DG型液壓缸設(shè)計(jì)
資源目錄里展示的全都有,所見(jiàn)即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ:401339828 或11970985 有疑問(wèn)可加】
四川大學(xué)錦城學(xué)院本科畢業(yè)論文 DG液壓缸設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))
題 目 DG型液壓缸設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
系 別 機(jī)械工程系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào) 年級(jí)
指導(dǎo)教師
二0一四 年十一 月 十 日
DG型液壓缸的設(shè)計(jì)
專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生: 指導(dǎo)老師:
摘 要
液壓缸是液壓系統(tǒng)的最重要的動(dòng)力元件,它由油壓驅(qū)動(dòng),主要應(yīng)用在重載荷的場(chǎng)合。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成,即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。
動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,指液壓系統(tǒng)中的油泵,它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。
執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同,液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等;流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等;方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同,液壓閥可分為開(kāi)關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計(jì)等。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì),有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。
本次設(shè)計(jì)的DG型液壓缸是綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和相關(guān)的液壓系統(tǒng)專業(yè)知識(shí),完成對(duì)DG型液壓缸的設(shè)計(jì),并繪制必要的液壓缸裝配圖、液壓系統(tǒng)原理圖。
本文通過(guò)設(shè)計(jì)DG型液壓缸,分析液壓缸的工作原理和動(dòng)作過(guò)程,確定液壓系統(tǒng)工作原理圖,根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)要求設(shè)計(jì)液壓缸,完成液壓缸的裝配圖,并且能夠使大家對(duì)液壓缸的具體結(jié)構(gòu)構(gòu)造和工作與原理有很好的認(rèn)識(shí)和了解。
關(guān)鍵詞: DG型液壓缸 液壓系統(tǒng) 具體結(jié)構(gòu)
Design of DG type hydraulic cylinder
Major: Mechanical?Manufacturing?and?Automation
Student: Supervisor:
Abstract
DGtypehydraulicIn?national?economic?construction,?cement?is?the?indispensable?basis?of?raw?materials.?As?an?important?basic?industry,?cement?industry?development?has?become?a?national?and?social?development?level?and?comprehensive?strength?is?important?measure?index.?The?economy?of?our?country?is?in?the?period?of?rapid?development,?infrastructure?construction?has?become?the?main?mode?of?domestic?investment.?Therefore,?the?cement?as?the?main?raw?materialalso?in?the?expansion?phase.In?the?process?of?cement?production,?most?of?the?raw?material?to?be?crushed,?such?as?limestone,?clay,?iron?ore,?coal?and?other.?Limestone?is?the?productionof?cement?dosage?is?the?biggest?raw?material,?after?mining?of?large?size,?high?hardness,?therefore?limestone?crusher?in?cement?plant?material?crushing?occupies?a?fairly?important?position.? Crushing?process?than?grinding?process?is?economical?and?convenient,?reasonable?selection?of?crushing?equipment?is?very?important,?the?material?into?the?grinding,?as?far?as?possible?the?large?crushing?to?uniform,?fine?granularity,?so?as?to?reduce?the?grinding?equipment?load,?improve?mill?output,?but?also?conducive?to?the?material?uniformity,?high?accuracy?of?batching.?Categories?include:?crusher?jaw?crusher,?impact?crusher,?impact?crusher,?cone?crusher,?hammer?crusher,?gyratory?crusher,?compound?crusher?etc..? Strike?back?type?crushing?machine?is?composed?of?a?rotor,?cover,?a?base,?a?rear?rack?four?parts,?the?upper?cover?is?broken?machine?shell,?and?is?associated?with?the?internal?structure?of?complement?component,?the?inside?of?the?upper?cover?of?the?lining?board?for?stone?crushing?granularity?and?the?crusher?work?efficiency?plays?an?important?role?in.? Cover?design?not?only?to?request?the?appearance?and?practicability,?a?machine?design?too?fancy?will?cause?complex?processing?technology,?manufacturing?cost?rises,?bloated,?will?cause?the?transportation?difficulty?also?increases?the?cost?of?manufacture.?I?am?in?the?design?process,?focusing?on?the?functional,?material?saving,?light?body,?generous?appearance?aspects,?especially?in?making?the?selection?of?materials,?materials?selected?to?both?economy?and?durability.?
?Key?words:?DG type hydraulic ? strike?back?type?crushing?machine the?upper?cover?
目 錄
1緒論................................................................................................................................5
1.1液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)................................................................................................6
1.2液壓系統(tǒng)的基本組成...............................................................................................7
1.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)...................................................................................................7
1.4液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用...............................................................................8
2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………...…………………............................9
2.1 液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介………………………………...……………………………...........10
2.2.液壓元件選擇..........................................................................................................12
2.3液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件………………………………...………………............13
2.3.1 執(zhí)行元件的載荷計(jì)算及變化規(guī)律................................................................14
2.3.2液壓缸的組成.................................................................................................16
3 DG型液壓缸的設(shè)計(jì)..............................................................................................16
3.1 液壓缸的說(shuō)明..........................................................................................................17
3.2 DG型液壓缸的設(shè)計(jì)...............................................................................................18
3.2.1缸體壁厚的計(jì)算...............................................................................................19
3.2.2 缸底厚度的計(jì)算..............................................................................................19
3.2.3缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力計(jì)算...............................................................20
3.2.4缸筒徑向變形計(jì)算...........................................................................................21
3.2.5活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算...........................................................................................21
4 負(fù)載圖和速度圖...................................................................................................22
5 液壓缸在實(shí)際中的應(yīng)用情況分析.............................................................24
結(jié)論………………………………...………………………………….......................25參考文獻(xiàn)………………………………...…………………………………………......26
致謝………………………………...………………………………………………........27
1緒論
1.1液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)
液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng),是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù),是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門(mén)技術(shù)。如今,流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。1795年英國(guó)約瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年將工作介質(zhì)水改為油,又進(jìn)一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的20年間,才開(kāi)始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng) 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20 世紀(jì)初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究;1910年對(duì)液力傳動(dòng)(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn),使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國(guó)機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)該指出,日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國(guó)家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng),1956 年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”。近20~30 年間,日本液壓傳動(dòng)發(fā)展之快,居世界領(lǐng)先地位。
液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn),因此它的應(yīng)用非常廣泛,如一般工。業(yè)用的塑料加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等;行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等;鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等;土木水利工程用的防洪閘門(mén)及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)等;發(fā)電廠渦輪機(jī)調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等;船舶用的甲板起重機(jī)械(絞車)、船頭門(mén)、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等;特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等;軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。液壓傳動(dòng)的基本原理是在密閉的容器內(nèi),利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力的。其中的液體稱為工作介質(zhì),一般為礦物油,它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類似。 在液壓傳動(dòng)中,液壓油缸就是一個(gè)最簡(jiǎn)單而又比較完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng),分析它的工作過(guò)程,可以清楚的了解液壓傳動(dòng)的基本原理.機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面,凡是使用機(jī)械、工具,以至能源和材料生產(chǎn)的部門(mén),都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說(shuō)來(lái),現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域:研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。
? 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域,液壓系統(tǒng)的工作內(nèi)容基本相同,主要有:建立和發(fā)展液壓工程的理論基礎(chǔ)。例如,研究流體和壓力的工程力學(xué)和流體力學(xué);研究金屬和非金屬材料的性能,及其應(yīng)用的工程材料學(xué);研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué);研究各類有獨(dú)立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué);研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。
?研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品,不斷改進(jìn)現(xiàn)有液壓產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代液壓產(chǎn)品,以適應(yīng)當(dāng)前和將來(lái)的需要。
液壓產(chǎn)品的生產(chǎn),包括:生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn);生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度;編制和貫徹制造工藝;設(shè)計(jì)和制造工具、模具;確定勞動(dòng)定額和材料定額;組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn);對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。液壓制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和管理。液壓系統(tǒng)的機(jī)械部件一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過(guò)程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批,也有中批、大批,直至大量生產(chǎn)。銷售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下,可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此,液壓元件制造企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)特別復(fù)雜,企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。
? 液壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備,以保證液壓產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
液壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套液壓裝備,以保證液壓產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
1.2液壓系統(tǒng)的基本組成
液壓系統(tǒng)主要由:動(dòng)力元件(油泵)、執(zhí)行元件(油缸或液壓馬達(dá))、控制元件(各種閥)、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。
1、動(dòng)力元件(油泵) 它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能;是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分。
2、 執(zhí)行元件(油缸、液壓馬達(dá)) 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中,油缸做直線運(yùn)動(dòng),馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
3、 控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)液動(dòng)機(jī)的速度,并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
4、輔助元件 除上述三部分以外的其它元件,包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等,它們同樣十分重要。
5、 工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液,它經(jīng)過(guò)油泵液動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。
1.3液壓傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
〈1〉體積小、重量輕,單位重量輸出的功率大(一般可達(dá)32MPa,個(gè)別場(chǎng)合更高)。
〈2〉可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
〈3〉操縱簡(jiǎn)單,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是和電氣控制聯(lián)合使用時(shí),易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。
〈4〉慣性小、響應(yīng)速度快,起動(dòng)、制動(dòng)和換向迅速。(液壓馬達(dá)起動(dòng)只需0.1s)
〈5〉易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù),安全性好;采用礦物油作為工作介質(zhì),自潤(rùn)滑性好。
〈6〉液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化 標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。
缺點(diǎn):
〈1〉由于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中存在的泄漏和油液的壓縮性,影響了傳動(dòng)的準(zhǔn)確性,不易實(shí)現(xiàn)定比 傳動(dòng)。
〈2〉不適應(yīng)在溫度變化范圍較大的場(chǎng)合工作。
〈3〉由于受液體流動(dòng)阻力和泄漏的影響,液壓傳動(dòng)的效率還不是很高,不易遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。
〈4〉液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障不易查找。
1.4液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
液壓技術(shù)與機(jī)械系統(tǒng)之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系,其區(qū)別僅在于液壓系統(tǒng)還需要利用機(jī)械制造出來(lái)。過(guò)去,各種液壓系統(tǒng)離不開(kāi)人的操作和控制,其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制,液壓系統(tǒng)將會(huì)消除了這個(gè)限制。計(jì)算機(jī)科學(xué)與液壓系統(tǒng)之間的互相促進(jìn),平行前進(jìn),將使液壓系統(tǒng)在更高的層次上開(kāi)始新的一輪大發(fā)展。
19世紀(jì)時(shí),液壓系統(tǒng)的知識(shí)總量還很有限,在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科,被稱為民用工程,19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì),隨著液壓系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng),液壓系統(tǒng)開(kāi)始分解,陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期,即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。
由于液壓系統(tǒng)的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握,一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過(guò)度的專業(yè)化造成知識(shí)過(guò)分分割,視野狹窄,不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局,并且縮小技術(shù)交流的范圍,阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步,對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過(guò)狹,考慮問(wèn)題過(guò)專,在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難,也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開(kāi)始,又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論,拓寬專業(yè)領(lǐng)域,合并分化過(guò)細(xì)的專業(yè)。
綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復(fù)循環(huán),是知識(shí)發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過(guò)程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識(shí),又具有足夠的綜合知識(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)、理解其他學(xué)科的問(wèn)題和工程整體的面貌,才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。
綜合與專業(yè)是多層次的。在液壓系統(tǒng)內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾;在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問(wèn)題。在人類的全部知識(shí)中,包括社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù),也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問(wèn)題。
液壓系統(tǒng)自1795年被發(fā)明以來(lái),經(jīng)過(guò)兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)廣泛采用。特別是第二次工業(yè)革命帶來(lái)了新材料、新技術(shù)的采用,使液壓系統(tǒng)的發(fā)展步入了一個(gè)新紀(jì)元。當(dāng)今,無(wú)論從傳動(dòng)效率、經(jīng)濟(jì)效益等各方面來(lái)衡量,它已經(jīng)可以同氣壓技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)相抗衡,成為三足鼎立局面,并成為各國(guó)爭(zhēng)先發(fā)展的行業(yè)。液壓系統(tǒng)因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、噪聲低、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、工作可靠性和密封性好、占據(jù)空間小等特點(diǎn),并能適應(yīng)在各種惡劣工作環(huán)境下工作包括潮濕、泥濘、粉塵多等,所以它已經(jīng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。加之國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn),又大大縮短了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造、銷售的周期,使它更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。
?目前,液壓缸已經(jīng)成為露天礦和地下礦的聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)中重要的組成部分。為了更好的研究液壓系統(tǒng)的工作組成原理,發(fā)現(xiàn)及改進(jìn)其不足之處,本課題所研究的是DG型液壓缸。此次研究的主要問(wèn)題在于液壓缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置、以及啟動(dòng)及停止等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)本課題的深入研究,伴隨著課題的不斷深入,對(duì)液壓缸將會(huì)有更深入的了解,為以后的學(xué)習(xí)也能打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。
2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介
液壓系統(tǒng)是一種以油液作為工作介質(zhì),利用油液的壓力能并通過(guò)控制閥門(mén)等附件操縱液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的整套裝置,包括動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件(附件)和液壓油。原動(dòng)機(jī)的輸出特性往往不能和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求(力,速度,位移)理想匹配。因此,就需要某種傳動(dòng)裝置,將原動(dòng)機(jī)的輸出量進(jìn)行適當(dāng)變換,使其滿足工作機(jī)構(gòu)的要求。液壓系統(tǒng)就是用液壓原理來(lái)實(shí)現(xiàn)這種變換功能的裝置。
2.2.液壓元件選擇
(一)液壓缸
液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為1.62MPa,如果取進(jìn)油路上的壓力損失為0.8MPa,為使壓力繼電器能可靠工作,取其調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最高工作壓力0.5MPa,則小流量液壓泵的最大工作壓力為
大流量液壓泵在快進(jìn),快速運(yùn)動(dòng)時(shí)才向液壓缸輸油,如果取進(jìn)油路上的壓力損失為0.5MPa,則大流量閥的最高工作壓力為:
,則由工況圖可知:
最大流量為17.64L/min,因系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,所以取泄露系數(shù)為:
則兩個(gè)液壓泵的實(shí)際流量為
由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min,而工進(jìn)時(shí)輸入液壓缸的流量為0.5L/min,由小流量液壓泵單獨(dú)供油,所以小液壓泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為3.5L/min。
根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本,最后確定選取PV2R12-6/26型雙連葉片液壓泵,其小液壓泵和大液壓泵的排量分別為6ml/r和26ml/r,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速時(shí)該液壓泵的理論流量為20.08L/min,若取液壓泵的容積效率,由于液壓缸在工進(jìn)時(shí)輸入功率最大,這是液壓泵工作壓力為2MPa,流量為27.1L/min.按圖標(biāo)去液壓泵的總效率為則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為:
根據(jù)此數(shù)值查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本選取Y100L-6型電動(dòng)機(jī),其額定功率為,額定轉(zhuǎn)速。
圖3.11 活塞桿
缸體、活塞和活塞桿的材料
1)缸體:
機(jī)床----多數(shù)采用高強(qiáng)度鑄鐵(HT200),當(dāng)壓力超過(guò)8MPa時(shí),采用無(wú)縫鋼管。
工程機(jī)械----多數(shù)采用35鋼和45鋼無(wú)縫鋼管。壓力高時(shí),可采用27SiMn無(wú)縫鋼管或45鋼鍛造。
2)活塞:
整體式活塞----多數(shù)采用35鋼和45鋼。
裝配式活塞----常采用灰鑄鐵、耐磨鑄鐵、鋁合金等,特殊需要的可在鋼活塞坯外面裝上青銅、黃銅和尼龍耐磨套。
3)活塞桿:
一般采用35鋼和45鋼,當(dāng)液壓缸的沖擊振動(dòng)很大時(shí),可使用55鋼或40Cr等合金材料
(二)閥類原件及輔助原件:
1)單向閥
單向閥分成兩類:有普通單向閥和液控單向閥.普通單向閥只允許液流向一個(gè)方向通過(guò).液控單向閥既有普通單向閥的功能,并且只要在遠(yuǎn)程控制口通以一定壓力的控制油液,液流反向也能通過(guò).在工程應(yīng)用中常用兩個(gè)液控單向閥組成液壓鎖.
圖2.11 單向閥
液控單向閥可作為單向閉鎖和保壓使用。它用于液壓系統(tǒng)中,阻止油液反向流動(dòng),起到普通單向閥作用;但可利用控制壓力油,通過(guò)控制活塞打開(kāi)單向閥芯,使油液實(shí)現(xiàn)反向流動(dòng)。液控單向閥可用在需要嚴(yán)格封閉的油路中,進(jìn)行單向閉鎖,起到保壓作用。
對(duì)單向閥的要求:
1、對(duì)于正向開(kāi)啟壓力為0.04Mpa的液控單向閥,使用時(shí)不允許閥芯錐面垂直向上方安裝。
2、管接頭連接處,禁止用油漆、麻絲、聚四氟乙烯密封帶,可用密封膠。
3、對(duì)于外泄式結(jié)構(gòu)的液控單向閥,控制活塞部分的泄漏油應(yīng)從L口單獨(dú)接回油箱。
2)溢流閥
圖示為球閥式直動(dòng)型溢流閥。它也有一個(gè)阻尼活塞,但與錐閥式結(jié)構(gòu)不同活塞與球閥之間不是剛性連接,而是通過(guò)阻尼彈簧使活塞與球閥接觸(活塞兩端的液壓力平衡)。由于活塞的阻尼作用,可使始終與活塞相連接的球閥運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
當(dāng)壓力油自進(jìn)油口經(jīng)環(huán)形槽進(jìn)入油腔時(shí),同時(shí)液壓油經(jīng)油道進(jìn)入閥芯右面腔。當(dāng)油口處壓力升高到作用在閥芯右側(cè)的力超過(guò)彈簧力的時(shí)候。閥芯左移,閥口處于某一開(kāi)度,油腔和回油環(huán)形槽接通,油液從回油口排出,這時(shí)壓力油作用在閥心上的力就和開(kāi)度下作用在閥芯上的彈簧力保持平衡:
P·A=Fs=k(x0+△x)
由于閥芯位移量△x遠(yuǎn)小于x0,所以
P·A=Fs=k(x0+△x)≈kx0
P=F/A= k(x0+△x)/A≈kx0/A=常數(shù)
即壓力也就基本穩(wěn)定在kx0數(shù)值上。
圖3.13 溢流閥
3)三位四通換向閥
由閥體和閥芯組成。閥體圓孔內(nèi)有5條環(huán)形槽,分別對(duì)應(yīng)P、A、B、T1四個(gè)油口,閥芯上有三個(gè)凸臺(tái)。
圖3.14 三位四通換向閥
4 液壓壓泵
當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí),在A腔,由于輪齒脫開(kāi)使容積逐漸增大,形成真空從油箱吸油,隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)充滿在齒槽內(nèi)的油被帶到B腔,在B腔,由于輪齒嚙合,容積逐漸減小,把液壓油排出、
利用齒和泵殼形成的封閉容積的變化,完成泵的功能,不需要配流裝置,不能變量結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、價(jià)格低、徑向載荷大
圖3.15 液壓泵
(三)油管:
各原件間連接軌道的規(guī)格按液壓原件接口處的尺寸決定,液壓缸進(jìn),出油管則按輸入、排出的最大流量計(jì)算。由于液壓泵選定之后液壓缸在各個(gè)工作階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不同,所以需要重新計(jì)算。
按照經(jīng)驗(yàn)值推薦去油液在壓油管的流速v=3m/s,則算得與液壓缸無(wú)桿腔及有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為
這兩根油管都選用內(nèi)徑、外徑mm的冷拔無(wú)縫鋼管。
(四)油箱
油箱容積按公式估計(jì),取其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),故其容積為,按GB/T7938——1999規(guī)定,其標(biāo)準(zhǔn)值為V=250L。
2.3液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件
2.3.1 液壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式,可將其分為四種類型:
1. 活塞式 單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。其兩端進(jìn)出口油口A和B都可通壓力油或回油,以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng),故稱為雙作用缸。活塞式液壓缸可分為單桿式和雙桿式兩種結(jié)構(gòu),其固定方式由缸體固定和活塞桿固定兩種,按液壓力的作用情況有單作用式和雙作用式。在單作用式液壓缸中,壓力油只供液壓缸的一腔,靠液壓力使缸實(shí)現(xiàn)單方向運(yùn)動(dòng),反方向運(yùn)動(dòng)則靠外力(如彈簧力、自重或外部載荷等)來(lái)實(shí)現(xiàn);而雙作用液壓缸活塞兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)則通過(guò)兩腔交替進(jìn)油,靠液壓力的作用來(lái)完成。如圖所示為單桿雙作用活塞式液壓缸示意圖。它只在活塞的一側(cè)設(shè)有活塞桿,因而兩腔的有效作用面積不同。在供油量相同時(shí),不同腔進(jìn)油,活塞的運(yùn)動(dòng)速度不同;在需克服的負(fù)載力相同時(shí),不同腔進(jìn)油,所需要的供油壓力不同,或者說(shuō)在系統(tǒng)壓力調(diào)定后,環(huán)衛(wèi)垃圾車液壓缸兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)所能克服的負(fù)載力不同。
2. 柱塞式?。ǎ保┲揭簤焊资且环N單作用式液壓缸,靠液壓力只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重;(2)柱塞只靠缸套支承而不與缸套接觸,這樣缸套極易加工,故適于做長(zhǎng)行程液壓缸;(3)工作時(shí)柱塞總受壓,因而它必須有足夠的剛度;(4)柱塞重量往往較大,水平放置時(shí)容易因自重而下垂,造成密封件和導(dǎo)向?單邊磨損,故其垂直使用更有利?!?
3.伸縮式伸縮式液壓缸具有二級(jí)或多級(jí)活塞,伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小,而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的行程,而縮回時(shí)長(zhǎng)度較短,結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械上。
4.擺動(dòng)式擺動(dòng)式液壓缸是輸出扭矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件,也稱擺動(dòng)式液壓馬達(dá)。有單葉片和雙葉片兩種形式。定子塊固定在缸體上,而葉片和轉(zhuǎn)子連接在一起。根據(jù)進(jìn)油方向,葉片將帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作往復(fù)擺動(dòng)。
表2-1液壓缸的類型和特點(diǎn)
類型
速度
作用力
特點(diǎn)
單
作
用
液
壓
缸
雙活塞桿液壓缸
U=q/A3
F=p1A1
活塞的兩側(cè)都裝有活塞桿,只能向活塞一側(cè)供給壓力油,由外力使活塞反向運(yùn)動(dòng)
單活塞桿液壓缸
U=q/A3
F1=p1A1
活塞僅單向運(yùn)動(dòng),返回行程利用自重或負(fù)荷將活塞推回
柱塞式液壓缸
U=q/A3
F1=p1A1
柱塞僅單向運(yùn)動(dòng),由外力使柱塞反向運(yùn)動(dòng)
差動(dòng)液壓缸
U3=q/A3
F3=p1A1
可使速度加快,但作用力相應(yīng)減小
伸縮液壓缸
---
---
以短缸獲得長(zhǎng)行程;缸由大到小逐節(jié)推出,靠外力由小到大逐節(jié)縮回
雙
作用液壓缸
雙活塞桿液壓缸
U1=q/A3
U2=q/A2
F1=(p1-p2)A1
F2=(p2-p1)A2
雙邊有桿,雙向液壓驅(qū)動(dòng),雙向推力和速度均相等
單活塞桿液壓缸
U1=q/A3
U2=q/A2
F1=(p1-p2)A1
F2=(p2-p1)A2
單邊有桿,雙向液壓驅(qū)動(dòng),u1〈V U2,F(xiàn)1〉F2
伸縮液壓缸
---
---
雙向液壓驅(qū)動(dòng),由大到小逐節(jié)推出,由小到大逐節(jié)縮回
組
合
液
壓
缸
彈簧復(fù)位液壓缸
---
---
單向由液壓驅(qū)動(dòng),回程彈簧復(fù)位
串聯(lián)液壓缸
U1=q/(A1+A2)
U2=q2A2
F1=p1(A1-A2)-2qA2
F1=2p2A2-A2-q1(A1+A2)
用于缸的直徑受限制,而長(zhǎng)度不受限制處,可獲得在的推力
增 壓 缸
---
---
由活塞缸和柱塞缸組合而成,低壓油送入A腔,B腔輸出高壓油
齒條液壓缸
---
---
活塞的移動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變成齒輪的往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
擺動(dòng)液壓缸
單葉片液壓缸
W
=8q/(b(D2-d2)
T=p(D^2-d^2)b/8
把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能,輸出軸擺動(dòng)角 < 300度
雙葉片液壓缸
W
=4q/(b(D2-d2)
T=p(D^2-d^2)b/4
把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能,輸出軸擺動(dòng)角 < 150度
注:b—葉片寬度;D—葉片的底端 、頂端直徑;w—葉片軸的角速度;T-- 理論轉(zhuǎn)矩;
2.3.2 液壓缸的組成
常見(jiàn)的液壓油缸有活塞式和柱塞式。活塞式油缸的主要組成零件有:缸體、活塞、活塞桿、端板和密封圈等。柱塞式油缸的主要組成零件有:缸體、柱塞、導(dǎo)向套、密封膠圈和端壓蓋等。
3 DG型液壓缸的設(shè)計(jì)
3.1 液壓缸的說(shuō)明
DG型液壓缸是液壓系統(tǒng)中活塞桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式均為單活塞桿雙作用耳環(huán)安裝式。主要用于工程機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、礦山機(jī)械及車輛等。
3.2 DG型液壓缸的設(shè)計(jì)
液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算: 由于液壓執(zhí)行元件與主機(jī)結(jié)構(gòu)有著直接關(guān)系,因此
液壓缸的主要尺寸包括缸筒內(nèi)徑D、活塞桿直徑d和缸筒長(zhǎng)度L。
??根據(jù)負(fù)載大小和液壓缸的工作壓力確定活塞的有效工作面積,再根據(jù)液壓缸的不同結(jié)構(gòu)形式計(jì)算出缸筒的內(nèi)徑?;钊麠U直徑是按受力情況決定的,可按表3.1初步選取。缸筒長(zhǎng)度的確定要考慮活塞最大行程、活塞厚度、導(dǎo)向和密封所需長(zhǎng)度等因素。通常情況L≤(20~30)d。計(jì)算結(jié)果要圓整成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的推薦值。主要尺寸初步確定后,還要按速度要求進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)滿足力和速度的要求后才可以確定下來(lái)。
表3.1? 液壓缸工作壓力與活塞桿直徑
液壓缸工作壓力p/MPa
<5
5~7
>7
推薦活塞桿直徑d
(0.5~0.55)D
(0.6~0.7)D
0.7D
強(qiáng)度校核的項(xiàng)目包括缸筒壁厚δ、活塞桿直徑d和缸蓋固定螺栓的直徑ds。
當(dāng)D/δ>10時(shí)為薄壁,δ按下式校核:
式中,D-缸筒內(nèi)徑;
[σ]—缸筒材料的許用應(yīng)力,[σ]=σb/n,σb是材料的抗拉強(qiáng)度,一般取安全系數(shù)n=5;
py—試驗(yàn)壓力,當(dāng)缸的額定壓力pn≤16Mpa時(shí),py=1.5pn;pn>16Mpa時(shí),py=1.25pn。
當(dāng)D/δ<10時(shí)為厚壁,δ按下式校核:
2.活塞桿直徑d
式中,F(xiàn)—活塞桿上的作用力;[σ]—活塞桿材料的許用應(yīng)力,[σ]= σb/1.4。
3.缸蓋固定螺栓直徑ds
式中,F(xiàn)—活塞桿上的作用力;k—螺紋擰緊定螺栓個(gè)數(shù);
[σ]—螺栓材料的許用應(yīng)力,[σ]= σs/(1.22~2.5),σs為材料的屈服點(diǎn)。[σ]—活塞桿材料的許用應(yīng)力,[σ]= σb/1.4。
3.2.1缸體壁厚的計(jì)算
⑴按薄壁筒計(jì)算:?
⑵按中等壁厚計(jì)算:
⑶按厚壁筒計(jì)算:
[σ]缸體材料許用應(yīng)力;[σ]=σb/?n;
σb缸體材料的抗拉強(qiáng)度。對(duì)于45鋼正火處理,σb=580?Mpa;
n安全系數(shù);一般取3.5~5;
ψ強(qiáng)度系數(shù);對(duì)于無(wú)縫鋼管ψ=1;
c計(jì)入管壁公差及侵蝕的附加壁厚;一般按標(biāo)準(zhǔn)圓整缸體外圓值;
D缸體內(nèi)徑(mm);?
3.2.2缸底厚度的計(jì)算
?
⑴平形無(wú)油孔:;
⑵平形有油孔:
d0 油口直徑(mm);
3.2.3缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力計(jì)算
式中:
Ppl缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力;
σs缸體材料的屈服強(qiáng)度。對(duì)于45鋼正火處理,σs=340?Mpa;
D1缸體外徑
3.2.4缸筒徑向變形計(jì)算
式中:△D? 缸體材料在試驗(yàn)壓力下的變形量;
E?缸體材料彈性模數(shù);對(duì)于鋼材E=2.1×105Mpa;
γ缸體材料的泊松系數(shù);對(duì)于鋼材γ=0.3;
3.2.5活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算
活塞桿強(qiáng)度計(jì)算公式為:
d1 活塞桿危險(xiǎn)截面直徑
4負(fù)載圖和速度圖
取液壓缸的機(jī)械效率η=0.9,計(jì)算液壓缸各工作階段的負(fù)載情況 啟動(dòng):F=Ffj=880N;
F‵=F/η=1160/0.9 N=1289 N;
加速:F=Ffd+Fg=580+493.20=1073.20 N;
F‵=F/η=1073.20/0.9=1193 N;
快進(jìn):F=Ffd=290 N;
F‵=F/η=580/0.9=645 N;
工進(jìn):F=Ffd+Fw=580+3183=3763 N;
F‵=F/η=3763/0.9=4182 N;
快退:F=Ffd=290N;
F‵=F/η=580/0.9=645 N;
液壓缸各階段負(fù)載情況
階段
負(fù)載計(jì)算公式
液壓缸負(fù)載F/N
液壓缸推力F‵/N
啟動(dòng)
F=Ffj
1160
1289
加速
F=Ffd+Fg
1073.20
1193
快進(jìn)
F=Ffd
580
645
工進(jìn)
F=Ffd+Fw
3763
4182
快退
F=Ffd
580
1193
根據(jù)工況負(fù)載F及行程S,繪制負(fù)載圖(根據(jù)工進(jìn)速度V1,快進(jìn)速度V2確定下圖):
液壓缸是液壓系統(tǒng)中將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的執(zhí)行元件。其故障可基本歸納為液壓缸誤動(dòng)作、無(wú)力推動(dòng)負(fù)載以及活塞滑移或爬行等。由于液壓缸出現(xiàn)故障而導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮,因此,應(yīng)重視液壓缸的故障診斷與使用維護(hù)工作。
5 液壓缸在實(shí)際中的應(yīng)用情況分析
一、 故障診斷及處理
1、誤動(dòng)作或動(dòng)作失靈
原因和處理方法有以下幾種:
(1)閥芯卡住或閥孔堵塞。當(dāng)流量閥或方向閥閥芯卡住或閥孔堵塞時(shí),液壓缸易發(fā)生誤動(dòng)作或動(dòng)作失靈。此時(shí)應(yīng)檢查油液的污染情況;檢查臟物或膠質(zhì)沉淀物是否卡住閥芯或堵塞閥孔;檢查閥體的磨損情況,清洗、更換系統(tǒng)過(guò)濾器,清洗油箱,更換液壓介質(zhì)。
(2)活塞桿與缸筒卡住或液壓缸堵塞。此時(shí)無(wú)論如何操縱,液壓缸都不動(dòng)作或動(dòng)作甚微。這時(shí)應(yīng)檢查活塞及活塞桿密封是否太緊,是否進(jìn)入臟物及膠質(zhì)沉淀物:活塞桿與缸筒的軸心線是否對(duì)中,易損件和密封件是否失效,所帶負(fù)荷是否太大。
(3)液壓系統(tǒng)控制壓力太低。控制管路中節(jié)流阻力可能過(guò)大,流量閥調(diào)節(jié)不當(dāng),控制壓力不合適,壓力源受到干擾。此時(shí)應(yīng)檢查控制壓力源,保證壓力調(diào)節(jié)到系統(tǒng)的規(guī)定值。
(4)液壓系統(tǒng)中進(jìn)入空氣。主要是因?yàn)橄到y(tǒng)中有泄漏發(fā)生。此時(shí)應(yīng)檢查液壓油箱的液位,液壓泵吸油側(cè)的密封件和管接頭,吸油粗濾器是否太臟。若如此,應(yīng)補(bǔ)充液壓油,處理密封及管接頭,清洗或更換粗濾芯。
(5)液壓缸初始動(dòng)作緩慢。在溫度較低的情況下,液壓油黏度大,流動(dòng)性差,導(dǎo)致液壓缸動(dòng)作緩慢。改善方法是,更換黏溫性能較好的液壓油,在低溫下可借助加熱器或用機(jī)器自身加熱以提升啟動(dòng)時(shí)的油溫,系統(tǒng)正常工作油溫應(yīng)保持在40℃左右。
2、工作時(shí)不能驅(qū)動(dòng)負(fù)載
主要表現(xiàn)為活塞桿停位不準(zhǔn)、推力不足、速度下降、工作不穩(wěn)定等,其原因是:
(1)液壓缸內(nèi)部泄漏。液壓缸內(nèi)部泄漏包括液壓缸體密封、活塞桿與密封蓋密封及活塞密封均磨損過(guò)量等引起的泄漏。
活塞桿與密封蓋密封泄漏的原因是,密封件折皺、擠壓、撕裂、磨損、老化、變質(zhì)、變形等,此時(shí)應(yīng)更換新的密封件。
活塞密封過(guò)量磨損的主要原因是速度控制閥調(diào)節(jié)不當(dāng),造成過(guò)高的背壓以及密封件安裝不當(dāng)或液壓油污染。其次是裝配時(shí)有異物進(jìn)入及密封材料質(zhì)量不好。其后果是動(dòng)作緩慢、無(wú)力,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成活塞及缸筒的損壞,出現(xiàn)“拉缸”現(xiàn)象。處理方法是調(diào)整速度控制閥,對(duì)照安裝說(shuō)明應(yīng)做必要的操作和改進(jìn)。
(2)液壓回路泄漏。包括閥及液壓管路的泄漏。檢修方法是通過(guò)操縱換向閥檢查并消除液壓連接管路的泄漏。
(3)液壓油經(jīng)溢流閥旁通回油箱。若溢流閥進(jìn)入臟物卡住閥芯,使溢流閥常開(kāi),液壓油會(huì)經(jīng)溢流閥旁通直接流回油箱,導(dǎo)致液壓缸沒(méi)油進(jìn)入。若負(fù)載過(guò)大,溢流閥的調(diào)節(jié)壓力雖已達(dá)到最大額定值,但液壓缸仍得不到連續(xù)動(dòng)作所需的推力而不動(dòng)作。若調(diào)節(jié)壓力較低,則因壓力不足達(dá)不到仍載所需的椎力,表現(xiàn)為推力不夠。此時(shí)應(yīng)檢查并調(diào)整溢流閥。
3、活塞滑移或爬行
液壓缸活塞滑移或爬行將使液壓缸工作不穩(wěn)定。主要原因如下:
(1)液壓缸內(nèi)部澀滯。液壓缸內(nèi)部零件裝配不當(dāng)、零件變形、磨損或形位公差超限,動(dòng)作阻力過(guò)大,使液壓缸活塞速度隨著行程位置的不同而變化,出現(xiàn)滑移或爬行。原因大多是由于零件裝配質(zhì)量差,表面有傷痕或燒結(jié)產(chǎn)生的鐵屑,使阻力增大,速度下降。例如:活塞與活塞桿不同心或活塞桿彎曲,液壓缸或活塞桿對(duì)導(dǎo)軌安裝位置偏移,密封環(huán)裝得過(guò)緊或過(guò)松等。解決方法是重新修理或調(diào)整,更換損傷的零件及清除鐵屑。
(2)潤(rùn)滑不良或液壓缸孔徑加工超差。因?yàn)榛钊c缸筒、導(dǎo)軌與活塞桿等均有相對(duì)運(yùn)動(dòng),如果潤(rùn)滑不良或液壓缸孔徑超差,就會(huì)加劇磨損,使缸筒中心線直線性降低。這樣,活塞在液壓缸內(nèi)工作時(shí),摩擦阻力會(huì)時(shí)大時(shí)小,產(chǎn)生滑移或爬行。排除辦法是先修磨液壓缸,再按配合要求配制活塞,修磨活塞桿,配置導(dǎo)向套。
(3)液壓泵或液壓缸進(jìn)入空氣??諝鈮嚎s或膨脹會(huì)造成活塞滑移或爬行。排除措施是檢查液壓泵,設(shè)置專門(mén)的排氣裝置,快速操作全行程往返數(shù)次排氣。
(4)密封件質(zhì)量與滑移或爬行有直接關(guān)系。O形密封圈在低壓下使用時(shí),與U形密封圈比較,由于面壓較高、動(dòng)靜摩擦阻力之差較大,容易產(chǎn)生滑移或爬行;U型密封圈的面壓隨著壓力的提高而增大,雖然密封效果也相應(yīng)提高,但動(dòng)靜摩擦阻力之差也變大,內(nèi)壓增加,影響橡膠彈性,由于唇緣的接觸阻力增大,密封圈將會(huì)傾翻及唇緣伸長(zhǎng),也容易引起滑移或爬行,為防止其傾翻可采用支承環(huán)保持其穩(wěn)定。
4.液壓缸缸體內(nèi)孔表面劃傷的不良后果及快速修復(fù)方法:① 劃傷溝槽擠出的材料屑沫會(huì)嵌人密封件,運(yùn)行時(shí)在損壞密封件工作部位的同時(shí),可能造成新的劃傷區(qū)域痕路。
② 惡化缸筒內(nèi)壁的表面粗糙度,增大摩擦力,易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
③ 加重液壓缸的內(nèi)泄漏,使液壓缸工作效率降低。引起缸體內(nèi)孔表面劃傷的主要原因如下:
(1)裝配液壓缸時(shí)造成的傷痕
① 裝配時(shí)混人異物造成傷痕液壓缸在總組裝前,所有零件必須充分去除毛刺并洗凈, 零件上帶有毛刺或臟物進(jìn)行安裝時(shí),由于"別勁"及零件自重,異物易嵌進(jìn)缸壁表面,造成傷痕。
② 安裝零件中發(fā)生的傷痕液壓缸安裝時(shí),活塞及缸蓋等零件質(zhì)量大、尺寸大、慣性大,即使有起重設(shè)備輔助安裝,由于規(guī)定配合間隙都較小,無(wú)論怎樣均會(huì)別勁投人,因此, 活塞的端部或缸蓋凸臺(tái)在磕碰缸壁內(nèi)表面時(shí),極易造成傷痕。解決此問(wèn)題的方法:對(duì)于數(shù)量多,上批量的小型產(chǎn)品,安裝時(shí)采用專制裝配導(dǎo)向工具;對(duì)重、粗、大的大、中型液壓缸, 只有細(xì)致、謹(jǐn)慎操作才能竭力避免。
③測(cè)量?jī)x器觸頭造成的傷痕通常采用內(nèi)徑千分表測(cè)量缸體內(nèi)徑時(shí),測(cè)量觸頭是邊摩擦邊插人缸體內(nèi)孔壁中的,測(cè)量觸頭多為髙硬度的耐磨硬質(zhì)合金制成。一般地說(shuō),測(cè)量時(shí)造成深度不大的細(xì)長(zhǎng)形劃傷是輕微的,不影響運(yùn)行精度,但如果測(cè)量桿頭尺寸調(diào)節(jié)不當(dāng),測(cè)量觸頭硬行嵌人,會(huì)造成較為重度的傷痕。解決此問(wèn)題的對(duì)策,首先是測(cè)量出調(diào)節(jié)好的測(cè)量頭的長(zhǎng)短度,此外,用一張只在測(cè)量位置上開(kāi)孔的紙帶,貼在缸壁內(nèi)表面,即不會(huì)產(chǎn)生上述形狀劃痕。測(cè)量造成的輕微劃痕,一般用舊砂布的反面或馬糞紙即可擦去。
(2)不嚴(yán)重的運(yùn)行磨損痕跡
① 活塞滑動(dòng)表面的傷痕轉(zhuǎn)移活塞安裝之前,其滑動(dòng)表面上帶有傷痕,未加處理,原封不動(dòng)地進(jìn)行安裝,這些傷痕將反過(guò)來(lái)使缸壁內(nèi)表面劃傷。因此,安裝前,對(duì)這些傷痕必須做充分的修整。
② 活塞滑動(dòng)表面面壓過(guò)大造成的燒結(jié)現(xiàn)象因活塞桿自重作用使活塞傾斜,出現(xiàn)別勁現(xiàn)象,或者由于橫向載荷等的作用,使活塞滑動(dòng)表面的壓力上升,將引起燒結(jié)現(xiàn)象。在液壓缸設(shè)計(jì)時(shí)必須研究它的工作條件,對(duì)于活塞和襯套的長(zhǎng)度以及間隙等尺寸必須加以充分注意。
③ 缸體內(nèi)表面所鍍硬鉻層發(fā)生剝離一般認(rèn)為,電鍍硬鉻層發(fā)生剝離的原因如下。
a.電鍍層黏結(jié)不好。電鍍層黏結(jié)不好的主要原因是:電鍍前,零件的除油脫脂處理不充分;零件表面活化處理不徹底,氧化膜層未去除掉。
b.硬輅層磨損。電鍍硬鉻層的磨損,多數(shù)是由于活塞的摩擦鐵粉的研磨作用造成的, 中間夾有水分時(shí),磨損更快。因金屬的接觸電位差造成的腐蝕,只發(fā)生在活塞接觸到的部位,而且腐蝕是成點(diǎn)狀發(fā)生的。與上述相同,中間夾有水分時(shí),會(huì)促使腐蝕的發(fā)展。與鑄件相比,銅合金的接觸電位差要高,因此銅合金的腐蝕程度較嚴(yán)重。
c.因接觸電位差形成的腐蝕。接觸電位差腐蝕,對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓缸來(lái)說(shuō),不易發(fā)生;對(duì)于長(zhǎng)期停止不用的液壓缸來(lái)講是常見(jiàn)的故障。
④ 活塞環(huán)的損壞活塞環(huán)在運(yùn)行中發(fā)生破損,其碎片夾在活塞的滑動(dòng)部分,造成劃傷。
⑤ 活塞滑動(dòng)部分的材料燒結(jié)鑄造活塞,在承受大的橫向載荷時(shí)將引起燒結(jié)現(xiàn)象。此種情況下,活塞的滑動(dòng)部分應(yīng)使用銅合金或者將此類材料焊接上去。
(3)缸體內(nèi)有異物混入
液壓缸的故障當(dāng)中,最成問(wèn)題的是,不好判斷異物是在什么時(shí)候進(jìn)到液壓缸里的。有異物進(jìn)入后,活塞滑動(dòng)表面的外側(cè)如裝有帶唇緣的密封件,那么,工作時(shí)密封件的唇緣即可刮動(dòng)異物,這對(duì)于避免劃傷是有利的。但是裝0形密封圈的活塞,其兩端是滑動(dòng)表面,異物夾在此滑動(dòng)表面之間,容易形成傷痕。
異物進(jìn)入缸內(nèi)的途徑有下列幾種。
① 進(jìn)入缸內(nèi)的異物
a.由于保管時(shí)不注意使油口敞開(kāi)著,將產(chǎn)生時(shí)刻接受異物的條件,這是絕對(duì)不允許的。保管時(shí)必須注入防銹油或者工作油液,并且塞好。
b.缸體安裝時(shí)進(jìn)入異物。進(jìn)行安裝操作的場(chǎng)所,條件不好,無(wú)意識(shí)中即可進(jìn)入異物。因此安裝地點(diǎn)周圍必須整理干凈,尤其是安放零件的地方一定要清掃干凈,不使其存在臟物。
c.零件上有"毛刺",或擦洗不充分。缸蓋上的油口或緩沖裝置內(nèi)常有鉆孔加工時(shí)留下的毛刺,應(yīng)加以注意,在砂研去除后再行安裝。
② 運(yùn)行中產(chǎn)生的異物
a.由于緩沖柱塞別勁而形成的摩擦鐵粉或鐵屑。緩沖裝置的配合間隙很小,活塞桿上所受橫向載荷很大時(shí),可能引起燒結(jié)現(xiàn)象。這些摩擦鐵粉或者因燒結(jié)而產(chǎn)生的已脫落掉的金屬碎片將留在缸內(nèi)。
b.缸壁內(nèi)表面的傷痕?;钊幕瑒?dòng)表面壓力高,引起燒結(jié)現(xiàn)象,于是缸體內(nèi)表面發(fā)生擠裂,被擠裂的金屬脫落,留在缸內(nèi),會(huì)造成傷痕。
③ 從管路進(jìn)入的異物從管路進(jìn)入的異物,有多種情況。
a.清洗時(shí)不注意。管路安裝好以后進(jìn)行清洗時(shí),不應(yīng)通過(guò)缸體,必須在缸體的油口前邊加裝旁通管路。這一點(diǎn)很重要。否則,管路中的異物將進(jìn)入缸內(nèi),一旦進(jìn)入,即難以向外排除,反而變成向缸體內(nèi)輸送異物了。再者,清洗時(shí)要考慮安裝管路操作中所進(jìn)異物的取出方法。此外,對(duì)管內(nèi)的腐蝕等在管路安裝之前即應(yīng)進(jìn)行酸洗等手續(xù),必須完全去掉銹蝕。
b.管子加工時(shí)形成的切屑。管子在定尺加工之后,在做兩端去毛刺操作時(shí),不應(yīng)有遺留。再者,在做焊接管路操作的場(chǎng)地附近放置鋼管,是造成焊接異物混進(jìn)的原因。在焊接操作地點(diǎn)附近放置的管子,管口都要封住。還必須注意的是,管件材料應(yīng)在無(wú)塵土的工作臺(tái)上備置齊全。
c.密封帶進(jìn)入缸內(nèi)。作為簡(jiǎn)便的密封材料,在安裝和檢驗(yàn)中經(jīng)常采用聚四氟乙烯塑料密封帶,線形、帶形密封材料的纏繞方法如果不對(duì),密封帶將被切斷,隨著進(jìn)人缸內(nèi)。線帶形密封件對(duì)滑動(dòng)部分的繞接不會(huì)造成什么影響,但是會(huì)引起缸的單向閥動(dòng)作不靈或造成緩沖調(diào)節(jié)閥不能調(diào)到底;對(duì)回路來(lái)說(shuō),可能引起換向閥、溢流閥和減壓閥的動(dòng)作失靈。
傳統(tǒng)的修復(fù)方法是將損壞的部件進(jìn)行拆卸后的外協(xié)修復(fù),或是進(jìn)行刷鍍或是進(jìn)行表面的整體刮研,修復(fù)周期液壓缸缸體劃傷修復(fù)長(zhǎng),修復(fù)費(fèi)用高。
采用美嘉華應(yīng)用技術(shù)在現(xiàn)象進(jìn)行劃傷尺寸的恢復(fù)修復(fù),其材料優(yōu)異的附著力和良好的抗壓能力,不但能夠滿足上述的工況要求下的生產(chǎn)使用要求,而且操作工藝簡(jiǎn)單易行,既無(wú)熱影響,涂層厚度又不受限制。同時(shí)涂層本身具有的優(yōu)越的耐油耐腐蝕性能及自潤(rùn)滑功能,確保了修復(fù)后的耐磨性能,保證了企業(yè)的正常生產(chǎn),避免了設(shè)備部件的損壞加劇。
修復(fù)工藝:
1、用氧-乙炔火焰
收藏