气液组合式高低机的设计+文献综述(4)
3.1.1 主要参数及尺寸的确定
1）缸筒壁厚的计算
缸筒直接承受压缩空气的压力，必须有一定的厚度。一般气缸缸筒壁厚与内径之比 ，其壁厚通常按薄壁筒公式计算：
（3.1.1）
式中： ——气缸筒的壁厚（mm）；
D ——气缸内径（mm）；
——实验压力，一般取 （MPa）（p为气缸工作压力）；
——缸筒材料的许用应力（MPa）；
——材料抗拉强度（MPa）；
S——安全因数，一般取6~8。
考虑到气缸工作压力较大，故选择合金钢作为材料，其 。将D=160mm、p=15.88MPa、S=6代入式（3.1.1）计算可得
圆整为 。
2）活塞杆直径的计算与校核
活塞杆的长径比不同，需考虑的问题不同，在长径比较小时（ ），活塞杆直径的确定要考虑满足强度要求；在长径比较大时（ ），除应满足强度要求外，还要验算活塞在受压时是否稳定。
（1）按强度条件计算活塞杆直径d（ ）
活塞杆所承受的应力应小于许用应力，据此所确定的活塞杆直径d为
（3.1.2）
式中 d——活塞杆直径（mm）；
F1——活塞杆上总推力（N）；
——活塞杆材料的许用应力（Pa）；
——材料抗拉强度（Pa）；
S——安全因数，取 。
将F1=3×105N、 、S=2代入式（3.1.2）计算可得
所以d=45mm>35.7mm，满足强度要求。
（2）按纵向弯曲极限力计算（L>10d时验算用）气缸承受纵向推力负载达到极限力FK以后，活塞杆轴线会产生弯曲，出现不稳定现象。该极限力与缸的安装方式、活塞杆直径以及行程有关。
当 时
（3.1.3）
当 时
（3.1.4）
式中 L——活塞杆计算长度（m）
K——活塞杆横截面回转半径（m）；实心杆 ，空心杆 ；
J——活塞杆横截面转动惯量（惯性矩）（m4），实心杆 ，空心杆 ；
d0——空心活塞杆内孔直径（m）；
A1——活塞杆横截面积（m2），实心杆 ，空心杆 ；
n——因数，安装方式为两端铰支时n=1；
E——材料弹性模量，对钢取E=2.1×1011Pa；
f ——材料强度实验值，对钢f=49×107Pa；
a——因数，对钢a=1/5000。
若纵向推力负载（气缸工作负载F1与工作总阻力FZ之和）超过极限力FK，就应采取相应措施。在行程及安装方式不变的前提下，只有加大活塞杆直径d。
所选活塞杆为实心结构，有
K=d/4=11.25mm
推杆的有效行程S=500mm，考虑到活塞杆与其它零件的配合，取计算长度为L=700mm，故
L/K=700/11.25=62.2<85
按式（3.1.4）计算，得
合43.9t >30t，故满足刚度要求。
3）气缸进排气口的计算
气缸进排气口孔径可按下式计算：
（3.1.5）
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