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液压缸全套图纸仿单_★★

日期:2019-11-03 08:26 来源: 液压图纸讲解

  

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  目 绪 论 第 1 章 液压传动的基础知识 录 — — — — — — — — — — — — — — 第3页 — — — — — — — — 第4页 1.1 液压传动系统的组成 — — — — — — — — 第 4 页 1.2 液压传动的优缺点 — — — — — — — — — 第 4 页 1.3 液压传动技术的发展及应用 — — — — — — 第 6 页 第2 章 液压传动系统的执行元件 ——液压缸 — — — — — — — — — — 第8页 2.1 液压缸的类型 特点及结构形式 — — — — ——第 8 页 2.2 液压缸的组成 — — — — — — — — — — 第 11 页 第3章 D G 型车辆用液压缸的设计— — — — — — 第 19 页 3.1 简介 — — — — — — — — — — — — — 第 19 页 3.2 DG 型液压缸的设计----------- — — — — — 第4章 总 结 第 20 页 液压缸常见故障分析与排除方法 — — — — — 第 27 页 — — — — — — — — — — — — — — 第 29 页 1 绪 论 第一章 液压传动的基础知识 1.1 液 压 传 动 系 统 的 组 成 液 压 传 动 系 统 由 以 下 四 个 部 分 组 成 : 〈 1 〉动 力 元 件 — — 液 压 泵 其 功 能 是 将 原 动 机 输 出 的 机 械 能 转 换 成 液 体 的 压 力 能 ,为 系 统 提 供 动 力 。 〈 2〉 执 行 元 件 — — 液 压 缸 、 液 压 马 达 。 它 们 的 功 能 是 将 液 体 的 压 力 能 转 换 成 机 械 能 ,以 带 动 负 载 进 行 直 线 运 动 或 者 旋 转 运 动 。 〈 3〉 控 制 元 件 — — 压 力 、 流 量 和 方 向 控 制 阀 。 它 们 的 作 用 是 控 制 和 调 节 系 统 中 液 体 的 动 力 、流 量 和 流 动 方 向 ,以 保 证 执 行 元 件 达 到 所 要 求 的 输 出 力 ( 或 力 矩 ) 、 运 动 速 度 和 运 动 方 向 。 〈 4〉 辅 助 元 件 — — 保 证 系 统 正 常 工 作 所 需 要 的 辅 助 装 置 。包 括 管 道 、管 接 头 、油 箱 过 滤 器 和 指 示 仪 表 等 。 〈 5〉工 作 介 质 ---工 作 介 质 即 传 动 液 体 ,通 常 称 液 压 油 。液 压 系 统 就 是 通 过 工 作 介 质 实 现 运 动 和 动 力 传 递 的 。 2 1.2 液压传动的优缺点 优 点 : 〈 1〉 体 积 小 、 重 量 轻 , 单 位 重 量 输 出 的 功 率 大 ( 一 般 可 达 32MPa,个 别 场 合 更 高 ) 。 〈 2〉 可 在 大 范 围 内 实 现 无 级 调 速 。 〈 3〉 操 纵 简 单 , 便 于 实 现 自 动 化 。 特 别 是 和 电 气 控 制 联 合 使 用 时 , 易 于 实 现 复 杂 的 自 动 工 作 循 环 。 〈 4〉 惯 性 小 、 响 应 速 度 快 , 起 动 、 制 动 和 换 向 迅 速 。 (液 压 马 达 起 动 只 需 0.1s) 〈 5〉易 于 实 现 过 载 保 护 ,安 全 性 好 ;采 用 矿 物 油 作 为 工 作 介 质 , 自 润 滑 性 好 。 〈 6 〉液 压 元 件 易 于 实 现 系 列 化 用 化 。 缺 点 : 〈 1〉 由 于 液 压 传 动 系 统 中 存 在 的 泄 漏 和 油 液 的 压 缩 性 , 影 响 了 传 动 的 准 确 性 , 不 易 实 现 定 比 传 动 。 标 准 化 和 通 〈 2 〉不 适 应 在 温 度 变 化 范 围 较 大 的 场 合 工 作 。 〈 3〉 由 于 受 液 体 流 动 阻 力 和 泄 漏 的 影 响 , 液 压 传 动 的 效 率 还 不 是 很 高 , 不 易 远 距 离 传 动 。 3 〈 4〉 液 压 传 动 出 现 故 障 不 易 查 找 。 1.3 液 压 传 动 技 术 的 发 展 及 应 用 液 压 技 术 , 从 1 7 9 5 年 英 国 制 造 出 世 界 上 第 一 台 水 压 机 诞 生 算 起 ,已 经 有 2 0 0 多 年 的 历 史 了 ,然 而 在 工 业 上 的 真 正 推 广 使 用 却 是 2 0 世 纪 中 叶 的 事 情 了 。第 二 次 世 界 大 战 期 间 ,在 一 些 武 器 装 备 上 用 上 了 功 率 大 、反 应 快 、动 作 准 的 液 压 传 动 和 控 制 装 置 ,大 大 的 提 高 了 武 器 装 备 的 性 能 。同 时 ,也 加 速 了 液 压 技 术 本 身 的 发 展 。战 后 , 液 压 技 术 迅 速 由 军 事 转 入 民 用 ,在 机 械 制 造 、工 程 机 械 、锻 压 机 械 、冶 金 机 械 、汽 车 、船 舶 等 行 业 中 得 到 了 广 泛 的 应 用 和 发 展 。2 0 世 纪 6 0 年 代 以 后 ,原 子 能 技 术 、空 间 技 术 、电 子 技 术 等 的 迅 速 发 展 ,再 次 将 液 压 技 术 向 前 推 进 ,使 其 在 各 个 工 业 领 域 得 到 了 更 加 广 泛 的 应 用 。 现 代 液 压 技 术 与 微 电 子 技 术 、 计 算 机 技 术 、 传 感 技 术 的 紧 密 结 合 已 经 形 成 并 发 展 成 为 一 种 包 括 传 动 、控 制 、检 测 在 内 的 自 动 化 技 术 。当 前 , 液 压 技 术 在 实 现 高 压 、高 速 、大 功 率 、经 久 耐 用 、 高 度 集 成 化 等 各 项 要 求 方 面 都 取 得 了 重 大 的 进 展 ,在 完 善 发 展 比 例 控 制 和 伺 服 控 制 、开 发 数 字 4 控 制 技 术 上 也 有 许 多 新 成 果 。同 时 ,液 压 元 件 和 液 压 系 统 的 计 算 机 辅 助 设 计 (CAD)和 测 试 (CAT)、 微 机 控 制 、 机 电 一 体 化 、 液 电 一 体 化 、 可 靠 性 、 污 染 控 制 、能 耗 控 制 、小 型 微 型 化 等 方 面 也 是 液 压 技 术 发 展 和 研 究 的 方 向 。继 续 扩 大 应 用 服 务 领 域 ,采 用 更 先 进 的 设 计 和 制 造 技 术 ,将 使 液 压 技 术 发 展 成 为 内 涵 更 加 丰 富 完 整 的 综 合 自 动 化 技 术 。 目 前 , 液 压 技 术 已 广 泛 应 用 于 各 个 工 业 领 域 的 技 术 装 备 上 ,例 如 机 械 制 造 、工 程 、建 筑 、矿 山 、 冶 金 、 船 舶 等 机 械 , 上 至 航 空 、 航 天 工 业 , 下 至 地 矿 、海 洋 开 发 工 程 ,几 乎 无 处 不 见 液 压 技 术 的 踪 迹 。液 压 技 术 的 应 用 领 域 大 致 上 可 以 归 纳 为 以 下 几 个 主 要 方 面 : ( 1) 各 种 举 升 、 搬 运 作 业 。 尤 其 在 行 走 机 械 和 较 大 驱 动 功 率 的 场 合 ,液 压 传 动 已 经 成 为 一 种 主 要 方 式 。 如 起 重 机 、 起 锚 机 等 。 ( 2) 各 种 需 要 作 用 力 大 的 推 、 挤 、 挖 掘 等 作 业 装 置 。例 如 ,各 种 液 压 机 、塑 料 注 射 成 型 机 等 。 ( 3) 高 响 应 、 高 精 度 的 控 制 。 飞 机 和 导 弹 的 姿 态 控 制 等 装 置 。 ( 4) 多 种 工 作 程 序 组 合 的 自 动 操 作 与 控 制 。 5 如 组 合 机 床 、 机 械 加 工 自 动 线 )特 殊 工 作 场 合 。例 如 地 下 水 下 、防 爆 等 。 第二章 液压传动系统的执行元件 —— 液压缸 2.1 液 压 缸 的 类 型 及 结 构 形 式 液 压 缸 有 多 种 类 型 。 按 作 用 方 式 可 分 为 单 作 用 式 和 双 作 用 式 两 种 ; 按 结 构 形 式 可 分 为 活 塞 式 、 柱 塞 式 、 组 合 式 和 摆 动 式 四 大 类 。 其 中 ,单 作 用 液 压 缸 分 为 :单 活 塞 杆 液 压 缸 、 双 活 塞 杆 液 压 缸 、柱 塞 式 液 压 缸 、差 动 液 压 缸 和 伸 缩 液 压 缸 。但 是 ,差 动 式 液 压 缸 和 柱 塞 式 液 压 缸 只 能 单 作 用 而 不 能 双 作 用 。 组 合 液 压 缸 包 括 : 弹 簧 复 位 式 、齿 条 式 、串 联 式 和 增 压 式 四 种 。摆 动 液 压 缸 又 分 为 :单 叶 片 式 和 双 叶 片 式 两 种 。下 面 以 一 种 典 型 液 压 缸 为 例 , 说 明 液 压 缸 的 基 本 组 成。 6 空 心 活 塞 式 液 压 缸 如 上 图 所 示 。 它 由 缸 筒 10, 活 塞 8,活 塞 杆 1、15,缸 盖 18、24,密 封 圈 4、7、 17 , 导 向 套 6、 19, 压 板 11、 20 等 主 要 零 件 组 成 。 这 种 液 压 缸 活 塞 杆 固 定 ,缸 筒 带 动 工 作 台 作 往 复 运 动 。 活 塞 用 锥 销 9、 22 与 空 心 活 塞 杆 连 接 , 并 用 堵 头 2 堵 死 活 塞 杆 的 一 头 。缸 筒 两 端 外 圆 上 套 有 钢 丝 环 12 、 21, 用 于 阻 止 压 板 11、 20 向 外 移 动 , 从 而 通 过 螺 栓 将 缸 盖 18、 24 与 压 板 相 连 ( 图 中 没 有 画 出) ,并 把 缸 盖 压 紧 在 缸 筒 的 两 端 。为 了 减 少 泄 漏 , 在 液 压 缸 中 可 能 发 生 泄 漏 的 结 合 面 安 放 了 密 封 圈 和纸垫。空心活塞杆和其上的油口 a、 c 提 供 了 液 压缸的进、出油口。当缸筒移动到左、右终端时, 油 口 a、 c 的 开 度 逐 渐 减 小 , 造 成 回 油 阻 力 逐 渐 增 7 大 ,对 运 动 部 件 起 到 制 动 缓 冲 作 用 。在 缸 盖 上 设 有 与 排 气 阀 ( 图 中 没 有 画 出 ) 相 连 的 排 气 孔 5、 14, 可以排出液压缸中的空气,使运动更加平稳。 表 2-1 液压缸的类型和特点 类型 单 作 单活塞杆液压缸 用 液 压 缸 伸缩液压缸 ----柱塞式液压缸 差动液压缸 U=q/A3 U3=q/A3 F1=p1A1 F3=p1A1 U=q/A3 F1=p1A1 双活塞杆液压缸 速度 U=q/A3 作用力 F=p1A1 特点 活塞的两侧都装有活塞 杆,只能向活塞一侧供给 压力油,由外力使活塞反 向运动 活塞仅单向运动,返回行 程利用自重或负荷将活塞 推回 柱塞仅单向运动,由外力 使柱塞反向运动 可使速度加快,但作用力 相应减小 以短缸获得长行程;缸由 大到小逐节推出,靠外力 由小到大逐节缩回 双边有杆, 双向液压驱动, 双向推力和速度均相等 单边有杆, 双向液压驱动, u1〈V U2,F1〉F2 双向液压驱动,由大到小 逐节推出,由小到大逐节 缩回 单向由液压驱动,回程弹 簧复位 用于缸的直径受限制,而 长度不受限制处,可获得 在的推力 由活塞缸和柱塞缸组合而 成,低压油送入 A 腔,B 腔输出高压油 双 作 用 液 压 缸 双活塞杆液压缸 单活塞杆液压缸 伸缩液压缸 U1=q/A3 U2=q/A2 U1=q/A3 U2=q/A2 --- F1=(p1-p2)A1 F2=(p2-p1)A2 F1=(p1-p2)A1 F2=(p2-p1)A2 --- 弹簧复位液压缸 组 合 液 压 串联液压缸 --- --- U1=q/(A1+A2) U2=q2A2 F1=p1(A1-A2)-2qA2 F1=2p2A2-A2-q1 (A1+A2) 增 压 缸 ----- 8 齿条液压缸 缸 ----- 活塞的移动通过传动机构 变成齿轮的往复回转运动 单叶片液压缸 摆 动 液 压 缸 W =8q/ (b (D2-d2) W =4q/ (b (D2-d2) T=p(D^2-d^2)b/8 双叶片液压缸 T=p(D^2-d^2)b/4 把液压能变为回转的机械 能,输出轴摆动角 300 度 把液压能变为回转的机械 能,输出轴摆动角 150 度 注:b—叶片宽度;D—叶片的底端 、顶 端 直径;w—叶片轴的角速度;T-- 理论转矩 2.2 液压缸的组成 从 以 上 液 压 缸 的 结 构 形 式 上 可 知 : 液 压 缸 可 以 分 为 缸 体 组 件 、活 塞 组 件 、密 封 装 置 、缓 冲 装 置 和 排 气 装 置 五 大 部 分 。 (1)缸 体 组 件 缸 筒 组 件 有 缸 筒 和 缸 盖 组 成 。缸 筒 和 缸 盖 的 连 接 形 式 与 其 工 作 压 力 有 关 。 当 工 作 压 力 p10MPa 时 ,缸 筒 使 用 铸 铁 ; 工 作 压 力 p20MPa 时 , 缸 筒 使 用 无 缝 钢 管 ; 工 作 压 力 p20MPa 时 , 使 用 铸 钢 或 锻 钢 。以 下 是 几 种 常 见 的 缸 筒 与 缸 盖 的 联 接 形 式 : 图 2-21(a)所 示 为 法 兰 连 接 式 , 结 构 简 单 , 容 易加工,也容易装拆,但外形尺寸和重量都较大, 常 用 于 铸 铁 制 的 缸 筒 上 。 图 2-21(b)所 示 为 半 环 连 接式,它的缸筒壁部因开了环形槽而削弱了强度, 为 此 有 时 要 加 厚 缸 壁 ,它 容 易 加 工 和 装 拆 ,重 量 较 9 轻, 常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。 图 2-21(c) 所 示 为 螺 纹 连 接 式 ,它 的 缸 筒 端 部 结 构 复 杂 ,外 径 加 工 时 要 求 保 证 内 外 径 同 心 , 装 拆 要 使 用 专 用 工 具 ,它 的 外 形 尺 寸 和 重 量 都 较 小 ,常 用 于 无 缝 钢 管 或 铸 钢 制 的 缸 筒 上 。图 2 - 2 1 ( d ) 所 示 为 拉 杆 连 接 式 , 结 构 的 通 用 性 大 ,容 易 加 工 和 装 拆 ,但 外 形 尺 寸 较 大 , 且 较 重 。 图 2-21(e)所 示 为 焊 接 连 接 式 , 结 构 简单,尺寸小,但缸底处内径不易加工,且可能引 起变形。 图 2-21 缸筒和缸盖结构 (a)法兰连接式(b)半环连接式(c)螺纹连接式(d)拉杆连接式(e)焊接连接式 由 此 可 见 ,缸 筒 的 材 料 一 般 要 求 有 足 够 的 强 度 和 冲 击 韧 性 ,对 焊 接 的 缸 筒 ,还 要 求 有 良 好 的 焊 接 性能。 为 了 能 够 最 大 限 度 的 满 足 用 户 对 产 品 性 能 的 需 求 和 产 品 设 计 的 经 济 合 理 以 及 保 证 工 人 人 身 和 设 备 安 全 ,改 善 操 作 者 工 作 环 境 ,洛 阳 强 力 液 压 股 10 份 有 限 公 司 所 生 产 的 液 压 缸 缸 筒 毛 坯 件 选 择 由 专 业 厂 方 提 供 内 圆 已 经 过 衍 磨 和 外 圆 已 加 工 的 高 精 度冷拔无缝钢管,能满足以下要求: a、 缸 筒 内 径 的 圆 度 和 圆 柱 度 可 选 取 8 级 。 b、 缸 筒 端 面 的 垂 直 度 选 取 7 级 精 度 。 c、 缸 筒 端 部 用 螺 纹 连 接 时 , 螺 纹 应 选 取 6 级 精度的细牙螺纹。 (2)活 塞 组 件 活 塞 组 件 有 活 塞 、 活 塞 杆 和 连 接 件 等 组 成 , 活 塞 与 活 塞 杆 连 接 形 式 决 定 于 工 作 压 力 、安 装 形 式 、 工 作 条 件 等 。 由 于 活 塞 在 缸 筒 内 作 往 复 运 动 , 必 须 选 用 优 质 材 料 。对 于 整 体 式 活 塞 ,一 般 采 用 3 5 号 钢 或 4 5 号 钢 ;装 配 式 的 活 塞 采 用 灰 口 铸 铁 、耐 磨 铸 铁 或 铝 合 金 等 材 料 ,有 特 殊 要 求 时 可 在 钢 活 塞 坯 外 面 装 上 青 铜 、黄 铜 和 尼 龙 等 耐 磨 套 ,以 延 长 活 塞 的 使 用 寿 命 。活 塞 杆 无 论 是 空 心 的 还 是 实 心 的 其 材 料 常 采 用 3 5 号 钢 或 4 5 号 钢 等 材 料 ,当 冲 击 振 动 很 大 时 , 也 可 采 用 5 5 号 钢 或 4 0 Cr 钢 。 图 2-22 所 示 为 几 种 常 见 的 活 塞 与 活 塞 杆 的 连 接 形 式 : 图 2-22 (a)所 示 为 活 塞 与 活 塞 杆 之 间 采 用 螺 母 连 接 ,它 适 用 负 载 较 小 ,受 力 无 冲 击 的 液 压 缸 中 。 螺 纹 连 接 虽 然 结 构 简 单 ,安 装 方 便 可 靠 ,但 在 活 塞 杆 上 车 螺 纹 将 削 弱 其 强 度 。 图 图 2-22 (b)和 (c)所 11 示 为 卡 环 式 连 接 方 式 。图 2-22 (b)中 活 塞 杆 5 上 开 有 一 个 环 形 槽 ,槽 内 装 有 两 个 半 圆 环 3 以 夹 紧 活 塞 4, 半 环 3 由 轴 套 2 套 住 , 而 轴 套 2 的 轴 向 位 置 用 弹 簧 卡 圈 1 来 固 定 。 图 2-22 (c)中 的 活 塞 杆 , 使 用 了 两 个 半 圆 环 4 ,它 们 分 别 由 两 个 密 封 圈 座 2 套 住 , 半圆形的活塞 3 安放在密封圈座的中间。 图 2-22 (d) 所示是一种径向销式连接结构,用锥销 1 把活塞 2 固 连 在 活 塞 杆 3 上 。这 种 连 接 方 式 特 别 适 用 于 双 出 杆式活塞。 图 2-22 常 见 的 活 塞 组 件 结 构 形 式 (3)密 封 装 置 密 封 装 置 主 要 用 来 防 止 液 压 油 的 泄 漏 。液 压 缸 因 为 是 依 靠 密 闭 油 液 容 积 的 变 化 来 传 递 动 力 12 和 速 度 ,故 密 封 装 置 的 优 劣 ,将 直 接 影 响 液 压 缸 的 工 作 性 能 。根 据 两 个 需 要 密 封 的 偶 合 面 间 有 无 相 对 运 动 , 可 把 密 封 圈 分 为 动 密 封 和 静 密 封 两 类 。设 计 或 选 用 密 封 装 置 的 基 本 要 求 是 :具 有 良 好 的 密 封 性 能 ,并 随 着 压 力 的 增 加 能 自 动 提 高 其 密 封 性 能 ,摩 擦 阻 力 小 ,密 封 件 耐 油 性 ,抗 腐 蚀 性 好 ,使 用 寿 命 长 ,使 用 的 温 度 范 围 广 ,制 造 简 单 ,装 拆 方 便 等 。通 常 液 压 缸 的 密 封 有 间 隙 密 封 、 活 塞 环 密 封 、 O 型 密 封 圈 、 Y 型 密 封 圈 、 V 型 密 封 圈 等 密 封 方 式 来 防 止 漏 油 。 图 2-23 密 封 装 置 (a)间 隙 密 封 (b)摩 擦 环 密 封 (c)○ 形 圈 密 封 (d)V 形 圈 密 封 液 压 缸 中 常 见 的 密 封 装 置 如 上 图 2-23 所 示 。 图 2-23 (a)所 示 为 间 隙 密 封 ,它 依 靠 运 动 间 的 微 小 间隙来防止泄漏。为了提高这种装置的密封能力, 常 在 活 塞 的 表 面 上 制 出 几 条 细 小 的 环 形 槽 ,以 增 大 油 液 通 过 间 隙 时 的 阻 力 。它 的 结 构 简 单 ,摩 擦 阻 力 13 小,可耐高温,但泄漏大,加工要求高,磨损后无 法恢复原有能力,只有在尺寸较小、压力较低、相 对 运 动 速 度 较 高 的 缸 筒 和 活 塞 间 使 用 。图 2-23 (b) 所 示 为 摩 擦 环 密 封 , 它 依 靠 套 在 活 塞 上 的 摩 擦 环 (尼 龙 或 其 他 高 分 子 材 料 制 成 )在 O 形 密 封 圈 弹 力 作 用 下 贴 紧 缸 壁 而 防 止 泄 漏 。这 种 材 料 效 果 较 好 ,摩 擦 阻 力 较 小 且 稳 定 ,可 耐 高 温 ,磨 损 后 有 自 动 补 偿 能力,但加工要求高,装拆较不便,适用于缸筒和活 塞 之 间 的 密 封 。 图 2-23 (c)、 图 2-23 (d)所 示 为 密 封 圈 (O 形 圈 、 V 形 圈 等 )密 封 , 它 利 用 橡 胶 或 塑 料 的 弹 性 使 各 种 截 面 的 环 形 圈 贴 紧 在 静 、动 配 合 面 之间来防止泄漏。它结构简单,制造方便,磨损后 有自动补偿能力,性能可靠,在缸筒和活塞之间、 缸 盖 和 活 塞 杆 之 间 、活 塞 和 活 塞 杆 之 间 、缸 筒 和 缸 盖之间都能使用。 对 于 活 塞 杆 外 伸 部 分 来 说 ,由 于 它 很 容 易 把 脏 物带入液压缸,使油液受污染,使密封件磨损,因 此 常 需 在 活 塞 杆 密 封 处 增 添 防 尘 圈 ,并 放 在 向 着 活 塞杆外伸的一端。 (4)缓 冲 装 置 当 运 动 部 件 拖 动 质 量 较 大 的 部 件 作 往 复 运 动 时 、 运 动 速 度 较 高 时 (v12m/min)。 运 动 部 件 惯 性 力 较 大 ,活 塞 运 动 到 终 端 会 与 缸 盖 发 生 机 械 碰 撞 , 产 生 冲 击 、 噪 声 , 严 重 时 影 响 加 工 精 度 , 14 甚 至 引 起 破 坏 性 事 故 。因 此 ,在 液 压 缸 内 两 端 部 应 设 置 缓 冲 装 置 。 一 般 缓 冲 装 置 由 缓 冲 柱 塞 、 缓 冲 油 腔 、 三 角 节 流 槽 、呆板自愿化描写临蓐线自愿化筑设单 向 阀 、节 流 阀 组 成 。组 合 的 缓 冲 形 有 圆 柱 形 环 隙 式 、圆 锥 形 环 隙 式 、节 流 口 可 变 式 节 流 口可调式。 缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其 走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液, 强迫它从小孔或细缝中挤出,以产生很大的阻力, 使 工 作 部 件 受 到 制 动 ,逐 渐 减 慢 运 动 速 度 ,达 到 避 免活塞和缸盖相互撞击的目的。 如 下 图 2-24(a)所 示 , 当 缓 冲 柱 塞 进 入 与 其 相 配 的 缸 盖 上 的 内 孔 时 ,孔 中 的 液 压 油 只 能 通 过 间 隙 δ 排 出 ,使 活 塞 速 度 降 低 。由 于 配 合 间 隙 不 变 ,故 随 着 活 塞 运 动 速 度 的 降 低 ,起 缓 冲 作 用 。当 缓 冲 柱 塞 进 入 配 合 孔 之 后 ,油 腔 中 的 油 只 能 经 节 流 阀 1 排 出 , 如 图 2-24 (b)所 示 。 由 于 节 流 阀 1 是 可 调 的 , 因 此 缓 冲 作 用 也 可 调 节 ,但 仍 不 能 解 决 速 度 减 低 后 缓 冲 作 用 减 弱 的 缺 点 。 如 图 2-24 (c)所 示 , 在 缓 冲 柱塞上开有三角槽,随着柱塞逐渐进入配合孔中, 其 节 流 面 积 越 来 越 小 ,解 决 了 在 行 程 最 后 阶 段 缓 冲 作用过弱的问题。 15 图 2-24 液压缸的缓冲装置 1—节流阀 (5)排 气 装 置 液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时, 液 压 缸 里 和 管 道 系 统 中 会 渗 入 空 气 ,为 了 防 止 执 行 元 件 出 现 爬 行 ,噪 声 和 发 热 等 不 正 常 现 象 ,需 把 缸 中 和 系 统 中 的 空 气 排 出 。对 于 要 求 不 高 的 液 压 缸 往 往 不 设 专 门 的 排 气 装 置 ,而 是 将 油 口 布 置 在 缸 茼 两 端 的 最 高 处 ,这 样 也 能 使 空 气 随 油 液 排 往 油 箱 ,在 从 油 面 逸 出 ;对 于 速 度 稳 定 性 要 求 较 高 的 液 压 缸 或 大 型 液 压 缸 ,常 在 液 压 缸 的 最 高 处 设 置 进 出 油 口 把 气 带 走 , 也 可 在 最 高 处 设 置 放 气 孔 或 专 门 的 放 气 阀。 16 图 2-25 放气装置 1—缸盖 2—放气小孔 3—缸体 4—活塞杆 第三章 3.1 简 介 DG 型 液 压 缸 的 设 计 DG 型 液 压 缸 是 液 压 系 统 中 活 塞 杆 作 往 复 运 动 的 工 作 机 构 。其 结 构 形 式 均 为 单 活 塞 杆 双 作 用 耳 环 安 装 式 。主 要 用 于 工 程 机 械 、运 输 机 械 、矿 山 机 械 及 车 辆 等 的 液 压 传 动 。 DG 型 液 压 缸 结 构 如 下 : 17 型号意义 DG J 例 : 40 C E1 L/E L:螺纹式 活塞杆 连接形式 E:耳环式 安装方式:单耳环式 压力分级:8-16MPa 液压缸内径:40mm 活塞:重型 名称:单活塞杆双作用液压缸 3.2 DG 型液压缸的设计 液压缸的设计计算: 由 于 液 压 执 行 元 件 与 主 机 结 构 有 着 直 接 关 系 ,因 此 所 需 要 的 液 压 缸 和 在 结 构 上 千 变 万 化 。尽 管 有 一 些 标 准 件 可 供 选 用 ,但 有 时 还 必 须 根 据 实 际 需 要 自 行 设 计 。下 面 介 绍 液 压 缸 的 设 计 计算。 18 (一 )主 要 尺 寸 的 计 算 液 压 缸 的 主 要 尺 寸 包 括 缸 筒 内 径 D、 活 塞 杆 直 径 d 和 缸 筒 长 度 L。 根据负载大小和液压缸的工作压力确定活 塞 的 有 效 工 作 面 积 ,再 根 据 液 压 缸 的 不 同 结 构 形 式 计 算 出 缸 筒 的 内 径 。活 塞 杆 直 径 是 按 受 力 情 况 决 定 的 , 可 按 表 3.1 初 步 选 取 。 缸 筒 长 度 的 确 定 要 考 虑 活 塞 最 大 行 程 、活 塞 厚 度 、导 向 和 密 封 所 需 长 度 等 因 素 。 通 常 情 况 L≤ (20~30)d。 计 算 结 果 要 圆 整 成 国 家 标 准 中 的 推 荐 值 。主 要 尺 寸 初 步 确 定 后 ,还 要 按 速 度 要 求 进 行 验 证 。同 时 满 足 力 和 速 度 的 要 求 后 才可以确定下来。 表 3.1 液压缸工作压力 p/MPa 推荐活塞杆直径 d 液压缸工作压力与活塞杆直径 5 (0.5~0.55)D 7 0.7D 5~7 (0.6~0.7)D (二)强 度 校 核 强 度 校 核 的 项 目 包 括 缸 筒 壁 厚 δ 、活 塞 杆 直 径 d 和 缸 盖 固 定 螺 栓 的 直 径 ds。 在中、低压系统中,缸筒壁厚由结构工艺决定,一 般不做校核。在高压系统中需按下列情况进行校核。 19 1.缸 筒 壁 厚 的 校 核 当 D/δ10 时为薄壁,δ 按下式校核: 式 中 , D-缸 筒 内 径 ; [σ]— 缸 筒 材 料 的 许 用 应 力 , [σ]=σb/n, σb 是 材 料 的 抗 拉 强 度 , 一 般 取 安 全 系 数 n=5; py— 试 验 压 力 , 当 缸 的 额 定 压 力 pn≤ 16Mpa 时 , py =1.5pn; pn16Mpa 时 , py=1.25pn。 当 D/δ10 时 为 厚 壁 , δ 按 下 式 校 核 : 2. 活塞杆直径 d 式 中 , F— 活 塞 杆 上 的 作 用 力 ; [ σ ] — 活 塞 杆 材 料 的 许 用 应 力 , [ σ ] = σ b / 1 . 4。 3. 缸 盖 固 定 螺 栓 直 径 ds 式 中 , F— 活 塞 杆 上 的 作 用 力 ; k— 螺 纹 拧 紧 系 数 , k=1.12~1.5; z— 固 定 螺 栓 个 数 ; [ σ ] — 螺 栓 材 料 的 许 用 应 力 , [ σ ] = σ s /( 1 . 2 2 ~ 2 . 5 ) , σs 为 材 料 的 屈 服 点 。[σ]— 活 塞 杆 材 料 的 许 用 应 力 , 20 [σ]= σb/1.4。 (三)活塞杆稳定性校核 当活塞杆受轴向压缩负载时有压杆稳定性问 题,即 压 缩 力 F 超 过 某 一 临 界 Fk 值 时 活 塞 杆 就 会失去稳定性。活塞杆稳定性按下式进行校 核 式 中 , nk— 安 全 系 数 , 一 般 取 nk=2~4。 当活塞杆的细长比 时, 当活塞杆的细长比 ,且 时, 式中, l—安装长度; rk—活塞杆截面最小回转半径, ψ1—柔性系数; ψ2—由液压缸支承方式决定的末端系数; E—活塞杆材料的弹性模量,钢材: J—活塞杆横截面惯性矩; A—活塞杆横截面积; 21 ; ; f—由材料强度决定的试验值; α—系数。 3.2.1 缸筒的设计 ( 1) 缸 筒 材 料 的 选 择 及 加 工 工 艺 参 阅 《 郑 州 强 盛 液 压 制 造 有 限 公 司 产 品 样 本 》 ( 以 下 简 称《 产 品 样 本 》 )第 15 页 可 知 ,DG 型 液 压 缸 的 最 大 推 力 和 拉 力 为 16MPa, 即 : 工 作 压 力 p20MPa; 所 以 , 缸 筒 材 料 可 选 用 无 缝 钢 管 ; 结 合 本 公 司 生 产 车 间 的 实 际 加 工 水 平 ,在 选 购 缸 筒 原 材 料 时 ,一 般 都 是 直 接 从 钢 材 厂 订 购 经 过 冷 拔 后 的 2 0 号 钢 的 缸 筒 毛 坯 件 。即 :内 圆 已 经 过 衍 磨 、 外圆已加工的高精度冷拔无缝钢管。 ( 2) 确 定 缸 筒 的 总 体 尺 寸 a.缸 筒 内 径 的 大 小 及 厚 度 查 《 产 品 样 本 》 第 16 页 图 表 可 得 , DG 型 液 压 缸 缸 筒 的 内 径 为 90mm, 外 径 为 108mm。 即 : 厚 度 为 18mm。 b.缸 筒 的 总 长 度 的 确 立 参 考《 产 品 样 本 》第 17 页 图 表 可 得 :缸 筒 总 长 度 L 由 活 塞 杆 两 端 活 塞 宽 度 、导 向 筒 的 宽 度 以 及 在 满 足 本 液 压 缸 的 行 程 后 来 确 定 。在 整 个 液 压 22 缸 的 设 计 中 ,缸 筒 的 长 度 属 于 不 确 定 因 素 。在 此 , 先 不 予 考 虑 。 3.2.2 活塞杆的设计 下面是整体式活塞杆的几种联接结构如 下图: 23 1.、耳环连接 2、端部铰轴连接 3、中部铰轴连接 4、端部法兰连接 24 5、中部法兰连接 6、底部法兰连接 ( 1) 活 塞 杆 材 料 的 选 择 及 加 工 工 艺 参 考 《 产 品 样 本 》 第 17 页 图 表 可 得 : 本 次 设 计 的 整 体 式 活 塞 杆 的 材 料 为 45#钢 拼 焊 而 成 , 杆 径 大 小 为 4 5 m m 。其 结 构 形 式 如 下 图 : 25 第四章 液压缸常见故障分析与 排除方法 表 4-1 故障现象 液压缸常见故障分析和排除 产生原因 排除方法 1)设置排气装置,强迫排除空气 2)调整,保持活塞杆处于自然状 态 3)调整导轨或滑块的松紧度,保 持缸与导轨的平行度〈0.1mm/m 4)调 整 使 活 塞 杆 全 长 直 线)镗缸筒内孔,重配新活塞 6)单个或连同活塞放在 V 型铁块 上校正 1)在活塞上车削凹槽装密封圈或 更换活塞,单配活塞间隙为 0.03—0.04mm 2)更换密封圈,注意装配时不要 过紧 3)校正活塞杆 4)按 推 力 要 求 调 整 溢 流 阀 压 力 值,检查溢流阀的内泄漏 1)调整换向时间,降低运动速度, 或增设缓冲装置 2)修正凸台与凹槽,加长三角节 流槽 3)修理,研配单向阀与阀座或更 换 1)修复损伤的活塞杆 2)更换磨损或老化的密封圈 3)检查接触面的加工精度并修复 4)镗 磨缸筒内表面,重配活塞 5)检查缸筒与活塞 缸盖与活塞 杆的同心度并修整对中 爬 行 1)空气侵入液压缸 2) 活塞杆两端螺母旋得太 紧 3) 液压缸安装与导轨不平 行 4)活塞与活塞杆不同心 5) 液压缸内壁或活塞表面 拉 ,局部磨损或腐蚀 6)活塞杆不直 1) 缸筒与活塞间磨损造成 间隙过大,使内泄漏严 重 2) 活塞上密封圈损坏,增 大泄漏或增大摩擦力 3) 活塞杆弯曲,阻力增大 4) 溢流阀调压低或溢流阀 控压区泄漏,造成系统 压力低,使推力不足 1) 未设缓冲装置,运动速 度过快 2) 缓冲装置结构不正确, 三角节流槽过短 3) 缓冲装置中的柱塞与孔 的间隙过大而严重泄 漏,节流阀不起作用 1)活塞杆表面损伤 2)密封圈因损伤或老化密 封不严 3)缸盖加工精度不高,造 成泄漏 4)缸筒内孔表面局部磨损 或有腰鼓形导致泄漏 5)活塞与缸筒安装不同心 或承受偏心负荷 推力不足 速度下降 冲 击 泄 漏 26 声音异常 或噪声 1) 压力过高或滑动面油膜 破坏,导致滑动表面摩 擦声响 2) 密封圈刮削过大出现异 常 声音异常 3) 立式液压缸活塞下行到 终点时,发生抖动 1)设备停止工作,检查并加强润 滑,防止滑动面的烧伤 2)用砂纸或纱布轻轻打磨唇边, 或调整密封圈压紧程度 3)将活塞慢慢往复数次运动到顶 端,以排除气体 27 液压缸全套图纸说明书_★★_机械/仪表_工程科技_专业资料。介绍液压缸设计规范及实例

液压图纸讲解

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