今天給大家分析一下:液壓缸的種類及液壓缸參數(shù)設(shè)計
液壓缸是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣的結(jié)構(gòu)形式,為了正確地設(shè)計和使用這類缸,應(yīng)該掌握它的特點及相關(guān)應(yīng)用與注意事項。
(1)單活塞桿液壓缸這種液壓缸只在活塞的一側(cè)有活塞桿,活塞兩側(cè)的有效作用面積不相等。活塞桿直徑越大,活塞兩側(cè)的有效作用面積相差越大,在供油壓力相等的情況下,無活塞桿側(cè)產(chǎn)生的推力比有活塞桿側(cè)產(chǎn)生的拉力要大;一在流量相等的情況下,無活塞桿側(cè)通人壓力油使活塞桿伸出的速度比有活塞桿側(cè)通入壓力油使活塞桿縮回的速度要慢。
注意:由于活塞桿伸出時能產(chǎn)生較大的推力,返回時又有較快的運動速度,所以很適用于在一個方向上承受負(fù)載而空載快速退回的場合?;钊麠U越粗,推力和拉力、慢速和快速相差就越大。液壓刨床工作臺的慢速工進(jìn)和快速退回,就是利用單活塞桿液壓缸實現(xiàn)的。
(2)雙活塞桿液壓缸這種缸的活塞兩側(cè)都有活塞桿。當(dāng)兩活塞桿直徑相同,供油壓力和流量不變時,活塞往復(fù)運動速度和作用力也都相等。由于有兩根活塞桿,它的剛性和穩(wěn)定性較好。
注意:工作時占用的空間范圍大,其運功范圍約等于有效行程長度的3倍。磨床工作臺大多應(yīng)用這種形式的液壓缸。
(3)單作用液壓缸這種缸是最簡單的一種液壓缸。它只能向活塞一側(cè)供給壓力油,輸出單方向的作用力,反方向運動則依據(jù)負(fù)載外力、彈簧力、柱塞桿或活塞桿的自重等作用來完成,即反方向沒有液壓作用力。它的優(yōu)點是節(jié)省液壓動力,簡化油路。
注意:反方向運動速度和力的大小都不能控制。驅(qū)使活塞桿或柱塞桿返回運動的自重力、負(fù)載力、彈簧力必須大于背壓力和液壓缸各部位的摩擦阻力之和。彈簧復(fù)位液壓缸,彈簧要有一定的作用空間,使其體積變大。
單作用液壓缸在機床的定位夾緊、自卸翻斗汽車的舉升、升降機的舉升、船舶起貨吊桿等場合應(yīng)用較多。
(4)雙作用液壓缸這種缸比單作用液壓缸的應(yīng)用要廣泛得多。壓力油可以交替向活塞兩側(cè)供給,驅(qū)使活塞作往復(fù)運動,其推、拉兩個方向上的運動速度和供油壓力都能控制。雙作用液壓缸有單活塞桿和雙活塞桿兩種之分。
注意:控制系統(tǒng)比單作用液壓缸復(fù)雜。單活塞桿雙作用液壓缸比雙活塞桿雙作用液壓缸的應(yīng)用要普遍一些。機床工作臺的往復(fù)運動液壓缸、工程機械中的各種動作液壓缸都采用單活塞桿雙作用液壓缸。
(5)柱塞液壓缸柱塞缸大多數(shù)是單作用缸,其結(jié)構(gòu)簡單,制造、維修方便。柱塞缸的柱塞粗、大、重,剛性比活塞桿好,因此,在大行程的液壓缸中,采用這種缸比較好。由于它的缸體內(nèi)壁與柱塞不接觸,而只靠導(dǎo)向套與柱塞接觸導(dǎo)向,缸體內(nèi)壁可以不加工或只進(jìn)行粗加工,工
注意:柱塞缸的體積、重量都比較大,水平安裝時,柱寒壓向一邊,容易造成密封件和導(dǎo)向套的單邊磨損,因此,柱塞缸適宜垂直立式安裝使用。水平安裝使用時,需設(shè)置柱塞托架,以防柱塞下垂,避免彎曲和增大初始撓曲面產(chǎn)生“別勁”現(xiàn)象。
(6)伸縮液壓缸伸縮缸又叫多節(jié)缸、多級缸或復(fù)合缸,它有單作用和雙作用兩種形式。這種缸的總行程較長,收縮后長度很短,特別適用于安裝空間小而行程又要求較長的場合。同樣長的行程,節(jié)數(shù)越多,收縮后的長度越短。
注意:節(jié)數(shù)越多,液壓缸伸出時的撓度越大,結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,制造越困難,成本也越高。因此,只有在特殊情況下才增加節(jié)數(shù)。
液壓油缸參數(shù)設(shè)計要注意些什么呢?
(1)液壓缸設(shè)計應(yīng)盡量避免采用非標(biāo)尺寸液壓缸的很多尺寸都是根據(jù)具體需要設(shè)計的,但是在選取這些尺寸時。必須考慮到標(biāo)準(zhǔn)尺寸上。尤其是缸筒內(nèi)徑、缸桿直徑、密封圈有關(guān)的尺寸等更不能按實際需要任意選取,否則可能選不到合適的密封圈。
(2)液壓缸的安全系數(shù)不能過小液壓缸在工作過程中要承受液壓力、機械力,同時,由于材料、材料的均一性、應(yīng)力集中、加工精度及材料疲勞極限的影響,使得液壓缸的工作強度變化范圍較大。因此,必須有足夠的安全系數(shù),一般應(yīng)在5以上。
(3)活塞桿導(dǎo)向長度不宜過小,導(dǎo)向套的長度一般因液壓缸的大小和活塞桿密封的種類和用途而異,但一般應(yīng)在活塞桿直徑的0.6倍以上,以保證活塞桿有足夠的穩(wěn)定度。
(4)高速、長行程液壓缸的導(dǎo)向套避免采用一般結(jié)構(gòu)對于速度大于1000mm/s,行程在4000mm以上的液壓缸來說,由于高速動作所產(chǎn)生的局部過熱,會造成導(dǎo)向套顯著磨損,并出現(xiàn)金屬粉末。這不僅從結(jié)構(gòu)上對導(dǎo)向套的表面進(jìn)行強制潤滑,而且也需要對活塞桿表面進(jìn)行高頻淬火等特殊處理,同時.也可考慮使用靜壓軸承。
(5)在保證能滿足運動行程和負(fù)載力的條件下,應(yīng)避免液壓缸的輪廓尺寸過大。
(6)避免液壓缸的活塞桿在受壓狀態(tài)下承受最大負(fù)載,應(yīng)保證其在受壓狀態(tài)下具有良好的穩(wěn)定性。
(7)禁忌:忽略缸筒必要的形位公差
為保證液壓缸有較低的起動壓力和在運動中不發(fā)生“別勁”現(xiàn)象,應(yīng)對缸筒的形位公差給以足夠的注意。一般情況下,缸筒內(nèi)徑的圓度、圓柱度誤差不能大于缸筒直徑尺寸公差的一半;缸筒軸線的直線度誤差每500mm長度上不大于0.03mm ;缸筒端面對缸筒軸線的圓跳動每100mm不大于0.04mm。
(8)禁忌:忽略液壓缸耳環(huán)的位置公差
耳環(huán)式液壓缸的耳環(huán)孔對缸筒軸線的位置誤差不大于0.03mm。
(9)禁忌:忽略銷軸式液壓缸的位置公差
銷軸式液壓缸銷的軸線位置公差不大于0.1mm,垂直度誤差在100mm長度上不大于0.1mm。