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液壓缸設(shè)計(jì),,單桿活塞液壓缸伸縮,Part1.作品來源Part2.作品設(shè)計(jì)理念Part3.作品結(jié)構(gòu),作品來源,隨著科學(xué)進(jìn)步和發(fā)展，大型機(jī)械漸漸地走上市場，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),設(shè)計(jì)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：,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),1—耳環(huán)2—螺母3—防塵圈4.17—彈簧擋圈5—套6.15—卡鍵7.14—O形密封圈8.12—Y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)，活塞在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)速度和推力都不相等，,設(shè)計(jì)原理,設(shè)計(jì)原理,零件設(shè)計(jì)及計(jì)算,（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，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料組合使用，可以顯著提高密封性能：,㈠、降低摩擦阻力，無爬行現(xiàn)象；㈡、具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封性，耐磨損，使用壽命長；㈢、安裝溝槽簡單，拆裝簡便。,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,㈠、因?yàn)闆]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0.5—1mm左右。㈡、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（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、裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽加工簡單，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，又有潤滑作用。,（五）、排氣裝置,液壓缸在安裝過程中或長時(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。,工作前擰開排氣塞，使活塞全行程空載往返數(shù)次，空氣即可通過排氣塞排出?？諝馀艃艉螅璋雅艢馊麛Q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：,（2）工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍約等于活塞行程的2倍。,