Гидравлический цилиндр дизайн должен сначала освоить исходную информацию и дизайн основы, в том числе: использование хозяина и работа статьи из: структурные характеристики рабочего механизма, состояние нагрузки, размер хода и действия требования; гидравлическая система выбрана рабочей силы и потока; материалы, аксессуары и процесс обработки реальности ситуации; соответствующие национальные стандарты и спецификации и так далее.
Внутренняя структура и состав деталей гидроцилиндра показаны на рис. 26-112 и рис. 26-113.
По сравнению с другими гидравлическими компонентами, инженеры-гидротехники находят конструктивные принципы, расчеты и проектирование гидроцилиндров относительно простыми. Расчеты сил и скоростей производятся по формулам, приведенным в разделе 26.7.1. Основные размеры гидравлического цилиндра включают в себя отверстие цилиндра, диаметр цилиндра поршня, длину цилиндра и толщину стенки цилиндра. Однако, чтобы получить гидроцилиндр с приемлемыми характеристиками, необходимо обращать внимание на детали.
Гидравлический цилиндр проектируется в соответствии со следующими принципами: ① соответствие условиям работы и требованиям к установке; ② соответствие требованиям к усилию, ходу, скорости; ③ детали и узлы обладают достаточной прочностью, жесткостью, чтобы соответствовать требованиям к сроку службы и надежности; ④ герметичность и надежность: ⑤ уделить полное внимание технологии обработки и сборки деталей; ⑥ установка, обслуживание и удобство; ⑦ гидравлический цилиндр экономически эффективным; ⑧ легкий дизайн; ⑨ стандартизированный дизайн.
В дизайне были отмечены следующие моменты:
(1) Выбор типа гидравлического цилиндра
Характеристики и потребности нагрузки определяют тип гидравлического цилиндра. Хотя чаще всего используются цилиндры двойного действия, вы можете использовать цилиндр одинарного действия для уменьшения маслопровода при наличии собственного веса, внешних нагрузок или силы пружины. Такая установка позволяет задействовать существующую силу. Если необходимо добиться большого рабочего хода при малой монтажной длине, рассмотрите возможность использования многоступенчатого телескопического цилиндра или добавления мультипликатора, который может усилить ход. Для увеличения хода требуется более толстый поршневой шток. Также можно оснастить цилиндр упорной втулкой для повышения сопротивления продольному изгибу. Для конструкции ствола цилиндра в машинах и оборудовании общего назначения обычно используются штоки с резьбой. Напротив, в металлургической промышленности, кузнечном оборудовании и других тяжелых условиях эксплуатации, а также в цилиндрах высокого давления большого диаметра часто используются сварные конструкции.
(2) Рассчитать и определить основные параметры конструкции
Определите изменение нагрузки на гидроцилиндр на разных этапах хода в зависимости от внешних сил, с которыми он сталкивается. Эти силы включают силу тяжести, трение от движения тела, инерцию и рабочую нагрузку. Кроме того, необходимо указать значение мощности для этих условий.
Вы определяете диаметр поршня и штока, исходя из рабочей нагрузки гидроцилиндра и выбранного рабочего давления жидкости. Для этого вы следуете национальным стандартам.
Расход гидравлического насоса определяется скоростью движения гидроцилиндра и диаметром поршня и штока.
Выберите материал цилиндра и рассчитайте его внешний диаметр.
Выберите конструктивную форму головки цилиндра и рассчитайте прочность соединения между головкой и стволом цилиндра.
Выбор хода гидроцилиндра зависит от расстояния перемещения груза.
(3) длина направляющей штока поршня гидроцилиндра (см. рис. 26-114), устойчивость и прочность на продольный изгиб
Длина ствола гидроцилиндра L рассчитывается следующим образом:
L=l+B+A+M+C (26-20)
Где в формуле l - максимальный рабочий ход поршня.
B - длина поршня, обычно (0,6~1)D (DB-80 мм);
A - длина направляющей штока поршня, принимается (0,6~1,5)D(D80мм).
М - длина уплотнения штока поршня, определяется методом уплотнения;
C - другие длины.
Предлагаемые минимальные требования к направляющим H>l/20 или H=D/2. Длина ствола цилиндра должна быть не более чем в 20 раз больше внутреннего диаметра.
Длина направляющей штока поршня A не должна быть слишком маленькой, иначе первоначальный прогиб гидроцилиндра (прогиб, вызванный зазором) увеличится, что повлияет на стабильность гидроцилиндра. Длина направляющей втулки обычно варьируется в зависимости от размера гидроцилиндра, а также типа и назначения уплотнения штока поршня. Она должна быть больше диаметра поршневого штока более чем на 0,6. Это обеспечивает достаточную устойчивость поршневого штока. Для справки см. рис. 26-114.
Поршневой шток должен обладать хорошей устойчивостью, старайтесь, чтобы шток в состоянии напряжения выдерживал максимальную нагрузку.
Направляющая втулка высокоскоростного и длинноходового гидроцилиндра должна иметь специальную конструкцию. Для гидроцилиндров со скоростью более 1000 мм/с и ходом 4000 мм и более может возникнуть локальный перегрев из-за высокоскоростного воздействия. Такой перегрев может привести к значительному износу направляющей втулки. Кроме того, это может привести к появлению металлического порошка. Это требует принудительного смазывания поверхности направляющей втулки. Кроме того, необходимо применять высокочастотную закалку и другие виды специальной обработки поверхности поршневого штока. Кроме того, мы можем рассмотреть возможность использования гидростатических подшипников.
Когда на шток поршня действует сопротивление, необходимо убедиться, что диаметр штока достаточно велик, чтобы выдержать нагрузку и напряжения, действующие на цилиндр. В то же время необходимо избегать больших прогибов. Если прочность на продольный изгиб недостаточна, трение поверхностей скольжения и т. д. вызывает большие отклоняющие нагрузки на направляющую втулку и поршень, что приводит к таким проблемам, как заклинивание, ползучесть и ненормальный износ уплотнений. Дополнительная прочность, необходимая для предотвращения продольного изгиба, зависит от хода и способа соединения с шарниром.
Из-за тонкости поршневого штока необходимо провести проверку прочности на продольный изгиб и расчет устойчивости гидроцилиндра.
(4) способ монтажа гидравлического цилиндра
Способ монтажа должен основываться на характеристиках нагрузки и форме движения. Главное, чтобы гидравлический цилиндр был нагружен вдоль направления движения. Кроме того, гидроцилиндр не должен испытывать нагрузку в радиальном направлении.
Фланцевое крепление обеспечивает высокопрочные центральные опоры. Для длинных цилиндров могут потребоваться дополнительные опоры на свободном конце для предотвращения провисания. Кроме того, следите за тем, чтобы болты устанавливались таким образом, чтобы избежать сдвигающих усилий.
(5) гидравлический цилиндр с внутренним буферным тормозным устройством и новым буферным устройством
Высокоскоростные действия с большой нагрузкой иногда могут повредить механические устройства или гидравлические цилиндры из-за ударного давления, возникающего в буферной секции. Если скорость цилиндра превышает 200 м/с, а перемещаемая масса велика, следует использовать тормозную конструкцию (см. Рисунок 26-115). Эта тормозная конструкция должна располагаться вблизи конца хода поршня. Эта конструкция постепенно замедляет поршень, чтобы предотвратить его удар о головку цилиндра. Если буферное устройство в цилиндре само по себе не может поглотить всю инерционную энергию, необходимо также рассмотреть меры по замедлению гидравлического контура.
На рисунке 26-115 показаны различные структуры амортизаторов, эффект параболического амортизатора является наилучшим (см. рисунок 26-115a), но требуется обработка на станке с ЧПУ, стоимость выше, в то время как на рисунке 26-115b показана форма дроссельного паза при обработке на фрезерном станке, удобная и простая, больше применений. Ступенчатый буфер (см. рис. 26-115c) обычно создает пик давления. Этот пик давления меньше в два раза, чем у цилиндрического буфера с постоянным дросселем.
Благодаря этой особенности ступенчатый буфер часто используется в бесштоковой полости гидроцилиндров. Двойной конический буфер (см. рис. 26-115е) работает лучше, чем конический буфер (см. рис. 26-115d), и инженеры часто применяют его в гидроцилиндрах экскаваторов. Пористый цилиндр и пористый плунжерный буфер (см. рис. 26-115f, h) позволяют достичь эффекта буферизации, который приближается к идеальному параболическому уровню. На рис. 26-116a показана особая структура буфера для гидравлических цилиндров. Традиционная структура буфера для гидроцилиндров очень распространена.
В настоящее время существует целый ряд новых дроссельных амортизационных конструкций с переменным дросселированием, включая амортизационные конструкции с постоянным или переменным дросселированием (см. рис. 26-116b, c) и амортизационные конструкции с плавающей втулкой, саморегулирующиеся по типу потока (см. рис. 26-116d) и т.д.
В конструкции амортизатора с постоянным дросселированием, показанной на рис. 26-116b, поршень движется к головке цилиндра. Под действием стопорного кольца и конической пружины амортизационный блок также перемещается вместе с поршнем в сторону головки цилиндра. Когда амортизационный блок соединяется с плоскостью головки цилиндров, в бесштоковой полости образуется амортизационная масляная камера. Дроссельное отверстие выпускает заключенное в нем масло, тем самым достигается постоянный дроссельный буфер. Структура буфера переменного дросселя, показанная на рис. 26-116c, улучшает структуру буфера постоянного дросселя. Для этого в ней предусмотрены небольшие отверстия во впускной масляной трубе буферного блока. Такая конструкция позволяет изменять площадь дросселирования по мере движения поршня к головке цилиндра. Переменное дросселирование достигается за счет изменения количества дроссельных отверстий.
Новое дроссельное буферное устройство имеет конические пружины и постоянную (переменную) дроссельную буферную структуру. По сравнению с цилиндрическими пружинами, конические пружины обеспечивают большую боковую устойчивость. Частота колебаний является переменной величиной, что предотвращает резонансные явления. Такая конструкция позволяет избежать импульсов давления и чрезмерных пиков давления в буферной камере. Она обеспечивает постепенное изменение давления. Такая конструкция позволяет уменьшить поперечный размер традиционного буферного плунжера. Она также уменьшает ход буфера. Конструкция проста и недорога. В то же время обратное движение гидравлического цилиндра в масло и из масла происходит нормально.
(6) проблема выхлопа гидравлического цилиндра
Попадание воздуха в цилиндр часто приводит к тому, что гидроцилиндр трясется или ползет во время движения. Чтобы решить эту проблему, добавьте выпускное устройство или быстро переместите гидроцилиндр на максимальный ход, чтобы принудительно выгнать воздух. Однако газ в гидроцилиндре - не единственная причина ползания. Установка гидроцилиндра с непараллельной направляющей также может вызвать ползание. Это происходит потому, что непараллельная направляющая создает большое сопротивление. В этом случае отрегулируйте или переустановите гидроцилиндр.
(7) Расход масла через порт
Скорость потока через масляный порт не должна превышать 7 м/с, чтобы избежать чрезмерной потери давления, влияющей на производительность цилиндра.
(3) Выбор уплотнительных материалов
Уплотнение должно учитывать совместимость материала с маслом, применимую температуру, диапазон скоростей, пылезащищенность и другие параметры.
Связаться с Zhuo Yi Control Technology для новейших технологий производства!
