317 液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)執(zhí)行裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),液壓,教學(xué),實(shí)驗(yàn),試驗(yàn),執(zhí)行,履行,裝置,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,,2005屆畢業(yè)生答辯會(huì),設(shè)計(jì)人 羅志堅(jiān) 學(xué)號(hào) 20050438 指導(dǎo)老師 楊衛(wèi)平,2.1執(zhí)行裝置的功能要求 該支架由支架面和兩個(gè)支架腳、兩個(gè)側(cè)面板組成，并且兩支架腳與支架面成傾斜關(guān)系，在使用時(shí)，兩支架腳受力充分，這樣支架面也可以起到更好的支撐作用，整個(gè)支架零件工作時(shí)受力平穩(wěn)、效率高。該執(zhí)行裝置是多功能液壓教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)的主要部件之一，為配合該實(shí)驗(yàn)臺(tái)多功能的需要，在設(shè)計(jì)之初，為其提出了以下功能要求： (1)能模擬工作負(fù)載，對(duì)工作液壓缸進(jìn)行加載，其載荷值可調(diào)； (2)工作液壓缸具有速度測(cè)定功能，以便對(duì)流入液壓缸的流量進(jìn)行計(jì)算； (3)能模擬機(jī)床工作的動(dòng)作，具有直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)具有行程可調(diào)的死擋鐵，滑塊上具有機(jī)動(dòng)換向閥和行程開關(guān)的切換擋塊； (4)具有位置可調(diào)的行程開關(guān)和能實(shí)現(xiàn)活塞的位置測(cè)定、速度換接合換向等功能；,,,,圖2-1,2.2執(zhí)行裝置的設(shè)計(jì),,,,針對(duì)執(zhí)行裝置的功能要求，設(shè)計(jì)了一套多功能的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)執(zhí)行裝置， 其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示。,圖2-1 執(zhí)行裝置結(jié)構(gòu)示意圖,1.底板 2.工作液壓缸 3.T型支架 4.導(dǎo)桿 5.指針 6.標(biāo)尺 7.滑塊 8.可調(diào)死擋鐵 9.輔助液壓缸 10.行程開關(guān)擋鐵 11.行程開關(guān) 12.行程換向閥擋塊 13.行程開關(guān)固定導(dǎo)軌 14.行程換向閥。,3.2.3液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知,承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚δ的比值D/δ≥10的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般采用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算,3.2.4液壓缸工作行程的確定,,其數(shù)據(jù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可按壓缸活塞行程參數(shù)系列（GB2349-80）表中查得。 根據(jù)需要，選取液壓缸工作行程為250mm,,,圖4-1,3.2.6最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定,,,,,,,,當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面的中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的 距離H稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度（圖3-2）。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過小，將使液壓缸 的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè) 計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。,,圖3-2,3.3.2活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu),活塞桿與活塞常用的連接形式有整體式結(jié)構(gòu)和組合式結(jié)構(gòu)，其中組合式結(jié)構(gòu)又分為螺紋連接、半環(huán)連接和錐銷連接。①整體式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于缸徑比較小的液壓缸。②螺紋連接的應(yīng)用比較多，如組合機(jī)床與工程機(jī)械上的液壓缸。③半環(huán)連接多應(yīng)用在壓力高、負(fù)荷大、有振動(dòng)的場(chǎng)合。 ④錐銷連接多用于負(fù)荷較小的場(chǎng)合，其結(jié)構(gòu)可靠，用錐銷連接，銷孔必須配鉸，銷釘連接后必須鎖緊?；钊麠U與活塞的連接結(jié)構(gòu)采用螺紋連接。,,圖3-4 螺紋連接,,,,機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤(rùn)滑； 而油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使密封圈有足 夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能。,3.3.3活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu),圖3-5 端蓋整體式直接導(dǎo)向,3.3.4活塞、活塞桿及端蓋處密封圈的選用 常見的密封圈有：間隙密封 活塞環(huán)密封 O形密封圈密封 Y形密封圈密封 V形密封圈密封 。 后缸蓋與缸筒采用法蘭連接，之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此端蓋處的密封圈選用O形靜密封圈，O形圈37.5X1.8 GB3452.1-82如圖3-9。,,圖3-9 后缸蓋端蓋處密封,活塞處選用O形圈加擋圈進(jìn)行密封，O形圈37.5X1.8 GB3452.1-82，如圖3-10。工作中，如果油液壓力高于10MPa時(shí)，O形圈將被擠入活塞與缸體之間的配合間隙中，受到損壞。為了防止和避免這樣的損壞，所以單向受壓時(shí)，在O形密封圈受壓力的對(duì)側(cè)放一個(gè)擋圈；雙向受壓時(shí)，在O形密封圈兩側(cè)各放一個(gè)擋圈。,,,圖3-10 活塞處密封,3.3.5液壓缸的緩沖裝置 液壓缸帶動(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量較大，運(yùn)動(dòng)速度較高，由于慣性力較大，具有很大的動(dòng)量。在大型、高速或高精度的液壓設(shè)備中，常常設(shè)有緩沖裝置，其目的是使活塞在接近終端時(shí)，增大回油阻力，從而減緩運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度，避免撞擊液壓缸端蓋。液壓缸中常用的緩沖裝置如圖：,,,,在設(shè)計(jì)之初，考慮到液壓缸屬于中、低壓系統(tǒng)，工作壓力和運(yùn)動(dòng)速度都不高，并且主要用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)用，因此,前端蓋的緩沖裝置采用圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置 ，如圖：,,當(dāng)活塞桿端部的柱塞1向端蓋3方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入圓柱形油腔2時(shí)， 會(huì)將封閉在柱塞與端蓋間的油液從環(huán)狀間隙中擠出去。由于柱 塞與油腔的間隙很小，因而會(huì)起到節(jié)流緩沖作用。,后端的緩沖裝置如圖3-15所示,采用了圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置,當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入缸蓋上內(nèi)孔時(shí),缸蓋和緩沖活塞間形成緩沖油腔,被封油液只能從環(huán)形間隙δ排除,產(chǎn)生緩沖壓力,從而實(shí)現(xiàn)減速緩沖。,,,,3.3.9液壓缸的總體連接,將設(shè)計(jì)的各部位盤采用法蘭連接，拼裝好后，液壓缸如圖所示。,,,敬 請(qǐng) 各 位 老 師 批 評(píng) 指 正,,謝 謝 ！,