LG916四合一铲斗开启缸的设计.doc

i 题目： LG916 四合一铲斗开启缸的设计 ii 前 言 业设计是我们在学校完成的最后一个课程后。这个课程将对我们大学三年来所学知识的一次全面性、深入性、综合性的总复习，对巩固、深化和升华学生所学理论知识，培养学生创新精神、独立工作能力、分析和解决问题能力起着重要作用 ,也是一次理论联系实际的训练，更是对大学所学课程的检验。这次设计对我们今后的工作与学习有重要的影响，因此， 它在我们 三年的大学生活中占有重要的地位。 本设计主要是对 LG916 四合一铲斗缸的设计 , 虽然此液压缸比较简单 ,但正所谓麻雀虽小 ,五脏俱全 ,其中包含了许多液压方面的知识以及机械设计的基本理论。 我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题和解决问题的能力，为今后的工作、学习打下一个良好的基础。 由于能力有限，设计中会有许多不足之处，望各为老师和同学给予指教。 目 录 iii 摘要 : . 1 关键字： . 1 1.概述 . 1 1.1装载作业 . 1 1.2推土作业 . 1 1.3刮平作业 . 1 1.4装夹作业 . 2 2.液压缸的设计计算 . 2 2.1 液压缸类型的选择和安装方式 . 2 2.1.1液压缸的类型的选择 . 2 2.1.2液压缸的安装形式的选择 . 6 2.2液压缸主要几何尺寸的计算 . 9 2.2.1液压缸内径 D的计算 . 9 2.2.2活塞杆直径 d的计算 . 9 2.2.3活塞杆强度的计算 . 10 2.2.4活塞稳定性验算 . 10 2.3液压缸结构参数的计算 . 11 2.3.1缸筒壁厚的计算 . 11 2.3.2缸筒壁厚的验算 . 12 2.3.3缸体的外径的计算 . 12 2.3.4液压缸油口直径的计算 . 12 2.3.5 缸底厚度计算 . 13 .2.3.6活塞长度的计算 . 13 2.3.7导向套的长度计算 . 13 2.4 液压缸的联接计算 . 14 2.4.1缸盖的联接计算 . 14 2.4.2活塞与活塞杆的联接计算 . 14 2.4.3 销轴与耳环的联接计算 . 15 3.液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 . 16 3.1 缸体 . 16 3.1.1缸体的材料 . 16 3.1.2缸体的技术要求 . 16 3.2 缸盖 . 18 3.2.1 缸盖的材料 . 18 3.2.2缸盖的技术要求如下图所示 . 18 3.3活塞 . 18 3.3.1活塞与活塞杆的联接型式 . 19 3.3.2活塞与缸体的密封 . 19 3.3.3 活塞的材料 . 19 3.3.4活塞的技术要求 . 19 3.4活塞杆 . 20 3.4.1端部的结构 . 20 3.4.2活塞杆结构 . 20 iv 3.4.3活塞杆材料 . 20 3.5导向套、密封和防尘 . 20 3.5.1导向套 . 20 3.5.2活塞杆的密封与防尘结构 . 21 3.6 液压缸的缓冲装置 . 21 3.7中隔圈 . 22 3.8 排气、密封与导管 . 22 3.8.1排气装置 . 22 3.8.2 密封装置 . 23 3.8.3 导管 . 24 4.液压缸的调整与维护 . 24 4.1 液压缸的调整 . 24 4.1.1 排气装置的调整 . 24 4.1.2 缓冲装置的调整 . 25 4.1.3 注意事项 . 25 4.2 液压缸的维护 . 25 4.2.1 液压缸的拆卸要点和注意事项 . 25 4.2.2 检查部位和判断方法 . 26 4.2.3 液压缸组 装时的注意事项 . 26 4.2.4 定期检查 . 27 5.液压缸故障排除 . 27 结束语 . 29 致 谢 . 30 参考文献 . 31 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 1 摘要 :本设计主要介绍了 LG916 四合一铲斗缸的设计。液压缸的设计主要包括了液压缸、活塞直径的确定和活塞杆直径的确定、液压缸壁厚度和外径的计算、缸盖厚度的确定缸体长度的确定、活塞杆强度验算、活 塞杆稳定性的验算、活塞长计算、导向套长度的计算。 关键字： 液压缸、活塞、活塞杆 1.概述 “四合一”铲斗是一种 为增加其功能，提高对工况的适应性，集装载、推土、刮平、装夹四种作业于一体的多功能工作机具 。 该多功能工作机具主要由前斗、后斗、开启缸和铰接销轴等四部分组成，其结构简图如下所示。后斗与装载机的动臂和拉杆连接，铰接销轴将前斗和后斗两部分连接起来，通过开启缸来控制前斗的开启，并使其保持一定的位置，以完成特定工况的作业。 1.1 装载作业 使开启缸活塞杆伸至最长位置，前斗回缩形成闭合铲斗，完成装载作业。作业 时有两种卸载方式：第一种，普通铲斗一样，举升至最高位置，操纵转斗油路使翻转铲斗整体翻转卸料；第二种，举升至最高位置，收缩开启缸，打开前斗，物料从前、后斗之间落下，稍微前倾后斗，使物料能卸干净。这种卸载方式的卸载高度比第一种的高近一米，虽卸载距离比前种方式略有减少，但可以满足高卸载要求的特殊场合。 1.2 推土作业 操纵开启缸油路使活塞杆回缩，前后斗分离，前斗张开，后斗接地，调整好后斗推土板的切入角度，整机向前运动，由后斗完成推土作业。 1.3 刮平作业 使开启缸活塞杆回缩至一定位置，前斗张开至所需角度，调 整后斗的高低位置和 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 2 倾斜角度，使前斗接地，后斗推土板离开地面，由前斗完成刮平作业。 1.4 装夹作业 使开启缸活塞杆运动，开启的前斗回收，以前、后斗夹住物体，完成装夹作业。利用前斗侧板上的锯齿状豁口和后斗底板可有效地夹紧圆木，也可用前斗底板的后沿和后斗底板来夹持较大的石块等物料。 液压缸又称油缸，是一种将输入的液压能转换成机械能的能量转换装置，用来驱动工作机构作直线或小于 360度的回转运动。液压缸具有结构简单，工作可靠，制造容易和使用维护方便等优点，是应用最广的液压执行元件。 本设计设计的液压缸用于“四合 一”铲斗上。 2.液压缸的设计计算 2.1 液压缸类型的选择和安装方式 2.1.1 液压缸的类型的选择 液压缸的类型主要有单作用液压缸，双作用液压缸，缓冲式液压缸，多级液压缸，组合液压缸等类型。如下表所示： 液压缸的类型 名称 示意图 符号 计算式 说明 单 作 用 液 压 缸 活 塞 式 液 压 缸 pDFDqvv4422v 液压缸输出 速度 F 液压缸输出力 D 活塞直径 活塞仅能单向运动，其反向运动需由外力来完成。 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 3 qv 流入液压缸的流量 p 工作压力 柱 塞 式 液 压 缸 pDFDqvv4422D 柱塞直径 同上，但其行程一般较活塞式液压缸大。 伸 缩 式 液 压 缸 pDFDqvvjj4422vj 第 j 级活塞的运动速度 FJ 第 j 级活塞的推力 j=1、 2、 3、 4 有多个依次运动的活塞，个活塞逐次运动时其输出速度和输出力均是变化的。 双 作 用 液 压 缸 单 活 塞 杆 无 缓 冲 式 22222212224444pdDFdDqvvpDFDqvvd 活塞杆直径 注：脚标 1 用于正向运动，脚标 2 反向运动。 活塞双向运动生产推、拉力。活塞在行程终了时不减速。 不 可 调 缓 冲 式 活塞双向运动生产推、拉力。活塞在行程终了时减速制动，减速值不变。 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 4 可 调 缓 冲 式 活塞双向运动生产推、拉力。活塞在行程终了时减速，减速值可调节。 双 活 塞 杆 差 动 式 pdFdqvvpdDFdDqvvpDFDqvv4444442323222221222注：脚标 3 用于差动联接 活塞两端面积差较大，是活塞往复运动时输出速度及力差值较大。差动联接用于快速 等 速 等 行 程 式 pdDFdDqvv4422221 活塞两端杆径相同，活塞正反运动速度和推力均相等。 双 向 式 两活塞相反方向运动，其输出速度和输出力相等 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 5 122222121212114442pdDFdDqvvpDFDqvv伸缩 式套 筒液 压缸 122222121212114444pdDFdDqvvpDFDqvvjjjjjjjjjj有多个可依次活动的活塞，其行程可变，活塞可双向运动。 组 合 式 液 压 缸 串 联 式 pAAFAAqvvpAAFAAqvv22122221222111121111A11、 A12、 A21、 A22 当液压杆直径受到限制而长度不受限制时，用以获得较大的推力。 增 压 式 PB=PAi i 增压比 i=FA/FB 多 位 式 活塞 A 可有三个位置。 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 6 齿条 传动 活塞 液压 缸 8822dDpTdDqvp 工作压力 输出轴角速度 T 输出轴转矩 qv 流入液压缸的流量 D 活塞或柱塞的直径 d 齿轮分度圆直径 经齿轮齿条传动，将液压缸的直线运动转换成齿轮的回转运动 齿条 传动 柱塞 液压 缸 注： 1.带 *者为 GB/T786.1 1993末作规定的符号，仅使用时参考。 2.表中给出的计算式末考虑液压缸的容积效率和机械效率。 根据主机运动要求，本设计选用双作用单活塞杆式液压缸，其特点是占有空间范围小，结构简单，能承受高压，应用也较为普遍。 2.1.2 液压缸的安装形式的选择 液压缸的安装形式有：如下表所示 液压缸的安装方式 安装方式 安装简图 说明 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 7 法 兰 型 头部 法兰 头部法兰型安装时，安装螺钉受拉力较大 ;尾部法兰型安装时；安装螺钉受拉力较小。 尾部 法兰 销 轴 型 头部 销轴 液压缸在垂直面内可摆动。头部销轴型安装时，活塞杆受弯曲作用较小；中间销轴型次之；尾部销轴型之最大。 中间 销轴 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 8 尾部 销轴 耳 环 型 头部 耳环 液压缸在垂直面内可摆动。头部耳环型安装时，活塞杆受弯曲作用较小；尾部耳环型之较大。 尾部 耳环 底 座 型 径向 底座 径向底座型安装时，液压缸受倾翻力矩较小；切向底座型和轴向底座型较大。 切向 底座 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 9 轴向 底座 球 头 型 尾部 球头 液压缸可在一定空间内摆动。 注：表中所列液压缸皆为缸体固定，活塞杆运动。根据工作需要，也可采用活塞杆固定、缸体运动。 根据机构的结构要求，本设计中采用耳环型安装形式 2.2 液压缸主要几何尺寸的计算 液压缸的主要几何尺寸，包括液压缸的内径 D，活塞杆直径 d 和液压缸的行程 S等。 2.2.1 液压缸内径 D 的计算 根据载荷力的 大小和选定的系统压力来计算液压缸内径 mmpFD 82.79251257.357.35 缸内径 D圆整为 80 式中 D 液压缸直径 (m)； F 液压缸推力 (m)； P 公称压力 (MPa)； 2.2.2 活塞杆直径 d 的计算 根据强度要求来计算活塞杆直径 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 10 当活塞杆在稳定状态下只受轴向载荷时，活塞杆直径按简单拉力、压强计算。此时 mmFd 43.361201257.357.35 活塞杆直径 d圆整为 45 式中 d 活塞杆直径 （ mm）； F 液压缸输出推力 (kN)； 活塞杆材料的许用应力 （ MPa） ns 2.2.3 活塞杆强度的计算 本设计中活塞杆在稳定工况下只受轴向的拉力或推力，所以用直杆承受拉压负载的简单强度计算公式 226261 /6.7845410125000410 mmNdF 故活塞杆为 45mm 时可以保证工作是的安全 2.2.4 活塞稳定性验算 由于该活塞杆是实心的， 故 154604 dAJk kl = 15680 =46 由于该活塞杆的材料采用的是 45钢故 m 为 110，该设计采用两端铰接联接 n 为 1 nm =110 nmkl 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 11 故该活塞杆无偏心载荷，可以稳定工作 式中 l 安装长度为 680 K 活塞杆断面的回转半径 m 柔性系数，查表为 85 n 末端条件系数 为 1 活塞杆为实心杆，并用钢铁材料制造时 112 4 1002.1 l ndp k = 6108.2 N 式中 kp 活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷 d 活塞杆直径（ m） n 安全系数，一般取 n 5。 2.3 液压缸结构参数的计算 液压缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚、油口直径、缸底厚度等。 2.3.1 缸筒壁厚的计算 1）标准液压缸外径 有工程机械用标准液压缸的刚体外径系列；重型机械用标准液压缸的缸体外径系列；运输机械用标准液压缸的缸体外径系列壁厚的计算 2) 按厚壁筒计算 对于中高压系统 ,液压缸厚度一般采用后壁筒计算。 mmPDY96.13125.3173.1120 120208.0)173.1 (2 液压缸缸筒厚度取整值为 15 式中 PY 试验压力 MPa。当工作压力 P 16MPa时， Py=1.5P;当工作压力 P 16MPa时 Py=1.25P; 缸筒的材料是 45钢，其许应力 S为 600 MPa， 液压缸缸筒厚度（ m） ; D 液压缸内径 （ m） ; 缸体材料的许用应力 （ MPa） ; 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 12 = nb b 缸体材料的抗拉强度 n 安全系数， n=3.5 5,一般取 n=5。 对 于： 锻钢 = 100 120 MPa 铸钢 = 100 110 MPa 钢管 = 100 110 Mpa 铸铁 = 60 MPa 2.3.2 缸筒壁厚的验算 MP aDDDP sn 05.561108011034035.035.022221221 nPP额定工作压力 P 应低于其极限值 Pn，以保证工作安 全 缸筒壁厚可以取到 15mm 2.3.3 缸体的外径的计算 D1 = D + 2 = 80 + 2 15= 110 缸体外径取圆整为 110 式中 D1 缸体外径（ m）， 液压缸缸筒厚度（ m） ; 2.3.4 液压缸油口直径的计算 液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度和油口最高液流速度而定 0d =0.13D 0=0.13 5.144.180 mm 液压缸油口直径取圆整为 15 式中 d0 液压缸油口直径 （ m） , D 液压缸内径 （ m） , 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 13 v 液压缸最大输出速度 (m/min), v0 油口液流速度 （ m/s） . 2.3.5 缸底厚度计算 当缸底无油口时，缸底的厚度为： mmmPDh y 6.170176.0120 25.3108.0433.0433.0 缸底厚度为 20 式中 h 缸底厚度 (m), D 液压缸内径 (m), Py 实验压力 (MPa),工作压力 p MPa时 , py =1.5p； 工作压力 p 16MPa时， py =1.25p； 缸体材料的许应用力（ MPa） .2.3.6 活塞长度的计算 查书的活塞长度一般为活塞外径的 0.6 1.0 倍，但也要考虑密封件的形式、数量和安装导向环的尺寸。有时可以结合中隔圈的布置确定活塞厚度。 L=80 0.6=48mm 活塞长度为 48mm 2.3.7 导向套的长度计算 导向长度过短，将使缸因配合间隙引起的初始挠度增大，影响液压缸的工作性能和稳定性，因此，设计必需保证缸有一定的最小导向长度，一般革囊的最小导向长度应满足 mmDSH 5.5028020210220 导向套长为 74mm S 液压缸的行程； D 活塞的直径。 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 14 2.4 液压缸的联接计算 2.4.1 缸盖的联接计算 1）焊接联接的计算 液压缸采用对焊是，焊缝的拉应力为 式中 D2值为 84 MP aDDF 0.457.0841104125000)(4 222221 s所以满足要求 . 式中 F 液压缸输出的最大推力 （ N） pD 24 N D 液压缸直径 （ m） , s 45钢的拉应力 (N/mm2) P 系统最大压力 （ MPa） , D1 液压缸外径（ m） , D2 焊缝底径（ m） , 焊接效率，通常取 =0.7 2.4.2 活塞与活塞杆的联接计算 活塞与活塞杆采用螺纹联接时，螺纹退刀槽处为活塞杆的危险截面，其拉应力为 拉应力为 164.797MPa 切应力为 Pad dFkk 787.872.0 31021 切应力为 87.787MPa 合应力为 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 15 Pan 22.224787.873797.1643 2222 1 n 故螺栓强度符合强度要求 式中 k 螺纹拧紧系数，静载时，取 k=1.25 1.5， 动载是取 k=2.5 4此设计中 k为静载荷所以取 1.3 k1 螺纹内摩擦系数，一般取 k1=0.12； do 螺纹外径（ m） , d1 螺纹内径（ m），当才用普通螺纹时 ;d1=do-1.0825t t 螺纹螺距（ m）； d 活塞杆直径（ m） , F2 液压缸输出拉力（ N） 2F = pdD )(422 1 活塞杆材料的许用应力（ Pa） 1=ns =340/1.5=226.6MPa s 缸筒材料的屈服极限 340N/ 2 n 安全系数，通常取 1.52.5 本式取 1.5。 2） 活塞杆与活塞肩部表面的压应力为 M P addCdd pDc 8.487220.2 802520.2 22222222 cc 故活塞与活塞杆联接的强度符合强度要求 式中 do 活塞上的孔径 (mm), c 活塞沙锅孔的倒角尺寸 (m), 0.002 活塞杆上的倒角尺寸 (m), 活塞（或活塞杆）材料的许用应力 (MPa) 2.4.3 销轴与耳环的联接计算 耳环的联接计算 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 16 耳环宽度为 cd FEW 由于工作压力为 25 MPa，耳环宽度为 dEW 4.1 =1.4 34=48 耳环的宽度为 48 3.液压缸主要零件的结构、材料及技 术要求 3.1 缸体 3.1.1 缸体的材料 液压缸缸体的常用材料为 20、 35、 45号无缝钢管。因 20号钢的力学机械性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件需焊接时，则应采用焊接性能较好的 35钢，粗加工后调质。一般情况下均采用 45 钢，并应调质到241 285HBS。 缸体毛胚也可采用锻钢、铸钢或铸铁件。铸钢可采用 ZG35B等材料，铸铁可采用HT200 HT350间的几个牌号或球墨铸铁。 特殊情况下，可采用铝合金等材料。此设计采用 45钢。 3.1.2 缸体的技术要求 1）缸体内径采用 H8、 H9配合。表面粗糙度：当活塞采用橡胶密封圈密封时， Ra为 0.1 0.4 m，当活塞用活塞环密封时， Ra为 0.2 0.4 m。且均需磨。如图（ 1）所示 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 17 6.30.10.10.4图 （ 1 ） 2）缸体内径 D 的圆度公差值可按 9、 10 或 11级精度选取，圆柱度公差值应按 8级精度选取。如图（ 1）所示 3）缸体端面 T 的垂直度公差值可按 7级精度选取。如图（ 1）所示 4）当缸体与缸头采用螺纹联接时螺纹应取 6级精度的米制螺纹。 5）当缸体带有耳环或者销轴时，孔径 D1 或轴径 d2 的中心线对缸体内孔 轴线的垂直度公差值应按 9 级精度选取。如图（ 2）所示 图 （ 2 ） 耳 环 型 销 轴 型 缸 体（）6）为了防止腐蚀和提高寿命，缸体内应表面镀以厚度为 30 40 m 的铬层，镀后进行磨或抛光 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 18 3.2 缸盖 3.2.1 缸盖的材料 液压缸的缸盖可选用 35、 45号锻钢或 ZG35、 ZG45铸钢或 HT300、 HT200、 HT350铸铁等材料。 当缸盖本身又是活塞杆的导向套时，缸盖最好选用铸铁。同时，应在导向表面上熔堆黄铜、青铜或其他耐磨材料。如果采用在缸盖中压入导向套的结构时，导向套材料则应为耐磨铸铁 、青铜或黄铜等。 3.2.2 缸盖的技术要求如下图所示 缸盖1）直径 D（基础尺寸同缸径）、 D2（活塞杆的缓冲孔）、 D3 (基础尺寸同活塞杆密封圈外径 )的圆柱度公差值 ,应按 9、 10或 11级精度选取 . 2) D2、 D3与 d 的同轴度公差值为 0.03 3) 端面 A、 B与直径轴心线的垂直度公差值 ,应按 7级精度选取 . 4) 导向孔的表面粗糙度为 Ra1.25 m 3.3 活塞 活塞结构 如 下 图所示： 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 19 (a)间 隙 密 封 (b)摩 擦 环 密 封 (c) 形圈密封 (d)V 形 圈 密封 3.3.1 活塞与活塞杆的联接型式 联接型式有整体联接、螺纹联接、半环联接 3.3.2 活塞与缸体的密封 活塞与缸体的密封结构随工作压力、环境温度、介质等条件的不同而不同，常用的密封结构有间隙密封、活塞环密封、密封圈密封，其中密封圈密封又分为 O型密封圈、 Y型密封圈、 YX 型密封圈、 V型密封圈、 U型密封圈等 3.3.3 活塞的材料 液压缸活塞常用的材料为耐磨铸铁、灰铸铁 (HT300、 HT350)、钢 (有的在外径上套有尼龙 66、尼龙 1010或夹布酚醛料的耐磨环 )及铝合金等。 3.3.4 活塞的技术要求 1）活塞外径 D 对内径 D1的径向跳动公差值，按 7、 8级精度选取。 2）端面 T对内径 D1轴线的垂直度公差值，应按 7级精度选取。 3）外径 D的圆柱度公差值，按 9、 10或 11级精度选取。 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 20 3.4 活塞杆 3.4.1 端部的结构 活塞杆端部的结构有外螺纹、内螺纹、单耳环、双耳环、半球铰单耳环、球头、销轴、拄销、锥销、法兰。 3.4.2 活塞杆结构 活塞杆有实心和空心两中，空心活塞杆的一端，要留出焊接和热处理时用的通气孔 d2 3.4.3 活塞杆材料 实心活塞杆的材料为 35、 45号钢；空心杆的材料为 35、 45号无缝钢管。 1）活塞杆的热处理： 粗加工后调质到硬度为 229 285HB，必要时，再经高率淬火，硬度达 45 55HRC。 2）活塞杆 d和 d1的圆度公差值，按 9、 10或 11级精度选取。 3）活塞杆 d的圆柱度公差值，应按 8级精度选取。 4）活塞杆 d对 d1的径向跳动公差值，应为 0.01。 5）端面 T的垂直度公差值，则应按 7级精度选取。 6）活塞杆上的螺纹，一般应按 6级精度加工；如载荷较小，机械振动也较小时，允许按 7级或 8级精度制造。 7）活塞杆上若有联接销孔时，该孔径应按 H11 级加工。该孔轴线与活塞杆轴线的垂直度公差值，按 6级精度选取。 8）活 塞杆上工作表面饿粗糙度为 Ra0.63 m，必要时，可以镀铬，镀层厚度约为 0.05，镀后抛光。 3.5 导向套、密封和防尘 3.5.1 导向套 1）导向套结构 导向套的结构有：缸盖导向和导向套导向，其中导向套导向有 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 21 可分为：普通导向套、可拆导向套、球面导向套。 2）导向套材料 导向套材料常用材料为铸造青铜或耐磨铸铁。 3）导向套的技术要求 导向套内径的配合，一般为 H8/f9，其表面粗糙度则为Ra0.631.25 m。 3.5.2 活塞杆的密封与防尘结构 活塞杆的密封与防尘有： Y 形密封圈（ J 形防尘圈、骨架式防 尘圈、三角形防尘圈）、 U 形夹织物密封圈（毛毡圈、滑架式防尘圈、）、 O 形密封圈（三角形防尘圈、 O形密封圈、薄钢片组合防尘圈）、 V型密封圈（ J形防尘圈、毛毡橡胶组合防尘圈、骨架式防尘圈、折叠式橡胶或帆布防尘圈）。 3.6 液压缸的缓冲装置 缓冲装置是为了防止或减小液压缸活塞在运动到两个端点是因惯性力造成的冲撞。通常是通过节流作用，使液压缸运动到端点附近时形成足够的内压，降低液压缸的运动速度，以减小冲击。其结构如图所示： 液压缸的缓冲装置 常用的液压缸的缓冲装置有可调型恒节流面积的缓冲装置中设有缓冲调节阀， 为了使反向进油时不受节流阻力影响，液压缸中可设置单向阀与缓冲调节阀一同使用。 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 22 3.7 中隔圈 在长行程液压缸内，由于安装方式及负载的导向条件可能使活塞杆导向套受到过大的侧向力而导致严重磨损，因此在大行程液压缸内须活塞有杆侧端盖之间安装一个中隔圈（也称限位圈）使活塞杆全部外伸时仍能有足够的支撑长度。活塞杆缸内支撑长度 LG的 最小值应满足下式 LG D+d/2 LG 活塞至导向套间距， 3.8 排气、密封与导管 3.8.1 排气装置 液压系统在安装或停止工作以后会渗入空气，这样就会使运动部件的运动速度不均匀，产 生低速爬行以及机床工作台的换向精度下降，严重的在开车时还会产生运动部件突然冲击的现象，因此在设计液压系统时，必须考虑排气装置，一般是在流速最慢、容积最大的油缸中设置排气孔，因为液压系统中的空气容易集中在这里，油缸中的排气孔一般开在油缸安装后两端的最高处，通过管路和排气阀相连接，在液压缸常工作以前，必须打开排气阀，将液压系统中的空气排除。其结构如图所示： 放气装置 1 缸盖 放气小孔 3 缸体 4 活塞杆 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 23 此处就选为高处设置排气装置，可在液压缸的最高处设置排气装置把气带走。 3.8.2 密封装置 密封 装置是液压缸和其他元件不可缺少的部分，其作用是防止泄漏（包括内泄和外泄），防止灰尘，杂质，水分等污染物从外部侵入。通常液压缸和其他液压元件及系统的工作性能，效率和可靠性都与密封装置的结构和性能有关。因此，正确选择密封元件和确定其合理的结构是很重要的。对密封装置的基本要求是：在工作压力下密封效果好，且摩擦阻力和泄露少；在使用范围内的耐磨性，耐油性和抗腐蚀性能好，密封元件表面不易损坏且寿命长；结构简单，使用安装维修方便。 根据运行状况，密封装置分为静密封和动密封，动密封又有往复运动和旋转运动密封，而根据密封 原 理，密封装置分为间隙密封和接触密封两大类。 1 间隙密封 间隙密封是依靠相对运动的元件的微小间隙实现密封的，本身并没有专门的密封元件，如阀芯与阀 套，柱塞与柱塞缸，配流盘及斜盘的平面间隙密封等。密封性能与间隙大小，压力差，配合长度，宽度或直径大小和加工精度有关。其间隙可根据允许泄漏量计算，通常则按经验植选取，即每 25mm直径上有 1vm 的间隙。间隙密封的特点是结构简单，摩擦力小，但存在着泄漏，且长期工作会使摩擦加大，降低密封性能。 2 接触密封 在密封配合表面间加入表面加入弹性元件而实现的密封称为接触密封。这 种密封效果好，能在较大的压力和温度范围内可靠的工作，是使用最广泛的密封装置，通常有 O形密封圈和各钟唇形密封圈以及活塞环等，此外还有液压支架液压缸中使用的鼓形密封圈。 密封元件的材料对工作介质的适应性影响很大，它包括非金属和金属材料两类。非金属材料包括皮革、天然橡胶、合成橡胶和合成树脂等，其中合成橡胶使用最广。根据不同的使用条件，合理的选择密封材料是非常重要的。 当不允许使用合成橡胶时，可采用合成树脂，如聚四氟乙烯和尼龙等。上述密封 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 24 材料具有化学稳定性好，机械强度高和耐压、耐磨、耐冲击以及摩擦系数小的优点，但其 硬度随温度变化较大，弹性和柔性不如橡胶。 在高速和高温条件工作时，可使用金属密封材料，如铜和铝等。其中铸铁可制成活塞环用于动密封，铝和铜和制成垫片用于静密封。 O形密封圈为断面呈圆形的橡胶形，具有结构简单、使用方便的优点，应用范围最广。当没有液压力作用时， O形圈依靠安装时产生的预压缩变形来实现密封。在系统压力建立以后，在压力油作用下， O形圈被挤到槽口的一侧并紧贴在槽壁和密封面上，这就增加了密封面的接触压力，提高了密封效果。由于 O形橡胶环的摩擦系数小，安装空间小，故已被广泛使用于固定密封和运动密封。在运动密封 中，主要用于工作条件好且运动平稳的中低液压缸。 设计的此液压缸密封装置均选用 Y形密封圈。 油缸的安装形式有：通用外形、径向底座、切向底座、轴向底座、头部外法兰、头部内法兰、尾部外法兰、头部轴销、中部轴销、尾部轴销、尾部耳环、尾部球头。 3.8.3 导管 在液压传动、气动和润滑系统中常用的导管有钢管、铜管、橡胶管、尼龙管及塑料管等。 铜管能承受的工作压力较高，通常压力导管推荐用 15、 20 号无缝钢管（ YB231-70)。对卡套式管接头用管，采用高精度的冷拔钢管；焊接式管接头用管，采用普通精度的冷拔钢管。 紫铜管 承受的工作压力较底，并对抗震能力较弱，也易使油氧化，应尽量少用。黄铜管承受的工作压力较高 4.液压缸的调整与维护 4.1 液压缸的调整 4.1.1 排气装置的调整 排气装置一般的调整方法是：先将动作压力降低到 0.5 1Mpa左右，以便于原来 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 25 溶解在油口的空气分离出来，然后，在使活塞交替运动的同时，一手用纱布盖住空气的喷出口，另一手开、闭排气阀（塞）。当活塞到达向右的行程末端，在压力升高的瞬间，应打开右腔的排气阀（塞），而在向左行程开始前的瞬间，应关闭右腔的排气阀（塞）。这样反复几次，就能将液压缸右腔的空气排 除干净；然后可用相应的办法排除左腔的空气。 4.1.2 缓冲装置的调整 在液压装置作运转实验时，如应用缓冲液压缸，就需要调整缓冲调节阀。开始先把缓冲调节阀放在流量较小的位置，然后渐渐地增大节流口，直到满意为止。对于连续顺序动作的回路，如对循环时间有特别要求时，应预先对设计参数进行充分的考虑，并在运转试验中调整得符合要求。 4.1.3 注意事项 在液压装置的运转试验中，还要检查进、出油口配管部分和活塞杆伸出部分有无漏油，以及活塞杆头部与被驱动体的结合部分和液压缸的安装螺栓等有无松脱现象。还要注意对耳轴和铰轴等 轴承部分加油。 4.2 液压缸的维护 液压缸的一般维护是指更换密封元件、防尘元件，排除油管接头处的漏油及消除连接部位螺纹的松动现象等。 在液压的维修工作中，有时需要拆卸液压缸。以下重点介绍拆卸、检查液压缸的顺序以及检查部位和判断方法等。 4.2.1 液压缸的拆卸要点和注意事项 在拆卸液压缸前，先松开溢流阀，将系统压力将为零，再切断电源，系统停止工作。 若要从设备上拆卸下液压缸，就需松开进、出油口配管，活塞杆端的连接头和安装螺栓等。拆卸时，不能损伤活塞杆头部的螺纹，进、出油口螺纹和活塞杆表面。 拆卸液压 缸时，一般应先松开端盖的紧固螺栓，然后按顺序拆卸。缸体、端盖 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 26 和活塞杆拆卸前，应利用液压力先将活塞移动到缸体拆卸最方便的一端。立式液压缸应将活塞下降带最低位置，以便于拆卸。 4.2.2 检查部位和判断方法 缸体内表面 缸体内表面产生纵向的较深拉伤痕纹时，应更换新的缸体。若拉伤痕迹较浅，可用极细的砂纸或油石修复。 活塞杆的滑动表面 活塞杆的滑动表面产生纵向拉伤或撞痕时，判断和处理办法与缸体内表面的情况相同。活塞杆的滑动表面是镀硬铬的，如果镀层产生剥落而形成伤痕，应重新镀铬或重做新活塞杆。 密封 在拆卸检查时，首先看密封件的唇边有无受伤以及密封摩擦面的磨损情况，然后判定是否可以继续使用；还要检查 O形密封圈是否被挤出而破碎等。当发现密封件有些磨损和轻微伤痕时，最好予以更换。 活塞杆导向套的内表面 活塞杆导向套内表面的不均匀磨损深度在 2.0 0.3时，就应更换导向套。当检查活塞密封槽时，若槽部的表面粗糙度值为 mRa 3.6 就会漏油，可用极细砂纸修正。 活塞表面 活塞表面上的不均匀磨损深度在 0.2 0.3时，应更换 新活塞，还要检查活塞是否有裂纹，活塞的密封槽是否受伤。 其它部分的检查 有时还要检查耳环轴和铰轴等部位有无裂缝，连接处的螺纹有无异常等。 4.2.3 液压缸组装时的注意事项 安装密封元件的一般注意事项 1）毛刺和锐角的清除。为了保护密封圈的唇边，常常在密封元件的插入处做成导向锥角和大倒角。在自由状态下压入密封圈时，要设置较大的导向锥面，当缸壁上开有小孔时应做出大倒角；活塞孔上有了导向锥面 015 300，就能保护 O形密封圈不受损坏；活塞顶端头部螺纹和台肩通过密封圈时，为了保护密封圈唇边，所采取的措施是：在台肩处做成 R倒角，螺纹直径应比活塞杆直径稍小。如螺纹部分有可能与密封件相碰时，可在螺纹上卷一层聚四氟乙烯密封带，并涂上润滑脂后再插入；在 阳泉职业技术学院 -毕业设计说明书 27 插入处做成 015 030 的导向锥面，目的在于保护密封圈。 2）使用润滑脂的效果。 在装拆液压缸中，首先将各部分用汽油洗净凉干，然后在缸体内表面、既将装入的密封圈 表面，都涂上高熔点的润滑脂，这样密封圈易装入，效果较好。 3）密封圈的方向性。