计量式柱塞泵密封结构分析+CAD图纸+答辩PPT(7)
故 ，所以，
故螺杆稳定条件满足
2.2 活塞杆的设计
泵工作时，活塞杆往复运动，对介质产生作用，相反的，活塞杆受到介质的反作用力，而在此结构设计中，介质的压力达到了30MPa，同时，活塞杆的内部装有一驱动螺杆，螺杆在滑动螺旋传动时，会对活塞杆产生扭矩，因此活塞杆的设计必须是可靠的，使其不会产生压缩变形和扭断的现象。
下面从两个方面对活塞杆进行设计，分别是对活塞杆的强度校核和稳定性校核。
2.2.1 活塞杆的强度校核
图2 活塞杆的受力情况
图3 活塞杆的扭矩图
活塞杆材料选用45号钢，其屈服极限 ，安全系数 ，故许用应力 ，活塞杆的外径 ，内径 ，设计的活塞杆的长度
受力较大的活塞杆需进行强度验算。活塞杆工作时承受轴向液体对其的压力 ，同时又与螺杆接触故其受螺杆对其的扭矩 ，（ 为螺杆对活塞杆的反作用扭矩，故 ），而 为轴向力，对活塞杆不产生扭矩，所以活塞杆各处所受的扭矩为恒定值 ，从上图可知危险截面在A-A截面上（因其横截面积最小），此截面上既有压缩应力，又有扭矩作用。因此，校核该轴强度时，应根据第四强度理论求出危险截面的计算应力 ，其强度条件为
式中
----轴向受所的压力，
----轴危险截面面积，
----轴抗扭截面系数，
----轴所受的扭矩，
所以
因此，轴满足其强度条件。
2.2.2 活塞杆的稳定性
由于活塞杆内部安装了螺杆机构，导致局部的截面面积变得较小，而活塞杆受到60MPa的压力，较小截面面积处可能会发生失稳的现象，当活塞杆失稳后，压力的微小增加将引起弯曲变形的显著增大，杆件已经丧失了承载的能力，这是因为失稳造成的失效，可以导致整个的机器或结构的损坏。所以，对活塞杆的稳定性的校核可以确保结构的合理。同时，在稳定性校核的计算过程中能够对之前选取的活塞杆的长度进行判定是否能满足结构要求。
在计算之前，注意到活塞杆整体并非都是被螺杆传动结构所造成的内部全部是空心的，在此，把活塞杆看作一个空心轴，并对其进行稳定性校核，当其稳定性满足时，带螺杆的活塞杆也一定满足其稳定性。
首先对杆的柔度的计算
其中， （ 为空心轴的惯
性矩， 为截面面积）
，根据轴两端固定情况决定，这里轴简化成两端绞支杆，
，为活塞杆的长度，
所以
轴的材料为45号钢，可知 ，
由于 ，因此，轴为小柔度，
所以之前选取的活塞杆的长度 是可以满足其稳定性的
2.3 导向套的设计
导向套安装在缸体的沟槽内，导向套的作用是液压缸的导向套起支撑作用。在液压缸杆在伸出过程中，使液压缸活塞与缸筒内表面保持面接触，同时是保证活塞杆和缸筒的同轴度，并为油缸口的油封提供一个支座。
这里导向套的材料选用球墨铸铁，尺寸计算方法是：导向套径向厚度取活塞杆直径的百分之十；导向套轴向长度不影响活塞杆行程的话去取活塞杆直径的百分之二十到三十。
因为导向套是套在活塞杆上的，所以其内径为50mm，厚度取活塞杆直径的百分之十，为5mm，所以外径为60mm，导向套轴向长度不影响活塞杆行程的话去取活塞杆直径的百分之二十到三十，取百分之二十为10mm。其尺寸图如图4所示。
图4 导向套结构图
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