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液压缸的安装形式

来源: 本站 时间:2018 - 04 - 07

液压缸的安装形式设计是结构设计中的一个内容。安装形式应该适合主机的安装条件和  动作的要求。安装形式是否适当,对液压缸的使用寿命 和效率有很大影响,严重时会导致液压缸不能正常运动。液压缸的安装形式很多,但 大 致 可分为轴线固定类和轴线摆动类两种。
1 轴线固定类
这类安装形式的液压缸在工作时,轴线位置固定不变。机床上的液压缸绝大多数是采用 这种安装形式。液压油缸
 (1)拉杆式 在两端缸盖上钻出通孔,使用双头螺杆将缸和安装座联接拉紧。一般用于短行程、压力低的液压缸。
 (2)法兰式 用液压缸上的法兰将其固定在机器上。
 ❶法兰设 置在活塞杆的缸头上,外 侧 面与机械安装面贴紧,这 叫头部外法兰式。注意由于液压缸工作时反作用力的作用,安装螺栓承受液压力的拉伸作用,安装螺栓的直径较  大,并要求进行强度计算。
 ❷法兰设 置在活塞杆端的缸头上,内侧面与机械安装面贴紧, 这叫头部内法兰式。液压缸工作时,安装 螺栓受力不大, 主要靠安装支承面承受,所以法兰宜径较小 ,结 构 较紧凑。这种安装形式在固定安装形式中应用得最多C
 ❸法兰设置在缸的底部, 与机械安装面用螺栓紧固 ,这叫尾部法兰式。注意这种安装形式使液压缸悬伸,安 装 长度 较大,稳定性差。
 ❹注意作用力与支承中心应处在同一轴线上。法兰与支承座的连接应使法兰面承受作
用力,而不应使固定螺钉承受拉力。例如前端法兰安装, 如作 用力 是 推力,应 采 用 如图
2 -4 l a所示的形式,避免采用图 2 - 41 b 所 示 形 式;如作 用 力 是 拉 力 , 则 反 之 。

 ❺后 端 法 兰安装,如作用力是推力,应采用图 2- 42 a 所示形式,避 免 采 用 图 2 -42 b 所示形式;如作用力是拉力,则反之。

(3)底座安装 将液压缸头尾两端的凸缘与底座紧固在一起。底座可置于液压缸左右的径向、切向,也可置于轴向底部的前后端。
径向安装时,安装面与活塞杆轴线在同一平面上,液压缸工作时,安装螺栓只承受剪切力。
切向和轴向安装时, 活塞杆的轴线与底 座底面有一定的距离,安装螺栓既受剪切力,又承受因存在倾 翻力矩而产生的弯曲力。切向安
装时倾翻力矩比轴向安装时要小一些。注意对于底座式安装形式,底座式液压缸
如不采用键或销承受剪应力时,则底脚固定螺栓必须经受全部剪应力而不致引起危险。
如图 2-43 所示, 前端底座须用定位 螺钉或定位销,后端底座则用较松螺孔,以允许液压缸受热时,缸筒能伸缩。
当液压缸的轴线较高, 离开支承面的距离
H( 图 2-43 b ) 较大时, 底座螺钉及底座刚性应能承受倾覆力距 F x H 的作用。

2.轴线摆动类
 液压缸在往复运动时,由于机构的相互作用使其轴线产生摆动,达到调整位置和方向的目的。安装这类液压缸,安装形式也只能采用使其能摆动的佼接方式。工程机械、衣业机械、翻斗汽车和船舶甲板机械等所用的液压缸多用这类安装形式。
(1)耳轴安装禁忌   将固定在液压缸上的较轴安装在机械的轴座内,使液压缸轴线能在某个平面内自由摆动,作用力处在同一平面内。
轴设置在液压缸头部的叫头部耳轴式。这种安装形式液压缸摆动幅度较小,稳定性较好。
耳轴设置在液压缸尾部的叫尾部耳轴式。这种安装形式的液压缸摆动幅度较大,稳定性较差。
耳轴设置在液压缸中部的叫中间耳轴式,其摆动幅度和稳定性一般。
通常较多采用的是前端耳轴和中间耳轴。后端耳轴只用于小型短行程液压缸上,因其支 承长度较大,影响活塞弯曲稳定性。
❶避免耳轴式液压缸的耳轴与液压缸轴线不成直角(图 2-44 ) 。耳轴类液压缸在安装时,必须 保证缸体轴心线与摆动方向成直角关系。若有偏差,两个耳轴不可能均匀地分担负载,严重时可能导致液压缸耳轴断裂。
❷ 安装时不要忽略耳轴式液压缸的负载方向(图 2-45 ) 。与单环式安装的液压缸类似,
液压缸采用耳轴式安装时,也允许负载在一个方向上有摆动。但是在与其垂其的另一个方向上却不允许有任何摆动或窜动,否则,液压缸就会因受到弯曲荷重而造成螺纹折断现象。而且,由于横向力的作用,容易拉伤缸内内表面,使导向套的磨损不均匀, 造成密封不均,导致泄漏。

❸耳轴支座不要远离耳轴根部(图2 -46 ) 。耳轴支座内侧应尽量靠近耳轴的根部鴃好不留间隙c 若实在需要,则 最大距离不能大 千 1 mm , 这是出于减小单轴承受弯矩考虑的,上述间距越大, 耳轴承受的总应力越大。
❹耳轴式液压缸不宜采用球面轴承。当液压缸采用耳轴式安装时, 其耳轴上的轴承不能采用球面轴承,
 这种轴承在其中心线产生倾斜时能自身微调,这对轴承本身来说是有利的,但对千液压缸的耳轴来说却是不利的C   原因在于,若采用滑动轴承,则耳轴只 承受剪切应力;若  采用球面轴承则耳轴除了要承受同样的剪切应力外,还要附加一个因耳轴轴线倾斜而产生的弯矩, 受力情况明显恶化,因此不能在耳轴上安装球面轴承。
(2)耳环安装禁忌 将液压缸的耳环与机械上的耳环用销轴联接在一起,使液压缸能在某个平面内自由摆动,作用力处在同一平面内,如耳环带有球佼,则可在土炉圆锥角内变向C
耳环在液压缸的尾部,可以是单耳环,也可以是双耳环,还可以做成带关节轴承的单耳环或双耳环。

(3)球头安装禁忌将液压缸尾部的球头与机械上的球座连接在一起,使液压缸能在一定的空间锥角范围内任意摆动。这种安装形式自由度大,但其稳定性差。船舶起货吊杆液压缸多用这种形式。
注意: 轴线摆动安装的液压缸往往工作时都是倾斜的,随着活塞杆的逐渐伸出,轴线与水平面的夹角也逐渐变化,其工作出力随着夹角的变化而变化,因此,计算液压缸的有效工作出力时, 一定要以夹角处于最小时推动的负载为依据。

3.负载导向
液压缸活塞不应承受侧向负载力,否则 ,必然使活塞杆直径过大,导向套长度过长。因此通常对负载加装导向装置。
按负载为重、中或轻型,推荐以下安装方式和导向条件,如表 2 -7 所示

4.其他禁忌
(1)柱塞缸不宜水平放置(图 2 -48 )不要将柱塞缸水平安装。虽然柱塞缸有缸筒内壁加工简单的优点, 但由于柱塞缸只能承受压力,从刚度角度 考虑,缸 杆一般都比较粗; 同时具径向支撑点也与普通液压缸有所不同,导 致柱塞缸一般体积、重量都比较大。水平位置安装时,柱塞易压在某一边,造成导向套和密封
圈单向磨损。若确有必要水平安装,则需设登柱塞托架,以防止柱塞下垂,引起弯曲和增大初始挠曲而产生卡死现象。


( 2 ) 有同步要求的液压缸不宜简单并(图2-49) 从理论上讲, 两液压缸在有效工作面积相同、
输入流量相等的情况下,可以实现同步,但由于负载分配的不均衡、摩擦力不相等、制造上的差异以及泄漏量不同等原因,都能使它们不同步。因此,有同步要求的液压缸不宜简单并联,为克服这些影响,一般采用容积式、伺服式同步控制回路,如 图 2 -49 所示。

(3)液压缸固定安装时应避免两端都固定(图 2 -50 )  一般来说,液压缸中流过的液压油的温度总是变化的,在温度变化不太大时,不会有问题。但当油温变化较大时,液 压 缸缸体总要发生不同程度的热胀冷缩现象。若这时液压缸采用的是两端固定式安装,则可能对缸体产生非常大的应力,甚至破坏液压缸结构,因此在安装固定液压缸时,应尽量避免采用两端固定的安装方式。


(4)大型液压缸不宜由安装螺栓承受负载大型液压缸的输出力一般比较大,液压缸的安装螺栓的主要作用是将液压缸固定在工作位置上。当然螺栓可以承受一定的负载。但是,当液压缸较大,负载较重时,就不应该用液压缸的安装螺栓来承受负载,理由是,这时的负载很大,也就要求安装螺栓的数蜇较多或螺栓直径较大,这将引起结构上不合理。应该用其他的机械方法固定液压缸,如增加挡块等 。
(5)液压缸的安装基座应避免刚度不足(图2-51) 液压缸的安装基座必须牢固,具有一定的刚度,若安装基座不坚固,无论安装方法如何正确,  T作 时液压缸体将呈弓状向上翘起。严重时会造成活塞杆弯曲、卡死及活塞杆折损等故院。
 (6)液压缸中的席擦副应避免采用相同材料 相同材料的摩擦副摩擦系数较大,所以需要润滑的相对运动的两个表面应避免使用相同的材料。 对于液压缸也是如此, 活塞和缸简、活塞杆和导向套之间都应避免使用相同的材料,以利于润滑,减小摩擦。



(7)液压缸位置布置应考虑拆装方便液压缸的位置一般是由设备的结构形式确定的。在设计主体设备时应考虑液压缸的安装、拆卸等过程的需要,至少要留有足够的操作空间便千对液压缸进行操作。工程中确有液压缸安排位置不合理导致维护和检修非常困难的情况。这在整体设备设计中是必须考虑的。
(8) 正确确定液压缸的安装、固定方式  承受弯曲的活塞杆不能用螺纹连接,要用止口连接; 液压缸不能在两端用键或销定位,只能在一端定位,为的 是不致阻碍它在受热时的膨胀;冲击载荷使活塞杆压缩,定位件须设置在活塞杆端,如为拉伸则设置在缸盖端。