柱塞式液压缸的设计分析(1).doc

word完美格式 精心整理 学习帮手 柱塞式与活塞式液压缸的特点比较及结构 一、单活塞杆液压缸 只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。 单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。（见下图） 二、双活塞杆液压缸 双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方向的作用力和速度相等。 将缸筒固定在床身上，活塞杆和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为活塞有效行程的三倍（见图A）。一般多用于小机床；反之，将活塞杆固定在床身上，缸筒和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为液压缸有效行程的两倍（见图B），适用于中型及大型机床。 三、柱塞式液压缸 1、它是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重，只有在是上移式液压缸中可以靠运动部件本身的重量回程； 2.柱塞只靠缸套支承而不与 缸套接触，这样缸套极易加工，故适合于做长行程液压缸，如导轨磨床，大型拉床，龙门刨床； 3、工作时柱塞总受压，因而它必须有做够的刚度； 4、柱塞重量往往较大，水平放置时容易自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直实用更有利，有时可做成空心的。 液压缸损坏情况及原因分析 液压缸损坏的部位多数在法蓝与缸壁连接的回弧部分，其次在缸壁向缸底过渡的圆弧部分，少数在圆筒筒壁产生裂纹，也有因气蚀严重而破坏的。　　从液压缸使用情况来看，一般在损坏时都已承受了很高的工作加载次数（20万～150万次），裂纹是逐步形成和扩展的，属于疲劳损坏。 一、液压缸损坏情况 1.圆筒筒壁，一般裂纹首先出现于内壁，逐渐向外发展，裂纹多为纵向分布，或与缸璧母线成45度角。　 2.缸的法蓝部分，首先在缸外部法蓝过渡圆弧处出现裂纹，逐渐沿环向及向内壁扩展，最后裂透，或者裂纹扩展到螺钉孔，使法蓝局部脱落，个别严重情况，甚至沿过渡圆角处法蓝整圈开裂而脱落。　 3.缸底，首先在内部过渡圆角处开始山现环向裂纹，逐渐向外壁扩展乃至裂透。　 4.气蚀，液压缸也有因气蚀产生蜂窝状麻点而损坏，尤其是在进水孔内壁，容易产生气蚀。 二、液压缸损坏的原因之设计方面 影响液压缸寿命的因素是多方面的，必须结合具体情况进行分析，但归纳起来主要有以下儿个方面 ：　 1、结构尺寸设计得不合理，液压机如法蓝高度太小或法蓝外径过大，使综合应力过高而损坏。如某台20000KN锻造液压机，其法蓝厚度仅为缸壁厚度的1.1倍，法蓝处计算应力超过2500 x 1O的6次方 Pa,工作1～2年后，两个缸先后破裂。更换新缸时，增大了法蓝高度，减小法蓝外径，使用多年未坏。　　2、从缸壁到法蓝的过渡区结构设计不合理，液压机也会引起很大的应力集中，如某台进口的6300KN水压机工作缸，由于法蓝处过渡圆角仅为R= 4 mm,使用不久就出现裂纹，裂纹扩展后，整圈法蓝断裂脱落。　　3、有些资料提供了一些光弹试验结果，说明如果把过渡区设计成特定的流线型断面形状，应力集中系数可降低为1.18，如做成15度斜线和R35圆弧相连结，则应力集中系数为1.79。但从结构设计看，圆弧和斜度也不能太大，否则法蓝与横梁接触面过小，挤压应力太大。 4、在结构允许而又可能加工的情况下，液压机过渡区应尽可能光滑，圆弧半径也应尽可能增大。 设计原则 1、尽量减少液压缸外形尺寸和质量 2、保证性能的前提下减少零件质量 3、尽量避免承受横向负载，工作时最好承受拉力，以免产生纵向 弯曲。 设计依据 1.了解和掌握液压缸在机械上的用途和动作要求。（液压翻斗汽车） 2.了解液压缸的工作条件，条件不同液压缸的结构和设计参数也不尽相同。比如煤矿工作面上，粉尘大，工作条件恶劣，震动冲击大，要考虑防尘措施，并且柱塞和缸体的结构和稳定性要绝对可靠，安全系数要取大一些。 3.了解外部负载质量，大小，形状，运动轨迹，摩擦阻力以及连接形式，比如翻斗汽车，外部负载时翻斗和所装货物，翻斗上升倾斜时，缸轴线也发生变化，要求液压缸与车身安装形式以及活塞杆头部与翻斗的连接形式采用耳环式或者销轴式。 4.了解缸的最大行程，运动速度和时间，安装空间所允许的外形尺寸以及液压缸本身的动作，以作用力为主要要求和以运动速度或之间为主要要求的缸设计时出发点不一样。 5.设计已知液压系统的液压缸