毕业设计---YA32-315剪板机液压系统设计

图3.3 缸筒和缸盖结构

(a)法兰连接式(b)半环连接式(c)螺纹连接式(d)拉杆连接式(e)焊接连接式

1—缸盖2—缸筒3—压板4—半环5—防松螺帽6—拉杆

在此使用铸铁，选用法兰连接。

3.3.2 活塞杆与活塞的连接结构

可以把短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体，这是最简单的形式。但当行程较长时，这种整体式活塞组件的加工较费事，所以常把活塞与活塞杆分开制造，然后再连接成一体。图六所示为几种常见的活塞与活塞杆的连接形式。

图3.2(a)所示为活塞与活塞杆之间采用螺母连接，它适用负载较小，受力无冲击的液压缸中。螺纹连接虽然结构简单，安装方便可靠，但在活塞杆上车螺纹将削弱其强度。图3.2(b)和(c)所示为卡环式连接方式。图3.2(b)中活塞杆5上开有一个环形槽，槽内装有两个半圆环3以夹紧活塞4，半环3由轴套2套住，而轴套2的轴向位置用弹簧卡圈1来固定。图3.2(c)中的活塞杆，使用了两个半圆环4，它们分别由两个密封圈座2套住，半圆形的活塞3安放在密封圈座的中间。图3.2(d)所示是一种径向销式连接结构，用锥销1把活塞2固连在活塞杆3上。这种连接方式特别适用于双出杆式活塞。

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图3.4 常见的活塞组件结构形式

3.3.3 活塞及活塞杆处密封圈的选用

图3.5 密封装置

(a)间隙密封 (b)摩擦环密封 (c)O形圈密封 (d)V形圈密封

图3.3(a)所示为间隙密封，它依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。为了提高这种装置的密封能力，常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力。它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。图3.3(b)所示为摩擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子材料制成)在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。这种材料效果较好，摩擦阻力较小且稳定，可耐高温，磨损后有自动补偿能

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力，但加工要求高，装拆较不便，适用于缸筒和活塞之间的密封。图3.3(c)、图3.3(d)所示为密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。

对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把脏物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的一端。在此选O形圈加挡圈密封。

3.3.4 液压缸的缓冲装置

缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。

活塞5的两端开有三角槽，前后缸盖3、8上的钢球7起单向阀的作用。当活塞启动时，压力油顶开钢球进入液压缸，推动活塞运动。当活塞接近缸的端部时，回油路被活塞逐渐封闭，使液压缸油只能通过活塞上轴向的三角槽缓慢排出，形成缓冲液压阻力。节流口的通流面积随活塞的移动而逐渐减小，活塞运动速度逐渐减慢，实现制动缓冲。

3.3.5 液压缸的排气装置

液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行，噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。一般可在液压缸的最高处设置进出油口把气带走，也可在最高处设置如图3.4(a)所示的放气孔或专门的放气阀〔见图3.4(b)、(c)〕。

图3.6 放气装置

1—缸盖 2—放气小孔 3—缸体 4—活塞杆

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3.4 缸筒结构的设计

3.4.1 缸筒的结构

常用的缸筒结构有八类，通常根据缸筒和端盖的连接型式选用，而连接型式又取决于额定工作压力、用途和使用环境等因素。根据Pmax?32Mpa可选用拉杆连接方式。

3.4.2 缸筒材料

一般要求有足够的强度和冲击任性，根据液压缸的参数、用途和毛坯的来源等可选45钢。缸筒毛坯可采用退火的冷拔或热轧无逢钢管。

3.4.3 对缸筒的要求

① 有足够的强度，能长期承受最高工作压力及短期动态试验压力而不致产生永久变形。

② 有足够的刚度，能承受活塞侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲。 ③ 内表面与活塞密封件及导向环的摩擦力作用下，能长期工作而磨损少，尺寸公差等级和形位公差等级足够保证活塞密封的密封性。

总之，缸筒是液压缸的主要零件，它与缸盖、缸底、油口等零件构成密封的容腔，用以容纳压力油液，同时它还是活塞的运动“轨迹”。设计液压缸缸筒时，应该正确确定各部分的尺寸，保证液压缸有足够的输出力、运动速度和有效行程，同时还必须具有一定的强度，能足以承受液压力、负载力和意外的冲击力；缸筒的内表面应具有合适的配合公差等级、表面粗糙度和形位公差等级，以保证液压缸的密封性、运动平稳性和耐用性。

3.4.4、对缸筒制造加工的要求

① 缸筒内径D采用H7或H8级配合，表面粗糙度Ra值一般为0.16～0.32um，都需要进行研磨。

② 热处理：调质，硬度HB≥241～285。

③ 缸筒内径D的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差之半。 ④ 缸筒直线度公差在500 mm长度上不大于0.03 mm。 ⑤ 缸筒端面T对内径的垂直度在直径100 mm ⑥ 当缸筒为尾部和中部耳轴型时

此外，还有通往油口、排气阀孔的内径口必须倒角，不允许有毛边、毛刺、以免划伤密封件。为便于装配和不损坏密封件，缸筒内孔口应倒15角。需要在缸筒上焊接法兰、油口、排气阀座时，都必须在半精加工以前进行，以免精加工后焊接而引起内孔变形。如欲防止腐蚀生锈和提高使用寿命，在缸筒表面可以镀铬，再进行研磨抛光，在缸筒外表面涂耐油漆。

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