機(jī)電一體化中的挖掘機(jī)液壓油缸緩沖裝置-資料下載頁
2025-08-23 20:42本頁面
【導(dǎo)讀】液壓緩沖器的種類。越高，其往復(fù)頻率和運(yùn)動速度也越來越高，有的甚至高達(dá)每秒幾十米。為避免產(chǎn)生強(qiáng)烈撞擊。動結(jié)束前進(jìn)行緩沖。這～同軸度是通過活塞桿和缸筒分別與前后端蓋、活塞的間隙配合及各部件的形位公。為了保證液壓缸緩沖正常穩(wěn)定工作，研發(fā)人員設(shè)計(jì)了浮動緩沖裝置。時，活塞向左運(yùn)動，單向節(jié)流閥5處于節(jié)流狀態(tài)。當(dāng)活塞桿4運(yùn)動到接近缸體1的底部時，通過緩沖銷2與緩沖孑L1b的配合來緩沖：當(dāng)活塞桿4運(yùn)動到缸底停止后再需要伸出時，活塞與缸蓋間的油液須經(jīng)節(jié)流閥排出，從而使活塞運(yùn)動受阻、速度減慢，達(dá)到緩沖目的。力P，緩沖腔有效面積為A，壓力P。微分應(yīng)等于作用于其上所有力的元功之和。3．壓力一緩沖行程特性緩沖腔壓力由兩部分組成：一是穩(wěn)態(tài)壓力；二是瞬態(tài)壓力。x=0時，緩沖腔壓力值P眥最大；當(dāng)合外力不變時，緩沖腔的壓力最大值與緩沖面積成反比。=O緩沖腔面積AH越大，緩沖效果越好。擇lAH的取值可得最佳的緩沖效果。
【正文】 于間隙是可變的 , 類似于 用行程閥的緩沖裝置 , 由于間隙是由大逐漸變小的 , 緩沖壓 力峰值要比圓柱形小的多。對于階梯形緩沖柱塞 , 臺階數(shù)為 2~ 4 個 , 間隙每經(jīng)過一個臺階就減少一次 , 也可以使緩沖壓力和減加速度變化減小 , 從而得到較理想的緩沖效果。對于 拋物線形緩沖柱塞 , 如果參數(shù)選擇得當(dāng) , 可以得到非近似的 等減速和幾乎不變的緩沖壓力 , 但是曲線比較復(fù)雜而限制了其作用。 如圖 3 所示 , 采用節(jié)流溝槽的方法 , 在緩沖柱塞上開有 軸向節(jié)流溝槽 , 活塞運(yùn)動使緩沖柱塞進(jìn)入緩沖孔時 , 活塞與 缸蓋之間的油液只能從軸向節(jié)流溝槽流出 , 于是形成緩沖壓力使活塞制動。節(jié)流溝槽可以是三角槽 , 也可以是方形槽 , 各種曲線的槽。方形槽由于節(jié)流面積不變 , 類似于圓柱形緩 沖活塞與采用節(jié)流閥的緩沖裝置 , 緩沖壓力較大。對于三角 槽類似于行程節(jié)流閥緩沖裝置和錐形緩沖柱塞 , 由于溝槽截 面積逐漸增加 , 緩沖較為均勻 , 沖擊力小 , 制動位置精度高。 如果曲線形節(jié)流溝槽 , 參數(shù)選擇得當(dāng) , 可以得到較為理想的等減速緩沖效果 . 2 ? 等減速緩沖效果的數(shù)學(xué)模型 通過對常見的緩沖方法分析研究 , 作者對節(jié)流溝槽緩沖裝置的方法 , 作為設(shè)計(jì)對象 , 因?yàn)樗槐赝饧涌刂苹芈?, 結(jié)構(gòu) 簡單。同時緩沖壓力不受單一結(jié)構(gòu)參數(shù)過分影響 , 緩沖過程 流動狀態(tài)明確 , 只要參數(shù)設(shè)計(jì)得當(dāng) , 設(shè)計(jì)出曲線形節(jié)流溝槽 , 可以得到近乎理想的等減速緩沖效果 , 然后對曲線形緩沖溝 槽利用算法進(jìn)行簡化 , 得出其它常見的方形 , 三角形等的節(jié) 流溝槽 , 故建立節(jié)流溝槽緩沖裝置的數(shù)學(xué)模型如下 : 對于節(jié)流溝槽緩沖裝置的緩沖過程分兩個階段 , 第一階 段為緩沖柱塞接近緩沖孔時 , 由它們構(gòu)成的節(jié)流阻尼作用 , 如圖 4所示。一般認(rèn)為當(dāng)其通流截面積等于緩沖孔的面積時 , 設(shè)緩沖孔直徑為 d, 柱塞離端蓋的距離為 x , 則得 ?dx = ? 4d2即 x =d4 時開始 , 到緩沖柱塞剛進(jìn)入緩沖孔時結(jié)束 , 活塞作 減速運(yùn)動。第二階段為緩沖柱塞進(jìn)入緩沖孔時開始 , 到緩沖柱塞行程到底為止 , 活塞作等減速運(yùn)動。如圖 3 所示。對于簡 單設(shè)計(jì)時 , 可把第一階段忽略。 設(shè)活塞及負(fù)載的當(dāng)量質(zhì)量為 m, 活塞與緩沖柱塞面積差 為 A, 減速過程的緩沖壓力為 p , 速度為 v , 則可建立運(yùn)動方程如下 : mv = Ap 設(shè)緩沖腔的排出流量為 q , 則由流量連續(xù)方程得 : q = vA 對于第一階段 , 活塞接近緩沖孔時的流量方程 。 q = CdA( x ) A( x ) = ?dx + nbh0 式中 ? Cd 流量系數(shù) n 節(jié)流溝槽數(shù) b 節(jié)流溝槽寬度 h0 節(jié)流溝槽初始時的槽深 由式 ( 1) 、式 ( 2) 、式 ( 3) 得微分方程組 ? x= v? v=?v 2A32Cdm( ?dx + nbh0)? 0 ? x ? d 由于 x = 0 時 , v = v0 , 故可對微分方程組 ( 4) 求解得 x = d時的 , v = v1。 對于第二階段 , 由于是等減速運(yùn)動 , 設(shè)緩沖柱塞進(jìn)入緩 沖孔的位移為 L , 等減加速度為 a0得 a = ? v = pAm= a0 , v 2 v 21= 2a0L 則通過節(jié)流溝槽的流量 q = CdA( L )2p? , A ( L ) = b 由式 ( 2) 、式 ( 5) 、式 ( 6) 得 h 與 L 的關(guān)系為 h = A( L)/b=A/Cd b?A/2ma0( v21 2a0L ) 1/ 2 3 ? 理想節(jié)流溝槽的簡化算法 由于得到的是理想節(jié)流溝槽是拋物線形 , 在加工上不太 方便 , 其使用受到限制。要想得到一般的方形槽或三角形槽 的節(jié)流溝槽 , 就需要進(jìn)行簡化。由于影響節(jié)流的主要因素是 截流面積。采用積分中值定理進(jìn)行簡化。 ( 1) 對于簡化成方形槽時 , 設(shè)槽深為 h? , 則得 : %L c0hL dL = h? lc , h? = %Lc0hLlcdL 2) 對于簡化成 n 段方形槽時 , 設(shè)第 i 段的節(jié)流溝槽槽深為 h( i) , 則得 : h( i ) = %i nlci 1nlhL / lc amp。 ndL ( 3) 對于簡化成三角槽時 , 設(shè)三角槽中點(diǎn)的槽深為方形 槽的槽深 h? , 傾角為 , 則得 : 4 ? 緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的程序流程 由于數(shù)學(xué)模型中的第一階段需要節(jié)流溝槽初始時的槽 深 h0 , 但 h0 要從第二階段的 h?L 的關(guān)系式中求得。故只能先 設(shè) v1 = v 0, 初算 h?L 的關(guān)系來求得 h0, 再進(jìn)行迭代計(jì)算進(jìn)行 設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)計(jì)算的算法和程序流程如圖 5 示 開始 讀入數(shù)據(jù) 設(shè) v1=v0,初算 hL,求得 h0， 是否簡單設(shè)計(jì) 求解微分方方程得到 V1 計(jì)算 hL 的關(guān)系并求 h0 最近 v1 的整值小于 v0 計(jì)算緩沖行程 Lc， hl 關(guān)系，及節(jié)流結(jié)構(gòu)圖形 簡化計(jì)算 輸出梯形槽參數(shù)及截流溝槽圖形結(jié)束 油缸的緩沖裝置 . 機(jī)械技術(shù) . 1984, ( 3) : 34~ 38. 朱華興 . 液壓系統(tǒng)最佳緩沖控制及其實(shí)施方法 . 機(jī)床 與液壓 , 1988, ( 5) : 26~ 29. 李玉琳主編 . 液壓元件與系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 北京 : 北京航空 航天大學(xué)出版社 , 1991, 172~ 175 許福玲 , 陳光明主編 . 液壓與氣壓傳動 . 北京 : 機(jī)械工 業(yè)出版社 , 1997, 67~ 68. 方平 . 500KV 操縱系統(tǒng)的緩沖仿真研究 . [ 碩士學(xué)位 論文 ] . 浙江大學(xué) , 1994. 十二 .結(jié)束語 本文所采用的挖掘機(jī)液壓油缸緩沖裝置的設(shè)計(jì)方法其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是端蓋緩沖孑 L 內(nèi)的導(dǎo)向套，具有良好的耐磨性，提高了端蓋和緩沖套的壽命；二是緩沖套外圓和端蓋緩沖孔內(nèi)孔配合間隙很小，緩沖效果好；三是該裝置結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了加工難度。
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