液压缸导杆塔簧缓冲结构.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 1 1 ． 2 0 1 1 液压缸导杆塔簧缓冲结构 郭敦朋 马龙鹏 王 旭 烟台未来 自动装备有限责任公司， 山东烟台 2 6 4 0 0 2 摘要 研究设计一种新 型液压缸缓冲结构 ， 能很好的解决缓 冲问题 ， 降低成本 ， 容易形成标准化。 经过大批量产品装车试验 ， 试验结果表 明， 所研制的样机性能指标满足规定的要求 。 关键词 导杆 ； 塔簧 ； 节流孔 ； 举 升缸 中图分类号 T H1 3 7 ． 5 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 1 1 - 0 0 7 9 0 2 Cu s h i o n i ng S t r uc t u r e o f Cy h nd e r Gu i d e b a r To we r S pr i ng GUO Du n - p e n g MA L o n g - p e n g WANG Xu Y a n t a i F u t u r e A u t o m a t i c E q u i p m e n t s C o ． ， L t d ． ，Y a n t a i 2 6 4 0 0 2 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e ma i n c o n t e n t s o f t h i s a r t i c l e i s a r o u n d a n e w k i n d o f c u s h i o n i n g s t r u c t u r e f o r h y d r a u l i c c y l i n d e r s ． I t c a n s o l v e t h e c u s h i o n i n g p r o b l e m w e l l ， r e d u c e t h e c o s t a n d h e l p f o r s t a n d a r i z a t i o n ． c a n s a t i s f y t h e s t a t e d n e e d s ． Ke y W o r d s l e a d e r ； t o w e r s p rin g ； o ri fi c e ； l i f t c y l i n d e r U 刖 青 常规液压缸的缓冲结构常见如图 1所示 ，一般是 控制缓冲套与缓冲室间隙的环形面积 ，从而对缓冲空 间中的液压油进入到缓冲室时产生节流效果 ，达到减 慢液压缸活塞运动速度的 目的。液压缸的缓冲效果完 全取决于间隙环形面积的大小 ．缓冲距离是由缓冲套 的长度所决定 。不过在一些特殊的场合 ， 如需要缓冲效 果很 明显或轴 向尺寸很短 ，这时这种缓 冲结构就不能 满足要求。这就需要新设计一种具有很好缓冲效果且 缓冲距离的长度不会影响液压缸整体长度 的新式缓冲 结构。 1 常规缓冲结构存在的问题 1 缓 冲效果不明显 ， 缓冲套与缓冲腔 的环形面积 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 6 3 0 作者简 介 郭敦朋 1 9 8 3 一 ， 男 ， 湖南省娄底人 ， 本科 ， 工程师 ， 主要从事液 压系统设计及现场维护工作 。 - - - 一 - - - 一 -- - - 一 - 一 参 考 文 献 【 1 ] 路 甬祥． 液压气动技术手册【 M 】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 2 【 2 】 何存兴． 液压元件【 M】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． 【 3 】 王玉卿． 工程机械实用液压传动[ M ] ． 北 京 机 械工业出版社 ， 2 0 0 2 ． Th e r e s u l t o f s e t t i n g t e s t for ma s s p r o d u c t i o n p r o v e d t h a t t h i s s a mp l e 不容易控制。如间隙太小 ， 缓冲套容易撞击缓冲腔 ， 若 太大将失去缓冲效果。为了兼顾两者 ， 一般缓冲套与缓 冲室的公差这样选择 缓冲套外圆为 d 2 5 ， 公差配合 为一 0 ． 3 ／ 一 0 ． 4； 缓 冲室 内孔 D 2 5 ， 公差配合 为 0 ． 1 ／ 0 。 计 算 出 间 隙 环 形 面 积 S 3 ． 1 4 x 2 5 ． 1 2 4 ． 6 ／ 4 1 9 ． 5 ， 等同于 1 个 5的孑 L 。 若此时油 口通径 d l 8 ， 缓冲效 果不 明显 。 缓冲空间 图 1 【 4 ] 雷天觉． 新编液压工程手册【 M 】 ． 北京 北京理 工大学出版社 ， 1 9 98 ． 【 5 ] 张磊． 实用液压技术 3 0 0题【 M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 6 ] 左健民． 液压与气压传动【 M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 9 5 ． 7 9 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 1年 第 l 1期 2 轴 向尺寸长 ， 致使液压缸轴向距离增加。缓冲 套的长度取决于缸径大小 、 运动速度 、 行程大小 以及特 定使用工况要求 ； 在液压缸结构紧凑时， 这种缓 冲结构 则不能够采用。 3 尺寸差别性大。不 同的杆径 、 不同的速度需要 的缓冲套尺寸不一样 。 4 制造成本高， 加工难度大。为了很好控制环形 面积， 缓冲套外表面加工精度很高 ． 同时活塞杆上还得 加工 同样长度的定位台。 2 导杆塔簧缓冲结构原理分析 如图 2所示 ，这种新型的导杆塔簧缓冲结构采用 空心活塞杆， 在活塞中内置一导杆和塔簧。 导杆 后盖 图 2 当活塞运行至距离后盖 5 l mm时 ， 导杆与后盖的密 封面接触 ， 无杆腔的油液通过 1的孔返回有杆腔形成 明显节流的作用 ， 导杆与活塞距离为 4 4 m m的时候产生 缓冲， 即缓冲有效距离为 4 4 m m。 当活塞继续运动靠近后 盖时， 压缩塔簧及到压并塔簧 ， 活塞运动到终点。由于导 杆与活塞之间有微量泄漏 ，导杆与活塞接触处直径为 1 2 ， 配合 为 H 8 ／ f 8 ， 取间隙的最大公差 0 ． 0 2 7 ／ - 0 ． 0 5 ， 算 出环形面积为 S 3 ． 1 4 x 1 2 ． O 2 7 2 _ l 1 ． 9 5 ／ 4 1 ． 4 5 ，等值于 一 个 1 ． 4的孑 L 的面积 。两个孔面积相加等同于一个 1 ． 7的孔面积。这种缓冲节流孔的面积可以很好的控 制 ， 缓 冲效果很明显。 这种缓冲结构是 内置与活塞杆内部 ，这样使得液 压缸轴向方向非常紧凑 ，大大方便 了液压缸结构的设 计安排。同时， 缓冲长度取决于导杆及塔簧长度 ， 从 图 中可知 ，这个长度的变化不会引起液压缸总体长度的 改变 。 3 导杆塔簧缓冲结构的优点 1 缓冲效果非常明显 。新的缓冲装置依靠端面的 线密封 ， 密封效果好 ， 所有液压油通过一个很小 的节流 孔排出 ， 节流孔大小可以很好控制 ， 如图 3所示。 2 轴向尺寸要求很短。缓冲装置 由导杆与塔簧组 成 ， 塔簧压并后只 占有一圈的距离 ， 两者实际需要 的尺 8 0 寸为 1 0 m m，能大大减少轴向尺 寸，常规的缓 冲都是 3 0 ram 以上 。 3 容易标准化。缓冲装置比较独立 ， 与液压缸缸 径 、 杆径大小关联不大 ， 可以做成一样的尺寸 ， 这样容 易标准化。 4 成本低廉 ， 加工简单。 3 4 小结 这种缓冲结构已经在大批量液压缸上组装 过 ． 从 2 0 0 8年至今 已有几千只 ， 几十批次液压缸使用过 ， 反馈 效果很好 。这种缓冲结构尤其适用在单作用举升液压 缸上使用。这种缓冲结构可以形成集成化、 模块化 。 参 考 文 献 [ 1 】 路 甬祥． 液压气动技术手册【 M 】 ． 北 京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 2， [ 2 】 何存兴． 液压元件[ M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2 ． 【 3 】 王玉卿． 工程机械实用液压传动[ M】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 2 ． 【 4 】 成大先． 机械设计手册 第四版第 5卷 [ M】 ． 北京； 化学工业出 版社． 2 0 0 2 ． 【 5 】 张磊． 实用液压技术 3 0 0题【 M ] ． 北 京 机械工业出版社 ， 1 9 9 8． 【 6 】 左健 民． 液压与气压传动【 M 】 。北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 5 ． 【 7 ] 王 正祥． 浅 谈气 动产 品 中弹簧 的设 计 [J ] ． 液压 气 动与 密封 ， 2 0 1 1 1 ．