基于速度的加压提升油缸参数化设计.doc

前言 1.1 液压缸的发展状况 目前，液压缸在工程上的应用越来越广泛，在现代，它出现了空前的发展，它还将有很大的发展空间。当前，液压技术正向高压，高速、大功率、高效率、低噪音、经久耐用、高速集成化等方向发展；同时，新的液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也日益取得显著的成果。 1.1.1 国外的发展状况 从18世纪英国制造出世界上第一台水压机计算，液压传动技术已经有二百多年的历史了，在20世纪中叶，在工业上才得到真正的推广和使用。在第二次世界大战期间，军事上迫切地需求反应快、重量轻、功率大和动作准确的各种武器装备，液压传动技术满足了这一要求，大大地促进了液压传动技术本身的发展。战后，液压传动技术迅速转入其他领域，在机械制造、工程机械、冶金设备、汽车、液压机、农业机械、塑料机械和船舶等行业中得到了大幅度的应用和发展。20世纪60年代后，随着原子能、空间技术、微电子技术等方面的发展再次将液压技术推向前进，使它在国民经济的各个方面都得到了广泛应用。液压传动在某些领域内甚至已占有绝对的优势。如今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平和现代工业发展水平的重要标志之一。此外，液压元件也液压系统的计算机辅助设计、计算机辅助实验和计算机实时控制也是目前液压技术发展的方向。 1.1.2国内的发展状况 我国的液压工业开始于20世纪50年代，其产品最初应用于机床和锻压设备，后来又用于拖拉机和工程设备。自从1964年从国外引进液压元件生产技术，同时自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。20世纪80年代起更加速了对西方先进液压产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、人才培训、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。 1.2研究液压缸参数化的意义 1.2.1UG化设计的意义 近年来，尽管UG技术在国内取得了很大的进步，但除了一些工艺分析和仿真技术外，UG的成果并不十分显著，其中最突出的问题就是结构设计的效率不是很理想。改善模具结构设计效率的出路之一就是借助于通用CAD软件进行二次开发，来提高通用模具结构CAD的自动化程度。然而，结构的标准化程度越高，软件适用面就越窄，通用性也就越差，故完全依靠标准化来实现自动化设计并不现实。因此，在保证一定自动化程度的基础上，建立的参数化设计系统，通过适当的人机交互方式，液压缸又称为油缸它是液压系统中的一种执行元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。液压缸的种类很多，几种常用的液压缸。活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和单杆式两种。双杆式活塞缸。活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸，它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。根据安装方式不同可分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种由于双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，因此它左、右两腔的有效面积也相等，当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时，液压缸左、右两个方向的推力和速度相等。当活塞的直径为D，活塞杆的直径为d，液压缸进、出油腔的压力为p1和p2，输入流量为q时，双杆活塞缸的推力F和速度v为F=A(p1-p2)=π (D2-d2) (p1-p2) /4 v=q/A=4q/π(D2-d2) 式中：A为活塞的有效工作面积。双杆活塞缸在工作时，设计成一个活塞杆是受拉的，而另一个活塞杆不受力，因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些单杆式活塞缸。活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍由于液压缸两腔的有效工作面积不等，因此它在两个方向上的输出推力和速度也不等，其值分别为F1=(p1A1-p2A2)=π［(p1-p2)D2-p2d2］/4v2=q/A2=4q/π(D2-d2) v1=q/A1=4q/πD2 F1=(p1A1-p2A2)=π［(p1-p2)D2-p2d2 ］/4由可知，由于A1＞A2,所以F1＞F2，v1＜v2。如把两个方向上的输出速度v2和v1的比值称为速度比，记作λv，则λv=v2/v1=1/［1-(d/D)2］。因此，。在已知D和λv时，可确定d值差动油缸。单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为：“差动连接”。差动连接缸左右两腔的油液压力相同，但是由于左腔(无杆腔)的有效面积大于右腔(有杆腔)的有效面积，故活塞向右运动，同时使右腔中排出的油液(流量为q′)也进入左腔，加大了流入左腔的流量(q+q′)，从而也加快了活塞移动的速度。实际上活塞在运动时，由于差动连接时两腔间的管路中有压力损失，所以右腔中油液的压力稍大于左腔油液压力，而这个差值一般都较小，可以忽略不计，则差动连接时活塞推力F3