1、挖掘機(jī)液壓油缸緩沖裝置的設(shè)計(jì)方法與分析來源:畢業(yè)論文網(wǎng)-一、引言隨著工程機(jī)械液壓技術(shù)和市場的發(fā)展.要求挖掘機(jī)等丁程機(jī)械液壓缸活塞運(yùn)動速度越來越高，其往復(fù)頻率和運(yùn)動速度也越來越高，有的甚至高達(dá)每秒幾十米。為避免產(chǎn)生強(qiáng)烈撞擊和振動，保證系統(tǒng)平穩(wěn)工作，防止傳動部件損壞，提高系統(tǒng)的工作性能和壽命，必須在其運(yùn)動結(jié)束前進(jìn)行緩沖。二、挖掘機(jī)液壓油缸的緩沖方法目前，挖掘機(jī)液壓油缸緩沖的方法基本有兩種：一種是液壓缸外部控制，即在液壓缸的控制回路上，安裝節(jié)流閥或其它形式的流量控制裝置進(jìn)行緩沖，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜：另一種是液壓缸內(nèi)部控制.即在液壓缸內(nèi)部設(shè)計(jì)緩沖裝置來實(shí)現(xiàn)緩沖，其結(jié)構(gòu)簡單、1二作可靠、體積小、緩沖一Iii較

2、好，因而得到廣泛應(yīng)用。本文采用的設(shè)計(jì)方法即為內(nèi)部緩沖裝置三、設(shè)計(jì)方案挖掘機(jī)雙作用液壓缸緩沖裝置正常穩(wěn)定T作的主要因素是活塞桿和缸筒具有較好的同軸度。這同軸度是通過活塞桿和缸筒分別與前后端蓋、活塞的間隙配合及各部件的形位公差來保證的，實(shí)踐中由于設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用等因素的影響，常常使這一同軸度難以控制，這樣就使得緩沖裝置難以正常：作，經(jīng)常發(fā)生拉傷、膠合甚至損壞液壓缸的情況。為了保證液壓缸緩沖正常穩(wěn)定工作，研發(fā)人員設(shè)計(jì)了浮動緩沖裝置。這種雙作用液壓缸浮動緩沖裝置幾乎不受活塞桿和缸筒同軸度影響，工作可靠、壽命長、緩沖效果好.且適用于各種固定緩沖和可調(diào)緩沖：同時，還解決了傳統(tǒng)緩沖裝置造成的拉傷、膠合

3、問題。四、緩沖裝置結(jié)構(gòu)及緩沖原理如所示，活塞桿4頭部裝有緩沖銷2,缸體1內(nèi)的底部開有與緩沖銷2配合的緩沖孔1b,缸體1上開有與緩沖孔1b相通的通油孔1a,在缸體l上設(shè)有連通緩沖孑L1b與缸體內(nèi)腔的補(bǔ)油通道1c,在補(bǔ)油通道lc與緩沖孔Ib相通的端口處設(shè)有單向節(jié)流閥5當(dāng)活塞桿4向回縮時，活塞向左運(yùn)動，單向節(jié)流閥5處于節(jié)流狀態(tài)。當(dāng)活塞桿4運(yùn)動到接近缸體1的底部時，通過緩沖銷2與緩沖孑L1b的配合來緩沖：當(dāng)活塞桿4運(yùn)動到缸底停止后再需要伸出時，由通油孔1a向緩沖孔1b供油，液壓油從緩沖孔lb給活塞桿施壓，同時，單向節(jié)流閥5打開，液壓油通過補(bǔ)油通道1c直接進(jìn)入缸體l內(nèi)向右推活塞。五、緩沖裝置模型及特-性

4、分析1.緩沖裝置模型囹2為液壓缸的可調(diào)式節(jié)流口緩沖裝置原理模型圖。在液壓缸活塞端部有直徑為d的緩沖柱塞，缸蓋上有與緩沖柱塞相配的緩沖內(nèi)孔，當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入緩沖內(nèi)孔后，活塞與缸蓋間的油液須經(jīng)節(jié)流閥排出，從而使活塞運(yùn)動受阻、速度減慢，達(dá)到緩沖目的。2 .速度一行程特性首先分析活塞的受力和運(yùn)動，設(shè)運(yùn)動部件為研究的質(zhì)點(diǎn)系，總質(zhì)量為m,制動前活塞運(yùn)動速度V。，活塞直徑D,緩沖柱塞直徑d,進(jìn)油腔有效面積為A,壓力P,緩沖腔有效面積為A,壓力Po另外活塞還受負(fù)載力、摩擦力、重力(f頃斜安裝時)的作用。為了使問題簡化，用總負(fù)載力F表示。當(dāng)緩沖柱塞由X移至x+dx位置時，質(zhì)點(diǎn)系動能微分應(yīng)等于作用于其上所有力的元功

5、之和。分析可知：當(dāng)x=0,即緩沖開始時，活塞的運(yùn)動速度最快，其速度為V。；當(dāng)活塞進(jìn)入緩沖腔的行程x增大，活塞的運(yùn)動速度減慢，進(jìn)入緩沖腔的行程越大，緩沖效果越好；當(dāng)緩沖行程結(jié)束時，此值為殘余速度。理論分析表明，無論緩沖行程有多大，都不可能將活塞運(yùn)行速度減到零。3 .壓力一緩沖行程特性緩沖腔壓力由兩部分組成：一是穩(wěn)態(tài)壓力；二是瞬態(tài)壓力。當(dāng)x=0時，緩沖腔壓力值P眥最大；當(dāng)合外力不變時，緩沖腔的壓力最大值與緩沖面積成反比。當(dāng)X-.時，為緩沖終止時緩沖腔的壓力，其值等于穩(wěn)態(tài)壓力。4 .最小緩沖容量分析由上述分析可知，緩沖行程越大。緩沖效果越好。但在實(shí)際生產(chǎn)中，緩沖行程不可能無限大。而受緩沖柱塞長度限定

6、(見圖2),一般取緩沖行程：l=(0.140.17)0緩沖腔面積AH越大，緩沖效果越好。實(shí)際生產(chǎn)中的緩沖腔面積由緩沖柱塞直徑d決定.一般選取d=(O.3-0.7)0,則緩沖面積AH=(0.090.5)pD2/4。合理選擇lAH的取值可得最佳的緩沖效果。實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同工況下的質(zhì)量、運(yùn)動速度及初定的最終緩沖壓力，求出最小緩沖容量q,然后根據(jù)液壓缸的結(jié)構(gòu)確定AHl,在滿足AH和l的限定范圍內(nèi)達(dá)到最佳的緩沖效果六、結(jié)束語本文所采用的挖掘機(jī)液壓油缸緩沖裝置的設(shè)計(jì)方法其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是端蓋緩沖孑L內(nèi)的導(dǎo)向套，具有良好的耐磨性，提高了端蓋和緩沖套的壽命；二是緩沖套外圓和端蓋緩沖孔內(nèi)

7、孔配合間隙很小，緩沖效果好；三是該裝置結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了加工難度。緩沖液壓缸，是具有緩沖功能的液壓缸，是一種公開的置于挖掘機(jī)的液壓缸中的液壓缸緩沖裝置，該液壓缸緩沖裝置阻止活塞與端凸緣碰撞并吸收碰撞產(chǎn)生的沖擊。由于設(shè)置該緩沖裝置，即使在外力施加在液壓缸上，不會發(fā)生壓力高于液壓缸的設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況。目錄緩沖裝置理想緩沖定位拉桿緩沖液壓缸性能參數(shù)柱塞式緩沖液壓油缸活塞式單作用緩沖液壓缸二級緩沖液壓缸外置式緩沖液壓缸編輯本段緩沖裝置在設(shè)在液壓缸中的液壓缸緩沖裝置中，該液壓缸包括構(gòu)成液壓油的收集室的管子，進(jìn)行直線運(yùn)動的桿，固定在桿上、并分隔了管子的收集室的活塞，和端凸緣，該液壓缸緩沖裝置包括裝在桿上與

8、活塞接近的緩沖套，如果在桿的直線運(yùn)動中活塞接近桿側(cè)端凸緣，在桿側(cè)室中產(chǎn)生預(yù)定的緩沖壓力，還包括設(shè)在緩沖套上的彈性體，阻止活塞與桿側(cè)端凸緣碰撞并通過其彈性吸收沖擊。編輯本段理想緩沖定位用理想曲線實(shí)現(xiàn)液壓缸的緩沖定位問題。理論分析、仿真及實(shí)驗(yàn)證明：理想曲線是實(shí)現(xiàn)液壓缸緩沖定位的最佳曲線，用理想曲線實(shí)現(xiàn)液壓缸的緩沖定位，在伺服控制的條件下定位精度可達(dá)W.02mm,定位時壓力沖擊小，緩沖定位的行程和初速度可根據(jù)需要任意設(shè)定，解決了定位精度和工作速度之間的矛盾，既提高了定位質(zhì)量又提高了工作效率。理想曲線控制的對象是液壓系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)緩沖定位有兩種手段，一種是比例控制系統(tǒng)，另一種是伺服控制系統(tǒng)。伺服控制的效

9、果要好于比例控制。在控制衍也有兩種方式：PID控制器和自組織模糊控制器。用高次曲線作為輸入信號，用PID控制器作為控制算法，對伺服系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到上升時間0.2秒，超調(diào)量7%以內(nèi)，定位精度M.02MM。編輯本段拉桿緩沖液壓缸YGC系列和YGD系列拉桿液壓缸，YGC系列為差動缸，YGD系列為等速缸，具有重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，安裝方便，易于維修，安裝形式多樣等特點(diǎn)，符合ISO6020/2（1991）和DIN24554標(biāo)準(zhǔn)，最高工作壓力有7MPa、14MPa、21MPa三種，全部密封件采用進(jìn)口派克和MERKER密封件，兩端緩沖采用浮動襯套和浮動緩沖套以保證環(huán)形流動縫隙的同心度，緩沖性能良好，

10、可以降低內(nèi)外沖擊和噪聲，延長液壓缸的壽命。YGC和YGD系列液壓缸的兩端極限位置上可以設(shè)置抗高壓型電感式接近開關(guān)，裝置緊湊，安裝調(diào)整方便，省去運(yùn)動機(jī)構(gòu)上設(shè)計(jì)和安裝極限開關(guān)的繁瑣環(huán)節(jié)，為設(shè)計(jì)和安裝調(diào)整提供極大的方便。在YGC系列液壓缸（桿徑呈36）上可以配置內(nèi)置式位移傳感器，根據(jù)工礦需要準(zhǔn)確停位，在電控和液控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合下，實(shí)現(xiàn)高速準(zhǔn)確的工業(yè)自動控制。位移傳感器是利用磁致伸縮的原理進(jìn)行工作，當(dāng)運(yùn)動的磁鐵磁場和傳感器內(nèi)波導(dǎo)管電流脈沖所產(chǎn)生的磁場相交時便產(chǎn)生一個接一個連續(xù)不斷的應(yīng)變脈沖，從而感測出活塞的運(yùn)動位置（或運(yùn)動速度）。由于傳感器元件都是非接觸的，盡管感測過程連續(xù)不斷，也不會對傳感器造成任何

11、磨損，可承受高溫高壓和高沖擊的工作環(huán)境。該類油缸主要應(yīng)用于機(jī)床、木工機(jī)械、橡膠機(jī)械、鋼鐵設(shè)備、注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、海上或船上安裝。編輯本段性能參數(shù)1.工作壓力7MPa、16MPa、21MPa2.缸內(nèi)徑規(guī)格25mm至200mm3.活塞桿直徑12mm至140mm4.工作溫度范圍20c至100c5.最高運(yùn)行速度0.5m/s技術(shù)參數(shù)型號說明YGCD/dEX200TB4111丫C種類：C=差動缸；D=等速缸D/d缸徑/桿徑E壓力等級：C=7MPa;E=16MPa;D=21MPa200行程mmTB安裝方式：TB=拉桿伸出缸頭端；TC=拉桿伸出缸蓋端；TD=W伸出兩端；h二缸頭矩形法蘭；HH二缸蓋矩形法蘭；C=

12、側(cè)面凸耳；8=缸蓋固定耳環(huán)；BB二缸蓋固定雙耳環(huán)；SBd二缸蓋固定耳環(huán)帶球面軸承；D二缸頭耳軸；DB二缸蓋耳軸；DD=中間固定耳軸4活塞桿端方式：3=非標(biāo)準(zhǔn)活塞桿端；4=活塞桿端外螺紋；9=活塞桿端內(nèi)螺紋1油口連接方式：1=英制內(nèi)螺紋；2=公制內(nèi)螺紋1油口位置（參見右圖）1緩沖位置：1=兩端緩沖；2=無桿腔緩沖；3=有桿腔緩沖；4=兩端無緩沖Y-活塞桿延長長度以mm為單位用文字書寫不填為無此選項(xiàng)-進(jìn)一步說明油口位置從活塞桿端看安裝方式TB,TC,TDJJ,HHCB,BB,SBdD,DB,DD安裝方式選擇說明1.拉桿伸出安裝（TB,TC,TD）的缸適用于傳遞直線力的應(yīng)用場合，并在空間有限時特別有

13、用。對于壓縮用途，缸蓋端拉桿安裝最合適；活塞桿受拉伸的場合，應(yīng)指定缸頭端安裝方式。拉桿伸出兩端的缸可以從任何一端固定于機(jī)器構(gòu)件，而缸的自由端可以支承一個托架或開關(guān)。2.法蘭安裝（JJ,HH）的缸也適用于傳遞直線力的應(yīng)用場合。對于壓縮型用途，缸蓋安裝方式最合適；主要負(fù)載使活塞桿受拉伸的場合，應(yīng)指定缸頭安裝。3.腳架安裝（C）的缸不吸收在其中心線上的力。結(jié)果，缸所施加的力產(chǎn)生一個傾翻力矩，試圖使缸繞著它的安裝螺栓翻轉(zhuǎn)。因而，重要的是應(yīng)把缸牢固地固定于安裝面并應(yīng)有效地引導(dǎo)負(fù)載，以免側(cè)向載荷施加于活塞桿密封裝置和活塞導(dǎo)向環(huán)。4.錢支安裝（B,BB,SBd）吸收在其中心線上的力的帶錢支安裝的缸應(yīng)該用于機(jī)

14、器構(gòu)件將沿曲線運(yùn)動的場合。如果活塞桿進(jìn)行的曲線路徑在單一平面之內(nèi)，則可使用方式BB和B帶固定雙耳環(huán)的缸；對于其中活塞桿將沿實(shí)際運(yùn)動平面的每側(cè)的路徑行進(jìn)的用途，推薦球面軸承安裝SBdo5.耳軸安裝（D,DB,DD）的缸被設(shè)計(jì)成吸收在其中心線上的力。它們適用于拉伸（拉力）或壓縮（推力）用途，并可用于機(jī)器構(gòu)件將沿單一平面內(nèi)的曲線路徑運(yùn)動的場合。耳軸銷僅針對剪切荷設(shè)計(jì)并應(yīng)承受最小的彎曲應(yīng)力?；钊麠U端方式說明1.方式9（內(nèi)螺紋）活塞桿端不得用于160mm或200mm內(nèi)栓的缸。2.非標(biāo)準(zhǔn)活塞桿端命名為方式3。一個尺寸簡圖或說明應(yīng)附于訂貨單。請指定尺寸KK或KF,A,活塞桿伸出量（WF-VF）和螺紋形式?；?/p>

15、塞桿端形式方式4（外螺紋）方式9（內(nèi)螺紋）編輯本段柱塞式緩沖液壓油缸現(xiàn)有叉車三級門架的側(cè)升降油缸內(nèi)沒有緩沖裝置，因此油缸下降到底時，柱塞與油缸缸底、二級活動門架與一級固定門架會產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊，而引起叉車震顫；另外，由于液壓油的壓力脈沖，在油缸舉升時，側(cè)升降油缸與主舉升油缸易產(chǎn)生瞬時聯(lián)動。本實(shí)用新型的目的是提供一種柱塞緩沖液壓油缸，它在用于叉車三級門架側(cè)升降油缸時，當(dāng)柱塞到達(dá)缸底規(guī)定的距離范圍內(nèi)和在柱塞上升起動時，具有緩沖減震、降低壓力脈沖作用，且不影響叉車門架系統(tǒng)的工作性能。實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于油缸具有緩沖減震、降低油缸起動壓力脈沖的良好效果，其結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、維修方便。編輯本段活塞式單作用

16、緩沖液壓缸一種活塞式單作用緩沖液壓缸，由底部帶有進(jìn)油口的缸筒、封閉缸筒上端口的帶有密封圈的導(dǎo)向套、安裝在缸筒內(nèi)的帶有密封圈和連通兩腔的數(shù)個補(bǔ)油孔的活塞、以及與活塞連接的沿導(dǎo)向套滑動的活塞桿組成，其特征是：所述在缸筒內(nèi)的活塞桿上開有數(shù)個通向活塞另一端無桿腔的緩沖油孔；所述活塞的補(bǔ)油孔上均設(shè)置有阻止有桿腔壓力油流向無桿腔的單向閥，活塞的柱面上還開有連通補(bǔ)油孔的節(jié)流孔?；钊絾巫饔镁彌_液壓缸，特點(diǎn)是在接近行程端點(diǎn)的活塞桿上設(shè)置有幾個直徑不同的徑向緩沖油孔，在活塞桿底部開有中心孔使各緩沖油孔與無桿腔連通，在活塞的補(bǔ)油孔上安裝阻止油液流向無桿腔的的單向閥，從而使有桿腔變?yōu)榫彌_腔，有效地降低了緩沖峰值壓力

17、，減緩了對導(dǎo)向套密封件的沖擊，提高了液壓缸的可靠性；另外還有結(jié)構(gòu)緊湊，容易加工，成本低的優(yōu)點(diǎn)。編輯本段二級緩沖液壓缸二級緩沖液壓缸，它由缸體、固定在缸體上部的缸蓋和安裝在缸體內(nèi)的活塞組成，其特征在于在缸體的下部排油口處水平安裝有滑閥，其閥芯的一端裝有將閥芯壓向排油口密封環(huán)的壓簧，在閥芯上設(shè)有徑向的小排油口，閥芯內(nèi)設(shè)有起著單向閥作用、可以對小排油口密封的鋼球5,在鋼球的側(cè)面設(shè)有利用其推力使鋼球密封滑閥小排油口的小壓簧，一個端部伸出排油口的撞桿與閥芯滑動裝配。二級緩沖液壓缸特征在于在缸體的下部排油口處水平安裝有滑閥，其閥芯的一端裝有將閥芯壓向排油口密封環(huán)的壓簧，在閥芯上設(shè)有徑向的小排油口，閥芯內(nèi)設(shè)有起著單向閥作用、可以對小排油口密封的鋼球5,在鋼球的側(cè)面設(shè)有利用其推力使鋼球密封滑閥小排油口的小壓簧，一個端部伸出排油口的撞桿與閥芯滑動裝配。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：在可靠地配合操動機(jī)構(gòu)的工藝動作的基礎(chǔ)上，省掉了合閘緩沖器