来复式摆动油缸

鬓麟撇黔墓液压 ,液办�翼 来 复 式 摆 动 油 缸煤炭科学研究院上海研 究所 黄 信 华 近年来 , � 国内外发展了一种新型的来复式 摆动油缸 , 用以实现液压机械的转动 。 它的优 点是体积小 、 重量轻 、 结构紧凑 、 便于整机布 置 。 与叶片式摆动油缸相比 , 它扭矩大 , 容积 效率高 , 与由往复油缸组成的摆动机构相比 , 它具有较高的机械效率 , 而且它的转动范围可 以大于 !∀ “ 。 目前 , 各类凿岩台车和钻机的钻 臂机构 , 液压机械手 , 鱼雷发射架的开启装置 等均有采用 , 取得了很好的效果 。 一 、 工作原理和结构分类 该油缸是一种通过螺旋副实现旋转运动的 摆动油缸 , 螺旋副的升角一般大于 #∃ “ , 类似枪 筒中的来复线升角 , 故称作来复式摆动油缸。 由于油缸工作时活塞相对于缸体作旋转运动 , 所以国外也有称作旋转活塞油缸。 它的螺旋母 称作来复母 , 其螺旋杆称作来复杆 。 这种油缸类别繁多 , 一般按主体结构分为 两大类 % 单来复摆动油缸和双来复摆动油缸 。 & � 单来复摆动油扛 图 & 所示油缸是国内应用较多 , 较为成熟 的单来复油缸的典型结构 , 来复杆与大圆盘焊 成一体 , 大圆盘又与缸体通过三个圆柱销连接 , 来复杆上的外螺旋齿与来复母活塞中的内螺旋 农 ∋ 回转支承垫目的翅曲变形 () ∗ ∋ ∀ “ , 单位 % + + , 节节 点 号号 总位移值值 翘 曲 变 形形⋯节 点 ”” 总位移值值 翘 曲 变 形形 节 点 号号 总位移值值 翘 曲 变 形形### −... / � !∀ −−− 一 ∀ � ∀ ! &&& � ∃ ∀... ∋ � /∀ &&& 一 ∀ � / !−−− � ∃ &... ∀ , .# !!! 一 ∀ � ∀ !∀∀∀###− −−− � / !/// 一 ∀ � ∀ !!! � ∃。。。 ! � ∋! ∀∀∀ 一 ∀ � / ... 0 ∃ 1 。。 ∀ � ∃ −−− 一 ∀ � ∀ ###∃∃∃∀∀∀∀ � −# −−− 一∀ � ∀ ∀ !!! � ∃ , 。。 ! � #∃ &&& 一 ∀ � ∀∃ ∃∃∃ & ∃/。。 ∀ � ∀ &∋∋∋ ∀ � ∀ ∀ ∃∃∃∃∃∃ ∀ &&& # � ∋ .−−− ∀ � ∀∀ −−− � ∃ & &&& ∃ � − ∀ ... ∀ � ∀# ∃∃∃ & ∃ / &&& 一 ∀ � &∀∀∀∀ ∀ 。 & &!!!∃∃∃∀ /// ∃ � ∃ .∃∃∃ 一 ∀ � ∀. & ∃ 1 /// ∃ � / −### ∀ � ∀∀ !!! 0 ∃ //// ∀ � &#### ∀ � ! &&&∃∃∃∀ ! � # !!! 一 ∀ 、 &∀ ### 0 ∃ & # � ! /!!! 一 ∀ 。 ∀! &&& 0 ∃ / ∀ � / ∀ � # ∋∋∋∃∃∃∀ ### ! � ∋/ ∀∀∀ 一 ∀ � ∀ ! 0 ∃ , ### � −# /// 一 ∀ � & &!!! ∃/ ### ∀ � ! − !!! ∀ � # /...∃∃∃∀ ∃∃∃ ∋ � # &∋∋∋ ∀ � ∀ ∋ 0 ∃ 1 ∃∃∃ 。 / !!! 一 ∀ � &! ∃∃∃ � ∃/ ∃∃∃ & 。 ∀ ∀ ∀∀∀ ∀ 。 2∃ ∀∀∀∃∃∃∀ !!! ∋ � ! / &&& ∀ � ∀# −−− & ∃ 1 !!! / � ∋### 一 ∀ � / ∀/// 」∃ / !!! & � ## −−− 一 ∀ 。 ∀ # ###∃∃∃∀ ∋∋∋ ∋ � − !!! 一 ∀ � &∋∋∋∋ & ∃ &∋∋∋ & � ∃ ∃∃∃∃ 一 ∀ � & ∃ /∋∋∋ & � −− ∀∀∀ 一 ∀ � ∀ ∋... 于支腿来说 , 是在活动腿与固定腿连结处附近 , 对于大梁来说 , 顶部是在回转支承周围 , 底部 是在后悬挂支座前后。 因为这些地方 , 不仅是 地位处在高应力区段 , 而且又存在比较突出的 局部应力集中问题 。 所以对于这些部位 , 在构 造上如何处理得当 , 以减小局部应力集中, 是 值得进一步研究的一个重要问题 。 (执笔人 郑有珍, 一 ∀ 一 图 , 单来友摆动油缸 & � 缸体 / � 来复杆 � 来复母活塞 # � 主轴 ∃ � 滑动轴承 ! � 滚动轴承 但作直线运动又作旋转运动 , 因此对活塞的结 构要求较高。 为了避免活塞的旋转 , 可采用图 / 的结构 。 图 / 为某机械上使用的双向单来复摆动油 缸 , 当压油从 3 口进人缸体 , 推动来复母活塞 向右运动 , 由于活塞上的外花键与缸盖上的内 花键配合 , 而缸盖又与缸体共同固泛在基座上 , 故活塞只能作直线运动 。 活塞上的内螺旋齿又 与来复杆主轴上的外螺旋齿啮合 , 当活塞右移 时 , 主轴受迫带动与主轴端部连接的机构转动。 该油缸左右对称 , 通过同步杆连接左右两主轴 来实现左右同步工作 。 上述两种油缸一般比较短粗 , 若要带动细 长机构 , 可以采用带来复杆的活塞 , 见图 。 4 � 来复螺旋副 5 � 直花键副 齿啮合 , 来复母下部的外花键又与主轴中的内 花键配合 , 主轴支承在滑动轴承和滚动轴承上 , 并通过与其连接的法兰固定于基座 。 工作时 , 压油从 3 口进人活塞上端 , 推动来复母活塞沿 着花键的轨道向下作直线运动 。 由于主轴固定 , 来复母活塞相对主轴不能作旋转运动 , 而通过 来复螺旋副强迫来复杆旋转 , 于是缸体和连接 在缸体耳环上的机构也相应跟着转动 , 这时6 口回油。 若 6 口进油 , 则缸体反向转动 , 3 口 回油。 从图 & 可知 , 来复母活塞相对于缸体不 ,, 一祥祥 」」」 图 细长单来复摆动油缸 & � 主轴 / � 滚动轴承 � 缸体 # � 尼龙支承 环 ∃ � 来复杆活塞 ! � 法兰轴 4 � 来复螺旋 5 � 直花键 ��� 尸 7 7 7 7 7 ’洲洲0 (夕 7 习习⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 卜卜卜卜8 8 89 8 声8 一 弓8 8 9 9 月月:::::::7 7 7 7 , ; 7 7 月月月月月月月月月月000< 一 ’ 一一0= 不7 7 护刀刀刀丁丁 —一 一一 &&& 异弃狡刀刀刀忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍 口口口口口勺� � , , 竺竺>>>>>>>, 丫口口一 一— 一一 ?一一 8 8 9 州州我我、、、、 、 ≅ 、 、 、 、 :::::尸尸尸 一卜卜一 8 8 件一一 刁一 一习习习卜卜 7 匀匀匀 上日日 � <<<ΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑ �����:::::::7 : 州 000∃ 石石石习习习习习凶 ������� &&&&&&&&& 图 / 双向单来复摆动油缸 & � 缸体 / � 来复母活塞 � 同步杆 # � 来复 杆主轴 ∃ � 缸盖 ! � 滚动轴承 ∋ � 滑动轴承 4 � 来复螺旋 5 � 直花键 图 是用在台车钻臂上翻转凿岩机滑道的 来复油缸结构。 主轴带动滑道 , 法兰轴与缸体 连接固定在钻臂上 。当压油从 3 口进入缸体左 腔 , 推动来复杆活塞沿着活塞与法兰轴的花键 副向右运动 , 而活塞上的来复螺旋齿又强迫主 轴作旋转运动 , 从而实现滑道的转动 。 根据相对运动原理 , 在不同工作机构中 , 可以或者固定主轴 , 将所需转动的部件联接在 缸体上 1 或者固定缸体 , 将所需转动的部件联 接在主轴上 。 / � 双来复摆动油扛 为了增大该类油缸的转动角度 , 使结构更 加紧凑 , 工作更加平稳 , 可采用双来复副的结 构 , 见图 # 。 如 图 # 所示 , 当活塞沿着 5 螺旋副旋转并 一 & 一 在摆动油缸中 , 按其来复螺旋副的牙形来 分 , 目前尚分有矩形牙、 梯形牙、 渐开线形牙 和摆线形牙等种类 , 这里就不一一细叙了。 图 # 双来友摆动油缸 & � 来复杆主轴 / � 双来复活塞 � 缸体 # � 来 复母体 ∃ � 缸盖 人 � 右旋来复副 5 � 左旋来复副 向右运动时 , 活塞内部的4 螺旋副使来复杆主 轴转动 , 反之亦然 。 一般来说 4 和 5 处的导程 相等 , 4 的螺旋升角大于 5 的螺旋升角 。 如 4 和 5 处的螺旋升角相等 , 4 的导程小于 5 的导 程 , 当活塞旋转一周 , 来复杆转动范围就可以 大于一周。 由于双来复油缸结构紧凑 , 根据工作机构 需要 , 还可将主轴延长并配上往复式活塞 , 但 主轴上不再加工来复螺旋 , 而是通过两个平键 与空心来复杆滑动配合 , 这样主轴能旋转又能 伸缩 , 见图 ∃ 。 二 、 基本设计与计算 & � 液压参数的一般计葬 (:, 扭矩和液压力 根据液压传动基本原理 , 可得有关功率计 算关系式为 % 3 Β甲 ΧΔ6 ∗ 止甘二 ∗十 (Ε Φ ‘ ’ “+ 7 ‘, ( ‘, 式中 3 Γ一扭矩 (Ε Φ ? · ) + ,,—转动角度 (> Η Ι ,ϑ—时间 (Κ ,Λ—液压力 (ΕΦ ?7 ) + , ,Δ—活塞移动所扫过的体积 (Μ + Η,设活塞旋转一周 , 则 甲∗ /二 (> Η Ι, , 活塞正 好转移了来复螺旋副一个导程 Ν 。 当活塞面积 为 Ο 时 , 可得理论扭矩为 % 3 。∗ ∀ � &∃ − Χ · Ν · Ο (Ε Φ ? · + , ( / , 为了便于 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 , 将来复运动副沿着其平均 直径 > 。 Λ 展开 , 来复母与来复杆的相对运动 , 可看作是小滑块在斜面上的运动 。 斜面代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 来 复杆 , 小滑块代表来复母上一单元体。 参见图 ! 、 ∋ ∀ 这里的情形不同于一般的螺母在螺杆上的 际一(二价, � 气入 味≅令6 Π 图 ∃ 伸给双来友摆动油缸 & � 主轴 / � 空心来复杆 � 双来复活塞 # � 来 复母体 ∃ � 平键 ! � 往复活塞 ∋ � 来复缸体 . � 往复缸体 图 ! 滑块上升受力 图 一 / 一 Π、气 数进行计算。 (/ , 角速度和流量 Ν ∗∗ / 兀 > ‘ Λ · ϑΦ 人 ( ! , 勺了 八 = ! ∀ 句 Ν Ο Θ 。 。 尸 , �Δ ∗ 9 代二9 9 一 ’ 一 % 8 二, 8 � — ∗ Ρ , 日∀ ∀ 田Σ 兀 ΘΡ 叮Τ 图 ∋ 滑块下降受力图 运动情况 , 不管小滑块上升还是下降 , 要使其 产生圆周方向上的切向力 Υ , 则必须在垂直方 向上施加同样大小的力 ς % ς ∗ Υ ) ϑ Φ (人一 Λ , (ΕΦ ?, ( , 式中 几—来复螺旋副的升角(。,Λ—摩擦角(“,矩形牙 梯形牙 Λ , ∗ Η > ) ϑΦ ? 。。∗ 。 > 。 ϑΦ Κ)华二Ω Γ Ο 肠 渐开线牙 。Μ ∗∗ Η > Μ ϑΦ一导9ΩΓ Ο 铸 9 Ν · Ο7 刀, ( ∋ , 式中 Ν—来复螺旋副的导程(+ ,Ο—油缸活塞面积。 从结构图上知这种活塞前后腔的作用面积相等 () + 勺 句—要求输出的转动角速度 (> ΗΙ 7 Κ,Ξ—实际所需流量(:7 + ΑΒ,刀 ,—油缸容积效 率 , 一 般 很 高 , 取∀ � − . / � 来复螺旋牙形的设计 (: , 梯形牙形 梯形牙形的来复副是国内应用较多一种牙 形 , 在凿岩台车上所用来复油缸的牙形中 , 取 平均半径 > 。 Λ 为 / ∀ 8 #∀ 毫米 , 取牙形高 Ψ ∗ ! 毫米 , 来复母和来复杆的内外径之差均 为 Ψ, 即 Π + 一 >+ ∗ Π ‘一 > % ∗ Ψ 1 根据运动副的特点 , 其牙形为齿侧定心 , 见图 . 。 一般均取 Λ ∗ ! 。 (?—来复运动副摩擦系数 , 一般取 ∀ � &Η—梯形牙的牙形角Η 产—渐开线牙的牙形角,当活塞受油压力作用时 , 在来复运动副上 产生的实际扭矩为 % 3 ∗ > 。 , · Υ ∗ > 。 。 · ς · ϑΦ (几一 Λ , 端面牙宽 5 ∗ Σ > 。 Λ Ζ ΑΒ 粤 ( Κ ,Ν, ( Σ 为来复螺旋的头数 , 通常 Σ ∗ !, ∗ ∀ � &∃ − Χ · Ν · Ο · (Ε Φ ? · + , 比较(& ,和(# ,式可知 , 来复螺旋副的机械效率为 % ϑΦ (人一Χ, ϑΦ 凡 ( # , 来复式摆动油缸的 Π犷肠,乎 吩分乎 妹。 ∗ 些毕澳8 ( ∃ ,【Φ 几 在实际计算中 , 还要考虑由于密封部分和 其他相对运动部分引起的机械损失。 至于双来 复油缸的计算 , 是以 4 处的主来复螺旋副的参 图 . 端面牙形 端面牙形角 Η ∗ ΣΗ > ) ϑΦ ϑΦ 士占) Ζ Κ 刀 ( − , 一 一 邝 为螺旋角 ∗ −∀ 。一灿 占为法面牙形角 ∗ /∀ 。 , 端面牙隙 ; , ∗ ∀ � ∃8 & (+ + , 根据端面牙形各参数 , 利用螺旋角 Λ 可算 得法面牙形各参数。 (/, 渐开线牙形 该牙形可参照斜齿轮的设计计算 , 现从略。 � 油耘活塞的设计 从来复螺旋运动副的讨论 , 可得到计算压 力和流量的关系式 , 简化之可看作是 % 滑动轴承需要验算其比压 % 一 Π 。 , , 一 尸 。 ,犷 二 �一行∗ 示一 各之之 Ν 厂 2∀ � 主 式中 Π 。 % 、—作用于轴承上最大径 向 载 荷(Ε Φ ?, Ι—主轴轴径(Μ + ,&—轴承长度(Μ + ,【Χ〕—许用比压 (Ε Φ ?7 ) + Σ ,(钢对铸青铜配合时 , 〔Λ 2∗∗ ∃ ∀ (Ε Φ ?7 )时, = [ , , , Β 、 犷 % 二— 、 Θ Δ 声ϑΦ 儿 � ∃Ξ ∗ [ 护 · ϑΦ 人 · Κ (& &,当油缸的来复螺旋副结构和所需转动 的负 载确定后 , [’和 [ “是定值 , 因此从二式可得 % 升角几越大 , 压力 Χ 越小 , 流量 Ξ越大。 面积 Ο 越大 , 压力 Χ越小 , 流量 Ξ越大。 这样 , 可根据整个液压回路要求 , 合理选 用升角和活塞面积 。 一般的来复油缸把升角选 得小一些 , (约 ∃∀ “左右, , 而活塞面积大一些 , 如为细长油缸 (图 ,则升角选为 !∀ 。左 右 , 活 塞面积则小一些 。 来复油缸的活塞上总有来复螺旋和花键或 双来复螺旋二个运动副 , 故需用较高强度的材 料 , 而对活塞与缸体的运动副 , 则要求活塞耐 磨而不咬死 , 故活塞常常采用二种材料组合起 来 , 活塞主体用 #∃ 钢或 #∀ Ω > 钢 , 而活塞部分 采用 ∴ Υ 或 Σ Ξ4 Ν Φ 一# 。 为了便于加工 , 活塞 可采用同一材料 , 但在活塞上需用鼓形密封圈 和尼龙环的组合结构与缸体配合 , 参见图 。 # � 抽承的选 用 活塞在单来复油缸缸体中作旋转运动又作 直线运动 , 在双来复油缸缸体中则处于二个升 角不同的旋转运动副中 , 因此主轴不但承受径 向力且又承受轴向力 , 油缸结构中既有能承受 轴向推力的滚动轴承 , 还有滑动轴承。 按静载 荷选用滚动轴承 % Ω 。] & � Ος 。 (& / , 式中 Ω Γ一轴承额定静载荷 (Ε Φ ?,ς Γ⊥) ⊥) , 一载荷引起的轴向载荷 (Ε Φ ?, 三 、 应用和其他 来复油缸活塞在压油作用下移到缸端时 , 加速度较大 , 引起工作机构的惯性较大 , 有时 还容易将主轴扭断 , 故在行程的终点应采用适 当的缓冲装置。 较好的办法是在油缸的油口上 采用如图 − 所示的结构。 由于该油缸结构特殊 , 对整机液压回路有 一定的要求 , 来复运动副升角大 , 不能自锁 , 洲洲洲极极极李橄橄0000000000000二二二二二〕〕 月月月 渡渡渡渡00000 裸裸&&&&&&&:::丁丁丁「「 肠肠肠肠 ����� ‘ �雇雇雇雇雇雇雇雇雇雇雇雇 南南拼拼 图 − & � 来复活塞 座 !� 球阀 缓冲机构和特性曲线 / � 主进油口 � 副进油口 # � 阀 ! � 调节螺杆 一 # 一 尤其是细长单来复摆动油缸和伸缩双来复摆动 油缸 , 在实际使用时当工作机构处于某些位置 , 因液压系统的泄漏发生浮动或自跌 , 回路中应 设置双向液压锁和背压节流装置 。 来复缸的摆动角度一般不大 , 有时要求速 度较慢 , 所需的流量小。 若在一个油泵供油的 液压回路中 , 既有来复油缸又有往复油缸 , 各 自要求的流量差距比较大 , 那么来复油缸的回 路中应有流量调节阀 , 或者采用调速特性良好 的换向阀来满足 。 主要参考资料 ( : 〕严金坤、 张培生 , 液压传动 , 国防工业出版社 , &− ∋ − � 〔/ 〕上海交通大学 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 力学教研组 , 工程力 学, 上 海科技出版社 , &− ∋. � 〔 〕 Γ _ Χ , ∀ :Ψ⎯ Ι Η α :ΑΕ α Β Ι ΧΒ ) α + Η ϑΑΕ , & −. / � 用 电算 法 选 择 液 力 变 矩 器 与 发 动机 的最 佳 匹 配 北京工业学院 朱 经 昌 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 提要 液力变矩器与发动机的匹配问题是液力传动设计中极为重要 的问题 , 直 接关系到车辆或机械的动力经济性能和工作效能。 本文讨论在建立液 力变矩器与发动机 匹配性能的评价参数的基础上 , 通过电子计算机计算不 同匹配的评价参数 , 用以选择最 佳匹配 。 一 、 液力变矩器与发动机匹配 性能的评价参数 液力变矩器的原始特性见图 : 。 发动机的 外特性和传至液力变矩器的净特性 (扣除液力 变矩器前的功率消耗,见图 / 。液力变矩器与发 动机组合后的特性 , 或用液力变矩器的输入特 性和输出特性来表示 (见图 , , 或用发动机与 液力变矩器的联合工作特性来表示 (见图 # ,。 图 / 发动机特性 —发动机外特性 一一发动机净特性 几杖、 止 “<% =撇 耐犷糯蔽 Β丫逮·云一 协9 奋卞弓猛 丈 图 液力变矩器与发动机共同工作特性 图 : 液力变矩器的原始特性 输入特性 β � 输出特性 一 ∃ 一