1、LG916四合一铲斗开启缸的设计摘要:本设计主要介绍了LG916 四合一铲斗缸的设计。液压缸的设计主要包括了液压缸、活塞直径的确定和活塞杆直径的确定、液压缸壁厚度和外径的计算、缸盖厚度的确定、缸体长度的确定、活塞杆强度验算、活塞杆稳定性的验算、活塞长计算、导向套长度的计算。关键词：液压缸，活塞，活塞杆LG916 Four in one bucket cylinder designAbstract：This design introduces the LG916 Four in one bucket cylinder design. The design of the hydraulic cyl
2、inder mainly includes the determination of the hydraulic cylinder and piston diameter, the diameter of the piston rod, calculating the thickness and the outer diameter of the cylinder wall, determine the thickness of the cylinder head, the length of the cylinder, checking the rod strength, the stabi
3、lity of the piston rod, calculating the length of piston and the guide sleeve.Keywords: hydraulic cylinders, pistons, piston rod目 录1.概述11.1装载作业11.2推土作业11.3刮平作业11.4装夹作业12.液压缸的设计计算12.1 液压缸类型的选择和安装方式12.1.1液压缸的类型的选择22.1.2液压缸的安装形式的选择82.2液压缸主要几何尺寸的计算82.2.1液压缸内径D的计算82.2.2活塞杆直径d的计算82.2.3活塞杆强度的计算82.2.4活塞稳定性验
4、算92.3液压缸结构参数的计算92.3.1缸筒壁厚的计算92.3.2缸筒壁厚的验算102.3.3缸体的外径的计算102.3.4液压缸油口直径的计算102.3.5 缸底厚度计算112.3.6活塞长度的计算112.3.7导向套的长度计算112.4 液压缸的联接计算122.4.1缸盖的联接计算122.4.2活塞与活塞杆的联接计算122.4.3 销轴与耳环的联接计算133.液压缸主要零件的结构、材料及技术要求133.1 缸体143.1.1缸体的材料143.1.2缸体的技术要求143.2 缸盖153.2.1 缸盖的材料153.2.2缸盖的技术要求如下图所示153.3活塞163.3.1活塞与活塞杆的联接型
5、式163.3.2活塞与缸体的密封163.3.3 活塞的材料163.3.4活塞的技术要求163.4活塞杆173.4.1端部的结构173.4.2活塞杆结构173.4.3活塞杆材料173.5导向套、密封和防尘173.5.1导向套173.5.2活塞杆的密封与防尘结构183.6 液压缸的缓冲装置183.7中隔圈183.8 排气、密封与导管193.8.1排气装置193.8.2 密封装置193.8.3 导管214.液压缸的调整与维护214.1 液压缸的调整214.1.1 排气装置的调整214.1.2 缓冲装置的调整214.1.3 注意事项214.2 液压缸的维护224.2.1 液压缸的拆卸要点和注意事项22
6、4.2.2 检查部位和判断方法224.2.3 液压缸组装时的注意事项234.2.4 定期检查235.液压缸故障排除24结 论26参考文献27致 谢28II1. 概述“四合一”铲斗是一种为增加其功能，提高对工况的适应性，集装载、推土、刮平、装夹四种作业于一体的多功能工作机具。该多功能工作机具主要由前斗、后斗、开启缸和铰接销轴等四部分组成，其结构简图如下所示。后斗与装载机的动臂和拉杆连接，铰接销轴将前斗和后斗两部分连接起来，通过开启缸来控制前斗的开启，并使其保持一定的位置，以完成特定工况的作业。 1.1装载作业使开启缸活塞杆伸至最长位置，前斗回缩形成闭合铲斗，完成装载作业。作业时有两种卸载方式：第
7、一种，普通铲斗一样，举升至最高位置，操纵转斗油路使翻转铲斗整体翻转卸料；第二种，举升至最高位置，收缩开启缸，打开前斗，物料从前、后斗之间落下，稍微前倾后斗，使物料能卸干净。这种卸载方式的卸载高度比第一种的高近一米，虽卸载距离比前种方式略有减少，但可以满足高卸载要求的特殊场合。 1.2推土作业 操纵开启缸油路使活塞杆回缩，前后斗分离，前斗张开，后斗接地，调整好后斗推土板的切入角度，整机向前运动，由后斗完成推土作业。1.3刮平作业 使开启缸活塞杆回缩至一定位置，前斗张开至所需角度，调整后斗的高低位置和倾斜角度，使前斗接地，后斗推土板离开地面，由前斗完成刮平作业。 1.4装夹作业 使开启缸活塞杆运动
8、，开启的前斗回收，以前、后斗夹住物体，完成装夹作业。利用前斗侧板上的锯齿状豁口和后斗底板可有效地夹紧圆木，也可用前斗底板的后沿和后斗底板来夹持较大的石块等物料。 液压缸又称油缸，是一种将输入的液压能转换成机械能的能量转换装置，用来驱动工作机构作直线或小于360度的回转运动。液压缸具有结构简单，工作可靠，制造容易和使用维护方便等优点，是应用最广的液压执行元件。本设计设计的液压缸用于“四合一”铲斗上。2.液压缸的设计计算2.1 液压缸类型的选择和安装方式2.1.1液压缸的类型的选择液压缸的类型主要有单作用液压缸，双作用液压缸，缓冲式液压缸，多级液压缸，组合液压缸等类型。如表2.1.1所示：表2.1
9、.1 液压缸的类型名称示意图符号计算式说明单作用液压缸活塞式液压缸v液压缸输出速度F液压缸输出力D活塞直径qv流入液压缸的流量p工作压力活塞仅能单向运动，其反向运动需由外力来完成。柱塞式液压缸D柱塞直径同上，但其行程一般较活塞式液压缸大。伸缩式液压缸vj第j级活塞的运动速度FJ第j级活塞的推力j=1、2、3、4有多个依次运动的活塞，个活塞逐次运动时其输出速度和输出力均是变化的。双作用液压缸单活塞杆无缓冲式d活塞杆直径注：脚标1用于正向运动，脚标2反向运动。活塞双向运动生产推、拉力。活塞在行程终了时不减速。不可调缓冲式活塞双向运动生产推、拉力。活塞在行程终了时减速制动，减速值不变。可调缓冲式活塞
10、双向运动生产推、拉力。活塞在行程终了时减速，减速值可调节。双活塞杆差动式注：脚标3用于差动联接活塞两端面积差较大，是活塞往复运动时输出速度及力差值较大。差动联接用于快速等速等行程式活塞两端杆径相同，活塞正反运动速度和推力均相等。双向式两活塞相反方向运动，其输出速度和输出力相等伸缩式套筒液压缸有多个可依次活动的活塞，其行程可变，活塞可双向运动。组合式液压缸串联式A11、A12、A21、A22当液压杆直径受到限制而长度不受限制时，用以获得较大的推力。增压式PB=PAii增压比i=FA/FB多位式活塞A可有三个位置。齿条传动活塞液压缸p工作压力输出轴角速度T输出轴转矩qv流入液压缸的流量D活塞或柱塞
11、的直径d齿轮分度圆直径经齿轮齿条传动，将液压缸的直线运动转换成齿轮的回转运动齿条传动柱塞液压缸注： 带*者为GB/T786.11993末作规定的符号，仅使用时参考。 表中给出的计算式末考虑液压缸的容积效率和机械效率。根据主机运动要求，本设计选用双作用单活塞杆式液压缸，其特点是占有空间范围小，结构简单，能承受高压，应用也较为普遍。2.1.2液压缸的安装形式的选择液压缸的安装形式有：如表2.1.2所示表2.1.2 液压缸的安装方式安装方式安装简图说明法兰型头部法兰头部法兰型安装时，安装螺钉受拉力较大;尾部法兰型安装时；安装螺钉受拉力较小。尾部法兰销轴型头部销轴液压缸在垂直面内可摆动。头部销轴型安装
12、时，活塞杆受弯曲作用较小；中间销轴型次之；尾部销轴型之最大。中间销轴尾部销轴耳环型头部耳环液压缸在垂直面内可摆动。头部耳环型安装时，活塞杆受弯曲作用较小；尾部耳环型之较大。尾部耳环底座型径向底座径向底座型安装时，液压缸受倾翻力矩较小；切向底座型和轴向底座型较大。切向底座轴向底座球头型尾部球头液压缸可在一定空间内摆动。注：表中所列液压缸皆为缸体固定，活塞杆运动。根据工作需要，也可采用活塞杆固定、缸体运动。根据机构的结构要求，本设计中采用耳环型安装形式2.2液压缸主要几何尺寸的计算液压缸的主要几何尺寸，包括液压缸的内径D，活塞杆直径d和液压缸的行程S等。2.2.1液压缸内径D的计算 根据载荷力的大
13、小和选定的系统压力来计算液压缸内径 （式2.2.1）缸内径D圆整为80式中 D 液压缸直径 (m)；F 液压缸推力 (m)；P 公称压力 (MPa)；2.2.2活塞杆直径d的计算 根据强度要求来计算活塞杆直径当活塞杆在稳定状态下只受轴向载荷时，活塞杆直径按简单拉力、压强计算。此时 （式2.2.2）活塞杆直径d圆整为45式中 d 活塞杆直径 （mm）；F 液压缸输出推力 (kN)； 活塞杆材料的许用应力 （MPa）2.2.3活塞杆强度的计算本设计中活塞杆在稳定工况下只受轴向的拉力或推力，所以用直杆承受拉压负载的简单强度计算公式 （式2.2.3）故活塞杆为45mm时可以保证工作是的安全2.2.4活塞稳定性验算由于该活塞杆是实心的，故 =46,由于该活塞杆的材料采用的是45钢故为110，该设计采用两端铰接联接为1 =110 , ,故该活塞杆无偏心载荷，可以稳定工作式中 安装长度为680K 活塞杆断面的回转半径
