【正文】 圖中尺寸d和D是Y形密封圈的公稱外徑和內(nèi)徑形密封圈分為等高唇和不等高唇兩種 Y形密封圈的應(yīng)用如圖67 a 所示是依靠密封圈的兩唇邊和軸或孔的表面相接觸而起密封作用如圖67 b 所示隨著工作油壓升高兩唇的張開力也增大使密封圈唇邊和軸或孔的表面貼得更緊密封效果好并能補(bǔ)償磨損的影響a 在液壓缸中的應(yīng)用 b 工作原理圖67 Y型密封圈的應(yīng)用④V 型密封圈V形密封圈主要用于壓力較高如油壓機(jī)和更換密封圈較困難的場(chǎng)合在相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不太高的活塞桿處常常使用這種密封圈圖68 V型密封圈圖69 V型密封圈的應(yīng)用使用V形密封圈的優(yōu)點(diǎn)有1適宜在工作壓力小于50MPa溫度在4880℃條件下工作安裝時(shí)也應(yīng)注意方向即密封環(huán)的開口應(yīng)面向壓力2密封性能好壽命長(zhǎng)若有泄漏只要重新壓緊就可繼續(xù)使用 3可用于活塞密封也可用于活塞桿密封缺點(diǎn)1摩擦阻力大 2調(diào)整困難如調(diào)整不當(dāng)可能會(huì)引起爬行因此安裝時(shí)應(yīng)仔細(xì)調(diào)整不可使摩擦力過大3安裝尺寸大并有安裝方向要求4結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本較高⑤格來圈和斯特封格來圈和斯特封在液壓行業(yè)已經(jīng)使用多年主要用于液壓缸的滑動(dòng)密封系統(tǒng)無論是活塞還是活塞桿均獲得了良好的評(píng)價(jià)格來圈和斯特封均由2個(gè)元件組成格來圈屬于滑環(huán)式O形密封圈組合密封裝置由1個(gè)滑環(huán)和1個(gè)提供彈性預(yù)壓力的O形密封圈組成斯特封屬于支持環(huán) 形密封幽組合密封裝置由1個(gè)支持環(huán)和1個(gè)提供彈性預(yù)壓力的O形密封幽組成格來圈和斯特封都有孔用密封圈和軸用密封圈2種類型 按照我國的國家標(biāo)準(zhǔn)格來幽屬于方形同軸密封稱作方形圈斯特封屬于階梯同軸密封稱作階梯形圈格來圈和斯特封的區(qū)別在于格來圈是雙作用密封圈而斯特封是單作用密封圈它的支持環(huán)與被密封件之間為線接觸密封工作原理類似于唇形密封格來幽的滑環(huán)和斯特封的支持環(huán)為滿足不同的使用要求有著不同的材料通常應(yīng)用的是填充聚四氟乙烯填充聚四氟乙烯就是在聚四氟乙烯中加人玻璃絲碳粉礦物纖維合成纖維石墨青銅粉或二硫化鉬等填充劑和添加劑后形成的不同性能的復(fù)合材料適用于不同的液壓介質(zhì)和不同的工作環(huán)境與工作條件滿足不同的工作要求格來圈和斯特封有著良好的密封性能在沒有任何一種密封圈可以達(dá)到完全密封的情況下格來圈和斯特封在低摩擦阻力的狀況下也可以使泄漏量控制到極佳狀態(tài)而且在應(yīng)用前后2組串聯(lián)斯特封的情況下幾乎可以達(dá)到完全密封的境界除此之外格來圈和斯特封還有著下列優(yōu)點(diǎn)1 低摩擦阻力且動(dòng)靜摩擦力幾乎相等是O形密封圈的1／2～1／4可以消除低速低壓下的液壓缸爬行現(xiàn)象2 動(dòng)靜態(tài)密封效果均相當(dāng)良好3 在有無潤滑的情況下密封性能均佳可以用作無油潤滑密封4 工作條件適應(yīng)性強(qiáng)耐高壓可達(dá)300MPa工作溫度范圍為一60℃ ～300℃ 速度可達(dá)15m／s5 工作壽命長(zhǎng)動(dòng)態(tài)密封壽命比常規(guī)橡膠密封幽制品最高可達(dá)數(shù)十倍在某些情況下可與密封基體同壽命6 在惡劣的環(huán)境條件下保持密封狀態(tài)而不變形幾乎可以抵抗所有的化學(xué)物品吸水率僅為0．01％．在陽光曝曬和臭氧條件下幾乎不影響壽命通過對(duì)比比較綜合考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用等各方面因素主液壓缸活塞與活塞桿之間的連接選用O型密封圈密封活塞與缸筒之間選用格來圈密封活塞桿與缸蓋之間的采用3個(gè)Y型密封圈來密封缸底缸頭缸蓋與缸內(nèi)腔的密封均采用O型密封圈密封拉推爪缸的活塞與缸筒的采用格來圈密封缸底缸蓋采用O型密封圈密封7 液壓站的設(shè)計(jì)71725種主要形式特點(diǎn)是油路直接作在輔助元件或液壓閥閥體上省去了大量管件結(jié)構(gòu)緊湊組裝方便外形整齊美觀安裝位置靈活油路通道短壓力損失較小不易泄漏在設(shè)計(jì)中考慮到閥的數(shù)量不多液壓系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單通過分析擬選用無管集成裝置中的塊式集成塊式集成是按典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路做成通用化的六面體油路塊集成塊通常其四周除一面安裝通向液壓執(zhí)行器液壓缸或液壓馬達(dá)的管接頭外其余三面安裝標(biāo)準(zhǔn)的板式的液壓閥及少量的疊加閥或插裝閥這些液壓閥之間的油路聯(lián)系由油路塊內(nèi)部的通道孔實(shí)現(xiàn)塊的上下兩面為塊式疊積結(jié)合面布有上下公用壓力油孔及塊間連接螺栓孔塊與塊之間螺栓緊固后通過公用油孔即能實(shí)現(xiàn)其功能73液壓集成塊的設(shè)計(jì)成塊單元回路圖 集成塊單元回路圖實(shí)質(zhì)上是液壓系統(tǒng)原理圖的一個(gè)等效轉(zhuǎn)換它是設(shè)計(jì)塊式集成液壓控制裝置的基礎(chǔ)也是設(shè)計(jì)集成塊的依據(jù) 首先將液壓系統(tǒng)原理圖的公用油路集中引至系統(tǒng)圖的一邊如公用進(jìn)油路公用回油路然后根據(jù)執(zhí)行器動(dòng)作功能及需要將系統(tǒng)分解為3個(gè)若干單元回路最后將油路按集成塊的要求聯(lián)系起來如下圖71 圖71 集成塊單元回路圖的設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)現(xiàn)在設(shè)計(jì)三個(gè)集成塊和一個(gè)底塊并將其用四個(gè)螺釘緊固在液壓油箱上再根據(jù)上面的集成塊油路圖將各液壓元件分別固定在各集成塊上具體分布為在第一個(gè)集成塊上固定單向閥和卸載回路的先導(dǎo)式溢流閥二位二通的電磁閥在第二個(gè)集成塊上固定主液壓缸進(jìn)油路回油路上的三位四通電磁閥二位三通電磁閥和節(jié)流閥在第三個(gè)集成塊上固定拉推爪缸油路上的減壓閥和二位二通電磁閥同時(shí)在頂端固定液壓表其分布如下圖7272 液壓元件分布圖74液壓動(dòng)力源裝置的設(shè)計(jì)液壓動(dòng)力源一般由液壓泵組油箱組件控溫組件過濾器組件和蓄能器組件等5個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成各組件的作用見下表71表7172表72上置式與非上置式液壓動(dòng)力源裝置的綜合比較項(xiàng)目 上置立式 上置臥式 非上置式 振動(dòng) 較大 較大 小 占地面積 小 小 較大 清洗油箱 較麻煩 較麻煩 容易 漏洞收集 方便 需另調(diào)滴油盤 需另調(diào)滴油盤 液壓泵工作條件 泵浸在油中工作條件好 一般 好 液壓泵安裝要求 泵與電機(jī)有同軸度要求 泵與電機(jī)有同軸度要求需考慮液壓泵的吸油高度吸油管秘泵的連接處密封要求嚴(yán)格 泵與電動(dòng)機(jī)有同軸度要求吸油管與泵的連接處密封要求嚴(yán)格 應(yīng)用 中小型液壓站 中小型液壓站 較大型液壓站 在設(shè)計(jì)中考慮到拆卸機(jī)工作環(huán)境較差等各方面要求綜合上面的比較敘述選用立式動(dòng)力源75液壓油箱的設(shè)計(jì)箱的用途 油箱在液壓系統(tǒng)中是輔助元件之一它的主要用途有①儲(chǔ)存必要數(shù)量的油液以滿足液壓系統(tǒng)正常工作所需要的流量②散發(fā)熱量油液經(jīng)過一個(gè)工作循環(huán)后由于摩擦生熱油溫升高油液可回到油箱中進(jìn)行冷卻使油液溫度控制在適當(dāng)范圍內(nèi)③可逸出油中空氣清潔油液油液經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后不但油溫升高還會(huì)產(chǎn)生氣泡污物因此可在油箱中溢出氣體及沉淀雜質(zhì)箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn) ①油箱必須有足夠大的容積一方面盡可能地滿足散熱的要求另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)而工作時(shí)又能保持適當(dāng)?shù)囊何虎谖凸芗盎赜凸軕?yīng)插入最液面以下以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡管口與箱底箱壁距離一般不小于管徑的3倍吸油管可安裝100um左右的的網(wǎng)式或線隙式過濾器安裝位置要便于裝卸和清洗過濾器回油口要斜切角的并面向箱壁以防止回油沖擊油箱底部的沉積物同時(shí)也有利于散熱③吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠(yuǎn)些之間應(yīng)設(shè)置隔板以加大液流循環(huán)的途徑這樣能提高散熱分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果隔板高度為液面高度的2334④為了保持油液清潔油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板蓋板上應(yīng)裝有空氣濾清器注油及通氣一般都由一個(gè)空氣過濾器來完成為便于放油和清理箱底要有一定的斜度并在最低處設(shè)置放油閥對(duì)于不易開蓋的油箱要設(shè)置清洗孔以便于油箱內(nèi)部的清理⑤油箱底部應(yīng)距離地面150mm以上以便于搬運(yùn)放油和散熱在油箱的適當(dāng)位置要設(shè)置吊耳以便于吊運(yùn)還要設(shè)置液位計(jì)以監(jiān)視液位⑥對(duì)油箱內(nèi)表面的防腐處理要給予充分的注意常用的方法有1 酸洗后磷化適用于所的介質(zhì)但受酸洗的磷化槽限制油箱不能太大2噴丸后直接涂防銹油適用于一般礦物油和合成液壓油不適合含水液壓油因不受處理?xiàng)l件限制大型油箱較多采用此方法3噴砂后熱噴涂氧化鋁適用于除水乙二醇外的所有介質(zhì)4噴砂后進(jìn)行噴塑適用于所有介質(zhì)但受烘干設(shè)備限制油箱不能太大考慮油箱內(nèi)表面的防腐處理時(shí)不但要顧及與介質(zhì)的相容性還要考慮處理后的可加工性制造到投入使用的時(shí)間間隔以及經(jīng)濟(jì)性條件允許時(shí)采用不銹鋼制油箱無疑是最理想的選擇 液壓油箱的結(jié)構(gòu)根據(jù)以上的設(shè)計(jì)要點(diǎn)現(xiàn)設(shè)計(jì)油箱的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖63主要由1沉淀物雜質(zhì)隔板2油箱主體3放油塞4回油管5液位計(jì)6蓋板7泡沫隔板8空氣濾清器和9清洗口 圖73 油箱結(jié)構(gòu)圖壓油箱容積初設(shè)計(jì)液壓油箱容量時(shí)可由文獻(xiàn)[2]經(jīng)驗(yàn)公式23431來確定待系統(tǒng)穩(wěn)定后再按散熱的要求進(jìn)行校核油箱容量為 式 71 式中 液壓油箱的容積L液壓泵的總額定流量Lmin 與液壓系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)查《手冊(cè)》表23411取因設(shè)計(jì)中需將在籍助油箱頂蓋安放液壓泵及電動(dòng)機(jī)和液壓閥集成裝置現(xiàn)取 6由文獻(xiàn)[2]2391油箱公稱容量系列選用容量為40L的油箱考慮到油箱不可能全部裝滿油且油箱底部是斜面設(shè)計(jì)故油箱的實(shí)際容油量應(yīng)該大于40L參考文獻(xiàn)[4]表45標(biāo)準(zhǔn)油箱的外形尺寸現(xiàn)取油箱高410mm長(zhǎng)500mm寬400mm近似油深度240mm下端固定孔直徑為14mm76電路自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)動(dòng)作順序設(shè)計(jì)根據(jù)液壓缸的動(dòng)作先后順序設(shè)計(jì)電磁鐵動(dòng)作順序如下表表73 電磁鐵狀態(tài)表信號(hào)來源 動(dòng)作名稱 電磁鐵工作狀態(tài) 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 按下啟動(dòng)按鈕SB1 工作缸快進(jìn) 壓下行程開關(guān)ST1 拉爪缸伸展 時(shí)間延遲 工進(jìn) 壓下行程開關(guān)ST2 工退 按下卸載開關(guān)SB2 卸載拉爪缸收縮 控制電路的設(shè)計(jì)根據(jù)電磁鐵動(dòng)作的順序表要求動(dòng)作過程為①閉合總開關(guān)SB后電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)泵開始工作 ②按下開關(guān)SB1K2得電后自鎖同時(shí)K3也得電所以電磁閥2YA3YA得電進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工作缸開始快進(jìn)③當(dāng)快進(jìn)至壓下行程開關(guān)ST1后K5得電進(jìn)而自鎖同時(shí)時(shí)間繼電器器KT開時(shí)計(jì)時(shí)K2K3也同時(shí)失電所以電磁閥5YA得電進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了工作缸快進(jìn)停止拉推爪的伸開④當(dāng)時(shí)間繼電器KT計(jì)時(shí)到6秒KT開關(guān)閉合帶動(dòng)K2又得電所以K5也繼續(xù)得電進(jìn)而電磁閥2YA5YA處于得電進(jìn)而開始了工作缸的工進(jìn)⑤當(dāng)工進(jìn)至壓下行程開關(guān)ST2K1得電時(shí)間繼電器KT斷電K2也斷電所以電磁閥1YA5YA處于得電進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了工作缸工進(jìn)停止開始工退⑥當(dāng)工作缸工退至適當(dāng)位置按下開關(guān)SB2K4得電K1K5也斷電所以此時(shí)4YA得電其余電磁閥都斷電進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了工退停止拉推爪收縮整個(gè)回路處于卸載狀態(tài)由上敘述設(shè)計(jì)電路控制圖如下圖74 圖74 控制電路圖77液壓站總圖的設(shè)計(jì)和繪制液壓站總圖是液壓控制裝置液壓泵組和油箱總成為一體的外形圖液壓站總圖表達(dá)了各部件零件的安裝位置連接關(guān)系等等液壓站總圖見CAD圖紙YGH00018 機(jī)架的設(shè)計(jì)81結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)架的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求均采用焊接方法構(gòu)成將車輪軸承外圈拆卸掉首先應(yīng)選用兩根鋼管作支柱然后設(shè)計(jì)一個(gè)車輪容腔以實(shí)現(xiàn)上下定位和一個(gè)由鋼板組成的箱形結(jié)構(gòu)來吊裝液壓缸再設(shè)計(jì)一個(gè)用于安裝的底座最后為增強(qiáng)拆卸剛度加用筋板以輔助這樣即可達(dá)到設(shè)計(jì)目的根據(jù)文獻(xiàn)[11]選用兩根外徑為140mm內(nèi)徑為20mm的液壓支柱用熱軋無縫鋼管鋼板選用碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板Q235D其厚度為10mm根據(jù)敘述設(shè)計(jì)機(jī)架示意圖如下圖81 機(jī)架示意圖82焊縫強(qiáng)度的驗(yàn)算出于經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方面考慮采用手工電弧焊選用普通碳鋼焊條E4303由文獻(xiàn)[8]表73得焊縫許用應(yīng)力為180Mpa由于上鋼板受拉爪產(chǎn)生的拉力和拉爪的沖擊力而下鋼板除了受此二力外還受到車輪自重產(chǎn)生的壓力所以下鋼板比上鋼板更危險(xiǎn)故在此只需校檢下鋼板的焊縫強(qiáng)度即可由于拉推爪工進(jìn)工退的速度很小僅為1mms且拉推爪質(zhì)量較小所以其產(chǎn)生的沖擊力可以忽略不計(jì) 當(dāng)拉爪推下鋼板時(shí)鋼板上受力范圍在車輪和鋼板的圓接觸圈內(nèi)為簡(jiǎn)化計(jì)算把壓力看成是均勻地分布在接觸范圍內(nèi)其示意圖如下圖82圖82 焊縫受力示意圖根據(jù)車輪圖紙得所拆卸的車輪質(zhì)量為224中Kg則由文獻(xiàn)[8]表72得強(qiáng)度校核公式為 式 81 式中 焊縫所受的靜載應(yīng)力 M焊縫所受的最大彎矩 焊縫長(zhǎng)度由于焊縫長(zhǎng)度約為鋼管周長(zhǎng)的一半所以 D鋼管直徑 鋼板厚度焊縫的許用應(yīng)力由文獻(xiàn)[8]表73得焊縫許用應(yīng)力為180Mpa所以因此焊縫強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求9．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．北京．．．．李慶余張佳．機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M] 北京．．．LIU xiao qin．English on Modern Manufacturing Technology Practical Course Science and technology university publisher in HUA ZHONG2001．RaoGuthikonda V Microprocessors and micro puter system Van Nostrand Rei