挖掘機(jī)液壓油缸緩沖裝置的設(shè)計(jì)方法與分析

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1、挖掘機(jī)液壓油缸緩沖裝置的設(shè)計(jì)方法與分析來源:畢業(yè)論文網(wǎng)-www.lunwentop.com　　一、引言　　　　隨著工程機(jī)械液壓技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展．要求挖掘機(jī)等丁程機(jī)械液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度越來越高，其往復(fù)頻率和運(yùn)動(dòng)速度也越來越高，有的甚至高達(dá)每秒幾十米。為避免產(chǎn)生強(qiáng)烈撞擊和振動(dòng)，保證系統(tǒng)平穩(wěn)工作，防止傳動(dòng)部件損壞，提高系統(tǒng)的工作性能和壽命，必須在其運(yùn)動(dòng)結(jié)束前進(jìn)行緩沖?！　　　《⑼诰驒C(jī)液壓油缸的緩沖方法　　　　目前，挖掘機(jī)液壓油缸緩沖的方法基本有兩種：一種是液壓缸外部控制，即在液壓缸的控制回路上，安裝節(jié)流閥或其它形式的流量控制裝置進(jìn)行緩沖，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜：另

2、一種是液壓缸內(nèi)部控制．即在液壓缸內(nèi)部設(shè)計(jì)緩沖裝置來實(shí)現(xiàn)緩沖，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、1二作可靠、體積小、緩沖一I~ii較好，因而得到廣泛應(yīng)用。本文采用的設(shè)計(jì)方法即為內(nèi)部緩沖裝置三、設(shè)計(jì)方案挖掘機(jī)雙作用液壓缸緩沖裝置正常穩(wěn)定T作的主要因素是活塞桿和缸筒具有較好的同軸度。這～同軸度是通過活塞桿和缸筒分別與前后端蓋、活塞的間隙配合及各部件的形位公差來保證的，實(shí)踐中由于設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用等因素的影響，常常使這一同軸度難以控制，這樣就使得緩沖裝置難以正常]：作，經(jīng)常發(fā)生拉傷、膠合甚至損壞液壓缸的情況?！　榱吮ＷC液壓缸緩沖正常穩(wěn)定工作，研發(fā)人員設(shè)計(jì)了浮動(dòng)緩沖裝置。這種

3、雙作用液壓缸浮動(dòng)緩沖裝置幾乎不受活塞桿和缸筒同軸度影響，工作可靠、壽命長(zhǎng)、緩沖效果好．且適用于各種固定緩沖和可調(diào)緩沖：同時(shí)，還解決了傳統(tǒng)緩沖裝置造成的拉傷、膠合問題?！　　　∷摹⒕彌_裝置結(jié)構(gòu)及緩沖原理　　　　如所示，活塞桿4頭部裝有緩沖銷2，缸體1內(nèi)的底部開有與緩沖銷2配合的緩沖孔1b，缸體1上開有與緩沖孔1b相通的通油孔1a，在缸體l上設(shè)有連通緩沖孑L1b與缸體內(nèi)腔的補(bǔ)油通道1c，在補(bǔ)油通道lc與緩沖孔Ib相通的端口處設(shè)有單向節(jié)流閥5當(dāng)活塞桿4向回縮時(shí)，活塞向左運(yùn)動(dòng)，單向節(jié)流閥5處于節(jié)流狀態(tài)。當(dāng)活塞桿4運(yùn)動(dòng)到接近缸體1的底部時(shí)，通過緩沖銷2與緩沖孑

4、L1b的配合來緩沖：當(dāng)活塞桿4運(yùn)動(dòng)到缸底停止后再需要伸出時(shí)，由通油孔1a向緩沖孔1b供油，液壓油從緩沖孔lb給活塞桿施壓，同時(shí)，單向節(jié)流閥5打開，液壓油通過補(bǔ)油通道1c直接進(jìn)入缸體l內(nèi)向右推活塞?！　　　∥?、緩沖裝置模型及特-性分析　　　　1.　　緩沖裝置模型囹2為液壓缸的可調(diào)式節(jié)流口緩沖裝置原理模型圖。在液壓缸活塞端部有直徑為d的緩沖柱塞，缸蓋上有與緩沖柱塞相配的緩沖內(nèi)孔，當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入緩沖內(nèi)孔后，活塞與缸蓋間的油液須經(jīng)節(jié)流閥排出，從而使活塞運(yùn)動(dòng)受阻、速度減慢，達(dá)到緩沖目的?！　　　　　?．速度一行程特性首先分析活塞的受力和運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)部件為研究的

5、質(zhì)點(diǎn)系，總質(zhì)量為m，制動(dòng)前活塞運(yùn)動(dòng)速度v。，活塞直徑D，緩沖柱塞直徑d，進(jìn)油腔有效面積為A，，壓力P，緩沖腔有效面積為A，壓力P。另外活塞還受負(fù)載力、摩擦力、重力(f頃斜安裝時(shí))的作用。　　為了使問題簡(jiǎn)化，用總負(fù)載力F表示。當(dāng)緩沖柱塞由X移至x+dx位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能微分應(yīng)等于作用于其上所有力的元功之和?！　》治隹芍寒?dāng)x=0，即緩沖開始時(shí)，活塞的運(yùn)動(dòng)速度最快，其速度為V。；當(dāng)活塞進(jìn)入緩沖腔的行程x增大，活塞的運(yùn)動(dòng)速度減慢，進(jìn)入緩沖腔的行程越大，緩沖效果越好；當(dāng)緩沖行程結(jié)束時(shí)，此值為殘余速度。理論分析表明，無論緩沖行程有多大，都不可能將活塞運(yùn)行速度減

6、到零?！　　　?．壓力一緩沖行程特性緩沖腔壓力由兩部分組成：一是穩(wěn)態(tài)壓力；二是瞬態(tài)壓力。當(dāng)x=0時(shí)，緩沖腔壓力值P眥最大；當(dāng)合外力不變時(shí)，緩沖腔的壓力最大值與緩沖面積成反比。當(dāng)X-．~時(shí)，為緩沖終止時(shí)緩沖腔的壓力，其值等于穩(wěn)態(tài)壓力?！　　　?．最小緩沖容量分析由上述分析可知，緩沖行程越大。緩沖效果越好。但在實(shí)際生產(chǎn)中，緩沖行程不可能無限大。而受緩沖柱塞長(zhǎng)度限定(見圖2)，一般取緩沖行程：l=(0．14—0．17)O緩沖腔面積AH越大，緩沖效果越好。實(shí)際生產(chǎn)中的緩沖腔面積由緩沖柱塞直徑d決定．一般選取d=(O．3～0．7)0，則緩沖面積AH=(0．09

7、—0．5)pD2／4。合理選擇lAH的取值可得最佳的緩沖效果?！　?shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同工況下的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)速度及初定的最終緩沖壓力，求出最小緩沖容量q，然后根據(jù)液壓缸的結(jié)構(gòu)確定AH、l，在滿足AH和l的限定范圍內(nèi)達(dá)到最佳的緩沖效果　　　　六、結(jié)束語　　　　本文所采用的挖掘機(jī)液壓油缸緩沖裝置的設(shè)計(jì)方法其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是端蓋緩沖孑L內(nèi)的導(dǎo)向套，具有良好的耐磨性，提高了端蓋和緩沖套的壽命；二是緩沖套外圓和端蓋緩沖孔內(nèi)孔配合間隙很小，緩沖效果好；三是該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大降低了加工難度。緩沖液壓缸，是具有緩沖功能的液壓缸，是一種公開的置于挖掘

8、機(jī)的液壓缸中的液壓缸緩沖裝置，該液壓缸緩沖裝置阻止活塞與端凸緣碰撞并吸收碰撞產(chǎn)生的沖擊。由于設(shè)置該緩沖裝置，