形式。 常用的活塞的结构形式分为整体活塞和分体活塞，活塞的宽度一般由密封件、导向环的安装沟槽尺寸来决定。 有时，对长行程的液压缸为了避免负载引起的侧向力，可以结合中隔圈来确定活塞的宽度。 根据以上考虑得出的活塞宽度通常能满足强度的要求。 活塞的密封 活塞的密封选用准则取决与压力、速度、温度和工作介质等因素。 以往活塞常用的密封有间隙密封，活塞 环， O型密封、 Y型密封、 U型密封和 V 型密封圈等橡胶密封件。 近年来选用较多的是 O型密封圈或特殊的外形轮廓密封件作为副密封件和聚四氟乙烯主密封件组合在一起使用（图 83）。 这种组合方式显著提高了密封性能，降低了摩擦阻力，无爬行现象，具有良好的动态及静态密封性，耐磨损，使用寿命长、安装沟槽简单、拆装方便。 另一个特点就是允许活塞外圆与缸筒内壁间有较大的间隙。 因为组合式的密封圈能防止挤入间隙内，这就降低了活塞和缸筒的加工要求。 活塞的材料 一般情况下，无导向环（支承环）的活塞选用高强度 铸铁 HT200~300、球墨铸铁和青铜 QAl94 等材料。 有导向环（支承环）的活塞选用碳素钢 20 号、 35 号及 40 号。 现图 83 活塞的组合式密封圈 本 科 毕 业 设 计 第 19 页 共 43 页 在海水淡化用液压缸的活塞需要满足防腐蚀的要求，所以选用玻璃钢材料。 活塞的技术要求 ⑴ 活塞外径 D对内孔 D1的径向跳动公差值，按 8 级精度选取。 ⑵ 端面 T对内孔 D1轴线的垂直度公差值，应按 7级精度选取。 ⑶ 外径 D的圆柱度公差值，按 10 或 11 级精度选取。 ⑷ 活塞与缸体的密封结构 :活塞与缸体之间既有相对运动，又需要使两腔之间不漏油。 因此在结构上应慎重考虑。 活塞的 质量 活塞的体积可看做为总体的体积减去四个密封圈槽的体积、与活塞杆配合处的体积再减去安装螺母处的体积。 如图 84 图 84 活塞的结构 活塞外圆处密封圈槽的体积为 221 1 1( d )4V D l   22( 0 .1 8 0 .1 5 9 ) 0 .0 1 2 54   = 2mm 活塞外圆组合式密封槽的体积为 222 2 2( d )4V D l   22= .1 .1 .0 04 （ 0 8 0 5 5 ） 0 7 8 本 科 毕 业 设 计 第 20 页 共 43 页 =51 2mm 与活塞杆配合处的密封槽的体积为 223 3 3(d )4V d l    22( 0 .0 5 1 0 .0 4 ) 0 .0 0 44    = 2mm 与活塞杆配合处的通孔的体积为 2434V d l   20. 04 0. 044   =50 2mm 安装螺母处的体积为 25 4 44V d l   2=   = 2mm 活塞总体积为 26 4V D l   20 .1 8 0 .1 0 44   =2645 2mm 由以上各式得，活塞的 实际体积为 6 1 2 3 4 5V V V V V V V      = 2 6 4 5 6 9 . 8 5 1 3 . 1 4 5 0 3 2 1 . 5     = 2mm 活塞的质量为 2 1 4 9 .5 6 1 .8mV   = kg 本 科 毕 业 设 计 第 21 页 共 43 页 活塞杆 活塞杆的结构 活塞杆的杆体分为实心杆和空心杆两种。 由于海水淡化用液压缸缸杆不对外做功（即不承受拉力或压力），现在为减轻液压缸的重量采用空心杆。 如图 85。 活塞杆的外端是液压缸用以与负载连接的部位，可根据液压缸的安装连接方式有多种结构形式。 活塞杆的外端螺纹形式和尺寸系列应符合国家标准 GB235080 的规定。 活塞 杆的内端是用来和活塞连接的部位。 所有的连接形式都应该有锁紧措施，以防止活塞作往复运动时松动。 当选用螺纹连接结构形式时，需有一个定位轴肩，以防止螺纹的间隙引起活塞的径向跳动，另外还需要考虑活塞与活塞杆的静密封。 由于活塞杆不是拉力或压力所以不用对活塞杆进行弯曲稳定性校核。 活塞杆的材料 活塞杆选用 45 号碳素钢，由于海水有很强的腐蚀性，所以在 活塞杆的外部喷涂一种名为 Ceramax1000 陶瓷涂层，具有比镀硬洛的活塞杆在强度、抗腐蚀性和抗磨损方面更好的特性。 活塞杆的技术要求 ⑴ 活塞杆的热处理：粗加工后调制到硬度为 229285HBW，必要时，再经高频淬火，硬度达到 4555HRC。 ⑵ 活塞杆 d和 d1的圆度公差值，按 10 或 11 级精度选取。 ⑶ 活塞杆 d的圆柱度公差值，应按 8 级精度选取。 ⑷ 活塞杆 d对 d1的径向跳动公差值，应为。 ⑸ 端面的垂直度公差值，则应按 7级精度选取。 ⑹ 活塞杆上的螺纹，一般按 6 级精度加工； 如载荷较小，机械振动也较小时允许用 7 级或 8级精度选取。 图 85 空心活塞杆 本 科 毕 业 设 计 第 22 页 共 43 页 ⑺ 活塞杆上如有连接销孔时，该孔径应按 H11 级加工。 该孔轴线与活塞杆轴线的垂直度公差值，按 6级精度选取。 ⑻ 活塞杆上工作表面的粗糙度为 m。 活塞杆的尺寸 图 86 活塞杆的结构 活塞杆的主体部分（即 5 处）外径为 50mm，由于活塞杆的两端为连接用的螺纹，而螺纹有国家的标准， 见附表 三 所以初选外螺纹的直径和螺距为 M36 2，（即 1 处、 10处）。 9 与 10 处开螺纹退刀槽， 9 处为活塞杆和活塞的配合部分，根据密封环的尺寸选 取9 处的轴颈为 40mm。 8 处轴段的作用一是为了活塞的轴向定位，二是为了活塞杆在到达液压缸的左端时用于活塞杆的减速。 根据缓冲和定位的要求 8 处轴段的外径为 92mm。 7 轴段处的作用是为了和活塞的空心部分焊接。 2 处轴段起过度作用，减缓轴径的变化。 活塞杆的重量 活塞杆的重量为 m=V ， 其中 m 由 1 2 3 4 5 6 7 8m m m m m m m m、 、 、 、 、 、 、9 10 11m m m、 、 组成 由于活塞杆的材料为 45 号钢，所以活塞杆各轴段处的密度相同，由此可先求得各轴段处的体积，相加后再乘以密度可得活塞杆的质量。 1 轴段 处的 体积为 21 1 14V Dl 本 科 毕 业 设 计 第 23 页 共 43 页 = 230 . 0 3 6 0 . 0 3 0 . 0 3 1 1 04     3m 2 轴段 处的 体积为 22 2 24V Dl = 230 .0 4 0 .0 2 0 .0 2 5 1 04     3m 3 轴段 处的 体积为 23 3 34V Dl = 230 . 0 5 0 . 0 1 0 . 0 1 9 6 1 04     3m 4 轴段 处的 体积为 24 4 44V Dl = 230 .0 2 0 .0 1 0 .0 0 3 1 04     3m 5 轴段 处的 体积为 25 5 54V Dl = 230 .0 5 1 .3 1 6 2 .5 8 1 04     3m 6 轴段 处的 体积为 26 6 64V Dl = 230 .0 2 0 .0 1 0 .0 0 3 1 04     3m 7 轴段 处的 体积为 27 7 74V Dl = 230 . 0 5 0 . 0 1 0 . 0 1 9 6 1 04     3m 8 轴段 处的 体积为 28 8 84V Dl = 230 . 0 9 2 0 . 0 4 0 . 0 2 6 6 1 04     3m 9 轴段 处的 体积为 本 科 毕 业 设 计 第 24 页 共 43 页 29 9 94V Dl = 230 . 0 4 0 . 0 3 6。