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技術文章
壓力機液壓缸設計
發布時間:2014-03-06 00:07:47 作者: 信息來源:
本文選用小型壓力機，由于這種機械的液壓系統呈現一個長方形，外形相對比較新穎美觀，并且其動力系統全部是應用液壓系統，結構相對簡單，并且比較緊湊、動作也比較靈敏與可靠。這種機械還設有手動的開關，可實現半自動工藝動作的循環。目前，這些在實際實務中應用比較廣泛，值得探討。
1.液壓機的液壓的概述
液壓機是制品成型生產中應用最廣的設備之一，自19世紀問世以來發展很快，液壓機在工作中的廣泛適應性，使其在國民經濟各部門獲得了廣泛的應用。由于液壓機的液壓系統和整機結構方面，已經比較成熟，目前國內外液壓機的發展不僅體現在控制系統方面，也主要表現在高速化、高效化、低能耗；機電液一體化，以充分合理利用機械和電子的先進技術促進整個液壓系統的完善；自動化、智能化，實現對系統的自動診斷和調整，具有故障預處理功能；液壓元件集成化、標準化，以有效防止泄露和污染等四個方面。
目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電液數字控制閥等。我國機械工業在認真消化、推廣國外引進的先進液壓技術的同時，大力研制、開發國產液壓件新產品，加強產品質量可靠性和新技術應用的研究，積極采用國際標準，合理調整產品結構，對一些性能差而且不符合國家標準的液壓件產品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學技術的迅速發展，液壓技術將獲得進一步發展，在各種機械設備上的應用將更加廣泛。
2.壓力機液壓缸的設計
2.1小型壓力機基本結構
小型壓力機床身屬于四立柱床身。床身由上橫梁、下橫梁和四根立柱組成。壓力機的各個部件都安裝在床身上，其中液壓缸安裝在上橫梁上，下橫梁為工作臺，工作臺面上開有開有V型槽，用來安裝工件。液壓缸由軸承帶動可在上橫梁上左右移動，工作臺用銷軸固定在立柱上，可上下移動。
工作缸采用活塞式雙作用缸，當壓力油進入工作缸上腔，活塞帶動橫梁向下運動，其速度慢，壓力大，當壓力油進入工作缸下腔，活塞向上運動，其速度較快，壓力較小，符合一般的慢速壓制、快速回程的工藝要求。液壓機的動力部分是高壓泵，將機械能轉變為液壓能，向液壓機的工作缸和頂出缸提供高壓液體。
2.2液壓缸的主要零部件
液壓缸主要零件有：缸體、活塞桿、活塞、活塞桿導向套、封裝置等固定裝置、導向裝置等。
2.3壓力機液壓缸設計
設計內容及所給參數。設計內容：一是液壓缸主要尺寸的確定及結構設計；二是液壓缸密封的設計；三是液壓缸導向的設計。設計參數：液壓缸系統供油P=6.3Mpa；液壓缸最大推力Fmax=5KN；缸的最大行程L=100mm；
液壓缸的密封設計。液壓缸要求低摩擦，無外漏，無爬行，無滯澀，高響應，長壽命，要滿足伺服系統靜態精度，動態品質的要求，所以它的密封與支承導向的設計極為重要，不能簡單的延用普通液壓缸的密封和支承導向。因此設計密封時應考慮的因素：一是用于微速運動（3-5mm/s）的場合時，不得有爬行，粘著滯澀現象。二是工作在高頻振動的場合的，密封摩擦力應該很小且為恒值。要低摩擦，長壽命。三是對于高速輸出的伺服液壓缸，要確保局部過熱不會引起密封失效，密封件要耐高溫，要有良好的耐磨性。四是工作在高溫、熱輻射場合的伺服液壓缸，其密封件的材料要有長期耐高溫的特性。五是工作介質為磷酸酯或抗燃油的，不能用礦物油的密封風材料，要考慮他們的相容性。六是伺服液壓缸的密封設計不能單獨進行，要和支承導向設計統一進行統籌安排。
靜密封的設計靜密封的設計要確保固定密封處在正常工作壓力的1.5倍工作壓力下均無外泄露。靜密封通常選用O形橡膠密封圈。根據GB3452.1-92標準，查通用O形密封圈系列（代號G）的內徑、截面及公差。由液壓缸裝配草圖確定：選用 63×3.55 G GB3452.1一個，36×2.65 G GB3452.1一個
動密封的設計。動密封的設計直接關系著伺服液壓缸性能的優劣，其設計必須結合支承導向的設計統籌進行。活塞與缸筒之間用Y型密封圈。根據《液壓傳動與控制手冊》，查得用226編號的O型密封圈，其尺寸為50.39×3.53.活塞桿與端蓋之間用Y型密封圈，它使雙作用元件具有良好的性能，抗擠壓性好，尺寸穩定，摩擦力小，耐磨、耐腐蝕性強.
2.4支承導向的設計
伺服液壓缸的支承導向裝置就是為了防止活塞與缸筒、活塞活塞桿與端蓋之間的直接接觸，相互摩擦，產生磨損，從而達到降低摩擦，減少磨損，延長壽命，起到導向和支承側向力的作用。導向環的特點：一是避免了金屬之間的接觸；二是具有高的徑向交荷承觸力；三是能補償邊界力；四是具有強耐磨性和高壽命；五是摩擦力小；六是能抑制機械振動；七是有良好的防塵效果，不允許外界異物嵌入；八是保護密封件不受過分擠壓；九是導向時即使無潤滑也沒有液動力方面的問題。
導向環的作用：導向環安裝在活塞外圈的溝槽內或活塞桿導向套內圓的溝槽內，以保證活塞與缸筒或活塞桿與其導向套的同軸度，并用以承受活塞或活塞桿的側向力，用來對活塞桿導向。
綜上所述，在這一個課題設計上，有如下幾點需要強調：一是綜合運用液壓傳動課程及其他有關先修課程的理論知識和生產實習知識，進行液壓傳動設計實踐，使理論知識和生產實踐緊密結合起來，從而使這些知識得到進一步地鞏固，加深、提高和擴展。二是在設計實踐中學習和掌握通用液壓元件，尤其是各類標準元件的選用原則和回路的組合方式，培養設計技能，提高學生分析和嫁接生產實際問題的能力，為今后的設計工作打下良好的基礎。三是合理選材，材料控制主要靠改進材料的采購、運輸、收發、保管等方面的工作，減少各個環節的損耗，節約采購費用；采用精益的管理原則，合理堆放現場材料，減少二次搬運；對材料的領取做好管理工作，杜絕材料的浪費。四是通過設計，我們應在計算、繪圖、運用和熟悉設計資料以及進行估算方面得到實際訓練。