雙作用單桿活塞液壓缸設(shè)計(jì)

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1、 單桿活塞液壓缸伸縮Part1. 作品來(lái)源 Part2. 作品設(shè)計(jì)理念 Part3. 作品結(jié)構(gòu) 隨著科學(xué)進(jìn)步和發(fā)展,大型機(jī)械漸漸地走上市場(chǎng),在各種各樣的大型機(jī)械中都可以看到液壓缸的身影。例如:采煤機(jī) 挖掘機(jī) 液壓缸結(jié)構(gòu) 選用雙作用單桿活塞式液壓缸,各個(gè)部分結(jié)構(gòu)如下圖: 1耳環(huán) 2螺母 3防塵圈 4.17彈簧擋圈 5套 6.15卡鍵7.14O形密封圈 8.12Y形密封圈 9缸蓋兼導(dǎo)向套 10缸筒11活塞 13耐磨環(huán) 16卡鍵帽 18活塞桿 19襯套 20缸底 雙作用單活塞桿液壓缸,活塞桿只從液壓缸的一端伸出,液壓缸的活塞在兩腔有效作用面積不相等,當(dāng)向液壓缸兩腔分別供油,且壓力和流量都不變時(shí),活塞

2、在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)速度和推力都不相等,2 2 21 1 1 2 2 1 21 1 ( )4 4F pA p A p D p D d 2 2 22 1 2 2 1 1 21 1( )4 4F pA p A p D d p D (一)、缸筒和缸蓋的設(shè)計(jì) (1)、使用焊接連接式的方法,工作壓力p較大,使用鑄鋼或者鍛鋼。 (2)、缸筒壁厚的計(jì)算缸筒壁厚使用下式進(jìn)行計(jì)算 (二)、活塞的設(shè)計(jì)1、活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活塞分為整體式和組合式,組合式制作和使用比較復(fù)雜,所以在此選用整體式活塞,形式如下圖: 此整體式活塞中,密封環(huán)和導(dǎo)向套是分槽安裝的。 (3)、液壓缸缸徑的計(jì)算 2、活塞的密封選用Yx型圈,聚氨酯和聚四氟

3、乙烯密封材料組合使用,可以顯著提高密封性能: 、降低摩擦阻力,無(wú)爬行現(xiàn)象; 、具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封性,耐磨損,使用壽命長(zhǎng); 、安裝溝槽簡(jiǎn)單,拆裝簡(jiǎn)便。這種組合的特別之處就是允許活塞外園和缸筒內(nèi)壁有較大間隙,因?yàn)榻M合式密封的密封圈能防止擠入間隙內(nèi),降低了活塞與缸筒的加工要求,密封方式圖如下: 3、活塞的材料選用高強(qiáng)度球墨鑄鐵QT600-34、活塞的尺寸及加工公差選擇活塞厚度為活塞桿直徑的1倍活塞的配合因?yàn)槭褂昧私M合形式的密封器件,所以要求不高,這里不加敘述?;钊鈴綄?duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm,斷面與軸線的垂直度公差不大于0.04mm/100mm,外表面的圓度和圓柱度不大于外徑公差之

4、半。 (三)、活塞桿的設(shè)計(jì)1、活塞活塞桿桿體的選擇此次設(shè)計(jì)選用的是實(shí)心桿件,形式如下圖:2、活塞桿與活塞的連接形式此次設(shè)計(jì)采用的是卡環(huán)式連接,如下圖 3、活塞桿材料和技術(shù)要求 、因?yàn)闆](méi)有特殊要求,所以選用45號(hào)鋼作為活塞桿的材料,本次設(shè)計(jì)中活塞桿只承受壓應(yīng)力,所以不用調(diào)制處理,但進(jìn)行淬火處理是必要的,淬火深度可以在0.51mm左右。、安裝活塞的軸頸和外圓的同軸度公差不大于0.01mm,保證活塞桿外圓和活塞外圓的同軸度,避免活塞與缸筒、活塞桿和導(dǎo)向的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸間端面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于0.04mm/100mm,保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜。、活塞桿外圓粗糙度選擇為0.3、因?yàn)槭沁\(yùn)

5、行在低載荷情況下,所以省去了表面處理。 4、活塞桿的計(jì)算(1)、活塞桿直徑的計(jì)算活塞桿的直徑可以根據(jù)速比來(lái)確定,公式如下: 就用下式計(jì)算活塞桿強(qiáng)度 (2)、活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算 (四)、緩沖裝置 緩沖目的:液壓缸的緩沖結(jié)構(gòu)是為了防止活塞在行程終了時(shí)和缸蓋發(fā)生撞擊(一般承壓在10MP以上應(yīng)當(dāng)選用緩沖機(jī)構(gòu))。緩沖方法: 缸外緩沖回路上設(shè)置減速閥或制動(dòng)閥缸內(nèi)緩沖(固定節(jié)流緩沖、可變節(jié)流緩沖)緩沖裝置的工作原理:常用的緩沖結(jié)構(gòu)是由活塞凸臺(tái)和缸蓋凹槽構(gòu)成。當(dāng)活塞移近缸蓋時(shí),逐漸進(jìn)入凹槽,將凹槽內(nèi)的油液經(jīng)凸臺(tái)和凹槽之間的縫隙擠出,增大了回油阻力,產(chǎn)生制動(dòng)作用而實(shí)現(xiàn)緩沖。缸外緩沖回路上設(shè)置減速閥或制動(dòng)閥缸內(nèi)緩沖

6、(固定節(jié)流緩沖、可變節(jié)流緩沖) 5、活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 1、導(dǎo)向環(huán) 選擇非金屬導(dǎo)向環(huán),用高強(qiáng)度塑料制成,這種導(dǎo)向環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是摩擦阻力小、耐磨、使用壽命長(zhǎng)、裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽加工簡(jiǎn)單,并且磨損后導(dǎo)向環(huán)易于更換。2、密封Yx型軸用密封圈加軸用階梯圈組合使用,這樣比起單獨(dú)密封,可以減小摩擦,減少泄漏量,增加壽命。3、防塵使用DH防塵圈,材料是聚氨酯,既有防塵作用,又有潤(rùn)滑作用。 (五)、排氣裝置液壓缸在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停放重新工作時(shí),液壓缸里和管道系統(tǒng)中會(huì)滲入空氣,為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行,噪聲和發(fā)熱等不正?,F(xiàn)象,需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。工作前擰開(kāi)排氣塞,使活塞全行程空載往返數(shù)次,空氣即可通過(guò)

7、排氣塞排出??諝馀艃艉?,需把排氣塞擰緊,再進(jìn)行工作。 (六)、液壓缸的裝配裝配前必須對(duì)各零件仔細(xì)清洗;要正確安裝各處的密封裝置:安裝形密封圈時(shí),要注意其安裝方向,避免因裝反而漏油,其唇邊應(yīng)對(duì)著有壓力的油腔。此外,因?yàn)槭荵x形密封圈,所以還要注意區(qū)分是軸用還是孔用,不要裝錯(cuò);由于密封裝置與滑動(dòng)表面配合,裝配時(shí)應(yīng)涂以適量的液壓油; 螺紋聯(lián)接件擰緊時(shí)應(yīng)使用專用扳手,扭力矩應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求;活塞與活塞桿裝配后,須設(shè)法測(cè)量其同軸度和在全長(zhǎng)上的直線度是否超差;裝配完畢后活塞組件移動(dòng)時(shí)應(yīng)無(wú)阻滯感和阻力大小不勻等現(xiàn)象。 數(shù)據(jù)計(jì)算(工作參數(shù))1、液壓缸效率油缸的效率由以下三種效率組成: 2、流量的計(jì)算液壓缸流量根據(jù)下式計(jì)算 3、工作參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù):油缸工作行程額定工作油壓移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量負(fù)載移動(dòng)阻力移動(dòng)速度控制設(shè)計(jì)中液壓油缸主要部件的其他參數(shù):缸內(nèi)徑:缸外徑:壁厚:極限推力:速比:活塞桿直徑: 活塞外推流量: 優(yōu)點(diǎn):(1)由于液壓缸兩腔承壓面積不等,當(dāng)q一定時(shí),往返運(yùn)動(dòng)的速度不等: 1 2 1 4q qv A D 2 2 22 4( )q qv A D d (2)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍約等于活塞行程的2倍。

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