i液壓油缸結(jié)構(gòu)組成
重慶液壓油缸維修隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,液壓傳動技術(shù)在交通道路工程機械行業(yè)中得到了極大應(yīng)用和發(fā)展。液壓傳動設(shè)備通常由動力、執(zhí)行、控制和輔助等四種元件組成,液壓缸是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的主要執(zhí)行元件,液壓油缸的主要組成部件有缸體、活塞、活塞桿、導(dǎo)向套、卡鍵等,各部件之間的結(jié)構(gòu)配合關(guān)系如圖i,其中卡鍵結(jié)合處是其結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。
2油缸的使用行程
在道路復(fù)拌機上應(yīng)用的液壓系統(tǒng),主要用于頂升整個設(shè)備的重量,整個復(fù)拌設(shè)備與頂升橫梁相連接,當(dāng)整個設(shè)備需要被頂升時,液壓油泵工作,對油缸的無桿腔注油,活塞桿伸展上部結(jié)構(gòu)向上運動,此時,缸體的卡鍵槽底面不受力。當(dāng)油缸處于最大行程時,難以確定已達到最大行程,操作人員往往用溢流閥溢流作為判斷準(zhǔn)則,即無桿腔充油活塞桿伸展到底時,繼續(xù)加壓,系統(tǒng)壓力會上升直到溢流壓力,此時導(dǎo)向套在活塞作用下對卡鍵產(chǎn)生壓力,該壓力通過卡鍵傳遞到缸體的卡鍵槽底面上。整個液壓油缸的整個流程形式見圖2。
3卡鍵結(jié)合處配合[X31
從目前多個油缸廠家的技術(shù)資料來看,各個廠家油缸卡鍵結(jié)合處配合尺寸略有不同,其配合的緊密程度會影響到卡鍵結(jié)合處受力情況,以下是兩家油缸廠家卡鍵結(jié)合處的配合尺寸對比。圖3為卡鍵結(jié)合處配合間隙較大,周向尺寸配合間隙理論最大值為0.40mm,公差配合要求較低,在卡鍵受力時,認(rèn)為其周向與油缸內(nèi)側(cè)面非接觸.不能為其提供限位;圖4為卡鍵結(jié)合處緊密配合情況,周向尺寸配合間隙理論最大值為0.2mm,公差配合要求較高,在卡鍵受力時,可認(rèn)為其周向與油缸內(nèi)側(cè)面接觸,為其提供限位。
應(yīng)用通用有限元仿真軟件ALGOR對模型進行受力分析,對于油缸卡鍵結(jié)合處周向間隙較大情況,因卡鍵為分離體,在外力的作用下將形成一定力矩使卡鍵繞某軸轉(zhuǎn)動趨勢,使鍵的兩端壓力大于中間,而且中間部分卜部會形成向下的壓力。這種情況在有限元分析時,很難進行完全模擬一下面以卡鍵底面與油缸卡槽卜表面做粘合處理,卡鍵周l句不施加約束來進行模擬。該種模擬存在一定的誤差,其計算應(yīng)力將比實際情況小油缸底槽的應(yīng)力分
布見圖6
油缸底槽夕陋組Von Miles Stress最幻立力分布在290MPa區(qū)域,大于20鋼的,--245MPa,導(dǎo)致油缸底槽斷裂二油缸底槽內(nèi)側(cè)Von Mises Stress最大應(yīng)力分布在510MPa左右,遠(yuǎn)大于20鋼的擠壓應(yīng)力。=1.5Q} 367MPa,根據(jù)第四強度理論,材料產(chǎn)生塑性變形,導(dǎo)致油缸的擠壓破壞6、
4.2油缸卡鍵結(jié)合處周向間隙較小情況
對于油缸卡鍵結(jié)合處周向間隙較小,卡鍵結(jié)合處公差配合要求較高情況,其外力形成的力矩由導(dǎo)向套和缸體形成的反力抵消,對缸體的受力影響較小??ㄦI結(jié)合處公差配合要求較高。下面以卡鍵底面與油缸卡槽上表面做粘合處理,卡鍵的外圓周面限制其水平的位移和轉(zhuǎn)動。油缸底槽的應(yīng)力分布(見圖7)
油缸底槽Von Mises Stress最大應(yīng)力分布在200MPs區(qū)域以上,接近20鋼的二廠245MPa,但不會導(dǎo)致油缸底槽斷裂。其Von Mises Stress應(yīng)力遠(yuǎn)小于20鋼的擠壓應(yīng)力,}=1.S}r,--367MPa,根據(jù)第四強度理論,不會導(dǎo)致油缸的擠壓破壞
從對比中可以看出:卜鍵結(jié)合處緊密配合情況下,若周向尺寸配合間隙最大值小于0.2mm,在卡鍵受力時,可認(rèn)為卡鍵外圓周與油缸內(nèi)側(cè)面完全接觸,其油缸卜槽處的受力會明顯減小
5結(jié)論
卡鍵處的加工精度影響卡鍵結(jié)合處受力情況,在油缸的設(shè)計和加工中應(yīng)保證周向配合間隙較小,建議周向尺寸配合間隙小于0.2mm,以確保外力形成的力矩由導(dǎo)向套和缸體形成的反力抵消
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