肇庆四会区升降车出租,   肇庆鼎湖区升降车出租,    肇庆端州区升降车出租     自锁状态下缸筒与螺旋管套的应力和变形分析          内胀式自锁油缸的设计主要在于缸筒与螺旋管套的配合，缸筒可看作厚壁圆筒，而螺旋管套外表面为螺旋面，因螺旋凹槽深较浅，而且与缸筒接触的螺旋面作为装配应力的承载面，其力的作用效果使得缸筒均匀向外涨开，故可近似地将螺旋管套看作厚壁圆筒，因此缸筒与螺旋管套的过盈配合所产生的应力应变问题可等效为厚壁圆筒在内外压作用下的应力应变问题，假设缸筒和螺旋管套结构均匀，且缸筒足够长，忽略受到轴向力以及两端端部的影响，其受力过程可看作平面应力问题。缸筒受内压作用，螺旋管套受外压作用。   由拉美公式可知，缸筒沿径向任一位置的径向变形u(x1)、径向应力ζr(x1)及周向应力ζη(x1)。螺旋管套沿径向任一位置径向变形u(x2)、径向应力ζr(x2)及周向应力ζη(x2)的计算式。  x1、x2的取值范围分别为[r2≤x1≤r1]、[r3≤x2≤r2]，缸筒和螺旋管套的应力应变取决于两者装配应力的大小，而装配应力由配合间的过盈量决定。因此，下面将探讨在满足负载要求下所需过盈量的大小。

   

        过盈量的设计,    过盈量是自锁油缸设计的关键数据，决定着自锁油缸的性能，本研究设定内胀式自锁油缸承载能力为25t，其所需的正应力P1可由静摩擦力公式可知：11FPfS    F、f、S1分别表示自锁力、缸筒与螺旋管套间摩擦系数、接触面积。   将缸筒和螺旋管套看作厚壁圆筒，作为初步的设计计算。下文将通过有限元的计算以及实验来优化理论计算的不足,自锁油缸过盈配合所需的装配应力P1。自锁油缸缸筒受内压P1以及螺旋管套受外压P1在外壁内壁沿径向的变形分别为u(r1)、u(r2)、u1(r2)、u1(r3)。缸筒在内圧力P1作用下缸筒内壁的径向变形，在外压力P1下作用管套的变形，两者之和即为半径过盈量ε，在考虑到缸筒内圆面存在的直线度误差、工作的环境温度复杂以及接触面摩擦特性不稳定等因素，均会影响过盈量大小，安全系数小则锁紧不可靠，安全系数大则会造成15自锁油缸的重量增加，解锁压力增大，使得解锁困难，增加装配难度和液压系统的负担，实际过盈量ε1表达.    本研究取过盈量安全系数n为1.43，实际的半径过盈量ε实际=0.03mm，在此条件下，接触面的实际接触正应力P2。

    

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        强度校核,   自锁油缸由于过盈配合，内部会产生很大应力，需进行强度校核，由于其破坏行为主要为屈服失效和剪切失效，其中缸筒为塑形材料，其破坏的形式主要为屈服失效，可采用第三强度校核，已知r2≤x1≤r1，所以当由x1=r2时，应力值最大，故缸筒的强度条件：螺旋管套在螺旋接触面的受力比较复杂，在接近螺旋接触面边缘部分因刚度较小以及受两端端部影响，会使得接触面部分产生应力集中，而导致接触失效，因无法用理论具体量化其表面应力值，下文将使用有限元方法分析接触面的受力情况，除接触面外，管套其余部分的强度校核可采用第三强度理论，已知r3≤x2≤r2，当x2=r3时，应力值最大，可得其强度条件。

         影响自锁油缸性能的因素,   锁紧力作为衡量自锁油缸性能的指标，其大小直接影响着自锁液压缸能否稳定工作，考虑影响锁紧力的因素十分重要，如：摩擦系数、环境温度、接触面积等，在综合考虑上述因素后，来选择合适的过盈量，以满足所要求的锁紧力和解锁压力。(1)摩擦系数过盈连接设计中，摩擦系数的取值直接影响到设计过盈量的大小，决定了承载能力的高低。影响摩擦系数因素很多，在实际设计过程中，为缩短研发周期，主要考虑不同装配方式这一影响因素，给出了常用材料过盈连接的摩擦系数。

    

       环境温度,  内胀式自锁油缸用于重载车辆时，其工作环境复杂，要求在-40℃-50℃的温度范围内可靠的工作，从上文过盈量的设计可以看出，锁紧力所需要的过盈量是很小的，而自锁油缸所用的金属材料会受温度的影响而发生热胀冷缩，导致在常温条件下设计的过盈量发生改变，特别是当缸筒和锁紧套所使用的材料不同时，影响更大，过盈量受温度影响而变化的计算公式，α1、α2分别为缸筒和锁紧套的线性膨胀系数，t0为装配温度，t1为工作温度(3)接触面积自锁油缸因解锁的需要，必须在锁紧套上加工螺旋凹槽，以便将高压油液均匀快速地输送至连接面处，平稳地完成解锁工作，在配合长度、槽深一定的情况下，螺旋凹槽的螺距代表着自锁油缸解锁面积的大小，间接确定了缸筒与锁紧套接触面积的大小，不仅决定着解锁压力的大小，而且影响着接触面的应力分布。

         将缸筒和螺旋管套的过盈配合看作厚壁圆筒在内外压作用下的受力过程，并采用厚壁圆筒承压理论对自锁油缸进行受力分析，其基础将上述受力过程简化为平面问题进行处理，而在自锁油缸的设计制造过程中，不能完全参照理论公式所计算出的性能参数，所以本文将建立在自锁状态下内胀式自锁油缸的有限元模型，通过模拟分析，更加全面、更加真实地反映出自锁油缸自锁时的力学特性，为过盈量的设计提供指导。

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