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液壓缸設計,,單桿活塞液壓缸伸縮,Part1.作品來源Part2.作品設計理念Part3.作品結構,作品來源,隨著科學進步和發(fā)展，大型機械漸漸地走上市場，在各種各樣的大型機械中都可以看到液壓缸的身影。例如：采煤機挖掘機,,液壓缸結構,設計結構,選用雙作用單桿活塞式液壓缸，各個部分結構如下圖：,設計結構,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，當向液壓缸兩腔分別供油，且壓力和流量都不變時，活塞在兩個方向上的運動速度和推力都不相等，,設計原理,設計原理,零件設計及計算,（一）、缸筒和缸蓋的設計,（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）、缸筒壁厚的計算缸筒壁厚使用下式進行計算,（二）、活塞的設計,1、活塞結構設計,活塞分為整體式和組合式，組合式制作和使用比較復雜，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)和導向套是分槽安裝的。,（3）、液壓缸缸徑的計算,,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，因為組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倍活塞的配合因為使用了組合形式的密封器件，所以要求不高，這里不加敘述?；钊鈴綄?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）、活塞桿的設計,1、活塞活塞桿桿體的選擇此次設計選用的是實心桿件，形式如下圖：,2、活塞桿與活塞的連接形式此次設計采用的是卡環(huán)式連接，如下圖,3、活塞桿材料和技術要求,㈠、因為沒有特殊要求，所以選用45號鋼作為活塞桿的材料，本次設計中活塞桿只承受壓應力，所以不用調(diào)制處理，但進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、因為是運行在低載荷情況下，所以省去了表面處理。,4、活塞桿的計算（1）、活塞桿直徑的計算活塞桿的直徑可以根據(jù)速比來確定，公式如下：,就用下式計算活塞桿強度,（2）、活塞桿強度的計算,（四）、緩沖裝置,緩沖目的：液壓缸的緩沖結構是為了防止活塞在行程終了時和缸蓋發(fā)生撞擊（一般承壓在10MP以上應當選用緩沖機構）。,緩沖方法：,缸外緩沖－－回路上設置減速閥或制動閥,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：,常用的緩沖結構是由活塞凸臺和缸蓋凹槽構成。當活塞移近缸蓋時，逐漸進入凹槽，將凹槽內(nèi)的油液經(jīng)凸臺和凹槽之間的縫隙擠出，增大了回油阻力，產(chǎn)生制動作用而實現(xiàn)緩沖。,缸外緩沖－－回路上設置減速閥或制動閥,缸內(nèi)緩沖（固定節(jié)流緩沖、可變節(jié)流緩沖）,5、活塞桿的導向、密封和防塵,1、導向環(huán),選擇非金屬導向環(huán)，用高強度塑料制成，這種導向環(huán)的優(yōu)點是摩擦阻力小、耐磨、使用壽命長、裝導向環(huán)的溝槽加工簡單，并且磨損后導向環(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間停放重新工作時，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，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?，需把排氣塞擰緊，再進行工作。,（六）、液壓缸的裝配,裝配前必須對各零件仔細清洗；要正確安裝各處的密封裝置：安裝形密封圈時，要注意其安裝方向，避免因裝反而漏油，其唇邊應對著有壓力的油腔。此外，因為是Yx形密封圈，所以還要注意區(qū)分是軸用還是孔用，不要裝錯；由于密封裝置與滑動表面配合，裝配時應涂以適量的液壓油；螺紋聯(lián)接件擰緊時應使用專用扳手，扭力矩應符合標準要求；活塞與活塞桿裝配后，須設法測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時應無阻滯感和阻力大小不勻等現(xiàn)象。,數(shù)據(jù)計算（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、流量的計算,液壓缸流量根據(jù)下式計算,3、工作參數(shù)主要設計參數(shù)：油缸工作行程————額定工作油壓————移動負載質(zhì)量————負載移動阻力————移動速度控制————,設計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：,（1）由于液壓缸兩腔承壓面積不等，當q一定時，往返運動的速度不等：,（2）工作臺運動范圍約等于活塞行程的2倍。,