雙作用單桿活塞液壓缸設(shè)計(jì)

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1、卅M陽(yáng)哦訂fXK花0陽(yáng)ON1 111bl伸縮XQI/ V /來(lái)源設(shè)計(jì)理念護(hù).作0art2.Part3.L 4JU；，/NO：2009090921 185303370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)選用雙作用單桿活塞式液壓缸,各個(gè)部分結(jié)構(gòu)如下圖:131 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 11Image Wa, corn | 因蛙As-8 91011 1214 15.171877777719 20%Image W

2、a, corn | 因蛙Image Wa, corn | 因蛙1耳壞2螺母3防塵圈4.17彈賛扌出圈5會(huì)6.15k鍵7.14O形密上勺圈8.12Y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，Image Wa, corn | 因蛙Image Wa, corn | 因蛙= A 2-p2-(D2-J2)-p2-D2Image Wa, corn | 因蛙設(shè)計(jì)原理ImageWa,

3、corn |無(wú)桿腔進(jìn)油仃桿腔進(jìn)油ImageWa,corn |ImageWa,corn |推力FiRA 速應(yīng) vi=q/Ai推力FPA/ 連應(yīng) V2=l/A服活寒紂活寒桿面積菱 單活塞桿液壓缸工作原理ImageWa,corn |(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.i1）-（1）-（a）i缸簡(jiǎn)材料的許用應(yīng)力（Mp）2n6缸筒材料的屈服強(qiáng)度（MPT 5 n安全系數(shù)口Image*Aa,corn | 圉

4、蛙（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 =VX 10 523.3 - 1)液壓缸的負(fù)載為拉力/ 4 FD=* 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 -24)般取 7 =

5、0.70.9;P液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓 力。(MFR；o2、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、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)密圭寸性，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

6、.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。IrnageWa,corn | 因娃（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、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05 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)

7、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03、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 Dm) (23. 327)缸箱內(nèi)狂（缸徑）（m）;P速度比積比）（見(jiàn)表23.1-6）.(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)一般儀二24$d活塞桿直徑(m) oImage ；Va,comI蛙（四）、緩沖裝置緩沖目的

8、：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： lil1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。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

9、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)排氣塞排出?？諝馀艃艉螅璋雅艢馊麛Q緊，再進(jìn)行工作。23（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，

10、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(zhuān)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)Im

11、age Wa, corn | 因蛙Image Wa, corn | 因蛙A 2偽(23,1 - 26)式中AA2分別為活塞無(wú)桿側(cè)及有桿側(cè)有效面Image Wa, corn | 因蛙Image Wa, corn | 因蛙積(品)；活塞平均線速度(nVs)o3、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：_ qV1a4qTro2q 二 4g(2)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍約等于活塞行程的2倍。Image Wa, corn | 因蛙