《雙作用單桿活塞液壓缸設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《雙作用單桿活塞液壓缸設(shè)計(jì)(38頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
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設(shè)計(jì)理念
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隨著科學(xué)進(jìn)步和發(fā)展,人型機(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)
選
2、用雙作用單桿活塞式液壓缸,
各個(gè)部分結(jié)構(gòu)如下圖:
13
1 ■端蓋;2 ■螺帽介活塞;4頜體疔活塞桿粧頭亍卡環(huán):8-支承套:9 ■彈簧宿圈
1 "1 ■防塵圈;12存形密封圈;13.14-密封圈;15容封圈若圈
2 11
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8 91011 12 14 15.17 18
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3、
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1—耳壞2—螺母3—防塵圈4.17—彈賛扌出圈5—會(huì)6.15—k鍵
7.14—O形密上勺圈8.12—Y形密」寸圈9—缸蓋兼導(dǎo)向會(huì)10—缸筒
11 —活為E 13—耐磨壞16— K鍵帽18—活基桿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),活塞在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)速度和推力都不相等,
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4、Image Wa, corn | 因蛙
= A ^2-p2-
(D2-J2)-p2-^D2
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設(shè)計(jì)原理
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無(wú)桿腔進(jìn)油
仃桿腔進(jìn)油
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推力Fi^RA] 速應(yīng) vi=q/Ai
推力F^PA/ 連應(yīng) V2=
5、
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(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
“a
當(dāng)d/.08時(shí)(可用薄壁缸筒的實(shí)用計(jì)算式)
(23.3-3)
最高允許壓力見(jiàn)表23.1.2和 s(23.i 1)-(1)-(a))i
缸簡(jiǎn)材料的許用應(yīng)力(Mp^)
[2
n
6—缸筒材料的屈服強(qiáng)度(MPT 5 n 安全系數(shù)口
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(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
6、,所以在此選用整體式活蚩
此整體式活塞中,密封環(huán)和導(dǎo)向套是分槽安裝的。
ImageWa .corn | 圉蛙
(3)、液壓缸缸徑的計(jì)算
內(nèi)徑D可按下列公式初步計(jì)算:
液壓缸的負(fù)載為推力
D =V X 10 5 <23.3 - 1)
液壓缸的負(fù)載為拉力
/ 4 F
D=" * 10一五 J 説2 (m) (23.3 — 2)
注:雙活塞桿浪壓缸我缸簡(jiǎn)內(nèi)鉉Q由式23.3-2計(jì)算。
式中 F町.F呢——液壓缸實(shí)際使用推力-拉力(N”
液生缸的$1載率[見(jiàn)蚩:(23.1 -8)]
一般取 0 = 0.5 — 0.7;
q 液JE缸的總效率[見(jiàn)式(23.1
7、-
24)]—般取 7 = 0.7—0.9;
P——液壓缸的供油壓力,一般為系統(tǒng)壓 力。(MFR;
<1 活塞桿直^(m>o
2、活塞的密封
選用Yx型圈,聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料組合使用,町以顯著提高密封性鏈
㈠、降低摩擦阻力,無(wú)爬行現(xiàn)象;
㈡、具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密圭寸性,耐磨損,使用壽命長(zhǎng) ㈢、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QT600-3
4、活塞的尺寸及加工公差
選擇活塞厚度為活塞
8、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。
活塞外徑對(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 不大于外徑公差之半。
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(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)釆用的是卡環(huán)式連接,如下圖
31;丿
3、活塞桿材料和技術(shù)要求
㈠、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
9、,但進(jìn)行淬火處理是必要的,淬火深 度可以在0?5— 1mm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。
㈢、活塞桿外圓粗糙度選擇為0?3㈣、因?yàn)槭沁\(yùn)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:
武中 D
m) (23. 3 27)
缸箱內(nèi)狂(缸徑)(m);
P——速度比■積比)(見(jiàn)表23.1-6)
10、.
(2)、活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算
就用下式計(jì)算活塞桿強(qiáng)度
心仁天 Z (23,3-28)
式中F——液壓缸的最大播力(或拉
材料的屈服強(qiáng)度(MPa)j
??( 安會(huì)系數(shù)一般儀二2~4$
d——活塞桿直徑(m) o
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(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:
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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
11、出,增大了回油阻力,產(chǎn)生制動(dòng)作用而實(shí)現(xiàn) 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
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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
12、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)排氣塞排出??諝馀艃艉螅璋雅艢馊麛Q緊,再進(jìn)行工作。
2 3
(六)、液壓缸的裝配
1!
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〉 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1 線度是否超差;
裝配完畢后活塞組件
13、移動(dòng)時(shí)應(yīng)無(wú)阻滯感和阻力大小不勻等T
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:
(A) 機(jī)械效率 仙由客運(yùn)動(dòng)件摩擦損失所造成. 在額定}力下,通??扇∨?.9*
(B) 容積效率快,由各封密件泄漏所造成,通常 容積效率加/
裝彈性體密封圈時(shí)如心1 "
裝活塞環(huán)時(shí) 心、?典
(C)作用力效率由岀油口背壓所產(chǎn)生的反作 用力而造威。
■ ■
2、流量的計(jì)算
液壓缸流量根據(jù)下式計(jì)算 當(dāng)活塞桿外推時(shí)
=(m7s) (23.1 - 25)
當(dāng)活塞桿內(nèi)拉時(shí)
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14、
A 2⑴偽
(23,1 - 26)
式中A^A2
分別為活塞無(wú)桿側(cè)及有桿側(cè)有效面
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積(品);
活塞平均線速度(nVs)o
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: 極限熱力:
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—定時(shí),往 返運(yùn)動(dòng)的速度不等:
_ q
V1"a
4q
Tro2
q 二 4g
(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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