【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 氣孔。6)為了提高耐磨性和防銹蝕，活塞桿表面可以鍍鉻（鉻厚度是~） ，并拋光。液壓缸由于工作條件不同，所以結(jié)構(gòu)形式也有很大差別，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具體選擇 首先確定剛體于端蓋的連接形式 剛體與端蓋的連接形式 端蓋的連接方式于液壓缸的工作壓力、缸體的材料以及工作條件有關(guān)。當(dāng)工作壓力不高時(shí)，缸體材料常用鑄鐵材料，它與端蓋多用法蘭螺釘連接或法蘭螺栓連接，這中結(jié)構(gòu)易于加工和裝配，缺點(diǎn)是外形尺寸較大。當(dāng)工作壓力較高、缸體材料選用無(wú)縫鋼管時(shí)，如采用法蘭連接，則缸體短部要焊上法蘭盤(pán)，當(dāng)缸壁較厚時(shí)，也可采用圓柱銷固定法蘭盤(pán)結(jié)構(gòu)，這中結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，無(wú)須采用。通常采用半閉環(huán)連接，這種連接方式加工和裝配都很方便，但開(kāi)環(huán)槽后，削弱了缸體的強(qiáng)度，當(dāng)外徑尺寸受到限制時(shí)，可采用內(nèi)半環(huán)連接，這種連接方式，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。但在裝配時(shí)，密封圈有可能被環(huán)槽邊緣擦傷，因此在密封圈同錯(cuò)的環(huán)槽一側(cè)倒一個(gè) 15 度的角。而螺紋具有重量輕，外徑尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，但端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜工藝要求較高，裝卸時(shí)要用專用夾具，在擰緊蓋時(shí)，有可能把密封圈擰扭。拉桿連接的端蓋具有加工和裝配方便的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是徑向尺寸和重量最大，通常只用于較短的液壓缸，剛缸蓋和缸體永久連接時(shí)，也可用焊接的結(jié)構(gòu)或圓柱銷加焊接的結(jié)構(gòu)，這樣使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。端蓋與缸體之間的密封都采用了 O 形密封圈密封，但對(duì)工作壓力較低的液壓缸來(lái)說(shuō)，只需在缸體與端蓋之間加一張密封墊即可。棕上所述，我們采用螺紋連接的液壓缸。 活塞桿的結(jié)構(gòu)形式 活塞桿的結(jié)構(gòu)包括活塞桿、端蓋、密封圈、防塵圈及密封裝置等。在結(jié)構(gòu)上不僅要解決端蓋與缸體的密封，而且要考慮對(duì)活塞桿的密封和防塵問(wèn)題。由于我們的液壓缸壓力并不大，缸行程也短，故無(wú)須在活塞桿安導(dǎo)向套。O 形圈一般安裝在近共走油腔的一側(cè)，使密封圈有足夠的壓力使其張開(kāi)，以提高密封性能。為了清除活塞桿處外露部分粘附的塵土，保證油液清潔，在端蓋外側(cè)可增加防塵圈。1．活塞桿和活塞的連接形式及密封 活塞與活塞桿的連接形式分為錐銷連接和螺紋連接。螺紋連接不僅在機(jī)床上常見(jiàn)，工程機(jī)械上也應(yīng)用較多，但這種結(jié)構(gòu)在較大負(fù)載和有振動(dòng)的情況下容易松動(dòng)，常被半環(huán)連接的形式代替。我們將選用半環(huán)連接的形式。在小直徑的液壓缸中，也有將活塞和活塞桿做成整體的結(jié)構(gòu)?；钊c缸體的密封按密封圈形式分 O 形密封、Y 形密封、Yx 形密封和 V 形密封，V 形密封適合用與高壓系統(tǒng)的液壓缸中。 我們將采用 O 形密封。2．崖壓缸進(jìn)出口油孔的形式及大小的確定a) 油孔的大小液壓缸進(jìn)出油口的大小，是根據(jù)所配油管內(nèi)的流量與平均流速來(lái)確定的，一般將壓力管路內(nèi)的允許平均流速定為 4~5m/s,則可根據(jù)下式計(jì)算液壓缸進(jìn)出油孔所配油管的直徑， d= =12mmvQ根據(jù)對(duì)實(shí)際使用中液壓缸的調(diào)查，進(jìn)出油孔的尺寸選取標(biāo)準(zhǔn)值 10mm。b) 選定油孔形式時(shí)的注意事項(xiàng)圓柱管螺紋接頭一般圓柱管螺紋是采用 O 形圈進(jìn)行密封的配管形式，所以密封表面的粗糙度一定要不大于 ，因此，這種連接方式加工成本較高，但可靠性好 液壓缸主要參數(shù)的確定 1．液壓缸的工作壓力 Pn 取決于整個(gè)液壓系統(tǒng)，因此液壓缸主要參數(shù)就是缸筒內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑。正壓力的計(jì)算：工件重量 已知工件凈重 W=5N/個(gè)總重 W2=5*4=20N送料機(jī)構(gòu)重量根據(jù)結(jié)構(gòu)圖，估算出各部總重量之和為 532N正壓力 F=20+532=552N取摩擦系數(shù) f=（有潤(rùn)滑狀態(tài)）.摩擦力 Fr=552*=65N考慮其他因素，取液壓缸負(fù)載力 F=400N液壓缸內(nèi)徑 D= (31)?*/PF取 =?D= =23610*根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（JB218377） 選取 D=40mm，選活塞桿直徑d=20mm2．缸筒的厚度計(jì)算 缸筒的厚度 = +C1+C2 ( 32)?0缸筒選 45 號(hào)缸，[ ]=360GPa；[ ]=610GPas?b? 0??][2*DPmao式中 D 為液壓缸內(nèi)徑 P [ ]= n 一般取 5?b] = =122Mpa (33)5610 = ( 34)0??2*4?C1 為公差余量 C2 為磨損量綜上所述 ，我們?nèi)?=5mm。?缸筒的厚度驗(yàn)算： P =* =6mm。 (35)n?21)(Ds??2041.).(*36?缸筒的厚度符合要求。3．缸筒采用螺紋相連接缸筒螺紋參數(shù) 螺紋外徑 d =48mm 外徑 d=52mm1缸筒螺紋強(qiáng)度計(jì)算：= *10 ( 36)?)(421DKF??6?上式 中 變動(dòng)載荷 K=~4 K = 1 N =~ = = Mpa (37)?620*)48(?剪應(yīng)力 = *10 = = ( 38)?)(?)408(*?合應(yīng)力 = = = =180Mpa (39)2????n 2251..4?][??sn/3．活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算4．L =活塞桿全部伸出時(shí)活塞桿頂端連接點(diǎn)于液壓缸支承點(diǎn)之間的距離b由圖可知 L =350 10d=10*40=400 時(shí)，液壓缸屬于短行程型，主要須b?驗(yàn)算活塞桿壓縮線拉伸強(qiáng)度：d 式中的 n 為屈服安全系數(shù)，常取 2~4?2610*SFn??sd=20 = 20 活塞： 活塞采用無(wú)導(dǎo)向環(huán)活塞；采用整體活塞，O 形圈密封； 活塞的尺寸及公差 活塞厚度可按密封件的形式、數(shù)量來(lái)確定，在需要安裝導(dǎo)向環(huán)時(shí)，也應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。有時(shí)，可以結(jié)合。中間圈的布置確定活塞的厚度 D=32 ,根據(jù)以上考慮得出的厚度通常能滿足強(qiáng)度的需求。??活塞桿采用實(shí)心桿，實(shí)心桿制造工藝比較簡(jiǎn)單；活塞內(nèi)端于活塞的連接采用卡環(huán)型鎖緊，同時(shí)還應(yīng)安裝活塞與活塞桿間的靜密封。靜密封采用 O 形圈密封。 用工況及安裝條件工作中無(wú)劇烈沖擊，所以液壓缸的缸筒，端蓋可選用灰鑄鐵排氣閥安裝在油液空腔最高處，以便排除空氣。當(dāng)工作環(huán)境污染嚴(yán)重，有較多灰塵，砂，水分等雜質(zhì)時(shí)，須采用活塞桿防塵套。 裝方式與負(fù)載導(dǎo)向耳環(huán)安裝 作用力處在一平面內(nèi)，如耳環(huán)帶有球輪，則可在 圓錐角04??內(nèi)變向。耳軸安裝 作用力處在一平面內(nèi)，通常較多采用的是前端耳軸和中間耳軸，后端耳軸只用于小型短行程液壓缸上，因它的支承長(zhǎng)度比較大，影響活塞彎曲穩(wěn)定性。底座安裝 前端底座須用定位螺釘或定位銷，后端底座則用較松螺孔，以允許液壓缸受熱時(shí)，缸筒能伸縮。載導(dǎo)向 夜壓缸的活塞不應(yīng)承受側(cè)向負(fù)載力，否則必然使活塞桿直徑過(guò)大，導(dǎo)向套長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，因次通常對(duì)負(fù)載加裝導(dǎo)向裝置。 緩沖機(jī)構(gòu)的選用：此液壓缸工作壓力 1Mpa，活塞桿速度 ，也得采用緩沖裝置。缸內(nèi)?緩沖機(jī)構(gòu)不可能吸收全部動(dòng)能，須在缸外加裝制動(dòng)機(jī)構(gòu)部加裝行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)始進(jìn)入緩沖階段時(shí)，開(kāi)關(guān)即切斷供油，使液壓等于 0，但仍能形成壓力脈沖。在活塞桿與負(fù)載之間加裝減震器。在液壓缸出口加裝液控節(jié)流閥。裝置的選用選用密封圈：O 形圈。 4 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)卸料、夾緊機(jī)械手：送料機(jī)械手在原位時(shí)，首部應(yīng)正好對(duì)準(zhǔn)料桶落料口。工件將沿接料板的斜坡滑進(jìn)手部凹槽中。為使工件易于從輸料桶落入接料板，傾斜面與輸料筒的垂直壁間的夾角確定為 15。接料板的手部宜用夾爪形式，夾爪與接料板采用銷連接，兩者之間用圓 扭轉(zhuǎn)彈簧支撐，當(dāng)工件落入凹槽時(shí)，夾爪在彈簧作用下，將工件夾持住，等待送料信號(hào)。 腕部設(shè)計(jì) 液壓缸的安裝與固定：為保證液壓缸的軸線與導(dǎo)軌的平行度，將液壓缸安裝在導(dǎo)軌體中，液壓缸兩端與導(dǎo)軌的配合采用 H7/h6 配合。液壓缸與導(dǎo)軌的軸向固定，前端采用螺栓連接，后端采用焊接的形式。 驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 分析工作情況及設(shè)計(jì)要求、繪制液壓系統(tǒng)圖根據(jù)機(jī)床與機(jī)械手 的工作循環(huán)圖，估計(jì)到系統(tǒng)的功率不大且連續(xù)工作，故可采用單個(gè)定量泵、非卸荷式供油系統(tǒng)：為了協(xié)調(diào)送卸料的時(shí)間，采用調(diào)速回路控制送料速度，由于不會(huì)有負(fù)的負(fù)載，故采用進(jìn)油截流調(diào)速的方法；夾緊系統(tǒng)采用減壓回路，夾緊力的大小可以調(diào)整；為保證夾緊可靠和實(shí)現(xiàn)預(yù)夾緊，由單向閥和換向閥的中位機(jī)能組成保壓回路；有壓力繼電器組成的壓力控制回路分別控制夾緊是否可靠、手指的張開(kāi)和擺動(dòng)液壓缸回轉(zhuǎn)動(dòng)作的完成，該回路可簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性。在控制擺動(dòng)液壓缸的回路中，當(dāng)二位四通電磁換向閥處于失電時(shí)，擺動(dòng)缸的動(dòng)葉片總是處于一定的位置，使手指處在水平位置，當(dāng)送料機(jī)械手在送完料退回時(shí)，不予手指發(fā)生干涉。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，控制手指動(dòng)作采用單作用式液壓缸。3 在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)是靠放在導(dǎo)軌內(nèi)的液壓缸通過(guò)支架帶動(dòng)的，支架一端通過(guò)與液壓缸活塞桿連接，一端于滑臺(tái)用螺栓連接。 方案一: 如 圖所示 圖 滑臺(tái)結(jié)構(gòu)圖上端通過(guò)四個(gè) M6 螺栓與滑臺(tái)連接，并加上連接鍵用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力，見(jiàn)小螺栓所受的剪力作用，下端與活塞桿連接，活塞桿的右端用軸肩定位，可以承受較大的軸向力，右端加一墊片，并擰緊雙螺母，使旋合螺紋間使終受到附加的壓力和摩擦力作用，工作載荷有變動(dòng)時(shí)，該摩擦力仍然存在，用來(lái)防止螺紋連接松動(dòng)?？紤]到使用彈簧墊圈和螺母組合防松時(shí)，螺母擰緊后，靠墊圈壓平產(chǎn)生彈性反力使旋合螺紋間壓緊，但由于墊圈的彈力不均，在沖擊、振動(dòng)的工作條件下其防松效果較差，一般用于不甚重要的連接，而此處的連接沖擊雖較小但頻繁。故不亦采用此方案，圓螺母定位雖可承受較大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會(huì)降低軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)適當(dāng)加大軸徑。此外，此方案的支架通過(guò)螺栓安放在滑臺(tái)下面，加大了滑臺(tái)的長(zhǎng)度，但運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的力主要由連接平鍵來(lái)承受，使螺栓主要承受軸向力，保證了螺栓壽命，且加工過(guò)程中的連接螺栓孔為通孔，加工方便。支架右端通過(guò) M6 螺栓與滑臺(tái)端面連接，左大端與活塞桿連接，右端靠活塞桿軸肩定位，左端靠自鎖螺母防松。當(dāng)螺母擰緊后，收口脹開(kāi)，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊。此防松結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防松可靠，可多次拆裝而不降低防松性。此支架方案在滑臺(tái)端面與滑臺(tái)連接，減小了滑臺(tái)的長(zhǎng)度，但滑臺(tái)上的連接孔為盲孔，加工麻煩，且傳遞的活塞桿的力都由端面螺栓傳遞，螺栓受軸向力和傾覆力矩作用，且有輕微的多次沖擊，降低了 M6 螺栓的壽命。再考慮，此方案的支架形狀不規(guī)則，在鑄完后機(jī)加工的定位不方便，設(shè)計(jì)的專用夾具復(fù)雜。比較方案一，方案二，則確定用方案一。 支架尺寸的設(shè)計(jì)活塞桿的直徑 ，軸肩的高度 h 一般取為 h=（ ~）d，d 為與零件20?相配處的軸的直徑，故取 h= 20=2m,所以活塞桿得孔徑取為 mm,且?17?的孔在批量生產(chǎn)時(shí)可以一次鑄出，減少加工量。17根據(jù)滑臺(tái)與支架的大體尺寸，連接支架與滑臺(tái)的螺栓直徑不宜過(guò)大，否則造成支架、滑臺(tái)尺寸過(guò)大。初選連接支架的螺栓為 M6，取為 4 個(gè)，故螺栓孔分別為 、 1校核 4M7 螺栓：校核 4M11 螺栓：由以上尺寸得出支架連接活塞桿的孔的中心到滑臺(tái)下端面的尺寸為 h=85。連接活塞桿的孔為 ，取孔中心距邊的厚度為 e=24 mm，因?yàn)橹Ъ転殍T件，7?根據(jù)鑄造時(shí)等壁厚的原則，取支架上端的高度為 30mm，支架上端螺栓孔直徑，取 ，?m60?，橫向兩螺栓間距根據(jù)下端厚 80mm 和兩螺栓孔徑??me826~???取為 24mm，故支架上端長(zhǎng)為 40mm，縱向兩螺栓間距取為 24mm，故寬為40mm，支架下端厚度取 15mm 。鍵的選擇與校核按鍵的選擇標(biāo)準(zhǔn)查手冊(cè)，選擇 b=8,h=7,l=36(根據(jù)鍵槽長(zhǎng)度為 38mm 選取系列)，查其公差為 ， ，t = 4， ，h = 。???t校核鍵的強(qiáng)度活塞直徑 D=40mm,P=1MPa，K==5mm，l=3616=20mm，d=54mm (41)NDPSF 12560210236??