封装置区,以致破坏密封装置。
图4-3 导向套结构
本设计中三级液压缸结构复杂，零件繁多，为减少零件数量，简化装配，选用缸盖导向的导向方式，由于缸筒内径较大，D>80mm如选用单段导向，导向环的宽度会过大，故采用两段导向，每段宽度为d/3，中间距离为2d/3。其中d为活塞杆直径。
图4-4 活塞杆导向套尺寸
三级缸与二级缸之间导向环厚度取4mm，宽度取15mm，数量为2，两导向环间距d/3=70/3=23mm。
二级缸与一级缸之间导向环厚度取4mm，宽度取15mm，数量为2，两导向环间距d/3=70/3=23mm。
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工程机械用三级液压缸的设计与仿真
一级缸与零级缸之间导向环厚度取4mm，宽度取15mm，数量为2，两导向环间距d/3=70/3=23mm。
4.5密封和防尘
活塞杆的密封于防尘结构如下表
各缸之间的密封结构选择Y形密封圈，防尘结构选择
图4-5 活塞杆的密封于防尘结构
4.6缓冲装置
当液压缸所驱动的工作部件质量较大，移动速度较大（如大于0.2m/s）时，由于具有的动量大，以致在行程终了时，活塞与缸盖发生撞击，造成液压冲击和噪声，甚至严重影响工作精度和引起整个系统及元件的损坏，因此，在大型，告诉或要求较高的液压
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缸中，往往设置缓冲装置。 工作原理：当活塞行程快到终点而接近缸盖时，增大液压缸的回油阻力，时回油腔整产生足够大的缓冲压力，使活塞减速，从而防止活塞撞击缸盖。 技术要求： 1·缓冲机构应能以较短的缓冲行程吸收最大的动能； 2·缓冲过程应尽量避免出现压力脉冲和过高的缓冲强压力峰值，时压力变化变成渐变过程； 3·缓冲腔内的峰值压力要小于供油压力的1.5倍； 4·动能转化变为热能是油温上升时，油液的最高温度不应超过密封件的允许极限。 本设计中液压缸用于工程机械，需要设置缓冲装置，缓冲装置的结构形式有很多种，由于不知道活塞实际运动速冻以及运动部分的质量，为了使结构简单便于设计，降低成本，我采用了固定型恒节流面积的缓冲装置，其工作原理是：当活塞移进缸盖时，活塞上的凸台进入缸盖的凹腔，讲封闭在回油腔的油液从凸台和凹腔之间的环状缝隙δ中挤压出去，使回油腔中压力升高而形成缓冲压力，从而使活塞减慢移动速度。 图4-6 液压冲缸缓装置 缓冲计算 1·缓冲行程L，缓冲作用面积AC,缓冲油量qc三者之间的关系： qC?L?AC40 110 240 100 一般液压缸推荐的缓冲油量可参考下表 表4-1 缓冲油量推荐表 缸筒内径/mm 缓冲油量 /ml 有杆侧 无杆侧 50 190 360 125 1940 2780 63 310 560 140 2270 3500 80 670 1140 160 3100 4450 缸筒内径/mm 缓冲油量 /ml 有杆侧 无杆侧 1140 1800
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工程机械用三级液压缸的设计与仿真
本缓冲装置设在二级缸和三级缸之间，二级缸的内径d=125mm，可得有杆腔和无杆腔的缓冲油量分别为1940ml、2780ml。 所以 L?qc4?qc4?2780???0.22m 22Ac??d3.14?125所以三级缸上活塞杆上有一个22mm高的凸台与活塞联接，组成缓冲装置。 凸台直径取90mm。 凸台和凹腔之间的环状缝隙δ不能太小，以免在活塞导向环磨损后，缓冲柱塞可能碰到缸盖，一般取δ≥0.10~0.12mm。 本设计中取0.10mm 4.7 耳环 耳环按使用部位不同，耳环可分为杆用耳环和筒用耳环两种，由于本设计中用于活塞头部，则使用杆用耳环，用螺纹联接。 图4-7 杆用单耳环安装尺寸 已知：活塞杆直径为56mm，缸筒内径为125mm。公称力200KN，查上表得： 选择型号为50 的安装尺寸 KK: M42x2 CK:45 EM:60 ER:53 CA:113 AW:56 LE:57
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第5章 液压缸性能验算 5.1 活塞杆强度及稳定性的验算 本设计中，只需验算三级缸，其行程L=800mm，直径d=70mm，L/d>10，必须进行活塞杆的稳定性校核，尤其当活塞杆受轴向压缩载荷时，它所受的力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载Fk，以免发生纵向望去，蒲怀液压缸的正常工作，即 F?Fknk 式中 Fk——活塞杆失稳临界负载； nk——安全系数，取nk=2~4，取4。 活塞杆失稳临界负载Fk的值，可根据公式 n?2?E?J Fk?l2 式中 Fk——临界负载； n——末端系数，取n=0.25； E——活塞杆材料弹性模量，钢材E=2.1x10^11Pa； J——活塞杆界面的转动惯量。 实心杆的转动惯量为 J???d464 式中 d——活塞杆直径，d=0.07m。 带入数值可得 Fk/ nk=954KN>300KN 故符合轻度级稳定性要求。 5.2 二级缸缸筒厚度的验算 额定压力Pn低于一定极限 Pn?0.35?s??D?d?22D2 式中 δs——缸筒材料的屈服强度，取δs=500MPa； D——缸筒外径； d——缸筒内径； Pn——额定工作压力
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