【正文】 靜密封部位使用的密封件基本上都是O形密封圈。 液壓缸的靜密封部位主要是活塞內(nèi)孔與活塞桿、支承座外圓與缸筒內(nèi)孔、缸蓋與缸體端面等處[6]。有O形、U形、V形、J形、L形和Y形等。液壓缸中不僅有靜密封，更多的部位是動(dòng)密封，而且工作壓力高，這就要求密封件的密封性能要好，耐磨損，對(duì)溫度適應(yīng)范圍大，要求彈性好，永久變形小，有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，摩擦阻力小，容易制造和裝卸，能隨壓力的升高而提高密封能力和利于自動(dòng)補(bǔ)償磨損。從現(xiàn)在密封技術(shù)來分析，液壓缸的活塞和活塞桿及密封、導(dǎo)向套和防塵等應(yīng)作為一個(gè)綜合的密封系統(tǒng)來考慮，具有可靠的密封系統(tǒng)，才能式液壓缸具有良好的工作狀態(tài)和理想的使用壽命。圖42（d） 組合排氣閥零件結(jié)構(gòu)尺寸 密封件的選用 液壓缸工作中要求達(dá)到零泄漏、摩擦小和耐磨損的要求。螺塞擰松后，錐閥在壓力的推動(dòng)下脫離密封面排出空氣。這種排氣裝置簡單、方便，但螺紋與錐面密封處同軸度要求較高，否則擰緊排氣塞后不能密封，造成外泄漏。表45 排氣閥（塞）尺寸[6]d閥座閥桿孔cDM1661169323117103484~623M20x281471143392213114594~828 圖42 (a) 整體排氣孔 圖42（b） 組合排氣孔 圖42（c） 整體排氣閥零件結(jié)構(gòu)尺寸由于螺紋與缸筒或端面連接，靠頭部錐面起密封作用。一般有整體排氣塞和組合排氣塞兩種。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，除了防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)外，還必須在液壓缸上設(shè)置排氣裝置。由于空氣具有壓縮性和滯后擴(kuò)張性,會(huì)造成液壓缸和整個(gè)液壓系統(tǒng)在工作中的顫振和爬行,影響液壓缸的正常工作。在該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中，動(dòng)力滑臺(tái)的最大速度為4m/min,因此沒有必要設(shè)計(jì)緩沖裝置。緩沖裝置可以防止和減少液壓缸活塞及活塞桿等運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)缸底或端蓋的沖擊，在它們的行程終端能實(shí)現(xiàn)速度的遞減，直至為零。在它們的行程終端，當(dāng)桿頭進(jìn)入液壓缸的端蓋和缸底部分時(shí)，會(huì)引起機(jī)械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲。取系數(shù)為5,則液壓缸缸體長度：L=5*10cm=50cm。缸體外形長度還需要考慮到兩端端蓋的厚度[1]。F．鋼絲連接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量小。內(nèi)半環(huán)連接的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小。外半環(huán)連接的特點(diǎn)是質(zhì)量比拉桿連接小，缸體外徑需加工。用于載荷較大的雙作用缸。缸體加工容易，裝卸方便，使用較廣。非焊接式法蘭的端部應(yīng)燉粗。 C．法蘭連接 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡單，易加工、易裝卸，使用廣泛。 B．螺紋連接（外螺紋、內(nèi)螺紋） 特點(diǎn)是徑向尺寸小，質(zhì)量較小，使用廣泛。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)缸不易加工。 端蓋在結(jié)構(gòu)上除要解決與缸體的連接與密封外，還必須考慮活塞桿的導(dǎo)向，密封和防塵等問題[6]。端蓋厚h為：式中 D1——螺釘孔分布直徑，cm； P——液壓力，； ——密封環(huán)形端面平均直徑，cm； ——材料的許用應(yīng)力。端蓋、缸底與缸筒構(gòu)成密封的壓力容腔，它不僅要有足夠的強(qiáng)度以承受液壓力，而且必須具有一定的連接強(qiáng)度。由于活塞桿與導(dǎo)向套之間有壓力油膜，它們之間不存在直接接觸，而是在壓力油中浮動(dòng)，所以摩擦因數(shù)小、無磨損、剛性好、能吸收振動(dòng)、同軸度高，但制造復(fù)雜，要有專用的靜壓系統(tǒng)。這樣，不僅保證了活塞桿的順利工作，而且導(dǎo)向套的內(nèi)孔磨損也比較均勻。它適用于工作條件惡劣，需經(jīng)常更換導(dǎo)向套和密封圈而又不允許拆卸液壓缸的情況下。 2）易拆導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套用螺釘或螺紋固定在端蓋上。圖41 液壓缸最小導(dǎo)向長度[1]因此:最小導(dǎo)向長度，取H=9cm；導(dǎo)向套滑動(dòng)面長度A=活塞寬度B=隔套K的寬度 導(dǎo)向套有普通導(dǎo)向套、易拆導(dǎo)向套、球面導(dǎo)向套和靜壓導(dǎo)向套等，可按工作情況適當(dāng)選擇。若導(dǎo)向長度H不夠時(shí),可在活塞桿上增加一個(gè)導(dǎo)向套K(見圖41)來增加H值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)液壓缸最大行程為L,缸筒直徑為D時(shí),最小導(dǎo)向長度為: （45）一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長度A，在缸徑小于80mm時(shí)取A=(~)D，當(dāng)缸徑大于80mm時(shí)取A=(~)d.。如果導(dǎo)向長度過短，將使液壓缸因間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸工作性能和穩(wěn)定性。綜合以上因素，考慮選用O型密封圈?；钊c缸體的密封形式分為：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）、密封圈密封三大類。 活塞的設(shè)計(jì)由于活塞在液壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。表44（a）液壓缸形成系列（GB 234980）[6]2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000表44（b） 液壓缸形成系列（GB 234980）[6] 40 6390110140180220280360450550700900110014001800220028003600表44（c） 液壓缸形成系列（GB 234980）[6]240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300034003800根據(jù)設(shè)計(jì)要求知，活塞桿最大行程為300mm。 液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度可以根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程確定，并參照表44選取標(biāo)準(zhǔn)值。采用薄鋼片組合防塵圈時(shí)，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。： 80mm （44）式中 ————許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強(qiáng)度適中）3．活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動(dòng)電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù)載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。[1]由=2 可知活塞桿直徑：按GB/T2348—1993將所計(jì)算的d值圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置。 活塞桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算活塞桿是液壓缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動(dòng)沖擊等多種作用，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。缸筒兩端分別與缸蓋和缸底鏈接，構(gòu)成密封的壓力腔，因而它的結(jié)構(gòu)形式往往和缸蓋及缸底密切相關(guān)[6]。圓整后得： D=10cm按標(biāo)準(zhǔn)直徑算出： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取壁厚為12mm。為了防止在鉆孔鉆通時(shí)滑臺(tái)突然向前沖，在回油路中裝有背壓閥，查表43，初選背壓。表43 液壓缸參考背壓[1]系統(tǒng)類型背壓/()回油路上有節(jié)流閥2`5回油路上有調(diào)速閥5~8回油路上裝有背壓閥5~15帶補(bǔ)油泵的閉式回路8~15本例要求動(dòng)力滑臺(tái)的快進(jìn)、快退速度相等，現(xiàn)采用活塞桿固定的單杠式液壓缸[1]。另外，缸筒內(nèi)表面應(yīng)具有合適的配合精度、便面粗糙度和幾何精度，以保證液壓缸的密封性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐用性。4 液壓系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 液壓缸參數(shù)計(jì)算 初選液壓缸的工作壓力表41 按負(fù)載選擇工作壓力[1]負(fù)載/ KN55~1010~2020~3030~5050工作壓力/MPa ~1~2~33~44~5≥5表42 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力[1]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)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力/MPa~23~52~88~1010~1820~32由表41和表42可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為26316N時(shí)，初定液壓缸的工作壓力為： 液壓缸缸筒的設(shè)計(jì)和計(jì)算缸筒是液壓缸的主要零件,它與端蓋、缸底、油口等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油，同時(shí)它還是活塞運(yùn)動(dòng)的“軌道“。主油路換向采用三位五通電磁換向閥15，以便實(shí)現(xiàn)進(jìn)給缸的差動(dòng)連接。但是，這使進(jìn)給缸活塞桿密封件和調(diào)速閥17可能在很高的壓力下工作，特別對(duì)該處密封件很不利。當(dāng)負(fù)載為零、進(jìn)給缸已轉(zhuǎn)入工進(jìn)但尚未“吃”上刀時(shí)，背壓約為泵壓的兩倍；當(dāng)負(fù)載為負(fù)值時(shí)，背壓將更大，甚至高達(dá)背壓的數(shù)倍。系統(tǒng)的定位、夾緊和進(jìn)給缸進(jìn)給的順序動(dòng)作均采用壓力控制，這樣可以保證工件定位后再夾緊，夾緊后再開始進(jìn)行加工，以確保機(jī)床工作的安全可靠。定位夾緊油路的換向閥采用雙電磁鐵帶機(jī)械定位機(jī)構(gòu)的二位四通電磁換向閥11，這種閥只需電磁鐵短時(shí)得電，既減少電磁鐵發(fā)熱，又不會(huì)因失電而改變換向閥的通油狀況，保證定位夾緊的可靠性。如果大、小液壓泵的流量選擇得當(dāng)，可使溢流損失較小，但仍然存在節(jié)流損失，所以系統(tǒng)效率較低。 當(dāng)定位、夾緊缸退回到原位后，油壓升高，打開壓力繼電器2YJ，發(fā)出信號(hào)，使4DT和6DT均失電，換向閥11由于有機(jī)械定位裝置保持原狀態(tài)不變，換向閥5復(fù)位，大流量泵3卸荷，各元件都恢復(fù)到初始狀態(tài)，為下一次循環(huán)做好準(zhǔn)備?？焱? 延時(shí)期滿后，行程開關(guān)發(fā)出信號(hào)，使1DT失電，2DT和6DT得電，使換向閥15的右位和換向閥5的上位接入系統(tǒng)，大流量泵3停止卸荷，兩個(gè)液壓泵同時(shí)向進(jìn)給缸供油，進(jìn)給缸實(shí)現(xiàn)快退，其油路為：進(jìn)油路 大流量泵3和小流量泵4 → 單向閥6和單向閥7→三位五通換向閥15（右位）→進(jìn)給缸右腔；回油路 進(jìn)給缸左腔→三位五通換向閥15（右位）→單向閥16→油箱。死擋鐵停留 當(dāng)進(jìn)給缸工進(jìn)到位碰到死擋鐵時(shí)，壓下第二個(gè)行程開關(guān)2XK，若有延時(shí)繼電器，則在延時(shí)期間進(jìn)給缸停留不動(dòng)，這時(shí)液壓泵4的壓力油全部在高壓下經(jīng)溢流閥8回油箱。工進(jìn) 當(dāng)?shù)毒呖拷ぜr(shí)，滑臺(tái)壓下第一個(gè)行程開關(guān)1XK，使3DT和6DT失電，換向閥14和換向閥5復(fù)位，是大流量泵卸荷，進(jìn)給缸實(shí)現(xiàn)工進(jìn)，其油路為：進(jìn)油路 小流量泵4 → 單向閥7→三位五通換向閥15（左位）→進(jìn)給缸左腔。當(dāng)壓力升高到順序閥12的調(diào)定壓力時(shí)，打開順序閥12，夾緊缸(一)夾緊，加緊后回路壓力再次升高，當(dāng)壓力升高到順序閥13的調(diào)定壓力時(shí)，打開順序閥13，夾緊缸(二)夾緊，其油路為：進(jìn)油路 大流量泵3和小流量泵4→單向閥6和7→減壓閥9→單向閥10→換向閥11（左位，定位后壓力升高打開順序閥12）→順序閥12→夾緊缸Ⅰ下腔（夾緊后壓力繼續(xù)升高打開順序閥13）→順序閥13→夾緊缸Ⅱ下腔；回油路 夾緊缸(一)和夾緊缸(二)上腔→定位缸上腔→換向閥11（左位）→油箱。表32 雙面鉆床液壓系統(tǒng)元件動(dòng)作順序動(dòng)作名稱動(dòng)作信號(hào)電磁鐵1DT2DT3DT4DT5DT6DT定位啟動(dòng)按鈕++夾緊1壓力信號(hào)++夾緊2壓力信號(hào)++快進(jìn)1YJ++++工進(jìn)滑臺(tái)擋塊壓下1XK++死擋鐵停留滑臺(tái)靠近死擋鐵++快退滑臺(tái)擋塊壓下2XK+++松夾拔銷滑臺(tái)擋塊壓下3XK