【正文】 17 / 17。行程較長時，可采用柱塞缸，以減少加工的困難；行程較長但負(fù)載不大時，也可考慮采用一些傳動裝置來擴(kuò)大行程。如：機(jī)器的往復(fù)直線運(yùn)動直接采用液壓缸來實現(xiàn)是最簡單又方便的。在設(shè)計液壓缸時，正確選擇液壓缸的類型是所有設(shè)計計算的前提?？傊簤焊椎脑O(shè)計內(nèi)容不是一成不變的，根據(jù)具體的情況有些設(shè)計內(nèi)容可不做或少做，也可增大一些新的內(nèi)容。如泄漏嚴(yán)重，不僅降低液壓缸的工作效率，甚至?xí)蛊洳荒苷９ぷ?如滿足不了負(fù)載力和運(yùn)動速度要求等)。(6)要保證密封可靠，防塵良好。(4)液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、加工、裝配和維修方便。如沖擊載荷使活塞桿壓縮。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定位。(3)正確確定液壓缸的安裝、固定方式。所以，在設(shè)計液壓缸時，必須注意以下幾點：(1)盡量使液壓缸的活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的穩(wěn)定性(2)考慮液壓缸行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題。 液壓缸的設(shè)計和使用正確與否，直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。式(442)中等號右邊第一項為高壓腔中的液壓能，第二項為工作部件的動能，第三項為摩擦能。緩沖計算中如發(fā)現(xiàn)工作腔中的液壓能和工作部件的動能不能全部被緩沖腔所吸收時，制動中就可能產(chǎn)生活塞和缸蓋相碰現(xiàn)象。Fk的值與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長度以及缸的安裝方式等因素有關(guān)，驗算可按材料力學(xué)有關(guān)公式進(jìn)行。 活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時，其直徑d一般不小于長度L的1/15。(3)液壓缸蓋固定螺栓直徑校核。(2)活塞桿直徑校核。［σ］為缸筒材料的許用應(yīng)力，［σ］=σb/n,σb為材料的抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。缸筒壁厚校核時分薄壁和厚壁兩種情況，當(dāng)D/δ≥10時為薄壁，壁厚按下式進(jìn)行校核：δ＞=ptD/2［σ］ (437)式中：D為缸筒內(nèi)徑；pt為缸筒試驗壓力，當(dāng)缸的額定壓力pn≤16MPa時，取pt=，pn為缸生產(chǎn)時的試驗壓力。 對液壓缸的缸筒壁厚δ、活塞桿直徑d和缸蓋固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。一般導(dǎo)向套滑動面的長度A，在D＜80mm時取A=()D,在D＞80mm時取A=()d；活塞的寬度B則取B=()D。圖419油缸的導(dǎo)向長度K—隔套對于一般的液壓缸，其最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足下式：H≥L/20+D/2 (435)式中：L為液壓缸最大工作行程(m)。當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到導(dǎo)向套滑動面中點的距離稱為最小導(dǎo)向長度H(如圖419所示)。另外，液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸還有最小導(dǎo)向長度H。M為活塞桿密封長度，由密封方式定；C為其他長度。缸筒長度L由最大工作行程長度加上各種結(jié)構(gòu)需要來確定，即：L=l+B+A+M+C式中：l為活塞的最大工作行程；B為活塞寬度，一般為()D。若速度比為λv，則該處應(yīng)有一個帶根號的式子： (434)也可根據(jù)活塞桿受力狀況來確定，一般為受拉力作用時，d=～。(2)活塞桿外徑d。液壓缸的缸筒內(nèi)徑D是根據(jù)負(fù)載的大小來選定工作壓力或往返運(yùn)動速度比，求得液壓缸的有效工作面積，從而得到缸筒內(nèi)徑D，再從GB2348—80標(biāo)準(zhǔn)中選取最近的標(biāo)準(zhǔn)值作為所設(shè)計的缸筒內(nèi)徑。：缸筒內(nèi)徑D、活塞桿外徑d和缸筒長度L。(5)繪制裝配圖、零件圖、編寫設(shè)計說明書。(3)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的計算和校核。(1)選擇液壓缸的類型和各部分結(jié)構(gòu)形式。圖418放氣裝置1—缸蓋2—放氣小孔3—缸體4—活塞桿三、液壓缸的設(shè)計和計算液壓缸是液壓傳動的執(zhí)行元件，它和主機(jī)工作機(jī)構(gòu)有直接的聯(lián)系，對于不同的機(jī)種和機(jī)構(gòu)，液壓缸具有不同的用途和工作要求。 液壓缸在安裝過程中或長時間停放重新工作時，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。如圖417(c)所示，在緩沖柱塞上開有三角槽，隨著柱塞逐漸進(jìn)入配合孔中，其節(jié)流面積越來越小，解決了在行程最后階段緩沖作用過弱的問題。當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只能經(jīng)節(jié)流閥1排出，如圖417(b)所示。如圖417(a)所示，當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入與其相配的缸蓋上的內(nèi)孔時，孔中的液壓油只能通過間隙δ排出，使活塞速度降低。 液壓缸一般都設(shè)置緩沖裝置，特別是對大型、高速或要求高的液壓缸，為了防止活塞在行程終點時和缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊，則必須設(shè)置緩沖裝置。對于活塞桿外伸部分來說，由于它很容易把臟物帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。圖416(c)、圖416(d)所示為密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動配合面之間來防止泄漏。這種材料 圖415常見的活塞組件結(jié)構(gòu)形式它的結(jié)構(gòu)簡單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無法恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對運(yùn)動速度較高的缸筒和活塞間使用。圖416(a)所示為間隙密封，它依靠運(yùn)動間的微小間隙來防止泄漏。(3)密封裝置。圖415(d)所示是一種徑向銷式連接結(jié)構(gòu)，用錐銷1把活塞2固連在活塞桿3上。圖415(b)中活塞桿5上開有一個環(huán)形槽，槽內(nèi)裝有兩個半圓環(huán)3以夾緊活塞4，半環(huán)3由軸套2套住，而軸套2的軸向位置用彈簧卡圈1來固定。螺紋連接雖然結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車螺紋將削弱其強(qiáng)度。圖415所示為幾種常見的活塞與活塞桿的連接形式?？梢园讯绦谐痰囊簤焊椎幕钊麠U與活塞做成一體，這是最簡單的形式。圖414(e)所示為焊接連接式，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，但缸底處內(nèi)徑不易加工，且可能引起變形。圖414(c)所示為螺紋連接式，它的缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時要求保證內(nèi)外徑同心，裝拆要使用專用工具，它的外形尺寸和重量都較小，常用于無縫鋼管或鑄鋼制的缸筒上。圖414(a)所示為法蘭連接式，結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和重量都較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。工作壓力p＜10MPa時，使用鑄鐵；p＜20MPa時，使用無縫鋼管；p＞20MPa時，使用鑄鋼或鍛鋼。(1)缸筒和缸蓋。為了排除液壓缸中剩留的空氣，缸蓋上設(shè)置有排氣孔5和14，經(jīng)導(dǎo)向套環(huán)槽的側(cè)面孔道(圖中未畫出)引出與排氣閥相連?；钊c缸筒之間、缸蓋與活塞桿之間以及缸蓋與缸筒之間分別用O形圈V形圈4和17和紙墊13和23進(jìn)行密封，以防止油液的內(nèi)、外泄漏。空心活塞桿的一端用堵頭2堵死，并通過錐銷9和22與活塞8相連。由于活塞桿固定在床身上，缸體10固定在工作臺上，工作臺在徑向孔c接通壓力油，徑向孔a接通回油時向右移動；反之則向左移動。如圖413所示為一空心雙活塞桿式液壓缸的結(jié)構(gòu)。較長的導(dǎo)向套9則可保證活塞桿不偏離中心，導(dǎo)向套外徑由O形圈7密封，而其內(nèi)孔則由Y形密封圈8和防塵圈3分別防止油外漏和灰塵帶入缸內(nèi)?；钊c缸孔的密封采用的是一對Y形聚氨酯密封圈12，由于活塞與缸孔有一定間隙，采用由尼龍1010制成的耐磨環(huán)(又叫支承環(huán))13定心導(dǎo)向。缸筒一端與缸底焊接，另一端缸蓋(導(dǎo)向套)與缸筒用卡鍵套5和彈簧擋圈4固定，以便拆裝檢修，兩端設(shè)有油口A和B。二、液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成 圖412所示的是一個較常用的雙作用單活塞桿液壓缸。它由兩個柱塞缸和一套齒條傳動裝置組成，如圖411所示。其值為：Fi=p1