【正文】 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 1. 導(dǎo)向套 ⑴導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式、結(jié)構(gòu)見下表： 表 導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式 導(dǎo)向方式 備注說明 缸蓋導(dǎo)向 減少零件數(shù)量，裝配簡單，磨損相對較快 導(dǎo)向套導(dǎo)向 管通導(dǎo)向套 可利用壓力油潤滑導(dǎo)向套，并使其處于密封狀態(tài) 可拆導(dǎo)向套 容易拆卸，便于維修。 (六 ) 活塞 桿上的螺紋，一般應(yīng)按 6 級精度加工（如載荷較小，機(jī)械振動也較小時，允許按 7 級或 8 級精度制造）。 (四 ) 活塞桿 對 的徑向跳動公差值，應(yīng)為 。這里取 10 級精度。在這里只需調(diào)質(zhì)到 230HB 即可。本設(shè)計(jì)采用實(shí)心活塞桿，選用 45 號鋼。 3. 活塞桿結(jié)構(gòu) 活塞桿有實(shí)心和空心兩種。 2. 端部尺寸 如圖，為內(nèi)螺紋聯(lián)接簡圖。 活塞桿 1. 端部結(jié)構(gòu) 活塞桿的端部結(jié)構(gòu)分為外螺紋、內(nèi)螺紋、單耳環(huán)、雙耳環(huán)、球頭、柱銷等多種形式。物流液壓升降臺的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請與我聯(lián)系 ： 877764463） 31 表 常用的密封結(jié)構(gòu) 密封形式 備注說明 間隙密封 用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封 活塞環(huán)密封 適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長的活塞密封 1 O 型密封圈密封 密封性能好，摩擦系數(shù)?。话惭b空間小，廣泛用于固定密封和運(yùn)動密封 Y 型密封圈密封 用在 20MPa 下、往復(fù)運(yùn)動速度較高的液壓缸密封 結(jié)合本設(shè)計(jì)所需要求， 采用 O 型密封圈密封比較合適。 活塞 1. 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式見下表 表 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 聯(lián)接方式 備注說明 整體聯(lián)接 用于工作壓力較大而活塞直徑又 較小的情況 螺紋聯(lián)接 常用的聯(lián)接方式 半環(huán)聯(lián)接 用于工作壓力、機(jī)械振動較大的情況下 這里采用螺紋聯(lián)接。 (五 ) 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時，孔徑或軸徑的中心線對缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按 9 級精度選取。 (三 ) 缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級精度選取。且均 需衍磨。 3. 缸體的技術(shù)要求 (一 ) 缸體內(nèi)徑采用 H 9 配合。鑄剛可采用 ZG35B 等材料，鑄鐵可采用HT200~HT350 之間的幾個牌號或球墨鑄鐵。一般情況下，均采用 45 號鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB。因 20 號鋼的機(jī)械性能略低，且物流液壓升降臺的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請與我聯(lián)系 ： 877764463） 30 不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。主要用于柱塞式液壓缸。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。初設(shè)計(jì)時，按經(jīng)驗(yàn)公式 4vpV aQ Q?? m3選取。 查找手冊 P37135 選擇 CBFA 型齒輪泵，其參數(shù)如下表 表 CBFA 型齒輪泵參數(shù)表 型號 排量 壓 力 轉(zhuǎn) 速 特點(diǎn) 生產(chǎn)廠 額定 最高 額定 最高 CB AF 10~40 16 20 1800 2400 鋁合金殼體，可作雙聯(lián)泵 榆次液壓件廠 （ 4） 確定液壓泵的驅(qū)動功率 在工作中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，則 310PPPpQP kW??， （ 2） 物流液壓升降臺的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請與我聯(lián)系 ： 877764463） 29 其中 ： P? —— 液壓 泵的總效率，參考下表選擇 P? = 表 液壓 泵的總效率表 液壓泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 ~ ~ ~ ~ 則 4331 5 . 8 8 . 1 4 1 0 1 8 . 41 0 1 0 0 . 7PP PpQP k W????? ? ??，據(jù)此可選擇合適的電機(jī)型號。 即 ? ? ?MPa 物流液壓升降臺的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請與我聯(lián)系 ： 877764463） 28 二、 確定液壓泵的流量 pQ maxpQ KQ? （ 1） 式中： K—— 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 ~，這里取 maxQ —— 液壓缸的最大流量，對于在工作中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還需加上溢流閥的最小溢流量，一般取 ? 104 m3/s 在前面已經(jīng)初步選定臺面速度變化量 v? =， 我們就設(shè)定臺面起升的最大速度 ? ，則活塞的運(yùn)動速度應(yīng)用公式 22 2 c o s 2 s i n ( )2 c o sya l a lvvl ? ? ? ??? ? ? ??， 0 = /syvv? （這是在臺面剛剛起升狀態(tài)時， 5?? ） 3 4 3012 2 0 . 0 4 7 . 8 5 1 0 6 . 2 8 1 0 /Q v A m s??? ? ? ? ? ? ? 所以 4 4 4 3m a x 1 . 2 ( 6 . 2 8 1 0 0 . 5 1 0 ) 8 . 1 4 1 0 /PQ K Q m s? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? （ 3） 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的和值，按系統(tǒng)中擬訂的液壓泵的形式，從手冊中選擇相應(yīng)的液壓泵產(chǎn)品。初算可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛唵巍⒘魉俨淮蟮娜?~；管路復(fù)雜，進(jìn)油口有調(diào)速閥的，取 ~ Mpa。 查表 3779 可以查得液壓缸長度不得小于 3 6 5 3 6 5 4 4 0 8 0 5X C s m m? ? ? ? ? ?，實(shí)際長度滿足要求。 當(dāng)活塞桿處于完全收縮狀態(tài)時，液壓缸的長度就等于 0d ，選定液壓缸長度為1320mm。 再計(jì)算一下平臺上升的最大高度，這里設(shè)上升至最大高度的 30?? ，計(jì)算得出最大高度 H=。 （ 2）計(jì)算活塞桿的行程 當(dāng)平臺處于最低位置 0 5?? 時，此時活塞桿應(yīng)處于完全收縮狀態(tài) ,液壓缸的長度為最小值 0d ， 220 2 c o s 2d a l a l ?? ? ?=1320mm。液壓缸的直徑 D 和活塞桿徑 d 的計(jì)算值要按國家標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，如與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸參數(shù)相近，最好選用國產(chǎn)液壓缸，免于自行設(shè)計(jì)加工。即 21 222A DA D d? ??? 如按工作壓力應(yīng)選取 d/D=，則相應(yīng)的速度比 ? =2，由于活塞不受拉力作用，所以活塞桿收縮時可以適當(dāng)提高其速度， ? =2 也是完全可以的。一般液壓缸在收壓狀態(tài)下工作時，其活塞面積為： 211 1F p AA p?? 用運(yùn)此公式須事先確定 1A 與 2A 的關(guān)系，或是活塞桿徑 d 與活塞直徑 D 的關(guān)系，令桿徑比 ? =d/D，其比值可按下表選取。 表 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械 液 壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械 磨床 組合 機(jī)床 龍門 刨床 拉床 工作壓力MPa ~ 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 （ 1）液壓缸的相關(guān)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸 液壓缸有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)見圖所示： 物流液壓升降臺的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請與我聯(lián)系 ： 877764463） 25 （ a）活塞桿受壓狀態(tài)，（ b）活塞桿受拉狀態(tài)。一般來說，對于固定尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選的高一些。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等限制。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁過濾或其他形式濾油器。 對于 油液的凈化：油液的凈化裝置在液壓源中是必不可少的。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況下，則采用多泵供油或變量泵供油。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。型號說明： P37180 液 壓源系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源提供，液壓源的核心是液壓泵。 缸蓋聯(lián)接的類型 按缸蓋與缸體的聯(lián)接方式，可分為外螺紋聯(lián)接式、內(nèi)卡鍵聯(lián)接式及法蘭聯(lián)接式三種。 確定液壓缸的安裝方式 工程液壓缸均為雙作用單活塞式液壓缸，安裝方式多采用耳環(huán)型。其特點(diǎn)：活塞雙向運(yùn)動產(chǎn)生推、拉力。 確定液壓缸的類型 工程液壓缸主要用于工程機(jī)械、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及礦山機(jī)械的液壓系統(tǒng)。還有一種運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，小角度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動用液壓缸來實(shí)現(xiàn)，其運(yùn)動比較平穩(wěn)，長行程的直線運(yùn)動可以用液壓馬達(dá)來完成。 表 液壓缸或液壓泵的比較 名 稱 特 點(diǎn) 適 用 場 合 雙活塞桿液壓缸 雙向?qū)ΨQ 雙作用往復(fù)運(yùn)動 單活塞桿液壓缸 有效工作面積大、雙向不對稱 往返不對稱的直線運(yùn)動，差動連接可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)， A1=2A2 往返速物流液壓升降臺的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請與我聯(lián)系 ： 877764463） 22 度相等 柱塞缸 結(jié)構(gòu)簡單 單向工作，靠重力或其他外力返回 擺動缸 單葉片式轉(zhuǎn)角小于 360 度 雙葉片式轉(zhuǎn)角小于 180 度 小于 360 度的擺動 小于 180 度的擺動 齒輪泵 結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜 高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn) 運(yùn)動 葉片泵 體積小，轉(zhuǎn)動慣量小 高轉(zhuǎn)速低扭矩動作靈敏的回轉(zhuǎn)運(yùn)動 擺線齒輪泵 體積小，輸出扭矩大 低速，小功率，大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動 軸向柱塞泵 運(yùn)動平穩(wěn)、扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬 大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動 徑向柱塞泵 轉(zhuǎn)速低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出大扭矩 低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動 注： A1—— 無桿腔的活塞面積 A2—— 有無桿腔的活塞面積 對于本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單純并且簡單直線及回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，可以采用齒輪式液壓泵及雙活塞桿液壓缸，這樣不僅簡化液壓系統(tǒng)降低設(shè)備成本，而且能改善運(yùn)動機(jī)構(gòu)的性能和液壓執(zhí)行元件 的載荷狀況。最大起升高度略大于一人高度； 4. 運(yùn)動平穩(wěn)性好 5. 人工控制操作，按鈕啟動控制升降； 6. 工作環(huán)境要求：不宜在多沙石地面、木板磚板地面等非牢固地面進(jìn)行操作，不宜在有坡度或有坑洼的地面進(jìn)行操作，不宜在過度寒冷的室外進(jìn)行操作； 7. 性能可靠，成本低廉，便于移動，無其他附屬功能及特殊功能 制定液壓系統(tǒng)的基本方案 確定液壓執(zhí)行元件的形式 液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液 壓泵。 還有設(shè)計(jì) 剪叉式升降平臺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)注意的問題物流液壓升降臺的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請與我聯(lián)系 ： 877764463） 21 第三章液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 明確設(shè)計(jì)要求 制定基本方案 設(shè)計(jì)之前先確定設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本情況，再根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定基本方案。由于這樣平均每個液壓缸承受的臺面載荷僅為 9800N，所以采用左側(cè)布置液壓缸是完全可以的 。為此，可以選擇采用雙升降臺同步舉升并采用共同底板物流液壓升降臺的設(shè)計(jì) （需要圖紙及其他附件請與我聯(lián)系 ： 877764463） 20 的方式以滿足要求，此布置方案需要兩個液壓缸， 16 根支撐桿舉升。為了工 作安全起見，要求舉升機(jī)在各高度上工作時都應(yīng)自鎖，完工后可原速或緩速下降，在空載時也可實(shí)現(xiàn)快速下降，這在下面的液壓系統(tǒng)回路分析中會探討到。為了使舉升機(jī)使用范圍廣泛，載荷更具有代表性，本設(shè)計(jì)首先建立了一個轎車模型，它的有關(guān)參數(shù)是：車自重, 寬 ,高 ,軸距 。 圖 211 參數(shù)轉(zhuǎn)化過程 那么首先我們就要計(jì)算一下這樣的設(shè)計(jì)方案所采用的液壓缸的各項(xiàng)參數(shù)，然后再根據(jù)已求得的各項(xiàng)參數(shù)來具體確定一下此方案是否合理。為了彌補(bǔ)在速度方面的不足，以及減小舉升及整體的體積，可以考慮采用雙級支撐桿共同舉升平臺以達(dá)到提升速度的目的。綜合以上考慮，可以初步設(shè)想采用液壓缸布置在左側(cè)的方案。 如果載荷量不是很大的話（即載荷量 W），這時 可以考慮采用左側(cè)的布置方案，因?yàn)檫@樣可以縮短液壓缸的伸長長度。當(dāng)起始角為最小值 0? 、 0? 時，活塞推力為最大值 0P 。 實(shí)例計(jì)算 根據(jù)以上分析結(jié)果，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行對比計(jì)算，實(shí)例結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，其中左右兩側(cè)分別為兩種布置情況?？梢?，活塞推力的減小是以活塞速度的提高為代價換來的。 如圖： 圖 這里仍用瞬時速度中心法來求解活塞運(yùn)動速度。在液壓缸最高工作壓力限定的情況下，這將使得所用的液壓缸的直徑增大，以致在折合后的剪叉機(jī)構(gòu)中難以布置；或采用兩個直徑較小的液壓缸取代一個大直徑的液壓缸，不過這將增加一對液壓缸的支座，同時帶來機(jī)械加工、液壓缸安裝以及液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，加大了整個裝置的成本。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是液壓缸的有效行程比較短，這在臺面升程范圍比 較大的場合較為適用。根據(jù)文獻(xiàn)《甘肅大學(xué)學(xué)報》的有關(guān)液壓缸驅(qū)動剪叉機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)分析一章，得知在這種布置方式的情況下，如圖： 圖 液壓缸布置在左側(cè) 液壓缸活塞運(yùn)動速度與臺面升降速度的關(guān)系式為 ? ?22 2 c o s 2 s i n2 c o s ya l a lvvl ? ? ? ??? ? ? ?? （ 1） 活塞推力與臺面荷重的關(guān)系式為