球坐標(biāo)工業(yè)機械手設(shè)計-手部斜向下【11張CAD圖紙+PDF圖】

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The so-called industrial manipulator is a complete object automatically according to the given procedures or requirements (such as materials, parts, components or tools) mechanical device to transmit or operation, it can partly replace the manual labor. The manipulator of higher level type, can simulate human arm movement, complex operation.The overall structure of the design of manipulator and the spherical coordinate manipulator, arm movements as swing or rotation, the gripper action for expansion and loose clamp. Because the mechanical hand movements placed different workpieces, so the implementation process on the wrist rotation is required.In this paper, the mechanical hand for bar, diameter 40 60, length 4501200mm, introduces its composition and classification, degree of freedom and coordinate type, hydraulic technology characteristics, PLC control characteristics and development at home and abroad, for the overall design of manipulator, to determine the coordinates of the manipulator types and degrees of freedom, to determine the technical parameters of the manipulator, manipulator arm structure design, hydraulic system design of mechanical hand, draw the working principle of the hydraulic system of manipulator diagram. The control of the manipulator programmable controller, select the appropriate PLC model, according to the workflow manipulator developed PLC control program, draw the mechanical hand work of the sequential function chart and the ladder diagram, and control program of programmable controlleKeywords: manipulator, spherical coordinate industrial manipulator, grasping, bar; hydraulic; PLC目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄IV1 緒 論11.1選題背景11.2 機械手發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢21.3 機械手的系統(tǒng)工作原理及組成21.3 球坐標(biāo)工業(yè)機械手的組成22 球坐標(biāo)工業(yè)機械手設(shè)計要求與方案32.1 球坐標(biāo)工業(yè)機械手技術(shù)參數(shù)32.2總體方案分析32.3動作原理42.4工業(yè)機械手的傳動方案設(shè)計42.5球坐標(biāo)工業(yè)機械手驅(qū)動方式的選擇53 球坐標(biāo)工業(yè)機械手各主要組成部分設(shè)計73.1手部結(jié)構(gòu)73.1.1手部結(jié)構(gòu)種類73.1.2 夾持器設(shè)計計算83.1.3手部校核93.2 升降方向設(shè)計計算93.2.1 初步確系統(tǒng)壓力103.2.2 升降油缸計算103.3油缸主要部位的計算校核143.3.1缸筒壁厚的計算143.3.2 活塞桿強度和液壓缸穩(wěn)定性計算153.3.3缸筒壁厚的驗算173.3.4 缸筒的加工要求183.3.5法蘭設(shè)計193.3.6 (缸筒端部）法蘭連接螺栓的強度計算193.4 活塞的設(shè)計213.5 導(dǎo)向套的設(shè)計與計算223.6 端蓋和缸底的設(shè)計與計算243.7 缸體長度的確定253.8 緩沖裝置的設(shè)計253.9 排氣裝置263.10 密封件的選用283.11 防塵圈293.12 液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)303.13 水平方向設(shè)計計算333.13.1 水平方向計算333.13.2 油缸的選型333.14 底座回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計計算333.14.1 回轉(zhuǎn)部位負(fù)載計算校核343.14.2 油馬達的選型353.15機身結(jié)構(gòu)的設(shè)計校核373.15.1 油馬達的選擇373.15.2螺柱的設(shè)計與校核373.15.3機座的機械結(jié)構(gòu)383.6 繪制液壓系統(tǒng)圖393.6.1 計算和選擇液壓元件403.6.2液壓系統(tǒng)性能的驗算414 機械手控制系統(tǒng)設(shè)計424.1 機械手的工藝過程424.2 PLC 控制系統(tǒng)434.3 PLC 控制系統(tǒng)程序設(shè)計44總結(jié)與展望47參考文獻48致 謝49 1 緒 論1.1選題背景機械手是工業(yè)自動化發(fā)展過程中的重要產(chǎn)物之一，它不僅提高了勞動生產(chǎn)的效率，還能代替人類完成高強度、危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強度，可以說是一舉兩得。在機械行業(yè)中，機械手越來越廣泛的得到應(yīng)用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更為普遍。目前，機械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個重要組成部分。把機床設(shè)備和機械手共同構(gòu)成一個柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強。但目前我國的工業(yè)機械手技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機械手的研究和開發(fā)直接影響到我國機械行業(yè)自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進行機械手的研究設(shè)計具有重要意義。隨著工業(yè)自動化程度的提高，工業(yè)現(xiàn)場的很多易燃、易爆等高危及重體力勞動場合必將由機器人所代替。這一方面可以減輕工人的勞動強度，另一方面可以大大提高勞動生產(chǎn)率。目前，我國大多數(shù)工廠的生產(chǎn)線上裝卸工件仍由人工完成，其勞動強度大、生產(chǎn)效率低，而且具有一定的危險性，已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)自動化的發(fā)展趨勢。為了提高工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應(yīng)現(xiàn)代機械行業(yè)自動化生產(chǎn)的要求,針對具體生產(chǎn)工藝,結(jié)合機床的實際結(jié)構(gòu)，利用機械手技術(shù)，設(shè)計用一臺上下料機械手代替人工工作，以提高勞動生產(chǎn)率。本機械手主要與數(shù)控機床組合最終形成生產(chǎn)線，實現(xiàn)加工過程的自動化和無人化。1.2 機械手發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 目前，國內(nèi)外各種機械手和機械手的研究成為科研的熱點，其研究的現(xiàn)狀和大體趨勢如下：（1）機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。（2）工業(yè)機械手控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，結(jié)構(gòu)小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性，而且維修方便。（3）機械手中的傳感器作用日益重要，使其向智能化方向發(fā)展。（4）關(guān)節(jié)式、側(cè)噴式、頂噴式、龍門式噴涂機械手產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計；柔性仿形噴涂機械手開發(fā)，柔性仿形復(fù)合機構(gòu)開發(fā)，仿形伺服軸軌跡規(guī)劃研究，控制系統(tǒng)開發(fā)； （5）焊接、搬運、裝配、切割等作業(yè)的工業(yè)機械手產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化研究；以及離線示教編程和系統(tǒng)動態(tài)仿真?？偟膩碚f，大體是兩個方向：其一是機械手的智能化，多傳感器，多控制器，先進的控制算法，復(fù)雜的機電控制系統(tǒng)；其二是與生產(chǎn)加工相聯(lián)系，性價比高，在滿足工作要求的基礎(chǔ)上，追求系統(tǒng)的經(jīng)濟、簡潔、可靠，大量采用工業(yè)控制器，市場化、模塊化的元件。1.3 機械手的系統(tǒng)工作原理及組成機械手的系統(tǒng)工作原理框圖如圖1-1所示。 控制系統(tǒng)（PLC）位置檢測裝置驅(qū)動系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)機身手臂手腕手部 圖1-1機械手的系統(tǒng)工作原理框圖機械手的工作原理：機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。在PLC程序控制的條件下，采用氣壓傳動方式，來實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)的相應(yīng)部位發(fā)生規(guī)定要求的，有順序，有運動軌跡，有一定速度和時間的動作。同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。位置檢測裝置隨時將執(zhí)行機構(gòu)的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，從而使執(zhí)行機構(gòu)以一定的精度達到設(shè)定位置。（1）執(zhí)行機構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機構(gòu)。手部即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本設(shè)計中采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。回轉(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。傳力機構(gòu)型式較多時常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。手腕是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位(即姿勢)。手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運到指定的位置。工業(yè)機械手的手臂通常由驅(qū)動手臂運動的部件(如氣缸、液壓缸、齒輪齒條機構(gòu)、連桿機構(gòu)、螺旋機構(gòu)和凸輪機構(gòu)等)與驅(qū)動源(如液壓、氣壓或電機等)相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯(lián)系。機械手的立柱因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。機座機座是機械手的基礎(chǔ)部分，機械手執(zhí)行機構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支撐和連接的作用。（2）驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機械手執(zhí)行機構(gòu)運動的。它由動力裝置、調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、 氣壓傳動、機械傳動。（3）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成。同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。（4）位置檢測裝置控制機械手執(zhí)行機構(gòu)的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構(gòu)的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，從而使執(zhí)行機構(gòu)以一定的精度達到設(shè)定位置。1.3 球坐標(biāo)工業(yè)機械手的組成執(zhí)行系統(tǒng)一般包括手部、腕部、臂部、機身機座等，其中最主要是運動系統(tǒng)。球坐標(biāo)工業(yè)機械手主要由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)三部分組成。手部是夾緊（或吸附、托持）與松開工件或工具 的部件，由手指（或吸盤），驅(qū)動元件和傳動元件等組成。時間、速度和加速度等參數(shù)。球坐標(biāo)工業(yè)機械手與主機及其它有關(guān)裝置之間的聯(lián)系3。 2 球坐標(biāo)工業(yè)機械手設(shè)計要求與方案2.1 球坐標(biāo)工業(yè)機械手技術(shù)參數(shù)坐標(biāo)形式:球坐標(biāo)坐標(biāo)系抓重自由度伸縮X升降Z球坐標(biāo)200N4350mm，200mm/s橫移Y回轉(zhuǎn)俯仰0210，90/s045，90/s回轉(zhuǎn)手指夾持范圍0180，90/s棒料，直徑4060，長度4501200mm定位方式驅(qū)動方式定位精度控制方式電位器(或接近開關(guān)等)設(shè)定，點位控制液壓(中、低壓系統(tǒng))3mmPLC控制2.2總體方案分析由設(shè)計內(nèi)容可知，本次設(shè)計所確定的機械手的整體結(jié)構(gòu)為球坐標(biāo)式機械手，此機械手要實現(xiàn)從傳送帶到設(shè)備的上下料過程。傳送帶移動方向與設(shè)備上所夾持的工件方向垂直。因此手臂動作為擺動或者轉(zhuǎn)動，手爪的動作為伸縮和松夾。由于此機械手的動作要求放置不同的工件，所以實現(xiàn)上下料過程也要求手腕能旋轉(zhuǎn)動作。通過以上分析，這里初選三個方案，各方案如下：方案一：機身的旋轉(zhuǎn)，采用電動機驅(qū)動實現(xiàn)，大手臂的俯仰也采用電動機驅(qū)動實現(xiàn)，小手臂的伸縮用伸縮缸實現(xiàn)，手腕的回轉(zhuǎn)用電動機實現(xiàn)。方案二：機身的旋轉(zhuǎn)，采用電動機驅(qū)動實現(xiàn)，大手臂的俯仰也采用電動機驅(qū)動實現(xiàn)，小手臂的伸縮用齒輪齒條實現(xiàn)，手腕的回轉(zhuǎn)用電動機實現(xiàn)。方案三：機身的旋轉(zhuǎn)，采用擺動液壓缸驅(qū)動實現(xiàn)，大手臂的俯仰采用擺動液壓缸驅(qū)動實現(xiàn)，小手臂的伸縮用伸縮缸實現(xiàn)，手腕的回轉(zhuǎn)用擺動液壓缸。通過方案一，方案二和方案三的比較分析可知，方案一從功能上講可以滿足條件，但電動機的造價太高，不太經(jīng)濟。方案二中也存在上述的問題。同時齒輪齒條的驅(qū)動精度太低，在抓取工件時定位精度不夠準(zhǔn)確，且結(jié)構(gòu)大而復(fù)雜。方案三中，由液壓缸來完成的部分，不僅驅(qū)動力大且結(jié)構(gòu)也相對簡單，雖然擺動缸結(jié)構(gòu)尺寸大但輸出轉(zhuǎn)矩大，進行優(yōu)化設(shè)計，從而得出方案三最佳，并最終確定此次的設(shè)計方案方案三，方案如下：機身旋轉(zhuǎn)、手腕轉(zhuǎn)動，均采用擺動缸來控制，手臂的伸縮用伸縮缸控制，手爪的松夾用夾緊缸來控制。2.3動作原理本次設(shè)計是液壓驅(qū)動，電氣控制。機械手的各個動作是由液壓缸來驅(qū)動的，其動作過程是由液壓缸的各個動作運動至終點時壓合行程開關(guān)，將行程開關(guān)的機械運動通過PLC轉(zhuǎn)化為電磁閥得電和失電，后由電磁閥控制各油路的通斷，以實現(xiàn)各液壓缸的相應(yīng)運動，從而控制機械手的各個動作。2.4工業(yè)機械手的傳動方案設(shè)計2.4.1傳動方案設(shè)計按工業(yè)機械手的不同形式及其組合情況，其活動范圍的圖形也是不同的，基本上可分為四種運動形式；直角坐標(biāo)式機械手、圓柱坐標(biāo)式機械手、球坐標(biāo)式機械手、關(guān)節(jié)式機械手。根據(jù)設(shè)計要求，選用球坐標(biāo)型式。由于液壓傳動具有以下幾個優(yōu)點：(1)壓力高，可實現(xiàn)較大的驅(qū)動力，機構(gòu)可做的較小，緊湊。(2) 無級變速，定位精度高，可實現(xiàn)任意中間位置的停止。系統(tǒng)固有震動頻率小，壓力、容量調(diào)節(jié)容易。(3) 重量小，慣性小，可做到經(jīng)?？焖偾覠o沖擊的變速和換向，容易控制，動作平穩(wěn)，遲滯小。2.4.2 總體設(shè)計框圖圖2 總體設(shè)計框圖如圖2為總設(shè)計框圖，說明如下：(1) 控制系統(tǒng)：任務(wù)是根據(jù)機械手的作業(yè)指令程序和傳感器反饋回來的信號，控制機械手的執(zhí)行機構(gòu)，使其完成規(guī)定的運動和功能。主要設(shè)計目標(biāo)為CPU的選擇，CPU程序的編寫調(diào)試等。(2) 驅(qū)動系統(tǒng)：驅(qū)動系統(tǒng)工作的驅(qū)動裝置。(3) 機械系統(tǒng)：包括機身、機械臂、手腕、手爪。需要確定其自由度、坐標(biāo)形式，并計算得出具體結(jié)構(gòu)。(4) 感知系統(tǒng)：即傳感器的選擇及具體作用。2.5球坐標(biāo)工業(yè)機械手驅(qū)動方式的選擇機械手常用的驅(qū)動方式主要有液壓驅(qū)動、液壓驅(qū)動和油馬達驅(qū)動四種基本形式。但與液壓驅(qū)動相比，功率較小，液壓驅(qū)動的能源、結(jié)構(gòu)都比較簡單速度不易控制，精度不高。油馬達傳動能源簡單，速度和位置精度都很高，使用方便，噪聲低，機構(gòu)速度變化范圍大，效率高，控制靈活。液壓驅(qū)動的特點是功率大、結(jié)構(gòu)簡單，可省去減速裝置，響應(yīng)快，精度較高。但是需要有液壓源，而且容易發(fā)生液體泄漏。起初，我先選擇電動機的傳動結(jié)構(gòu)，但是考慮到機械手的升降運動運用純機械結(jié)構(gòu)并不能達到理想傳動效果。而機械手臂旋轉(zhuǎn)如若使用液壓或者液壓傳動，就必須帶有旋轉(zhuǎn)液壓或者旋轉(zhuǎn)液壓缸，相對來說結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不利于設(shè)計。故改良方案，將驅(qū)動方式分成兩個部分。其中，機械臂的回轉(zhuǎn)采用傳動的驅(qū)動方式，通過油馬達帶動齒輪鏈進行旋轉(zhuǎn)傳動；而機械臂的伸縮、升降和機械手抓的抓取，都采用液壓驅(qū)動方式。3 球坐標(biāo)工業(yè)機械手各主要組成部分設(shè)計3.1手部結(jié)構(gòu)3.1.1手部結(jié)構(gòu)種類1.連桿杠桿式手爪這種手爪在活塞的推力下，連桿和杠桿使手爪產(chǎn)生夾緊（放松）運動，由于杠桿的力放大作用，這種手爪有可能產(chǎn)生較大的夾緊力。通常與彈簧聯(lián)合使用。2.楔塊杠桿式手爪利用楔塊與杠桿來實現(xiàn)手爪的松、開，來實現(xiàn)抓取工件。3.齒輪齒條式手爪這種手爪通過活塞推動齒條，齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生手爪的夾緊與松開動作。4.滑槽式手爪 當(dāng)活塞向前運動時，滑槽通過銷子推動手爪合并，產(chǎn)生夾緊動作和夾緊力，當(dāng)活塞向后運動時，手爪松開。這種手爪開合行程較大，適應(yīng)抓取大小不同的物體。5.平行杠桿式手爪不 需要導(dǎo)軌就可以保證手爪的兩手指保持平行運動采用平行四邊形機構(gòu)，因此，比帶有導(dǎo)軌的平行移動手爪的摩擦力要小很多結(jié)合具體的工作情況，采用連桿杠桿式手爪。驅(qū)動活塞 往復(fù)移動，通過活塞桿端部齒條，中間齒條及扇形齒條 使手指張開或閉合。手指的最小開度由加工 工件的直徑來調(diào)定。本設(shè)計按照所要捆綁的重物最大使用 的鋼絲繩直徑為50mm來設(shè)計。a有適當(dāng)?shù)膴A緊力手部在工作時，應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力，以保證夾持穩(wěn)定可靠，變形小，且不損壞工件的已加工表面。對于剛性很差的工件夾緊力大小應(yīng)該設(shè)計得可以調(diào)節(jié)，對于笨重的工件應(yīng)考慮采用自鎖安全裝置。b有足夠的開閉范圍工作時，一個手指開閉位置以最大變化量稱為開閉范圍。夾持類手部的手指都有張開和閉合裝置?？捎瞄_閉角和手指夾緊端長度表示。于回轉(zhuǎn)型手部手指開閉范圍，手指開閉范圍的要求與許多因素有關(guān)c力求結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小作時運動狀態(tài)多變，其結(jié)構(gòu)，重量和體積直接影響整個球坐標(biāo)工業(yè)機械手的結(jié)構(gòu)，抓重，定位精度，運動速度等性能。手部處于腕部的最前端，工因此，在設(shè)計手部時，必須力求結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小。d手指應(yīng)有一定的強度和剛度因此送料，采用最常用的外卡式兩指鉗爪，根據(jù)工件的形狀，松開時，用單作用式液壓缸。此種結(jié)構(gòu)較為簡單，制造方便。液壓缸右腔停止進油時，液壓缸右腔進油時松開工件。3.1.2 夾持器設(shè)計計算手爪要能抓起工件必須滿足： （3-6）式中，-為所需夾持力；-安全系數(shù)，通常取1.22；-為動載系數(shù)，主要考慮慣性力的影響可按估算，為機械手在搬運工件過程的加速度，為重力加速度；-方位系數(shù)，查表選??；-被抓持工件的重量 200N；帶入數(shù)據(jù)，計算得： ；理論驅(qū)動力的計算： （3-7）式中，-為柱塞缸所需理論驅(qū)動力；-為夾緊力至回轉(zhuǎn)支點的垂直距離；-為扇形齒輪分度圓半徑；-為手指夾緊力；-齒輪傳動機構(gòu)的效率，此處選為0.92；其他同上。帶入數(shù)據(jù)，計算得 計算驅(qū)動力計算公式為： （3-8）式中，-為計算驅(qū)動力；-安全系數(shù)，此處選1.2；-工作條件系數(shù)，此處選1.1； 而液壓缸的工作驅(qū)動力是由缸內(nèi)油壓提供的，故有 （3-9）式中，-為柱塞缸工作油壓；-為柱塞截面積；選取缸內(nèi)徑為50mm3.1.3手部校核活塞桿直徑查液壓傳動與控制手冊根據(jù)桿徑比d/D，一般的選取原則是：當(dāng)活塞桿受拉時，一般選取d/D=0.3-0.5，當(dāng)活塞桿受壓時，一般選取d/D=0.5-0.7。本設(shè)計選擇d/D=0.7，d=35 mm=961625N37700N計算所得的力遠遠大于實際所需要的力，所以滿足要求。經(jīng)計算，所需的油壓約為： (后續(xù)章節(jié)進行介紹)3.2 升降方向設(shè)計計算3.2.1 初步確系統(tǒng)壓力表3-1 按負(fù)載選擇工作壓力1負(fù)載/ KN50工作壓力/MPa 0.811.522.5334455表3-2 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力1機械類型機 床農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.82352881010182032液壓系統(tǒng)的最大負(fù)載約為2000N（其中重物200N，其它零部件重量加上摩擦超載等因素），初選液壓缸的設(shè)計壓力P1=10MPa3.2.2 升降油缸計算手臂作垂直運動時，除克服摩擦阻力F摩和慣性力F慣之外，還要克服臂部運動部件的重力，故其驅(qū)動力F驅(qū)可按下式計算：F驅(qū) = F摩 + F慣 W(N)（4-2）式中F摩各支承處的摩擦力（N）；F慣啟動時慣性力（N）可按臂伸縮運動時的情況計算；W臂部運動部件的總重量（N）；上升時為正，下降時為負(fù)。F慣其大小可按下式估算：F慣= a (N)式中W手臂伸縮部件的總重量（N）；g重力加速度（g =9.8m/s）；a啟動過程中的平均加速度（m/s），a = (m/s)；v速度變化量。手臂從靜止?fàn)顟B(tài)加速到工作速度V時，則這個過程的速度變化量就等于手臂的工作速度；t啟動過程中所用的時間，一般為0.010.5s。當(dāng)F摩=100N，F(xiàn)慣=130N，W =1000N(估算重物和臂部結(jié)構(gòu)重量)時，V = 250mm/s (題目條件)F驅(qū)=100+1000=1151（N），取液壓缸的機械效率cm=0.9。（2）計算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d 知最大負(fù)載工進F為1151.02N，取d/D=0.7=1.27D=0.124m=124mm查得油缸的液壓缸的內(nèi)徑為125mm,活塞桿直徑為90mm,有效行程為200 mm 表4.1 液壓缸內(nèi)徑系列 mm810121620253240506380100125160200200320400500(1) 液壓缸缸體厚度計算 缸體是液壓缸中最重要的零件，當(dāng)液壓缸的工作壓力較高和缸體內(nèi)經(jīng)較大時，必須進行強度校核。缸體的常用材料為20、25、35、45號鋼的無縫鋼管。在這幾種材料中45號鋼的性能最為優(yōu)良，所以這里選用45號鋼作為缸體的材料。式中，實驗壓力，MPa。當(dāng)液壓缸額定壓力Pn5.1MPa時，Py=1.5Pn，當(dāng)Pn16MPa時，Py=1.25Pn。缸筒材料許用應(yīng)力，N/mm。=，為材料的抗拉強度。注：1.額定壓力Pn額定壓力又稱公稱壓力即系統(tǒng)壓力，Pn=10MPa2.最高允許壓力PmaxPmax1.5Pn=1.2510=12.5MPa液壓缸缸筒材料采用45鋼，則抗拉強度：b=600MPa安全系數(shù)n按液壓傳動與控制手冊P243表210，取n=5。則許用應(yīng)力=120MPa取液壓缸厚度12.5mm。取液壓缸缸體外徑為150mm。4.液壓缸長度的確定液壓缸長度L根據(jù)工作部件的行程長度確定。 L=350mm (題目要求)5. 活塞桿直徑的設(shè)計查液壓傳動與控制手冊根據(jù)桿徑比d/D，一般的選取原則是：當(dāng)活塞桿受拉時，一般選取d/D=0.3-0.5，當(dāng)活塞桿受壓時，一般選取d/D=0.5-0.7。本設(shè)計我選擇d/D=0.7，即d=0.7D=0.7125=87.5mm。表4.2 活塞桿直徑系列456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220200280320360400故取d=90mm。2.活塞桿強度計算：式中 許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強度適中）3活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計 活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動電機機構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù)載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。4.活塞桿的密封與防塵活塞桿的密封形式有Y形密封圈、U形夾織物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等6。采用薄鋼片組合防塵圈時，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。薄鋼片厚度為0.5mm。為方便設(shè)計和維護，本方案選擇O型密封圈。 液壓缸工作行程長度可以根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作的最大行程確定，并參照表4-4選取標(biāo)準(zhǔn)值。液壓缸活塞行程參數(shù)優(yōu)先次序按表4-4中的a、b、c選用。表4-4（a）液壓缸行程系列（GB 2349-80）62550801001251602002003204005006308001000120016002000200032004000表4-4（b） 液壓缸行程系列（GB 2349-80）6 40 6390110140180220280360450550700900110014001800220028003600表4-4（c） 液壓缸形成系列（GB 2349-80）62402603003403804204805306006507508509501050120013001500170019002100240026003000340038003.3油缸主要部位的計算校核3.3.1缸筒壁厚的計算在中、低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚基本上由結(jié)構(gòu)和工藝上的要求確定，壁厚通常都能滿足強度要求，一般不需要計算。但是，當(dāng)液壓缸的工作壓力較高和缸筒內(nèi)徑較大時，必須進行強度校核。當(dāng)時，稱為薄壁缸筒，按材料力學(xué)薄壁圓筒公式計算，計算公式為 式（3-2） 式中，缸筒內(nèi)最高壓力； 缸筒材料的許用壓力。=, 為材料的抗拉強度，n為安全系數(shù)，當(dāng)時，一般取。當(dāng)時,按式（3-3）計算 (該設(shè)計采用無縫鋼管) 式（3-3）根據(jù)缸徑查手冊預(yù)取=30此時最高允許壓力一般是額定壓力的1.5倍，根據(jù)給定參數(shù)，所以： =71.5=10.5MP=100110（無縫鋼管），取=100，其壁厚按公式（3-3）計算為 滿足要求，就取壁厚為6mm。3.3.2 活塞桿強度和液壓缸穩(wěn)定性計算A.活塞桿強度計算活塞桿的直徑按下式進行校核式中，為活塞桿上的作用力；為活塞桿材料的許用應(yīng)力，=,n一般取1.40。滿足要求B.液壓缸穩(wěn)定性計算活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時，它所承受的力不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。的值與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長度以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)。若活塞桿的長徑比且桿件承受壓負(fù)載時，則必須進行液壓缸穩(wěn)定性校核?；钊麠U穩(wěn)定性的校核依下式進行式中，為安全系數(shù)，一般取=24。 a.當(dāng)活塞桿的細(xì)長比時 b.當(dāng)活塞桿的細(xì)長比時式中，為安裝長度，其值與安裝方式有關(guān)，見表1；為活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑，；為柔性系數(shù)，其值見表3-2； 為由液壓缸支撐方式?jīng)Q定的末端系數(shù)，其值見表1；為活塞桿材料的彈性模量，對鋼取；為活塞桿橫截面慣性矩；為活塞桿橫截面積；為由材料強度決定的實驗值，為系數(shù)，具體數(shù)值見表3-3。表3-2液壓缸支承方式和末端系數(shù)的值支承方式支承說明末端系數(shù)一端自由一端固定1/4兩端鉸接1一端鉸接一端固定2兩端固定4表3-3 、的值材料鑄鐵5.61/160080鍛鐵2.51/9000110鋼4.91/500085c.當(dāng)時,缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進行校核。此設(shè)計安裝方式中間固定的方式，此缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進行穩(wěn)定性校核。3.3.3缸筒壁厚的驗算下面從以下三個方面進行缸筒壁厚的驗算： A液壓缸的額定壓力值應(yīng)低于一定的極限值，保證工作安全： 式（3-4）根據(jù)式（3-4）得到：顯然，額定油壓=7MP，滿足條件；B為了避免缸筒在工作時發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定壓力值應(yīng)與塑性變形壓力有一定的比例范圍： 式（3-5） 式（3-6）先根據(jù)式（3-6）得到：=41.21再將得到結(jié)果帶入（3-5）得到：顯然，滿足條件；C耐壓試驗壓力，是液壓缸在檢查質(zhì)量時需承受的試驗壓力。在規(guī)定的時間內(nèi)，液壓缸在此壓力 下，全部零件不得有破壞或永久變形等異?，F(xiàn)象。各國規(guī)范多數(shù)規(guī)定: 當(dāng)額定壓力時（MPa）D為了確保液壓缸安全的使用，缸筒的爆裂壓力應(yīng)大于耐壓試驗壓力： (MPa） 式（3-7）因為查表已知=596MPa，根據(jù)式（3-7）得到：至于耐壓試驗壓力應(yīng)為：因為爆裂壓力遠大于耐壓試驗壓力，所以完全滿足條件。以上所用公式中各量的意義解釋如下：式中: 缸筒內(nèi)徑（）； 缸筒外徑（）； 液壓缸的額定壓力（） 液壓缸發(fā)生完全塑形變形的壓力（）； 液壓缸耐壓試驗壓力（）； 缸筒發(fā)生爆破時壓力（）； 缸筒材料抗拉強度（）； 缸筒材料的屈服強度（； 缸筒材料的彈性模量（）； 缸筒材料的泊桑系數(shù) 鋼材：=0.33.3.4 缸筒的加工要求缸筒內(nèi)徑采用H7級配合，表面粗糙度為0.16，需要進行研磨；熱處理：調(diào)制，HB240；缸筒內(nèi)徑的圓度、錐度、圓柱度不大于內(nèi)徑公差之半；剛通直線度不大于0.03mm；油口的孔口及排氣口必須有倒角，不能有飛邊、毛刺；在缸內(nèi)表面鍍鉻，外表面刷防腐油漆。3.3.5法蘭設(shè)計液壓缸的端蓋形式有很多，較為常見的是法蘭式端蓋。本次設(shè)計選擇法蘭式端蓋（缸筒端部）法蘭厚度根據(jù)下式進行計算： 式（3-8）式中， -法蘭厚度（m）；密封環(huán)內(nèi)經(jīng)d=40mm（m）；密封環(huán)外徑（m）；=50mm系統(tǒng)工作壓力（pa）；=7MPa附加密封力（Pa）；值取其材料屈服點353MPa；螺釘孔分布圓直徑（m）；=55mm密封環(huán)平均直徑（m）；=45mm法蘭材料的許用應(yīng)力（Pa）；=/n=353/5=70.6MPa法蘭受力總合力（m） 所以=13.2mm為了安全取=14mm3.3.6 (缸筒端部）法蘭連接螺栓的強度計算連接圖如下：圖3-1缸體端部法蘭用螺栓連接1-前端蓋；2-缸筒螺栓強度根據(jù)下式計算：螺紋處的拉應(yīng)力:(MPa) 式（3-9）螺紋處的剪應(yīng)力(MPa) 式（3-10）合成應(yīng)力 (MPa) 式（3-11）式中, 液壓缸的最大負(fù)載，=A，單桿時，雙桿是螺紋預(yù)緊系數(shù)，不變載荷=1.251.5，變載荷=2.54；液壓缸內(nèi)徑；缸體螺紋外徑；螺紋內(nèi)經(jīng)；螺紋內(nèi)摩擦因數(shù)，一般取=0.12;變載荷取=2.54；材料許用應(yīng)力，,為材料的屈服極限，n為安全系數(shù)，一般取n=1.21.5；Z螺栓個數(shù)。最大推力為：使用4個螺栓緊固缸蓋，即：=4螺紋外徑和底徑的選擇：=10mm =8mm系數(shù)選擇：選取=1.3=0.12根據(jù)式（3-9）得到螺紋處的拉應(yīng)力為：=根據(jù)式（3-10）得到螺紋處的剪應(yīng)力為：根據(jù)式（3-11）得到合成應(yīng)力為：=367.6MPa由以上運算結(jié)果知，應(yīng)選擇螺栓等級為12.9級；查表的得：抗拉強度極限=1220MP;屈服極限強度=1100MP；不妨取安全系數(shù)n=2可以得到許用應(yīng)力值：=/n=1100/2=550MP證明選用螺栓等級合適。3.4 活塞的設(shè)計活塞的寬度一般取=（0.6-1.0）即=（0.6-1.0）125=（75-125）mm取=80mm由于活塞在液壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動壓力增大，降低機械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的配合表面；間隙過大，會引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達不到要求的設(shè)計性能。活塞與缸體的密封形式分為：間隙密封（用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封）、活塞環(huán)密封（適用于溫度變化范圍大、要求摩擦力小、壽命長的活塞密封）、密封圈密封三大類。其中密封圈密封又包括O形密封圈（密封性能好，摩擦因數(shù)小，安裝空間小）、Y形密封圈（用在20Mpa壓力下、往復(fù)運動速度較高的液壓缸密封）、形密封圈（耐高壓，耐磨性好，低溫性能好，逐漸取代Y形密封圈）、V形密封圈（可用于50Mpa壓力下，耐久性好，但摩擦阻力大）。綜合以上因素，考慮選用O型密封圈。3.5 導(dǎo)向套的設(shè)計與計算1.最小導(dǎo)向長度H的確定 當(dāng)活塞桿全部伸出時，從活塞支承面中點到到導(dǎo)向套滑動面中點的距離稱為最小導(dǎo)向長度1。如果導(dǎo)向長度過短，將使液壓缸因間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸工作性能和穩(wěn)定性。因此，在設(shè)計時必須保證液壓缸有一定的最小導(dǎo)向長度。根據(jù)經(jīng)驗,當(dāng)液壓缸最大行程為L,缸筒直徑為D時,最小導(dǎo)向長度為: （4-5）一般導(dǎo)向套滑動面的長度A，在缸徑小于80mm時取A=(0.61.0)D，當(dāng)缸徑大于80mm時取A=(0.61.0)d.?；钊麑挾菳取B=(0.61.0)D。若導(dǎo)向長度H不夠時,可在活塞桿上增加一個導(dǎo)向套K(見圖4-1)來增加H值。隔套K的寬度。圖4-1 液壓缸最小導(dǎo)向長度1因此:最小導(dǎo)向長度，取H=9cm；導(dǎo)向套滑動面長度A=活塞寬度B=隔套K的寬度2.導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu) 導(dǎo)向套有普通導(dǎo)向套、易拆導(dǎo)向套、球面導(dǎo)向套和靜壓導(dǎo)向套等，可按工作情況適當(dāng)選擇。 1）普通導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套安裝在支承座或端蓋上，油槽內(nèi)的壓力油起潤滑作用和張開密封圈唇邊而起密封作用6。 2）易拆導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套用螺釘或螺紋固定在端蓋上。當(dāng)導(dǎo)向套和密封圈磨損而需要更換時，不必拆卸端蓋和活塞桿就能進行，維修十分方便。它適用于工作條件惡劣，需經(jīng)常更換導(dǎo)向套和密封圈而又不允許拆卸液壓缸的情況下。 3）球面導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套的外球面與端蓋接觸，當(dāng)活塞桿受一偏心負(fù)載而引起方向傾斜時，導(dǎo)向套可以自動調(diào)位，使導(dǎo)向套軸線始終與運動方向一致，不產(chǎn)生“憋勁“現(xiàn)象。這樣，不僅保證了活塞桿的順利工作，而且導(dǎo)向套的內(nèi)孔磨損也比較均勻。4）靜壓導(dǎo)向套 活塞桿往復(fù)運動頻率高、速度快、振動大的液壓缸，可以采用靜壓導(dǎo)向套。由于活塞桿與導(dǎo)向套之間有壓力油膜，它們之間不存在直接接觸，而是在壓力油中浮動，所以摩擦因數(shù)小、無磨損、剛性好、能吸收振動、同軸度高，但制造復(fù)雜，要有專用的靜壓系統(tǒng)。3.6 端蓋和缸底的設(shè)計與計算 在單活塞液壓缸中，有活塞桿通過的端蓋叫端蓋，無活塞桿通過的缸蓋叫缸頭或缸底。端蓋、缸底與缸筒構(gòu)成密封的壓力容腔，它不僅要有足夠的強度以承受液壓力，而且必須具有一定的連接強度。端蓋上有活塞桿導(dǎo)向孔（或裝導(dǎo)向套的孔）及防塵圈、密封圈槽，還有連接螺釘孔，受力情況比較復(fù)雜，設(shè)計的不好容易損壞。1.端蓋的設(shè)計計算端蓋厚h為：式中 D1螺釘孔分布直徑，cm； P液壓力，； 密封環(huán)形端面平均直徑，cm； 材料的許用應(yīng)力，。2.缸底的設(shè)計 缸底分平底缸，橢圓缸底，半球形缸底。2.端蓋的結(jié)構(gòu) 端蓋在結(jié)構(gòu)上除要解決與缸體的連接與密封外，還必須考慮活塞桿的導(dǎo)向，密封和防塵等問題6。缸體端部的連接形式有以下幾種： A焊接 特點是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量小，使用廣泛。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)缸不易加工。主要用于柱塞式液壓缸。 B螺紋連接（外螺紋、內(nèi)螺紋） 特點是徑向尺寸小，質(zhì)量較小，使用廣泛。缸體外徑需加工，且應(yīng)與內(nèi)徑同軸；裝卸徐專用工具；安裝時應(yīng)防止密封圈扭曲。 C法蘭連接 特點是結(jié)構(gòu)較簡單，易加工、易裝卸，使用廣泛。徑向尺寸較大，質(zhì)量比螺紋連接的大。非焊接式法蘭的端部應(yīng)燉粗。 D拉桿連接 特點是結(jié)構(gòu)通用性好。缸體加工容易，裝卸方便，使用較廣。外形尺寸大，質(zhì)量大。用于載荷較大的雙作用缸。 E半球連接，它又分為外半環(huán)和內(nèi)半環(huán)兩種。外半環(huán)連接的特點是質(zhì)量比拉桿連接小，缸體外徑需加工。半環(huán)槽消弱了缸體，為此缸體壁厚應(yīng)加厚。內(nèi)半環(huán)連接的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小。安裝時端部進入缸體較深，密封圈有可能被進油口邊緣擦傷。F鋼絲連接 特點是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量小。3.7 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還需要考慮到兩端端蓋的厚度1。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于缸體內(nèi)經(jīng)的2030倍。取系數(shù)為5,則液壓缸缸體長度：L=5*10cm=50cm。3.8 緩沖裝置的設(shè)計 液壓缸的活塞桿（或柱塞桿）具有一定的質(zhì)量，在液壓力的驅(qū)動下運動時具有很大的動量。在它們的行程終端，當(dāng)桿頭進入液壓缸的端蓋和缸底部分時，會引起機械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲。采用緩沖裝置，就是為了避免這種機械撞擊，但沖擊壓力仍然存在，大約是額定工作壓力的兩倍，這就必然會嚴(yán)重影響液壓缸和整個液壓缸的強度及正常工作。緩沖裝置可以防止和減少液壓缸活塞及活塞桿等運動部件在運動時對缸底或端蓋的沖擊，在它們的行程終端能實現(xiàn)速度的遞減，直至為零。 當(dāng)液壓缸中活塞活塞運動速度在6m/min以下時，一般不設(shè)緩沖裝置，而運動速度在12m/min以上時，不需設(shè)置緩沖裝置。在該組合機床液壓缸中，動力滑臺的最大速度為4m/min,因此沒有必要設(shè)計緩沖裝置。3.9 排氣裝置 如果排氣裝置設(shè)置不當(dāng)或者沒有設(shè)置排氣裝置，壓力油進入液壓缸后，缸內(nèi)仍會存在空氣6。由于空氣具有壓縮性和滯后擴張性,會造成液壓缸和整個液壓缸在工作中的顫振和爬行,影響液壓缸的正常工作。比如液壓導(dǎo)軌磨床在加工過程中，這不僅會影響被加工表面的光潔程度和精度，而且會損壞砂輪和磨頭等機構(gòu)。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，除了防止空氣進入液壓缸外，還必須在液壓缸上設(shè)置排氣裝置。配氣裝置的位置要合理，由于空氣比壓力油輕，總是向上浮動，因此水平安裝的液壓缸，其位置應(yīng)設(shè)在缸體兩腔端部的上方；垂直安裝的液壓缸，應(yīng)設(shè)在端蓋的上方。一般有整體排氣塞和組合排氣塞兩種。整體排氣塞如圖4-2（a）所示。表4-5 排氣閥（塞）尺寸6d閥座閥桿孔cDM16611619.29323117108.53484623M20x2814725.41143392213114594828 圖4-2 (a) 整體排氣孔 圖4-2（b） 組合排氣孔 圖4-2（c） 整體排氣閥零件結(jié)構(gòu)尺寸由于螺紋與缸筒或端面連接，靠頭部錐面起密封作用。排氣時，擰松螺紋，缸內(nèi)空氣從錐面空隙中擠出來并經(jīng)過斜孔排除缸外。這種排氣裝置簡單、方便，但螺紋與錐面密封處同軸度要求較高，否則擰緊排氣塞后不能密封，造成外泄漏。組合排氣塞如圖4-2（b）所示，一般由絡(luò)螺塞和錐閥組成。螺塞擰松后，錐閥在壓力的推動下脫離密封面排出空氣。排氣裝置的零件圖及尺寸圖見4-2（c）以及表4-2（d）。圖4-2（d） 組合排氣閥零件結(jié)構(gòu)尺寸3.10 密封件的選用1.對密封件的要求 液壓缸工作中要求達到零泄漏、摩擦小和耐磨損的要求。在設(shè)計時，正確地選擇密封件、導(dǎo)向套（支承環(huán)）和防塵圈的結(jié)構(gòu)形式和材料是很重要的。從現(xiàn)在密封技術(shù)來分析，液壓缸的活塞和活塞桿及密封、導(dǎo)向套和防塵等應(yīng)作為一個綜合的密封系統(tǒng)來考慮，具有可靠的密封系統(tǒng)，才能式液壓缸具有良好的工作狀態(tài)和理想的使用壽命。 在液壓元件中，對液壓缸的密封要求是比較高的，特別是一些特殊材料液壓缸，如擺動液壓缸等。液壓缸中不僅有靜密封，更多的部位是動密封，而且工作壓力高，這就要求密封件的密封性能要好，耐磨損，對溫度適應(yīng)范圍大，要求彈性好，永久變形小，有適當(dāng)?shù)臋C械強度，摩擦阻力小，容易制造和裝卸，能隨壓力的升高而提高密封能力和利于自動補償磨損。 密封件一般以斷面形狀分類。有O形、U形、V形、J形、L形和Y形等。除O形外，其他都屬于唇形密封件。2.O形密封圈的選用 液壓缸的靜密封部位主要是活塞內(nèi)孔與活塞桿、支承座外圓與缸筒內(nèi)孔、缸蓋與缸體端面等處6。這些部位雖然是靜密封，但因工作由液壓力大，稍有意外，就會引起過量的內(nèi)漏和外漏。靜密封部位使用的密封件基本上都是O形密封圈。O形密封圈雖小，確實一種精密的橡膠制品，在復(fù)雜使用條件下，具有較好的尺寸穩(wěn)定性和保持自身的性能。在設(shè)計選用時，根據(jù)使用條件選擇適宜的材料和尺寸，并采取合理的安裝維護措施，才能達到較滿意的密封效果。 安裝O形圈的溝槽有多種形式，如矩形、三角形、V形、燕尾形、半圓形、斜底形等，可根據(jù)不同使用條件選擇，不能一概而論。使用最多的溝槽是矩形，其加工簡便，但容易引起密封圈咬邊、扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。2.動密封部位密封圈的選用 液壓缸動密封部位主要有活塞與缸筒內(nèi)孔的密封、活塞桿與支承座（導(dǎo)向