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怎樣精確挑選得當的液壓油缸
發布時間：
2022-09-23 17:14
步驟1 初選缸徑/桿徑
★ 條件一
已知設備或裝置液壓系統控制回路供給液壓缸的油壓P、流量Q及其工況需要液壓缸對負載輸出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相應力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）的大?。☉紤]負載可能存在的額外阻力）。針對負載輸出力的三種不同作用方式，其缸徑/桿徑的初選方法如下：
（1）輸出力的作用方式為推力F1的工況：
初定缸徑D：由條件給定的系統油壓P（注意系統的流道壓力損失），滿足推力F1的要求對缸徑D進行理論計算，參選標準缸徑系列圓整后初定缸徑D；
初定桿徑d：由條件給定的輸出力的作用方式為推力F1的工況，選擇原則要求桿徑在速比1.46～2（速比：液壓缸活塞腔有效作用面積與活塞桿腔有效作用面積之比）之間，具體需結合液壓缸回油背壓、活塞桿的受壓穩定性等因素，參照相應的液壓缸系列速比標準進行桿徑d的選擇。
（2）輸出力的作用方式為拉力F2的工況：
假定缸徑D，由條件給定的系統油壓P（注意系統的沿程壓力損失），滿足拉力F2的要求對桿徑d進行理論計算，參選標準桿徑系列后初定桿徑d，再對初定桿徑d進行相關強度校驗后確定。
（3）輸出力的作用方式為推力F1和拉力F2的工況：
參照以上（1）、（2）兩種方式對缸徑D和桿徑d進行比較計算，并參照液壓缸缸徑、桿徑標準系列進行選擇。
★條件二
已知設備或裝置需要液壓缸對負載輸出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相應力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）大?。☉紤]負載可能存在的額外阻力）。但其設備或裝置液壓系統控制回路供給液壓缸的油壓P、流量Q等參數未知，針對負載輸出力的三種不同作用方式，其缸徑/桿徑的初選方法如下：
（1）根據本設備或裝置的行業規范或特點，確定液壓系統的額定壓力P；專用設備或裝置液壓系統的額定壓力由具體工況定，一般建議在中低壓或中高壓中進行選擇。
（2）根據本設備或裝置的作業特點，明確液壓缸的工作速度要求。
（3）參照“條件一”缸徑/桿徑的初選方法進行選擇。
注：缸徑D、桿徑d可根據已知的推（拉）力、壓力等級等條件由下表進行初步查取。
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步驟2 選定行程/安裝方式
根據設備或裝置系統總體設計的要求，確定安裝方式和行程S，具體確定原則如下：
★ 安裝方式的確定原則：
（1）法蘭安裝
適合于液壓缸工作過程中固定式安裝，其作用力與支承中心處于同一軸線的工況；其安裝方式選擇位置有端部、中部或尾部三種，如何選擇取決作用于負載的主要作用力對活塞桿造成壓縮（推）應力、還是拉伸（拉）應力，一般壓縮（推）應力采用尾部、中部法蘭安裝，拉伸（拉）應力采用端部、中部法蘭安裝，確定采用端部、中部或尾部法蘭安裝需同時結合系統總體結構設計要求和長行程壓縮（推）力工況的液壓缸彎曲穩定性確定。
（2）鉸支安裝
分為尾部單（雙）耳環安裝和端部、中部或尾部耳軸安裝，適合于液壓缸工作過程中其作用力使在其中被移動的機器構件沿同一運動平面呈曲線運動路徑的工況；當帶動機器構件進行角度作業時，其實現轉動力矩的作用力和機器連桿機構的杠桿臂與鉸支安裝所產生的力的角度成比例。
a）尾部單（雙）耳環安裝
尾部單耳環安裝是鉸支安裝工況中最常用的一種安裝方式，適合于活塞桿端工作過程中沿同一運動平面呈曲線運動時，活塞桿將沿一個實際運動平面兩側不超過3°的路徑工況或結構設計需要的單耳環安裝工況；此時可以采用尾部和桿端球面軸承安裝，但應注意球面軸承安裝允許承受的壓力載荷。
尾部雙耳環安裝適合于活塞桿端工作過程中沿同一運動平面呈曲線運動路徑的工況；它可以在同一運動平面任意角度使用，在長行程推力工況必須充分考慮活塞桿由于缸的“折力”作用而引起的側向載荷導致縱彎。
b）端部、中部或尾部耳軸安裝
中部固定耳軸安裝是耳軸安裝最常用的安裝方式，耳軸的位置可以布置成使缸體的重量平衡或在端部與尾部之間的任意位置以適應多種用途的需要。耳軸銷僅針對剪切載荷設計而不應承受彎曲應力，應采用同耳軸一樣長、帶有支承軸承的剛性安裝支承座進行安裝，安裝時支承軸承應盡可能靠近耳軸軸肩端面，以便將彎曲應力降至最小。
c） 尾部耳軸安裝與尾部雙耳環安裝工況相近，選擇方法同上。
d） 端部耳軸安裝適合于比尾端或中部位置采用鉸支點的缸更小桿徑的液壓缸，對長行程端部耳軸安裝的缸必須考慮液壓缸懸垂重量的影響。為保證支承軸承的有效承載，建議該種安裝的液壓缸行程控制在缸徑的5倍以內。
（3）腳架安裝
適合于液壓缸工作過程中固定式安裝，其安裝平面與缸的中心軸線不處于同一平面的工況，因此當液壓缸對負載施加作用力時，腳架安裝的缸將產生一個翻轉力矩，如液壓缸沒有很好與它所安裝的構件固定或負載沒有進行合適的導向，則翻轉力矩將對活塞桿產生較大的側向載荷，選擇該類安裝時必須對所安裝的構件進行很好的定位、緊固和對負載進行合適的導向，其安裝方式選擇位置有端部和側面腳架安裝兩種。
★行程的確定原則
（1）行程S=實際最大工作行程Smax+行程富裕量△S；
行程富?！鱏=行程余量△S1+行程余量△S2+行程余量△S3。
（2）行程富裕量△S的確定原則
一般條件下應綜合考慮：系統結構安裝尺寸的制造誤差需要的行程余量△S1、液壓缸實際工作時在行程始點可能需要的行程余量△S2和終點可能需要的行程余量△S3（注意液壓缸有緩沖功能要求時：行程富裕量△S的大小對緩沖功能將會產生直接的影響，建議盡可能減小行程富裕量△S）；
（3）對長行程（超出本產品樣本各系列允許的最長行程）或特定工況的液壓缸需針對其具體工況（負載特性、安裝方式等）進行液壓缸穩定性的校核。
（4）對超短行程（超出本產品樣本各系列某些安裝方式許可的最短行程）的液壓缸。
步驟3 端位緩沖的選擇
下列工況應考慮選擇兩端位緩沖或一端緩沖：
（1）液壓缸活塞全行程運行，其往返動行速度大于100mm/s的工況，應選擇兩端緩沖。
（2）液壓缸活塞單向往（返）速度大于100mm/s且運行至行程端位的工況，應選擇一端或兩端緩沖。
（3）其他特定工況。
步驟4 油口類型與通徑選擇
（1）油口類型：
內螺紋式、法蘭式及其他特殊型式，其選擇由系統中連接管路的接管方式確定。
（2）油口通徑選擇原則：
在系統與液壓缸的連接管路中介質流量已知條件下，通過油口的介質流速一般不大于5mm/s，同時注意速比的因素，確定油口通徑。
步驟5 特定工況對條件選擇
（1）工作介質
正常介質為礦物油，其他介質必須注意其對密封系統、各部件材料特性等條件的影響。
（2）環境或介質溫度
正常工作介質溫度為-20℃至+80℃，超出該工作溫度必須注意其對密封系統、各部件材料特性及冷卻系統設置等條件的影響。
（3）高運行精度
對伺服或其他如中高壓以上具有低啟動壓力要求的液壓缸，必須注意其對密封系統、各部件材料特性及細節設計等條件的影響。
（4）零泄漏
對具有特定保壓要求的液壓缸，必須注意其對密封系統、各部件材料特性等條件的影響。
（5）工作的壓力、速度，工況如
a) 中低壓系統、活塞往返速度≥70~80mm/s
b) 中高壓、高壓系統、活塞往返速度≥100~120mm/s
必須注意對密封系統、各部件材料特性、聯結結構及配合精度等條件的影響。
（6）高頻振動的工作環境：必須注意其對各部件材料特性、聯結結構及細節設計等因素的影響。
（7）低溫結冰或污染的工作環境，工況如
1）高粉塵等環境；
2）水淋、酸霧或鹽霧等環境。
必須注意其對密封系統、各部件材料特性、活塞桿的表面處理及產品的防護等條件的影響。
步驟6 密封件品質的選擇
情況一、無特定工況、特定品質要求，依本公司標準密封系統采用，必要詳情可與本公司技術部（0578-3162333）垂詢；
情況二、有如前所述的特定工況、無指定品質要求，依本公司特定密封系統采用；
情況三、有如前所述的特定工況、有指定品質要求，建議密封系統由本公司專業工程師推薦采用；
情況四、液壓缸的密封系統失效后果嚴重（如影響安全、不易更換、經濟損失大等），建議密封系統由本公司專業工程師推薦；
情況五、對配套出口的液壓缸密封系統，建議由本公司專業工程師依據工況推薦采用互換性好、易采購的知名密封品質。
步驟7 其它特性的選擇
（1）排氣閥
根據液壓缸的工作位置狀態，其正常設置在兩腔端部腔內空氣最終淤積的最高點位置，空氣排盡后可防止爬行、保護密封，同時可減緩油液的變質。
（2）泄漏油口
在嚴禁油液外泄的工作環境中，由于液壓缸行程長或某些工況，致使其往返工作過程中油液在防塵圈背后淤積，防止長時間工作后外泄，而必須在油液淤積的位置設置泄漏口。
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