文章编号 :1008-1402(2006 04-0524-05
一种双作用多级液压缸的设计与应用
臧克江 , 蒲红 , 李彩花 , 胡晓平
(佳木斯大学机械工程学院 , 黑龙江佳木斯 154007
摘要 :通过对一种双作用多级液压缸伸缩过程的分析 , 弄清了影响此种双作用多级液压缸动作顺序的几何要素和系统的力学要素 , 确定了此种双作用多级液压缸设计原则及液压缸正常工作的条件 , 为此种双作用多级液压缸的设计及应用提供了理论依据 .
关键词 :液压 ; 双作用 ; 多级缸
中图分类号 : TH137文献标识码 : A 根据工作要求设计了如图 1所示的液压系统 . 系统由变量泵供油 , 三位四通换向阀控制液压缸的伸缩 , 液控单向阀保证液压缸伸缩停在任意位置 , 通过单向节流阀调节液压缸缩回速度 , 电磁溢流阀实现系统的调压和卸荷
.
图 1液压系统原理图
在系统调试过程中发现 , 液压缸活塞外伸时 , 按照先大后小的顺序 , 而在液压缸活塞回缩时本应
该按先小后大的顺序时 , 可是出现按先大后小的顺序 . 如果在回缩过程中三位四通换向阀电磁铁失电 , 使三位四通换向阀处中立位置 , 出现大活塞快速外伸 , 小活塞杆快速回缩 , 负载急剧下落 , 不能保证负载回落时停在任意位置的要求 , 实质上此系统不能正常工作 . 本文对此系统出现的现象进行了研究 , 提出了多级双作用液压缸设计及使用时应注意的事项 .
1液压缸结构设计
由于系统对负载的运动速度没有过多要求 , 只是对推力和行程有要求 , 因此本系统参考文献 [1]对液压缸进行了机构设计 , 其机构简图如图 2(a 所示 . 此液压缸为
两级双作用活塞式液压缸 , 主要由缸筒 1, 第一级活塞 2和第二级活塞 3构成 . 第一级活塞的筒部做成双层结构 , 并在外层的左端开有径向孔 D , 内层的右端开有径向孔 E . 液压缸的进出油口 A , B 设在第二级活塞杆上 . A 口通过油道与液压缸的左腔 (即无杆腔相通 , B 口通过油道、 C 孔、 E 孔、 D 孔与液压缸的右端各腔 (即有杆腔相通 , 此液压缸的职能符号如图 (b 所示
.
1缸筒 2第一级活塞 3第二级活塞
图 2两级双作用活塞式液压缸结构简图及职能符号
①收稿日期 :2006-08-28
- , , , , .
第 24卷第 4期佳木斯大学学报 (自然科学版 Vol . 24No . 4
2006年 10月 Journal of Jiamusi University (Natural Science Edition
Oct . 2006
2液压缸工作过程分析
为了分析方便 , 令 :第一级活塞左端有效面积 (环形面积为 S 1, 右端有效面积为 S 1a ; 第二级活塞左端有效面积为 S 2, 右端有效面积为 S 2a . 2. 1液压缸活塞外伸过程分析
液压缸活塞外伸时分两个阶段 :
(1 第一阶段 :由于第一级活塞和第二级活塞
通过挡环连接在一起 , 液压力通过两个活塞左端的面积同时推动负载 , 第二级活塞相对第一级活塞静止不动 , 即第一级活塞和第二级活塞一起外伸 .
(2 第二阶段 :当第一级活塞外伸到右端点时 , 作用在第一级活塞左端有效面积的液压力与缸筒右端作用在第一级活塞右端的力相平衡 , 此平衡使第一级活塞停止运动 ; 作用在第二级活塞左端面积上的液压力克服负载 , 推动第二级活塞外伸运动 , 直到第一级活塞缸筒的右端点 .
在上述分析活塞外伸过程中 , 考虑到活塞的右端有效面积相对于左端面积比较小 , 而且外伸时有杆腔的压力比较低 , 忽略了作用在活塞右端上的液压力 , 这与实际是符合的
.
图 3第二级活塞回缩阶段活塞受力分析图
2. 2液压缸活塞回缩过程分析
从系统的调试过程发现 , 活塞回缩过程必须按照先小后大的顺序才能保证系统稳定正常工作 , 因此 , 有必要对影响活塞回缩顺序因素进行研究 , 从
而确定此种液压缸设计及应用的原则 . 在这里 , 仍然将活塞回缩过程分成两个阶段 :第二级活塞回缩阶段和第一级活塞回缩阶段 .
(1 第二级活塞回缩阶段 :
在这一阶段里 , 第一级活塞相对于缸筒不动 ,
析分别如图 3所示[2]
.
图 4Χ1和Χ2随 P 2变化曲线
图 5
Χ12≥ Χ2
2
条件下Χ1和Χ2随 P 2
变化曲线第一级活塞受力平衡方程式 :
p 1S 1+p 2S 2a =p 2S 1a +f 1
(1 第二级活塞受力平衡方程式 :
p 1S 2=p 2S 2a +F
(2
式 (1 ,(2 中 :
p 1:无杆腔压力 ; p 2:有杆腔压力 ; F :负载 ; f 1:缸筒 1右端对第一级活塞的作用力 . 要保证第二级活塞先回缩 , 第一级活塞不动 , 则f 1≥ 0, 于是式 (1 可改写为 :
p 1S 1≥ p 2(S 1a -S 2a
(3
由式 (2 可得 :
p 1=
p 2S 2a +F
S 2
(4
令 :
Χ1=p 1S 1=S 2a S 1S 2p 2+S 1S 2F
(5 Χ2=p 2(
S 1a -S 2a (6
将 (4 式代入 (5 式得 :
Χ1=S 2a S 1S 2p 2+S 1
S 2F
(7
, S 和 525
第 4期臧克江 , 等 :一种双作用多级液压缸的设计与应用
需要的推力来决定 , 因此 , 这两个参数在设计过程
中可以是不变的 . S 1a 和 S 2a 在满足液压缸刚度的条件下可以调整 . 图 4为Χ1和Χ2随 p 2变化关系曲线 . 图 4(a 和图 4(b 表示了负载 F 和第二级活塞右端有效面积为 S 2a 变化对Χ1的影响 ; 图 4(c 表示了 (S 1a -S 2a 的变化对Χ2的影响 . 要保证第二级活塞先回缩 , 必须使Χ1≥ Χ2, 从图 4(d 可以看出 , 要扩大液压缸的正常工作区间 , 可以通过采取增大负载 F 和增大第二级活塞右端有效面积 S 2a 的方法 , 也可以通过减小 (S 1a -S 2a 的方法 . 若保证Χ1 p 2≥ Χ2
p 2
则Χ1和Χ2随 p 2关系如图 5所示 . 从图中可以看出 , 在任何条件下都可以满足第二级活塞先回缩 .
由
Χ1
p 2
≥ Χ2 p 2可推得S 2a S 2≥ S 1a S 1+S 2, 此表达式为在任何条件下 , 保证液压缸正常工作的几何条件 .
(2 第一级活塞回缩阶段
在这一阶段里 , 第二级活塞相对于第一级活塞不动 , 第一级活塞回缩 . 第一级活塞和第二级活塞受力分析分别如图 6所示 . 图中 f 2为第一级活塞对第二级活塞的作用力
.
图 6第一级活塞回缩阶段活塞受力分析图
由于在这一阶段里 , 第二级活塞相对于第一级活塞不动 , 所以对第二级活塞和第一级活塞作为整体进行受力分析 , 受力平衡方程式如下 :
p 1(S 1+S 2=p 2S 1a +F (8 第二级活塞受力平衡方程式如下 :p 1S 2+f 2=p 2S 2a +F (9 由于f 2≥ 0, 因此 , 式 (9 可写成 :
p 1S 2≤ p 2S 2a +F (10
由式 (8 得 :
p 1=
p 2S 1a +F
S 12 (11 令 :
Χ3=p 1S 2=21a S 1+S 2p 2+2
S 1+S 2
F (12 Χ4=p 2S 2a +F
(13
图 7为Χ3和Χ4随 p 2变化关系曲线 .
从图中可以看出 , 负载 F , 第一级活塞右端有效面
积 S 1a 及第二级活塞右端有效面积 S 2a 变化对Χ3和Χ4影响曲线的形状是一致的 .
要扩大液压缸的正常工作区间 , 可以通过采取增大负载 F 和增大第二级活塞右端有效面积 S 2a 的方法 , 也可以通过减小 S 1a 的方法 .
若保证Χ4 p 2≥ Χ3
p 2
则Χ3和Χ4随 p 2关系如图 8所示 . 从图中可以看出 , 在任何条件下都可以满足第二级活塞先回缩 .
由Χ4 p 2≥ Χ3 p 2可推得S 2a S 2≥ S 1a S 1+S 2
, 此表达式为在任何条件下 , 保证液压缸正常工作的几何条件 , 此结论与第二级活塞回缩阶段的结论是相同的 .
图 8
Χ42≥ Χ3
2
条件下Χ3和Χ4随 p 2变化曲线 3系统故障分析
前面提到的液压系统中液压缸参数为 :第一级
活塞的活塞直径为 140mm , 活塞杆外径为 120mm ; 为 , 为
526佳木斯大学学报 (自然科学版
2006年
70mm . 经计算可得 :S 1=103. 62cm 2
, S 1a =40.
82cm 2, S 2=50. 24cm 2, S 2a =11. 78cm 2.
S 2a S 2=50. 24=0. 22, S 1a S 1+S 2
=103. 62+50. 24=0. 26, 所以得 2a S 2<
1a S 1+S 2
由于此液压缸的活塞尺寸不满足 S 2a
S 2
≥
S 1a
S 1+S 2, 因此其正常工作受到区域的限制 , 图 9为负载 F =2KN 时此液压缸回缩时第二级活塞回缩阶段工作曲线图 . 从图中可以看出 , 此液压缸正常工作的 p 2范围为 0~8MPa , 而系统的实际工作压力为 14MPa , 因而出现第一级活塞先缩回问题 . 在此过程中 , 若使换向阀回到中立位置 , 由于换向阀中位机能为 Y 型 , 所以 p
2=0, 使液压缸的工作状态又进入正常工作区 , 因此出现了大活塞快速外伸 , 小活塞杆快速回缩 , 负载急剧下落 , 不能保证负载回落时停在任意位置的现象
.
图 9
液压缸回缩时第二级活塞回缩阶段工作曲线图
图 10修改后的液压系统原理图为了达到设计的预期要求 , 若重新设计制造液
压缸是比较麻烦的 , 通过反复实验 , 考虑了液压缸
回程过程中负载 F 变化的影响 , 对液压缸回程过程中工作压力 p 2进行了限
制 , 系统做了如图 10所示的更改 , 液压缸回程过程中工作压力 p 2=4MPa , 系统可以正常工作 . 换向阀处中立位置时 , 液压泵在低压下运行 .
4结论
通过对一种活塞式双作用多级液压缸工作过程分析 , 详细讨论了影响此种活塞式双作用多级液压缸工作状态的液压缸几何因素和系统压力因素 , 主要得到以下几条结论 :
(1 通过对液压缸回缩过程的两个阶段活塞受力分析 , 得出保证液压缸按正常顺序回缩的几何
条件是一致的 . 若 2a S 2<1a
S 1+S 2
时 , 液压缸按正常
顺序回缩的 p 2受到 p 2ma x 限制 , 当 p 2>P 2ma x 时 , 液压缸不能按正常顺序回缩 , 即液压缸回缩时不能保
证停在任意位置 , 系统工作不正常 ; 若 S 2a
S 2
≥
S 1a
S 1+S 2
时 , p 2max ※ ∞, 即 p 2为任何值 , 液压缸都能
按正常顺序回缩 . 在负载 F =0时 , 可取 S 2a
S 2
>S 1a
S 1+S 2
.
(2 从图 4(d 和图 7(d 可以看出 , 负载 F 对 P 2max 有影响 , 增大负载 F 可以增大p 2max . 另外 , 对
于在液压缸回缩过程中负载有变化的 , 进行系统设计要考虑负载变化对 p
2max 的影响 , 在这种情况下 , p 2max 不再为定值 .
(3 使用活塞式双作用多级液压缸的目的是保证液压缸可靠回缩 , 并使液压缸回缩时有一定的速度 . 但由于为了保证液压缸的强度和刚度要求 , 一般情况下 , 无杆腔与有杆腔的活塞有效面积比较大 , 造成液压缸回缩时回油流量较大 , 无杆腔形成较高背压 , 要想保证液压缸回缩时有一定的速度 , 必须在设计系统时 , 考虑油路的尺寸 , 以通过减小 p 1降低 p 2, 使液压系统的工作点落在正常工作区间内 , 同时有利于系统节能 . 参考文献 :
[1]刘会国 . 双作用伸缩式液压缸 [J ]. 液压与气动 , 2003, 9:62. [2]孙伟 , 张丽萍 . 同步二级伸缩液压缸的研究 [J ]. 机床与液压 ,
2006(2 :135-136.
Design and Application of a Double Acting Telescopic Hydraulic Cylinder
, H 527
第 4期臧克江 , 等 :一种双作用多级液压缸的设计与应用
(College of Mechanical Engineering , Jiamus i University , Jiamusi 154007, China
A bstract : In this paper , geometric element of hydraulic cylinder and mechanics element of hydraulic system were made clear , which can affect action order of double acting telescopic hydraulic cylinder based on analysis of flex pr ocess . And design principle and natural work condition of hydraulic cylinder were ascertained . It provide theor y gist for design and application of double acting telescopic hydraulic cylinder .
Key words : hydraulic ; double acting ; telescopic cylinder
(上接 506页
参考文献 :
[1] Erich Ganm , et al . Design Patterns Elements of Reus able Object _Ori -ented Soft ware [M ]. 北京 :机械工业出版社 , 2000.
[2]邹娟 , 田玉敏 . 软件设计模式的选择与实现 [J ]. 计算机工程 ,
2004, 30(10 :79-81.
[3]周小健 , 余东梅 , 张聚礼 . 基于设计模式的软件体系结构研究 [J ]. 甘肃工业大学学报 , 2003,(12 .
[4]曾志明 , 朱江 , 张立立 , 钟耳顺 . 设计模式在可复用 GIS 软件开发中的应用 [J ]. 计算机工程 , 2006, 32(7 :67-68.
The Application of Design Pattern in Reusable
MIS Software Development
CH EN Li -yan , L U Xing -fe ng
(College of Computer Science and Technology , Heilongjiang University , Harbin 150080, China
A bstract : This paper presents the importance of design pattern in reusable MIS software development , Three typical design patterns , Adapter , Factory and Bridge pattern , which are implemented in MI S software development ar e elaborated .
Key words : design pattern ; MIS software development ; reusable software
(上接 508页
参考文献 :
[1]苏东水 . 产业经济学 [M ]. 北京 :高等教育出版社 , 2000, 287. [2]王威 , 崔明明 . 复杂系统评估的综合层次分析法 [J ]. 海军大学
学报 , 2006, 2.
[3]秦寿康 . 综合评价原理与应用 [M ]. 北京 :电子工业出版社 , 2003.
Application of AHP Method on a Choice of Predominant Industry
W A NG Jun
(Dalian Jiaotong University , department of Number principle , Dalian 116028, China
A bstract : This paper starts from the dominant situation that predominant industry occupies in domestic econo -my . With those main elements which effect the production . The author applies AHP method to compose and assemble the predominant from different levels of the economic efficiency , the economical scale , the technology advancement , the industrial connection and so on , and arrays the choice systems of dominant industry according to their superiority . Thus , predominant industry can be selected . At the same times , it makes the process of appraisal more objective , overall and reasonable .
Key words : AHP method ; predominant industry ; choice appraisal
(上接 511页
To Promote Digital Campus ' s Development with
Data Mining Technology
YUE Xiao -ting
(Dongbei University of Finance &Economics
A bstract : This paper studies the relation between digital campus and data mining technology . Based on the r e -quirement analysis , some data mining technologies like decision trees , association rules , clustering , and regressanaly -sis are applied to digital campus , which brings forward a new suggestion for digital campus ' s development .
Key words : digital campus ; data mining
528佳木斯大学学报 (自然科学版 2006年
第四章液压缸 一、填空题 1、液压马达是将_________转换为_________的装置，可以实现连续地旋转运动。 2、液压缸是将液压能转变为机械能，用来实现__________的执行元件。 3、活塞缸按其结构不同可分为和两种，其固定方式有 固定和固定两种。 4、单杆液压缸可采用连接，使其活塞缸伸出速度提高。 5、在液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取_____措施。 二、单项选择题 1.液压缸差动连接工作时，缸的（），缸的（）。 A.运动速度增加了 B.输出力增加了 C.运动速度减少了 D.输出力减少了 2.在液压系统的组成中液压缸是（） A.动力元件 B.执行元件 C.控制元件 D.传动元件 3.液压缸的运动速度取决于（）。 A 压力和流量 B 流量 C 压力 4.要求机床工作台往复运动速度相同时，应采用（）液压缸。 A、双出杆 B、差动 C、柱塞 D、单叶片摆动 5、单杆活塞液压缸作为差动液压缸使用时，若使其往复速度相等，其活塞直径应为活塞杆直径的（）倍。 A、0 B、1 C 6、差动液压缸，若使其往返速度相等，则活塞面积应为活塞杆面积的____。 A、1倍 B、2倍 C、2倍 D、4倍 7、双活塞杆液压缸，当缸体固定时，其运动件的运动范围等于液压缸有效行程的（）。A、二倍B、三倍C、四倍 8、双作用多级伸缩式液压缸，外伸时推力和速度的逐级变化结果是（） A、推力和速度都增大 B、推力和速度都减小 C、推力增大，速度减小 D、推力减小，速度增大 9、能实现差动连接的油缸是： A、双活塞杆液压缸 B、单活塞杆液压缸 C、柱塞式液压缸 D、A+B+C 10、将液体的压力能转换为旋转运动机械能的液压执行元件是（）。 A、液压泵 B、液压马达 C、液压缸 D、控制阀 11、双作用杆活塞液压缸，当活塞杆固定时，运动所占的运动空间为缸筒有效行
第一章液压系统设计 1.1液压系统分析 1.1.1 液压缸动作过程 3150KN热压成型机液压系统属于中高压液压系统，涉及快慢速切换、多级调压、保压补压等多个典型的液压回路。工作过程为电机启动滑块快速下行滑块慢速下行保压预卸滑块慢速回程滑块快速回程推拉缸推出推拉缸拉回循环结束。按液压机床类型初选液压缸的工作压力为28Mpa,根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。1.1.2液压系统设计参数 （1）合模力； （2）最大液压压28Mp； （3）主缸行程700㎜； （4）主缸速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s。 1.1.2分析负载 （一）外负载压制过程中产生的最大压力，即合模力。 （二）惯性负载 设活塞杆的总质量m＝100Kg，取△t＝0.25s (三)阻力负载 活塞杆竖直方向的自重 活塞杆质量m≈1000Kg，同时设活塞杆所受的径向力等于重力。 静摩擦阻力 动摩擦阻力 由此得出液压缸在各个工作阶段的负载如表****所示。
表*** 液压缸在各个工作阶段的负载F 工况负载组成负载值F工况负载组成负载值F 启动981保压3150×103加速537补压3150×103快速491快退+G10301按上表绘制负载图如图***所示。 F/N v/mm·s-1 537 491 981 38 4.85 0 l/mm 0 l/mm -491 -981 -38 由已知速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s和液压缸行程s=700mm，绘制简略速度图，如 图***所示。 1.2确定执行元件主要参数 1.2.1 液压缸的计算 （一）液压缸承受的合模力为3150KN，最大压力p1=28Mp。 鉴于整个工作过程要完成快进、快退以及慢进、慢退，因此液压缸选用单活塞杆式的。在液压缸活塞往复运动速度有要求的情况下，活塞杆直径d根据液压缸工作压力选取。 由合模力和负载计算液压缸的面积。 将这些直径按GB/T 2348—2001以及液压缸标准圆整成就近标准值，得:
第四章液压油缸 第一节液压缸的工作原理、类型和特点 液压缸是液压系统中的执行元件，它的职能是将液压能转换成机械能。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。液压缸的活塞能完成往复直线运动，输出有限的直线位移。 一、液压缸的工作原理 液压缸的工作原理见图4-1。 图4-1液压缸的工作原理 液压缸由缸筒1、活塞2、活塞杆3、端盖4、活塞杆密封件5等主要部件组成。6为进出油口。其它结构的活塞式液压缸的主要零件如图4-1所示结构类似。 若缸筒固定，左腔连续地输入压力油，当油的压力足以克服活塞杆上的所有负载时，活塞以v连续向右运动，活塞杆对外界做功。 速度 1 v向左运动，活塞杆也对外界做功。这样，完成了反之，往右腔输入压力油时，活塞以速度 2 一个往复运动。这种液压缸叫做缸筒固定缸。 若活塞杆固定，左腔连续地输入压力油时，则缸筒向左运动。当往右腔连续地通入压力油时，则缸筒右移。这种液压缸叫活塞杆固定缸。 本章所论及的液压缸，除特别指明外，均以缸筒固定，活塞杆运动的液压缸为例。 由此可知，输入液压缸的油必须具有压力p和流量q。压力用来克服负载，流量用来形成一定的运动速度。输入液压缸的压力和流量就是给缸输入液压能；活塞作用于负载的力和运动速度就是液压缸输出的机械能。 因此，缸输入的压力p，流量q，以及输出作用力F和速度v是液压缸的主要性能参数。 二、液压缸的分类 为了满足各种主机的不同用途，液压缸有多种类型。 按供油方向分，可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只是往缸的一侧输入高压油，靠其它外力使活塞反向回程。双作用缸则分别向缸的两侧输入压力油。活塞的正反向运动均靠 液压力完成。 按结构形式分，可分为活塞缸、柱塞缸、摆动缸和伸缩套筒缸。按活塞杆的形式分，可分为
【液压缸选定程序】 程序1：初选缸径/杆径（以单活塞杆双作用液压缸为例） ※ 条件一 已知设备或装置液压系统控制回路供给液压缸的油压P、流量Q及其工况需要液压缸对负载输出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相应力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）的大小（应考虑负载可能存在的额外阻力）。针对负载输出力的三种不同作用方式，其缸径/杆径的初选方法如下： （1）输出力的作用方式为推力F1的工况： 初定缸径D：由条件给定的系统油压P（注意系统的流道压力损失），满足推力F1的要求对缸径D进行理论计算，参选标准缸径系列圆整后初定缸径D； 初定杆径d：由条件给定的输出力的作用方式为推力F1的工况，选择原则要求杆径在速比~2（速比：液压缸活塞腔有效作用面积与活塞杆腔有效作用面积之比）之间，具体需结合液压缸回油背压、活塞杆的受压稳定性等因素，参照相应的液压缸系列速比标准进行杆径d的选择。 （2）输出力的作用方式为拉力F2的工况： 假定缸径D，由条件给定的系统油压P（注意系统的沿程压力损失），满足拉力F2的要求对杆径d进行理论计算，参选标准杆径系列后初定杆径d，再对初定杆径d进行相关强度校验后确定。 （3）输出力的作用方式为推力F1和拉力F2的工况： 参照以上（1）、（2）两种方式对缸径D和杆径d进行比较计算，并参照液压缸缸径、杆径标准系列进行选择。 ※ 条件二 已知设备或装置需要液压缸对负载输出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相应力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）大小（应考虑负载可能存在的额外阻力）。但其设备或装置液压系统控制回路供给液压缸的油压P、流量Q等参数未知，针对负载输出力的三种不同作用方式，其缸径/杆径的初选方法如下：（1）根据本设备或装置的行业规范或特点，确定液压系统的额定压力P；专用设备或装置液压系统的额定压力由具体工况定，一般建议在中低压或中高压中进行选择。 （2）根据本设备或装置的作业特点，明确液压缸的工作速度要求。 （3）参照“条件一”缸径/杆径的初选方法进行选择。 注：缸径D、杆径d可根据已知的推（拉）力、压力等级等条件由下表进行初步查取。 不同压力等级下各种缸径/杆径对应理论推（拉）力表
各种液压缸工作原理及结构分析（动画演示） 什么是液压缸液压缸是将液压能转变为机械 能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸的结构液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。缸体组件缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精度可靠的密封性。(1)法兰式连接，结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用的一种连接形式。(2)半环式连接，分为外半环连接和内半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。(3)螺纹式连接，有
外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。(4)拉杆式连接，结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。(5)焊接式连接，强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。液压缸的基本作用形式：标准双作用：动力行程在两个方向并且用于大多数应用场合： 单作用缸：当仅在一个方向需要推力时，可以采用一个单作用缸；双杆缸：当在活塞两侧需要相等的排量时，或者当把一个负载连接于每端在机械有利时采用，附加端可以用来安装操作行程开关等的凸轮．弹簧回程单作用缸：通常限于用来保持和夹紧的很小的短行程缸。容纳回程弹簧所需要的长度使得它们在需要长行程时很讨厌；柱塞式单作用缸：仅有一个流体腔，这种类型的缸通常竖直安装，负载重置使缸内缩，他们又是被成为“排量缸”，并且对长行程是实用的；多级伸缩缸：最多可带4个套简，收拢长度比标准缸短．有单作用或双作用，它们与标准缸相比是比较贵的，通常用于安装空间较小但需要较大行程的场合， 串联缸：一个串联缸足由两个同轴安装的缸组成的，两个缸的活塞由一个公共活塞杆链接，在两缸之前设置杆密封件以便使每个缸都能双作用，当安装宽度或高度受限制时．串联
文章编号 :1008-1402(2006 04-0524-05 一种双作用多级液压缸的设计与应用 臧克江 , 蒲红 , 李彩花 , 胡晓平 (佳木斯大学机械工程学院 , 黑龙江佳木斯 154007 摘要 :通过对一种双作用多级液压缸伸缩过程的分析 , 弄清了影响此种双作用多级液压缸动作顺序的几何要素和系统的力学要素 , 确定了此种双作用多级液压缸设计原则及液压缸正常工作的条件 , 为此种双作用多级液压缸的设计及应用提供了理论依据 . 关键词 :液压 ; 双作用 ; 多级缸 中图分类号 : TH137文献标识码 : A 根据工作要求设计了如图 1所示的液压系统 . 系统由变量泵供油 , 三位四通换向阀控制液压缸的伸缩 , 液控单向阀保证液压缸伸缩停在任意位置 , 通过单向节流阀调节液压缸缩回速度 , 电磁溢流阀实现系统的调压和卸荷
. 图 1液压系统原理图 在系统调试过程中发现 , 液压缸活塞外伸时 , 按照先大后小的顺序 , 而在液压缸活塞回缩时本应 该按先小后大的顺序时 , 可是出现按先大后小的顺序 . 如果在回缩过程中三位四通换向阀电磁铁失电 , 使三位四通换向阀处中立位置 , 出现大活塞快速外伸 , 小活塞杆快速回缩 , 负载急剧下落 , 不能保证负载回落时停在任意位置的要求 , 实质上此系统不能正常工作 . 本文对此系统出现的现象进行了研究 , 提出了多级双作用液压缸设计及使用时应注意的事项 . 1液压缸结构设计 由于系统对负载的运动速度没有过多要求 , 只是对推力和行程有要求 , 因此本系统参考文献 [1]对液压缸进行了机构设计 , 其机构简图如图 2(a 所示 . 此液压缸为
目录 1设计的依据、原则和步骤 (3) 1.1引言 (3) 1.2设计的依据 (3) 1.3设计的一般原则 (3) 1.4设计的一般步骤 (4) 2设计的题目、技术参数、目的和要求 (5) 2.1设计题目 (5) 2.2设计技术参数 (5) 2.3设计目的 (5) 2.4设计要求 (5) 3液压缸缸体结构形式的确定 (5) 3.1结构初型 (5) 4液压缸性能参数与结构参数的计算 (6) 4.1液压缸工作负载力分析和计算 (6) 4.2 液压缸的液压力计算和工作压力的选择 (7) 4.3液压缸速度比的确定 (7) 4.4液压缸速度计算和流量选择 (7) 4.5液压缸综合结构参数及安全系数的选择 (8) 5缸筒设计与计算 (8) 5.1缸筒与缸盖的连接形式 (8) 5.2对缸筒的要求及材料选择 (11) 5.3缸筒的计算 (11) 5.4缸筒加工的技术要求 (13) 5.5缸筒头部法兰厚度 (14) 5.6缸筒—缸盖的连接计算 (14) 5.7 缸盖的材料和技术要求 (15) 5.8缸盖厚度的确定 (15) 5.9最小导向长度的确定 (16) 5.10缸体长度的确定 (16) 6活塞组件设计 (16) 6.1活塞设计 (16) 6.2活塞与活塞杆的连接结构 (17) 6.3活塞杆设计 (17)
6.4活塞杆及连接件强度校核 (19) 6.5活塞杆液压缸稳定性校核 (20) 7液压缸油口和排气装置设计 (21) 7.1油口设计 (21) 7.2排气装置设计 (22) 参考文献 (22)
双活塞杆双作用活塞式 液压缸结构设计 1设计的依据、原则和步骤 1.1引言 一部现代机器通常由机架、原动机、传动装置和工作机构四个主要部分构成，其中机架为载体，原动机的作用是进行能量形式的转换，为机器提供适当形式的动力，传动装置的作用是进行动力的传递，工作机构即执行机构，其作用是消耗能量而做功。如果原动机将其他形式的能转换成液压能，执行元件消耗液压能而做功，则称为液压机械或液压机。液压机械的执行元件即做功元件是液压马达和液压缸。液压马达和液压缸是通用化和标准化程度很高的液压元件，用户或设计者在研制一部新的液压机械时，应尽量选择标准化的液压元件，以避免金钱的浪费和时间、精力的消耗。但由于使用要求的千差万别，液压元件的专用化设计是不可避免的，其中以液压缸设计居多。这是由于液压缸配置的灵活性，设计、制造比较容易，维护比较方便的特点决定的。因而，相对其他液压元件而言，液压缸的设计是极为常见的，这也是工程技术人员必须具有的一种基本技能。 1.2设计的依据 液压缸与机器及机器上的机构直接相联系，对于不同的机构，液压缸的具体用途和工作性能也不同，因此设计之前，要进行全面地分析和研究，收集必要的原始资料并加以整理作为设计的依据。 （1）了解和掌握液压缸在机器上的用途和工作要求。 （2）了解液压缸工作环境条件。 （3）了解外部负载情况。 （4）了解液压缸运动形态及安装的约束条件。 （5）了解液压系统的情况。 （6）了解有关国家标准、技术规定和其他参考资料。 1.3设计的一般原则 液压缸设计时应注意如下问题：
农机用多级液压缸 自卸汽车用多级液压缸有TG、TMG和TSG三个系列。其中TG系列为单位用式（图9）、TMG系列为末级双作用式（图10）、TSG系列为双作用式多级液压缸（图11）。适用于工程及矿山用自卸汽车和特种车辆车厢的后卸、侧卸和三向卸。 （1）型号说明 4 TG-E 150×1500 EQ ①② ③④ ⑤ ⑥ ①伸出级数：4级 ②液压缸型式 TG----单作用式多级液压缸 TMG----末级双作用式多级液压缸 TSG----双作用式多级液压缸 ③压力级 E---16Mpa ④伸出套筒最大外径（mm） ⑤总行程（mm） ⑥安装方式 EQ----上端球铰，下端耳环 EE----两端耳环 QQ----两端球铰 ZQ----上端秋铰，中部耳轴 1-弹性圆柱销；2-卡环；3-油杯；4-孔用弹性挡圈；5-关节轴节；6-下连接头；7-密封垫；8-铰接螺栓；9-铰接管接头；10-轴用弹性挡圈；11-导向环；12-缸筒；13、14、15-1-3
级套筒；16-柱塞；17-挡圈；18-O形密封圈；19-防尘圈；20-上连接头；21-锁紧钢丝 1-油杯；2-关节轴承；3-下连接头；4-内油管；5-防尘圈；6-O形密封全；7-外缸；8-一级缸；9-二级缸；10-中间铰轴；11-活塞环；12-支承环；13-挡圈；14-缸盖 1-孔用弹性挡圈；2-关节轴承；3-O形密封圈；4-钢丝档圈；5-支承环；6-后端盖；7-锁紧钢丝；8-Y形密封圈；9-活塞环；10-缸筒；11-一级活塞；12-二级活塞；13-三级活塞；14-内油管；15-防尘圈；16-连接头 (2)性能参数 TG系列多级液压缸的套筒(柱塞)外径分别为60,80,100,120,150,180和210mm共七种;伸出级数为2～6级;单级行程125～1500mm共16个行程等级(符合国家标准GB2349-80);额定压力16MPa.
中原工学院机电学院 机电系统综合实验 （2016-2017学年第 1 学期） 专业：机械电子工程 题目：可伸缩伺服液压缸 姓名：程方园 学号：2 班级机电131 指导教师：周高峰崔路军 完成日期：2017 年 1 月12 日 机械电子工程系
目录 设计任务书 (3) 1.设计目的与意义 (4) 2. 设计内容和要求 (4) 2.1确定总体方案 (4) 2.2设计内容 (5) 2.3设计要求 (5) 3.设计进度安排 (5) 4.机电系统设计的分析、计算、选用与说明 (5) 4.1机械设计 (5) 4.1.1液压缸的结构设计 (5) 4.1.2、液压缸的主要技术性能参数的计算 (6) 4.1.4、液压缸主油缸的设计计算 (8) 4.1.5、缸体的材料和技术要求 (11) 4.1.6、活塞杆径的计算与校核 (11) 4.1.7、快速液压缸柱塞直径的计算 (13) 4.1.8、缸盖的设计计算 (13) 4.1.9、液压缸油口的直径计算 (14) 4.1.10、导向套的设计计算 (15) e．内孔中的环形油槽和直油槽要浅而宽，保证润滑条件良好 (15) 4.2液压回路设计 (16) 4.3电路设计 (16) 4.4控制设计 (17) 5. 机电综合课程设计结论 (17) 6.机电综合课程设计的收获、体会和建议 (17) 7. 参考文献 (18) 8.附录 (18)
设计任务书
可伸缩伺服液压缸设计与控制 1.设计目的与意义 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门。其主要应用有：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构， 起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人、火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以进一步研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。通过学生自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名出色的机械工程师打好基础。 2.设计内容和要求 1）理解可伸缩伺服液压缸的功能和工作原理，确定其功能参数； 2）明确可伸缩伺服液压缸的具体结构和控制方式，并给出相关参数； 3）分析和计算可伸缩伺服液压缸机械结构，并确定控制的具体实现。 4）绘制可伸缩伺服液压缸机械图纸和电气电子线路图； 5）撰写技术说明书 2.1确定总体方案 当下各种液压缸规格品种比较少，主要是因各种机械对液压缸的要求差别太大。比如对液压缸的内径、活塞杆直径、液压缸的行程和连接方式等要求不一样。由于本次液压设计主要是实现立式快速的原则，故选双作用单活塞杆立式快速液压缸的设计。采用焊接连接。
v .. . .. 目录 设计题目---------------------------------------------------------------------------2 液压缸的选型---------------------------------------------------------------------2 液压缸主要参数的计算 液压缸主要性能参数-----------------------------------------------------2 缸筒内径（缸径）计算--------------------------------------------------2 缸壁壁厚的计算------------------------------------------------------------2 流量的计算------------------------------------------------------------------3 底部厚度计算---------------------------------------------------------------4 最小导向长度的确定------------------------------------------------------4 主要零部件设计与校核 缸筒的设计------------------------------------------------------------------5 缸筒端盖螺纹连接的强度计算-----------------------------------------6 缸筒和缸体焊缝连接强度的计算--------------------------------------6 活塞设计----------------------------------------------------------------------7 活塞的密封-------------------------------------------------------------------8 活塞杆杆体的选择----------------------------------------------------------8 活塞杆强度的校核----------------------------------------------------------8 液压缸稳定性校核----------------------------------------------------------9 活塞杆的导向、密封和防尘---------------------------------------------9 致谢-----------------------------------------------------------------------------10 参考文献------------------------- 一.设计题目 双作用单杆活塞式液压缸设计 主要设计参数： 系统额定工作压力：p= 25（Mpa）驱动的外负载：F =50（KN) 液压缸的速度比：λ=1.33 液压缸最大行程：L =640 (mm) 液压缸最大伸出速度：λ=4 (m/min) 液压缸最大退回速度：v t =5.32(m/min) 缸盖连接方式：螺纹连接 液压缸安装方式：底座安装 缓冲型式：杆头缓冲 二.液压缸的选型
液压与气压传动考试题(一) 一.单项选择题（每小题2分，共50分） 1. 二位五通阀在任意位置时，阀芯上的油口数目为--------- A .2 B.3 C.5 D.4 2. 应用较广.性能较好，可以获得小流量的节流口形式为------------ A .针阀式或轴向三角槽式 B.偏心式或周向缝隙式 C.轴向三角槽式或周向缝隙式 D.针阀式或偏心式 3. 调压和减压回路所采用的主要液压元件是--------- A.换向阀和液控单向阀 B.溢流阀和减压阀 C.顺序阀和压力继电器 D.单向阀和压力继电器 4. -------管多用于两个相对运动部件之间的连接，还能吸收部分液压冲击。 A. 铜管 B.钢管 C.橡胶软管 D.塑料管 5. ------是液压系统的储能元件，它能储存液体压力能，并在需要时释放出来供给液压系统。 A.油箱 B.过滤器 C.蓄能器 D.压力计 6. 能输出恒功率的容积调速回路是------------- A.变量泵---变量马达回路 B.定量泵---变量马达 C.变量泵---定量马达 D.目前还没有 7. 溢流阀的作用是配合油泵等溢出系统中多余的油液，使系统保持一定的------- A.压力 B.流量 C.流向 D.清洁度 8. 当环境温度较高时，宜选用粘度等级-----的液压油 A.较低 B.较高 C.都行 D.都不行 9. 能将液压能转换为机械能的液压元件是--------- A.液压泵 B.液压缸 C.单向阀 D.溢流阀 10. 下列压力控制阀中，哪一种阀的出油口直接通向油箱--------- A.顺序阀 B.减压阀 C.溢流阀 D.压力继电器 11. 液压系统的动力元件是----------- A.电动机 B.液压泵 C.液压缸 D.液压阀 12. 活塞有效作用面积一定时,活塞的运动速度取决于----- A.液压缸中油液的压力 B.负载阻力的大小 C.进入液压缸的流量 D.液压泵的输出流量 13. 不能作为双向变量泵的是----------- A.双作用叶片泵 B.单作用叶片泵 C.轴向柱塞泵 D.径向柱塞泵 14. 在液压系统中用于调节进入执行元件液体流量的阀是------------ A.溢流阀 B.单向阀 C.调速阀 D.换向阀 15. 压力控制回路包括----------- A.换向和闭锁回路 B.调压.减压和卸荷回路 C.调压与换向回路 D.节流和容积调速回路 16. 液压系统中减压阀处的压力损失是属于-------- A.沿程压力损失 B.局部压力损失 C.两种都是 D.两种都不是 17. 柱塞泵是用于---------系统中 A.高压 B.中压 C.低压 D.都不可以 18. 下列液压缸中可以进行差动连接的是------------- A.柱塞式液压缸 B.摆动式液压缸
第1章绪论 1.1课题背景 介休倡源煤炭有限责任公司是凯嘉能源集团有限责任公司 属下企业。公司前身为介休市连福镇镇办煤矿，2005年8月，由义棠煤业整体并购，2006年4月，省煤整办批准介休倡源煤炭有限责任公司整合金山坡煤矿和西兴煤矿, 2007年12月, 义棠煤业、投资、介休义民投资三方签署合作协议，共同投资建设介休倡源煤炭有限责任公司。公司注册资本为1.6亿元，现有资产总额8亿多元，员工1600多名，其中:中专以上学历员工450 多名，初级以上职称员工90多名。公司位于介休市连福镇，朝南相望是生态原始、风景独特的天峻山，西距介休市20km，北距大运高速、108国道及南同浦铁路干线义安站20km，东与介沁公路相邻, 地理位置优越，交通便利。 公司井田面积4.62km2，可采煤层6层，可采储量32702kt，设计能力为90万吨/年。公司实行董事会领导下的总经理负责制，股东会、董事会、监事会、党总支、工会组织齐全，有14个职能部门以及综采、普采等9个生产基层队。
倡导文明，源远流长。公司秉承“以德为魂，诚信为本”的企业精神，近年来，在生产经营、企业管理、员工队伍、企业文化、环境建设、后勤保障等方面都发生了巨大的变化,使一个名不见经传的小煤矿改造成为年产90万吨原煤的新型煤炭企业，使一个生态恶化的旧矿井改造成为环境优美的绿色生态矿井。公司被介休市人民政府授予“优秀管理先进单位”等荣誉称号。 在凯嘉集团的统领下，公司将以“高水平规划、高标准建设、高质量管理”为指导思想，致力于基础建设和未来发展，全体员工将以百折不挠的精神和敢为人先的勇气，高起点、高标准，努力把公司打造成为管理科学、装备先进、安全文明、集约高效的标准化煤炭企业。 1.2液压支架简述 20世纪50年代前在国外煤矿生产中基本上采用木支架，木顶梁或金属摩擦支柱和铰接顶梁来支护顶板。1954年英国首先研制出液压支架，通过对液压支架的逐步完善改进，进而普遍推广使用使采煤工作面采煤过程中的落煤,装煤，运煤和支护等工序全部实现了机械化。到20世纪90年代初，寻找到适合矿区资源条件的先进采煤方法，采用了放顶煤技术。随着计算机技术和自动化技术的普及应用与提高为煤矿生产自动化和提高生产提供
双作用多级液压缸设计分析 摘要：双作用多级液压缸的制作难度、维修难度相比于传统液压缸来说更高。本文重点分析了一种双作用多级液压缸的结构，说明了其在工作时的大致过程，并给出了相应的工作原理，提出了优化改进方案。 关键词：双作用多级液压缸；结构；设计 双作用多级液压缸是一种区别于传统液压缸的新型液压机器，与后者相比，前者的优点是结构非常紧凑，且外形很小，可以满足空间不大的环境，还能够满足外伸内缩时带动负载的功能。但相比普通液压缸，其结构又比较复杂，成本与加工难度很高，都必须由专业的工厂设计。 1.液压结构设计 在系统对负载的运动速度没有具体要求，而只是对其推力和行程有要求的情况下，对液压缸的结构进行了设计。其结构设计图如图1所示。此液压缸是双作用两级活塞式的。由第一级活塞，第二级活塞还有缸筒构成，其中1为缸筒，2为第一级活塞，3为第二级活塞。首先将第一级的活塞筒部做成双层的结构，并在外层的左端开有一个小孔（D），内层的右侧开有小孔E，液压缸的油口A在第二级的活塞杆上面，并在第二级活塞杆上开一小孔C，且C与B相通，B口通过其通道与液压缸的右半部分相连[1]。 2.双作用多级液压缸工作过程 我们将第一级的活塞左半部分的有效面积称为S1，右半部分面积为S2，第二级活塞左端部分的面积为S2，有端部分的有效面积为S2a.一般情况下，我们将液压缸活塞向外伸展时分为两种情况，第一种为第二级活塞不动，第一级活塞运动，两级活塞一起向外翻。第二种是每当第一级到达右面的点时，其所受的压力等于第二级活塞左半部分所受的压力，将第二级活塞推到第一级活塞的右半部分。在上述分析活塞外伸过程中，考虑到活塞的右端有效面积相对于左端面积比较小，而且外伸时有杆腔的压力比较低，忽略了作用在活塞右端上的液压力，这与实际是符合的[2]。我们从多级液压缸的工作过程可以看出这种液压缸较单级液压缸的效率更高，需注意方面更多。 3.二级双作用液压缸的设计注意点 在二级双作用液压缸中，其一级活塞杆制作过程比较复杂，在设计时要详细地考虑合理的设置。首先应注意在焊缝的设计时要留有足够的空间，其次要注意应该在磨平打光之前对左右油口进行加工；第三在设计内外钢管间的间隙时通常有两种设计方法，一种是内外管的外表面设置轴向槽；另一种是在内钢管外表设置螺旋槽，在螺旋槽和轴向槽的设置中必须在保证油量的前提下进行。第四在选择密封的材料时，要根据实际情况进行选择。其一般分为U和Y型（字母型），
目录 设计题目---------------------------------------------------------------------------2 液压缸的选型---------------------------------------------------------------------2 液压缸主要参数的计算 液压缸主要性能参数-----------------------------------------------------2缸筒内径( 缸径) 计算--------------------------------------------------2缸壁壁厚的计算------------------------------------------------------------2 流量的计算------------------------------------------------------------------3 底部厚度计算---------------------------------------------------------
------4 最小导向长度的确定------------------------------------------------------4 主要零部件设计与校核 缸筒的设计------------------------------------------------------------------5 缸筒端盖螺纹连接的强度计算-----------------------------------------6 缸筒和缸体焊缝连接强度的计算--------------------------------------6 活塞设计----------------------------------------------------------------------7 活塞的密封-------------------------------------------------------------------8 活塞杆杆体的选择----------------------------------------------------------8 活塞杆强度的校核---------------------------------------------------------
第1章绪论 1.1课题背景 山西介休倡源煤炭有限责任公司是山西凯嘉能源集团有限责任公司属下企业。公司前身为介休市连福镇镇办煤矿，2005年8月，由山西义棠煤业有限公司整体并购，2006年4月，省煤整办批准山西介休倡源煤炭有限责任公司整合金山坡煤矿和西兴煤矿, 2007年12月, 山西义棠煤业有限公司、山西中通投资有限公司、介休义民投资有限公司三方签署合作协议，共同投资建设山西介休倡源煤炭有限责任公司。公司注册资本为1.6亿元，现有资产总额8亿多元，员工1600多名，其中:中专以上学历员工450多名，初级以上职称员工90多名。公司位于介休市连福镇，朝南相望是生态原始、风景独特的天峻山，西距介休市20km，北距大运高速、108国道及南同浦铁路干线义安站20km，东与介沁公路相邻, 地理位置优越，交通便利。 公司井田面积4.62km2，可采煤层6层，可采储量32702kt，设计能力为90万吨/年。公司实行董事会领导下的总经理负责制，股东会、董事会、监事会、党总支、工会组织齐全，有14个职能部门以及综采、普采等9个生产基层队。
倡导文明，源远流长。公司秉承“以德为魂，诚信为本”的企业精神，近年来，在生产经营、企业管理、员工队伍、企业文化、环境建设、后勤保障等方面都发生了巨大的变化,使一个名不见经传的小煤矿改造成为年产90万吨原煤的新型煤炭企业，使一个生态恶化的旧矿井改造成为环境优美的绿色生态矿井。公司被介休市人民政府授予“优秀管理先进单位”等荣誉称号。 在凯嘉集团的统领下，公司将以“高水平规划、高标准建设、高质量管理”为指导思想，致力于基础建设和未来发展，全体员工将以百折不挠的精神和敢为人先的勇气，高起点、高标准，努力把公司打造成为管理科学、装备先进、安全文明、集约高效的标准化煤炭企业。 1.2液压支架简述 20世纪50年代前在国内外煤矿生产中基本上采用木支架，木顶梁或金属摩擦支柱和铰接顶梁来支护顶板。1954年英国首先研制出液压支架，通过对液压支架的逐步完善改进，进而普遍推广使用使采煤工作面采煤过程中的落煤,装煤，运煤和支护等工序全部实现了机械化。到20世纪90年代初，寻找到适合矿区资源条件的先进采煤方法，采用了放顶煤技术。随着计算机技
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910258746.5 (22)申请日 2019.04.01 (71)申请人 安徽工程大学 地址 241000 安徽省芜湖市鸠江区北京中 路54号 (72)发明人 许德章 余一风 (74)专利代理机构 安徽省蚌埠博源专利商标事 务所 34113 代理人 杨晋弘 (51)Int.Cl. F15B 15/14(2006.01) F15B 15/20(2006.01) F16J 15/16(2006.01) (54)发明名称 一种双作用单活塞杆液压缸 (57)摘要 本发明公开了一种双作用单活塞杆液压缸， 包括缸体，活塞杆和活塞，在缸体一端安装缸底 盖，缸底盖伸入缸体内一段圆环，在缸底盖上设 置有进油口；缸体另一端设置缸头盖，活塞杆一 端连接活塞，活塞滑动连接在缸体内，在缸头盖 与缸体连接侧的缸体上设置沉槽，导向套安装在 沉槽内并通过缸头盖固定，导向套套接在活塞杆 上，活塞杆的另一端伸出缸头盖通过对开法兰连 接，在缸体靠近导向套处设置出油口。本发明能 够避免液压缸在工作行程终点撞击缸体和定位 元件，活塞杆不偏心，整体结构设计合理，密封性 好，使用寿命长；能完成两个方向的运动，且可以 满足两个方向的输出推力和速度不等的需求。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 109869371 A 2019.06.11 C N 109869371 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109869371 A 1.一种双作用单活塞杆液压缸，包括缸体，活塞杆和活塞，其特征在于：在缸体一端安装缸底盖，缸底盖伸入缸体内一段圆环，在缸底盖上设置有进油口；缸体另一端设置缸头盖，活塞杆一端连接活塞，活塞滑动连接在缸体内，在缸头盖与缸体连接侧的缸体上设置沉槽，导向套安装在沉槽内并通过缸头盖固定，导向套套接在活塞杆上，活塞杆的另一端伸出缸头盖，并用对开法兰进行连接，在缸体靠近导向套处设置出油口，在缸体的外壁上设置螺纹，螺母套接在缸体外的螺纹上。 2.如权利要求1所述的双作用单活塞杆液压缸，其特征在于：所述进油口和出油口位于缸体同侧，在进油口和出油口上设置方形法兰和密封圈。 3.如权利要求1所述的双作用单活塞杆液压缸，其特征在于：所述活塞为两个不同半径圆柱体相连构成。 4.如权利要求3所述的双作用单活塞杆液压缸，其特征在于：所述活塞套接在活塞杆上，并采用间隙定位配合，以锁紧螺母锁紧，活塞大半径圆柱体端面与锁紧螺母相连。 5.如权利要求1所述的双作用单活塞杆液压缸，其特征在于：所述活塞杆的直径d与缸体外径D的比为d：D=4:5。 6.如权利要求1所述的双作用单活塞杆液压缸，其特征在于：所述活塞杆和导套的密封采用形密封圈密封，缸体内壁和导套的密封使用O形密封圈密封。 7.如权利要求1所述的双作用单活塞杆液压缸，其特征在于：所述活塞杆和活塞的密封使用O形密封圈密封，缸体和活塞的密封使用形密封圈密封。 2
各种液压缸工作原理及结构分析(动画演示)
各种液压缸工作原理及结构分析（动画演示） 什么是液压缸液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸的结构液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。缸体组件缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精度可靠的密封性。 (1)法兰式连接，结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用的一种连接形式。(2)半环式连接，分为外半环连接和内半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。(3)螺纹式连接，有
外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。(4)拉杆式连接，结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。(5)焊接式连接，强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。液压缸的基本作用形式：标准双作用：动力行程在两个方向并且用于大多数应用场合：单作用缸：当仅在一个方向需要推力时，可以采用一个单作用缸；双杆缸：当在活塞两侧需要相等的排量时，或者当把一个负载连接于每端在机械有利时采用，附加端可以用来安装操作行程开关等的凸轮．弹簧回程单作用缸：通常限于用来保持和夹紧的很小的短行程缸。容纳回程弹簧所需要的长度使得它们在需要长行程时很讨厌；柱塞式单作用缸：仅有一个流体腔，这种类型的缸通常竖直安装，负载重置使缸内缩，他们又是被成为“排量缸”，并且对长行程是实用的；多级伸缩缸：最多可带4个套简，收拢长度比标准缸短．有单作用或双作用，它们与标准缸相比是比较贵的，通常用于安装空间较小但需要较大行程的场合， 串联缸：一个串联缸足由两个同轴安装的缸组成的，两个缸的活塞由一个公共活塞杆链接，在两缸之前设置杆密封件以便使每个缸都能双作用，当安装宽度或高度受限制时．串联
第一部分：伸缩式液压缸 1.国内外发展状况 1.1阜新市祥泽液压机械有限公司发明了一种防尘性能好，可防磨损，提高液压 缸使用寿命的伸缩式套筒液压缸[1]。该伸缩式套筒液压缸包括活塞杆、前、后端盖、内缸筒、二、三、四级缸筒、外缸筒、中间铰轴、下铰轴、进油口、密封圈，其特点是在内缸筒和二级缸筒之间，二、三级缸筒之间、三、四级缸筒之间和四级、外缸筒之间的两端头均设内、外导向环槽和挡圈槽，其中装内、外导向环和内、外挡圈;在球形座和中间铰轴配合连接的圆弧面上设数个油沟;在外缸筒的外圆周上设伸缩式防尘罩，防尘罩外面设防护罩，防护罩左端焊接固定在前端盖上，右端焊接固定在球形座上。 该实用新型的有益效果是:由于缸体变成光滑筒体，节约原材料约巧15%，加工效率提高35%，工艺性得到改善;由于中间铰轴有了充分润滑，摩擦系数减小，减轻磨损，根本上解除胶合现象的出现;由于增加了防护措施，缸体在工作时，砂石、粉尘再也接触不到缸筒，再加上防尘圈二次保护，这样大大提高了套筒缸及控制系统元件工作的可靠性。广泛适用于各种工程机械、自卸汽车、清洁车及农用车。 图1 伸缩式套筒液压缸 1.2上海金铸机械有限公司发明了一种实用新型的多级液压缸[2]，其结构包括外 缸、中缸、内缸，其中中缸嵌套于外缸内，内缸嵌套于中缸内，中缸以及内缸上设置有中缸活塞以及内缸活塞，其特征在于，中缸活塞与外缸形成一中缸工作腔，内缸活塞与中缸形成一内缸工作腔，两工作腔通过一连通孔相连通，并且两工作腔横截面积相等。 在该多级液压缸中部还设置有中心油管，压力油通过该油管进入外缸内，并推动中缸向前运动。中缸的运动使工作腔内的油通过设置于两工作腔间的连通孔推动内缸活塞向前运动，从而给内缸前端的负载施加推力。由于两工作腔的横截面积相等，所以，当注入中心油管的压力油流量恒定时，中缸以及内缸的推进速度、各自所受的推力亦保持恒定。该实用新型的多级液压油