液压油缸选型|行程S的确定和安装方式的选择

液压油缸选型一共三期,为第二期。上一期我们分享了液压油缸基本概念、受力计算及缸径的选择,为了方便大家计算,附送了能自动计算油缸基本参数的计算工具。

今天我们讲一下液压油缸的行程确定和安装方式的选择。

 
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选定行程S

 

 

根据设备或装置系统总体设计的要求,确定行程S,若油缸的选择空间允许,请选择行程比实际需求行程长的油缸,以提高系统的可扩展能力并防止油缸的过度伸长。

 

 

具体确定原则如下:

1)行程S=实际最大工作行程Smax+行程富裕量△S;
行程富裕△S=行程余量△S1+行程余量△S2+行程余量△S3。
2)行程富裕量△S的确定原则
一般条件下应综合考虑:系统结构安装尺寸的制造误差需要的行程余量△S1、液压缸实际工作时在行程始点可能需要的行程余量△S2和终点可能需要的行程余量△S3
(注意液压缸有缓冲功能要求时:行程富裕量△S的大小对缓冲功能将会产生直接的影响,建议尽可能减小行程富裕量△S);
 

3)对长行程(超出本产品样本各系列允许的最长行程)或特定工况的液压缸需针对其具体工况(负载特性、安装方式等)进行液压缸稳定性的校核。
4)对超短行程(超出液压样本各系列某些安装方式许可的最短行程)的液压缸必要时请与厂家确认。
 
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选定安装方式

 

 

油缸安装方式,即油缸与设备以什么形式相连接。确定了安装方式后,再确定安装尺寸。

安装方式的确定原则

1)法兰安装

适合于液压缸工作过程中固定式安装,其作用力与支承中心处于同一轴线的工况;其安装方式选择位置有端部、中部或尾部三种,如何选择取决作用于负载的主要作用力对活塞杆造成压缩(推)应力、还是拉伸(拉)应力,一般压缩(推)应力采用尾部、中部法兰安装,拉伸(拉)应力采用端部、中部法兰安装,确定采用端部、中部或尾部法兰安装需同时结合系统总体结构设计要求和长行程压缩(推)力工况的液压缸弯曲稳定性确定。

2)铰支安装

分为尾部单(双)耳环安装和端部、中部或尾部耳轴安装,适合于液压缸工作过程中其作用力使在其中被移动的机器构件沿同一运动平面呈曲线运动路径的工况;当带动机器构件进行角度作业时,其实现转动力矩的作用力和机器连杆机构的杠杆臂与铰支安装所产生的力的角度成比例。

a)尾部单(双)耳环安装

尾部单耳环安装是铰支安装工况中最常用的一种安装方式,适合于活塞杆端工作过程中沿同一运动平面呈曲线运动时,活塞杆将沿一个实际运动平面两侧不超过3°的路径工况或结构设计需要的单耳环安装工况;此时可以采用尾部和杆端球面轴承安装,但应注意球面轴承安装允许承受的压力载荷。

尾部双耳环安装适合于活塞杆端工作过程中沿同一运动平面呈曲线运动路径的工况;它可以在同一运动平面任意角度使用,在长行程推力工况必须充分考虑活塞杆由于缸的“折力”作用而引起的侧向载荷导致纵弯。

端部、中部或尾部耳轴安装

中部固定耳轴安装是耳轴安装最常用的安装方式,耳轴的位置可以布置成使缸体的重量平衡或在端部与尾部之间的任意位置以适应多种用途的需要。耳轴销仅针对剪切载荷设计而不应承受弯曲应力,应采用同耳轴一样长、带有支承轴承的刚性安装支承座进行安装,安装时支承轴承应尽可能靠近耳轴轴肩端面,以便将弯曲应力降至最小。

c) 尾部耳轴安装与尾部双耳环安装工况相近,选择方法同上。

d) 端部耳轴安装适合于比尾端或中部位置采用铰支点的缸更小杆径的液压缸,对长行程端部耳轴安装的缸必须考虑液压缸悬垂重量的影响。为保证支承轴承的有效承载,建议该种安装的液压缸行程控制在缸径的5倍以内。

3)脚架安装

适合于液压缸工作过程中固定式安装,其安装平面与缸的中心轴线不处于同一平面的工况,因此当液压缸对负载施加作用力时,脚架安装的缸将产生一个翻转力矩,如液压缸没有很好与它所安装的构件固定或负载没有进行合适的导向,则翻转力矩将对活塞杆产生较大的侧向载荷,选择该类安装时必须对所安装的构件进行很好的定位、紧固和对负载进行合适的导向,其安装方式选择位置有端部和侧面脚架安装两种。

 

 

 

 

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安装及运行时的注意事项

 

 

应确保载荷是作用在油缸中心且其方向是沿着油缸方向,否则禁止使用。
当油缸用作千斤顶使用时,必须使用顶帽,支撑底盘等其他油缸附件。
油缸可允许偏心载荷使用,但应保证载荷不得超过总载荷的5%,否则将缩短油缸的使用寿命。
严禁油缸在有载荷的情况下脱开油泵的油管接口。
 

在设计液压油缸前先要考虑以下几方面的问题:

1)要尽量缩小液压油缸的外形尺寸,使结构紧凑。

2)保证液压油缸往复运动的速度、行程需要的牵引力。

3)活塞杆受拉不受压,以免产生弯曲变形。

4)保证每个零件有足够的强度、刚度和耐久性。

5)尽量避免液压油缸受侧向载荷。

6)长行程液压油缸活塞杆伸出时,应尽量避免下垂。

7)能消除活塞、活塞杆和导轨之间的偏斜。

8)根据液压油缸的工作条件和具体情况,考虑缓冲、排气和防尘措施。

9)液压油缸不能因温度变化时,受限制而产生挠曲。别是长液压油缸更应注意。

10)要有可能的密封,防止泄漏。

11)液压油缸的结构要素应采用标准系列尺寸,尽量选择经常使用的标准件。

12)尽量做到成本低,制造容易,维修方便。

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