挖掘机液压油缸缓冲装置的设计方法与分析
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一、引言
随着工程机械液压技术和市场的发展．要求挖掘机等丁程机械液压缸活塞运动速度越来越高，其往复频率和运动速度也越来越高，有的甚至高达每秒几十米。为避免产生强烈撞击和振动，保证系统平稳工作，防止传动部件损坏，提高系统的工作性能和寿命，必须在其运动结束前进行缓冲。
二、挖掘机液压油缸的缓冲方法
目前，挖掘机液压油缸缓冲的方法基本有两种：一种是液压缸外部控制，即在液压缸的控制回路上，安装节流阀或其它形式的流量控制装置进行缓冲，其结构较复杂：另一种是液压缸内部控制．即在液压缸内部设计缓冲装置来实现缓冲，其结构简单、1二作可靠、体积小、缓冲一I~ii较好，因而得到广泛应用。本文采用的设计方法即为内部缓冲装置三、设计方案挖掘机双作用液压缸缓冲装置正常稳定T作的主要因素是活塞杆和缸筒具有较好的同轴度。这～同轴度是通过活塞杆和缸筒分别与前后端盖、活塞的间隙配合及各部件的形位公差来保证的，实践中由于设计、制造、装配、使用等因素的影响，常常使这一同轴度难以控制，这样就使得缓冲装置难以正常]：作，经常发生拉伤、胶合甚至损坏液压缸的情况。
为了保证液压缸缓冲正常稳定工作，研发人员设计了浮动缓冲装置。这种双作用液压缸浮动缓冲装置几乎不受活塞杆和缸筒同轴度影响，工作可靠、寿命长、缓冲效果好．且适用于各种固定缓冲和可调缓冲：同时，还解决了传统缓冲装置造成的拉伤、胶合问题。
四、缓冲装置结构及缓冲原理
如所示，活塞杆4头部装有缓冲销2，缸体1内的底部开有与缓冲销2配合的缓冲孔1b，缸体1上开有与缓冲孔1b相通的通油孔1a，在缸体l上设有连通缓冲孑L 1b与缸体内腔的补油通道1c，在补油通道lc与缓冲孔Ib相通的端口处设有单向节流阀5当活塞杆4向回缩时，活塞向左运动，单向节流阀5处于节流状态。当活塞杆4运动到接近缸体1的底部时，通过缓冲销2与缓冲孑L 1b的配合来缓冲：当活塞杆4运动到缸底停止后再需要伸出时，由通油孔1a向缓冲孔1b供油，液压油从缓冲孔lb给活塞杆施压，同时，单向节流阀5打开，液压油通过补油通道1c直接进入缸体l内向右推活塞。
五、缓冲装置模型及特-性分析
1.
缓冲装置模型囹2为液压缸的可调式节流口缓冲装置原理模型图。在液压缸活塞端部有直径为d的缓冲柱塞，缸盖上有与缓冲柱塞相配的缓冲内孔，当缓冲柱塞进入缓冲内孔后，活塞与缸盖间的油液须经节流阀排出，从而使活塞运动受阻、速度减慢，达到缓冲目的。
2．速度一行程特性首先分析活塞的受力和运动，设运动部件为研究的质点系，总质量为m，制动前活塞运动速度v。，活塞直径D，缓冲柱塞直径d，进油腔有效面积为A，，压力P ，缓冲腔有效面积为A ，压力P 。另外活塞还受负载力、摩擦力、重力(f顷斜安装时)的作用。
为了使问题简化，用总负载力F表示。当缓冲柱塞由X移至x+dx位置时，质点系动能微分应等于作用于其上所有力的元功之和。
分析可知：当x=0，即缓冲开始时，活塞的运动速度最快，其速度为V。；当活塞进入缓冲腔的行程x 增大，活塞的运动速度减慢，进入缓冲腔的行程越大，缓冲效果越好；当缓冲行程结束时，此值为残余速度。理论分析表明，无论缓冲行程有多大，都不可能将活塞运行速度减到零。
3．压力一缓冲行程特性缓冲腔压力由两部分组成：一是稳态压力；二是瞬态压力。当x=0时，缓冲腔压力值P眦最大；当合外力不变时，缓冲腔的压力最大值与缓冲面积成反比。当X-．~时，为缓冲终止时缓冲腔的压力，其值等于稳态压力。
4．最小缓冲容量分析由上述分析可知，缓冲行程越大。缓冲效果越好。但在实际生产中，缓冲行程不可能无限大。而受缓冲柱塞长度限定(见图2)，一般取缓冲行程：l =(0．14—0．17)O缓冲腔面积AH越大，缓冲效果越好。实际生产中的缓冲腔面积由缓冲柱塞直径d决定．一般选取d=(O．3～0．7)0，则缓冲面积AH=(0．09—0．5)pD2／4。合理选择l AH的取值可得最佳的缓冲效果。
实际应用中，可以根据不同工况下的质量、运动速度及初定的最终缓冲压力，求出最小缓冲容量q ，然后根据液压缸的结构确定AH、l ，在满足AH和l 的限定范围内达到最佳的缓冲效果
六、结束语
本文所采用的挖掘机液压油缸缓冲装置的设计方法其优点主要表现在以下几个方面：一是端盖缓冲孑L内的导向套，具有良好的耐磨性，提高了端盖和缓冲套的寿命；二是缓冲套外圆和端盖缓冲孔内孔配合间隙很小，缓冲效果好；三是该装置结构简单，大大降低了加工难度。
缓冲液压缸，是具有缓冲功能的液压缸，是一种公开的置于挖掘机的液压缸中的液压缸缓冲装置，该液压缸缓冲装置阻止活塞与端凸缘碰撞并吸收碰撞产生的冲击。由于设置该缓冲装置，即使在外力施加在液压缸上，不会发生压力高于液压缸的设计强度的情况。
目录
缓冲装置
理想缓冲定位
拉杆缓冲液压缸
柱塞式缓冲液压油缸
活塞式单作用缓冲液压缸
二级缓冲液压缸
外置式缓冲液压缸
编辑本段缓冲装置
在设在液压缸中的液压缸缓冲装置中，该液压缸包括构成液压油的收集室的管子，进行直线运动的杆，固定在杆上、并分隔了管子的收集室的活塞，和端凸缘，该液压缸缓冲装置包括装在杆上与活塞接近的缓冲套，如果在杆的直线运动中活塞接近杆侧端凸缘，在杆侧室中产生预定的缓冲压力，还包括设在缓冲套上的弹性体，阻止活塞与杆侧端凸缘碰撞并通过其弹性吸收冲击。
编辑本段理想缓冲定位
用理想曲线实现液压缸的缓冲定位问题。理论分析、仿真及实验证明：理想曲线是实现液压缸缓冲定位的最佳曲线，用理想曲线实现液压缸的缓冲定位，在伺服控制的条件下定位精度可达±0.02mm，定位时压力冲击小，缓冲定位的行程和初速度可根据需要任意设定，解决了定位精度和工作速度之间的矛盾，既提高了定位质量又提高了工作效率。理想曲线控制的对象是液压系统。要实现缓冲定位有两种手段，一种是比例控制系统，另一种是伺服控制系统。伺服控制的效果要好于比例控制。在控制衍也有两种方式：PID控制器和自组织模糊控制器。用高次曲线作为输入信号，用PID控制器作为控制算法，对伺服系统进行实验，得到上升时间0.2秒，超调量7﹪以内，定位精度±0.02MM。
编辑本段拉杆缓冲液压缸
YGC系列和YGD系列拉杆液压缸，YGC系列为差动缸，YGD系列为等速缸，具有重量轻，结构简单，工作可靠，安装方便，易于维修，安装形式多样等特点，符合ISO6020/2(1991)和DIN24554标准，最高工作压力有7MPa、14MPa、21MPa三种，全部密封件采用进口派克和MERKER密封件，两端缓冲采用浮动衬套和浮动缓冲套以保证环形流动缝隙的同心度，缓冲性能良好，可以降低内外冲击和噪声，延长液压缸的寿命。YGC和YGD系列液压缸的两端极限位置上可以设置抗高压型电感式接近开关，装置紧凑，安装调整方便，省去运动机构上设计和安装极限开关的繁琐环节，为设计和安装调整提供极大的方便。在YGC 系列液压缸（杆径≧36）上可以配置内置式位移传感器，根据工矿需要准确停位，在电控和液控系统的协调配合下，实现高速准确的工业自动控制。位移传感器是利用磁致伸缩的原理进行工作，当运动的磁铁磁场和传感器内波导管电流脉冲所产生的磁场相交时便产生一个接一个连续不断的应变脉冲，从而感测出活塞的运动位置（或运动速度）。由于传感器元件都是非接触的，尽管感测过程连续不断，也不会对传感器造成任何磨损，可承受高温高压和高冲击的工作环境。该类油缸主要应用于机床、木工机械、橡胶机械、钢铁设备、注塑机、压铸机、海上或船上安装。
编辑本段性能参数
1.工作压力－7MPa、16MPa、21MPa
2.缸内径规格－25mm至200mm
3.活塞杆直径－12mm至140mm
4.工作温度范围－－20℃至100℃
5.最高运行速度－0.5m/s 技术参数型号说明YGC－D/dE×200－TB4111－Y※C－种类：C=差动缸；D=等速缸D/d－缸径/杆径E－压力等级：C=7MPa;E=16MPa;D=21MPa 200－行程mm TB－安装方式：TB=拉杆伸出缸头端；TC=拉杆伸出缸盖端；TD=拉杆伸出两端；JJ=缸头矩形法兰；HH=缸盖矩形法兰；C=侧面凸耳；B=缸盖固定耳环；BB=缸盖固定双耳环；SBd=缸盖固定耳环带球面轴承；D=缸头耳轴；DB=缸盖耳轴；DD=中间固定耳轴4－活塞杆端方式：3=非标准活塞杆端；4=活塞杆端外螺纹；9=活塞杆端内螺纹1－油口连接方式：1=英制内螺纹；2=公制内螺纹1－油口位置（参见右图）1－缓冲位置：1=两端缓冲；2=无杆腔缓冲；3=有杆腔缓冲；4=两端无缓冲Y－活塞杆延长长度以mm为单位用文字书写不填为无此选项※－进一步说明油口位置从活塞杆端看安装方式TB,TC,TDJJ,HHCB,BB,SBdD,DB,DD 安装方式选择说明 1.拉杆伸出安装(TB,TC,TD)的缸适用于传递直线力的应用场合，并在空间有限时特别有用。对于压缩用途，缸盖端拉杆安装最合适；活塞杆受拉伸的场合，应指定缸头端安装方式。拉杆伸出两端的缸可以从任何一端固定于机器构件，而缸的自由端可以支承一个托架或开关。 2.法兰安装(JJ,HH)的缸也适用于传递直线力的应用场合。对于压缩型用途，缸盖安装方式最合适；主要负载使活塞杆受拉伸的场合，应指定缸头安装。 3.脚架安装(C)的缸不吸收在其中心线上的力。结果，缸所施加的力产生一个倾翻力矩，试图使缸绕着它的安装螺栓翻转。因而，重要的是应把缸牢固地固定于安装面并应有效地引导负载，以免侧向载荷施加于活塞杆密封装置和活塞导向环。 4.铰支安装(B,BB,SBd)吸收在其中心线上的力的带铰支安装的缸应该用于机器构件将沿曲线运动的场合。如果活塞杆进行的曲线路径在单一平面之内，则可使用方式BB和B带固定双耳环的缸；对于其中活塞杆将沿实际运动平面的每侧的路径行进的用途，推荐球面轴承安装SBd。 5.耳轴安装(D,DB,DD)的缸被设计成吸收在其中心线上的力。它们适用于拉伸（拉力）或压缩（推力）用途，并可用于机器构件将沿单一平面内的曲线路径运动的场合。耳轴销仅针对剪切荷设计并应承受最小的弯曲应力。活塞杆端方式说明 1.方式9（内螺纹）活塞杆端不得用于160mm或200mm内栓的缸。 2.非标准活塞杆端命名为方式3。一个尺寸简图或说明应附于订货单。请指定尺寸KK或KF，A，活塞杆伸出量（WF-VF）和螺纹形式。活塞杆端形式方式4（外螺纹）方式9（内螺纹）
编辑本段柱塞式缓冲液压油缸
现有叉车三级门架的侧升降油缸内没有缓冲装置，因此油缸下降到底时，柱塞与油缸缸底、二级活动门架与一级固定门架会产生强烈的撞击，而引起叉车震颤；另外，由于液压油的压力脉冲，在油缸举升时，侧升降油缸与主举升油缸易产生瞬时联动。本实用新型的目的是提供一种柱塞缓冲液压油缸，它在用于叉车三级门架侧升降油缸时，当柱塞到达缸底规定的距离范围内和在柱塞上升起动时，具有缓冲减震、降低压力脉冲作用，且不影响叉车门架系统的工作性能。实用新型的优点在于油缸具有缓冲减震、降低油缸起动压力脉冲的
良好效果，其结构紧凑、安全可靠、维修方便。
编辑本段活塞式单作用缓冲液压缸
一种活塞式单作用缓冲液压缸，由底部带有进油口的缸筒、封闭缸筒上端口的带有密封圈的导向套、安装在缸筒内的带有密封圈和连通两腔的数个补油孔的活塞、以及与活塞连接的沿导向套滑动的活塞杆组成，其特征是：所述在缸筒内的活塞杆上开有数个通向活塞另一端无杆腔的缓冲油孔；所述活塞的补油孔上均设置有阻止有杆腔压力油流向无杆腔的单向阀，活塞的柱面上还开有连通补油孔的节流孔。活塞式单作用缓冲液压缸，特点是在接近行程端点的活塞杆上设置有几个直径不同的径向缓冲油孔，在活塞杆底部开有中心孔使各缓冲油孔与无杆腔连通，在活塞的补油孔上安装阻止油液流向无杆腔的的单向阀，从而使有杆腔变为缓冲腔，有效地降低了缓冲峰值压力，减缓了对导向套密封件的冲击，提高了液压缸的可靠性；另外还有结构紧凑，容易加工，成本低的优点。
编辑本段二级缓冲液压缸
二级缓冲液压缸，它由缸体、固定在缸体上部的缸盖和安装在缸体内的活塞组成，其特征在于在缸体的下部排油口处水平安装有滑阀，其阀芯的一端装有将阀芯压向排油口密封环的压簧，在阀芯上设有径向的小排油口，阀芯内设有起着单向阀作用、可以对小排油口密封的钢球5，在钢球的侧面设有利用其推力使钢球密封滑阀小排油口的小压簧，一个端部伸出排油口的撞杆与阀芯滑动装配。二级缓冲液压缸特征在于在缸体的下部排油口处水平安装有滑阀，其阀芯的一端装有将阀芯压向排油口密封环的压簧，在阀芯上设有径向的小排油口，阀芯内设有起着单向阀作用、可以对小排油口密封的钢球5，在钢球的侧面设有利用其推力使钢球密封滑阀小排油口的小压簧，一个端部伸出排油口的撞杆与阀芯滑动装配。本实用新型的优点是：在可靠地配合操动机构的工艺动作的基础上，省掉了合闸缓冲器，并能消除储能动作中操动机构锁止动作的巨大冲击，使弹簧操动机构运行可靠性更高，可以做到免维护。
编辑本段外置式缓冲液压缸
一种外置式液压缸缓冲排气装置，它由阀体、单向阀、节流阀、排气阀和测压接头组成，单向阀、节流阀和排气阀装配于阀体的阀孔内，在阀体上有油口，且油口分别与液压缸的缓冲腔、油口腔相连。外置式液压缸缓冲排气装置，作为一个独立的部件，可以直接安装在液压缸的缸头和缸底的外表面，实现液压缸的缓冲排气功能。它与当前采用的直接在液压缸的缸头和缸底上加工阀孔的缓冲排气装置相比，能有效提高制造的生产效率，降低制造质量成本，并具备形成标准化产品的条件。
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。
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+G 10301 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 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:
缓冲液压缸 开放分类：机械制造、机械、机械设计、机械原理、液压 目录 ? 基本概念 ? 缓冲装置 ? 理想缓冲定位 ? 拉杆缓冲液压缸 ? 柱塞式缓冲液压油缸 ? 活塞式单作用缓冲液压缸 ? 二级缓冲液压缸 ? 外置式缓冲液压缸 基本概念 [编辑本段] 缓冲液压缸是具有缓冲功能的液压缸。 缓冲装置 [编辑本段] 公开的是一种置于挖掘机的液压缸中的液压缸缓冲装置，该液压缸缓冲装置阻止活塞与端凸缘碰撞并吸收碰撞产生的冲击。由于设置该缓冲装置，即使在外力施加在液压缸上，不会发生压力高于液压缸的设计强度的情况。在设在液压缸中的液压缸缓冲装置中，该液压缸包括构成液压油的收集室的管子，进行直线运动的杆，固定在杆上、并分隔了管子的收集室的活塞，和端凸缘，该液压缸缓冲装置包括装在杆上与活塞接近的缓冲套，如果在杆的直线运动中活塞接近杆侧端凸缘，在杆侧室中产生预定的缓冲压力，还包括设在缓冲套上的弹性体，阻止活塞与杆侧端凸缘碰撞并通过其弹性吸收冲击。 理想缓冲定位 [编辑本段] 用理想曲线实现液压缸的缓冲定位问题。理论分析、仿真及实验证明：理想曲线是实现液压缸缓冲定位的最佳曲线，用理想曲线实现液压缸的缓冲定位，在伺服控制的条件下定位精度可达±0.02mm，定位时压力冲击小，缓冲定位的行程和初速度可根据需要任意设定，解决了定位精度和工作速度之间的矛盾，既提高了定位质量又提高了工作效率。理想曲线控制的对象是液压系统。要实现缓冲定位有两种手段，一种是比例控制系统，另一种是伺服控制系统。伺服控制的效果要好于比例控制。在控制衍也有两种方式：PID 控制器和自组织模糊控制器。用高次曲线作为输入信号，用PID控制器作为控制算法，对伺服系统进行实验，得到上升时间0.2秒，超调量7﹪以内，定位精度±0.02MM。 拉杆缓冲液压缸 [编辑本段] YGC系列和YGD系列拉杆液压缸，YGC系列为差动缸，YGD系列为等速缸，具有重量轻，结构简单，工作可靠，安装方便，易于维修，安装形式多样等特点，符合ISO6020/2(1991)和DIN24554标准，
液压油缸主要几何尺寸的计算： 上图中各个主要符号的意义： 错误!未找到引用源。— 液压缸工作腔的压力（Pa ） 错误!未找到引用源。— 液压缸回油腔的压力（Pa ） 错误!未找到引用源。—液压缸无杆腔工作面积 错误!未找到引用源。—液压缸有杆腔工作面积 D —液压缸内径 d —活塞杆直径 F — 液压缸推力 （N ） v —液压缸活塞运动速度 液压缸内径D 的计算 根据载荷力的大小和选定的系工作统压力来计算液压缸内径D 。液压缸内径D 和活塞杆直径d 可根据最大总负载和选取的工作压力来定，对单杆缸而言，无杆腔进油并不考虑机械效率时： ()212 1212 4F d p D p p p p π=---有杆腔进油并不考虑机械效率时： ()221 1212 4F d p D p p p p π=+--
一般情况下，选取回油背压 ，这时，上面两式便可简化，即无杆腔进油时 D = 有杆腔进油时： D = 设计调高油缸为无杆腔进油。 所以，216.91D mm = ==，按照GB/T2348-2001对液压缸内径进行圆整，取错误!未找到引用源。，即缸内径可以取为mm 250。 2.2活塞杆直径d 的计算 在液压油缸的活塞往复运动速度有一定要求的情况下，活塞杆的直径d 通常根 据液压缸速度比2 1v v v =λ的要求已经缸内径D 来确定。其中，活塞杆直径与缸内 径和速度比之间的关系为： d = 式中 D —液压缸内径 d —活塞杆直径 v λ—往复速度比 液压缸的往复运动速度比v λ，一般有2、1.46、1.33、1.25和1.15等几 种下表给出了不同往复速度比v λ时活塞杆直径d 和液压缸内径D 的关系。 v λ 1.15 1.25 1.33 1.46 2 d 0.36D 0.45D 0.5D 0.56D 0.71D 液压缸往复速度比v λ推荐值如下表所示：
液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动 仿真解析 姓名：XXX 部门：XXX 日期：XXX
液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析虚拟样机技术在使用过程中为液压挖掘机设计提供了有效的方法 和手段，在使用过程中受到了条件限制，较少的单位会对运行学进行仿真研究，降低了色剂方案可行性。文章基于动力学仿真软件ADAMS建立起了挖掘机工作装置虚拟系统，更好的完成了前期处理工作，使得建模正确性更高。 液压缸顺序工作的运动仿真分析 1.1.基于尺寸确定 当液压的挖掘机工作装置尺寸以及基本结构都确定下来之后，该挖掘机的工作范围也基本确定下来。简单理解就是挖掘机铲斗齿尖轨迹的包络图得以确定。在包括图中，有些部分区间靠近的比较紧密，有的会深入到挖掘机停点底部下，这一个位置虽然还可以挖掘到，但是在挖掘过程中会引起土壤坍塌，从而影响机械运行稳定，使得施工安全性受到影响。在以上动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸运动仿真分析过程中，选择的挖掘机工作顺序和方式一般都是在装置范畴内，这里讲解的顺序指的是，挖掘工作进行时，各个油缸都是根据一定顺序进行收缩或者伸出。例如：挖掘进行时，需要先下降动动臂，再收回斗杆，这个动作完成之后，在使用铲斗进行挖掘。 1.2.顺序工作运动仿真实现的路线 仿真路线是，在斗杆液压缸、动臂液压缸、铲斗液压缸上进行设置，一般在不同的时间段内，它的运动驱动函数都不同，需要进行调节处理，使得各缸在相应的工作极限范围内相互运行，这样就可以获得挖掘机的工作范围。可以在液压缸移动副约束处添加移动驱动，改变运动方式， 第 2 页共 5 页
将其更换成位移运动方式。运动的函数输入时，需要注意相匹配的的STEP函数。对液压缸进行STEP函数值设置时，应该满足运动函数需求。当完成了函数值输入之后，在运行状态下可以启动ADAMS软件的仿真模块。 1.3.仿真过程 当工作面从最初的范围逐渐移动时，一般最初的指的是停机状态下。可以适当的对斗杆、铲斗液压缸进行调整，将其保持在全缩的状态中，逐渐对动臂液压缸拉伸，将其缩小到CD弧线上。这个伸缩过程需要得到弧线支撑，基于保障弧线运动轨迹基础上做好控制工作。其中在进行一次姿态调整之后，作业范围会缩小，而且包络图中的各个点会逐渐深入挖掘机的底部，在这个范围上可以实现挖掘，但是可能出现塌陷实现，导致机械无法正常施工。因此，一般除了有条件的挖沟作业之外进行使用，其他施工一般都不会使用。可以在模型中建立起一个处于回转中心轴的三维坐标，将坐标点确定为（608,.0,0.0,1254.3306），这样就可以测量出方向移动值，可以得出这个位置的位移，这样便可以达到最大高度值，其实这个测量方法比较简单，也比较容易掌握。根据曲线变化得出，从得到的曲线中得出最终的数值，可以查看到最大值，平均值以及最小值等。 工作装置模型的运动学仿真分析 2.1.参数范围 运动学仿真中的参数范围确定一般都包含速度、位移以及加速度，这些参数会有一个变化范围。在进行运动学仿真分析中，需要基于ADAMS/Solver求解，就可以得出代数方程。因此，在进行仿真系统自由度确认时，一般自由度的必须为零。如果这个时候会考虑到物体的惯性 第 3 页共 5 页
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析 正式版
液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运 动仿真解析正式版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 虚拟样机技术在使用过程中为液压挖掘机设计提供了有效的方法和手段，在使用过程中受到了条件限制，较少的单位会对运行学进行仿真研究，降低了色剂方案可行性。文章基于动力学仿真软件ADAMS 建立起了挖掘机工作装置虚拟系统，更好的完成了前期处理工作，使得建模正确性更高。 液压缸顺序工作的运动仿真分析 1.1.基于尺寸确定 当液压的挖掘机工作装置尺寸以及基本结构都确定下来之后，该挖掘机的工作
范围也基本确定下来。简单理解就是挖掘机铲斗齿尖轨迹的包络图得以确定。在包括图中，有些部分区间靠近的比较紧密，有的会深入到挖掘机停点底部下，这一个位置虽然还可以挖掘到，但是在挖掘过程中会引起土壤坍塌，从而影响机械运行稳定，使得施工安全性受到影响。在以上动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸运动仿真分析过程中，选择的挖掘机工作顺序和方式一般都是在装置范畴内，这里讲解的顺序指的是，挖掘工作进行时，各个油缸都是根据一定顺序进行收缩或者伸出。例如：挖掘进行时，需要先下降动动臂，再收回斗杆，这个动作完成之后，在使用铲斗进行挖掘。
几种常用液压缸缓冲装置结构设计 摘要：本文对高速液压缸；大缸径、长行程液压缸及各种自卸车液压缸的缓冲装置提出了不同的结构设计，有针对性的解决了液压缸活塞与缸盖发生机械碰撞。 关键词：液压缸缓冲装置 1、引言 在液压系统中使用液压缸驱动具有一定质量的机构，当液压缸运动至行程终点时具有较大动能，如未作减速处理，液压缸活塞与缸盖将发生机械碰撞，产生冲击、噪声，有破坏性。为缓和及防止这种危害发生，因此可在液压回路中设置减速装置或在缸体内设缓冲装置。 2、几种液压缸缓冲装置结构设计 2.1高速液压缸缓冲装置结构设计 （1）液压缸特点及缓冲装置结构设计 高速液压缸工作时，活塞终端速度可以达到5m／s以上，若直接与端盖相撞，在惯性力和液压力的作用下，不但会损坏端盖，而且会产生较大的冲击载荷，对系统产生不利的影响。高速液压缸缓冲装置如图1a所示，主要由液压缸体、活塞、挡块、活塞杆、固定螺母、复位弹簧组成。其中活塞杆有四个台阶轴用来放置和固定活塞和挡块，螺母将活塞与活塞杆固定于一体。挡块为圆锥形，所以过流面积不断变化。 （2）工作原理 当活塞杆走到行程末端时，挡块3被液压缸端部限位停止运动，而活塞2、活塞杆4，固定螺母5继续向前运动，这时活塞与挡块形成节流缝隙，活塞与挡块之间的容腔压力增加，与活塞的惯性力和作用在活塞左端的液压力相对抗，从而达到缓冲的目的。 2.2大缸径、长行程液压缸缓冲装置结构设计 (1) 液压缸特点及缓冲装置结构设计 对于水平安装的大缸径长行程液压缸，由于活塞杆和活塞的巨大自重、零件的机械加工误差及安装误差等原因，液压缸在运行的过程中易引起导向部分靠近承重一侧的快速磨损，从而导向元件的偏心，体现到缓冲元件上，就是缓冲环和缓冲孔之间过大同轴度，将引起运行困难或产生机械故障。大缸径、长行程液压
机械原理设计任务书 学生姓名朱班级学号20127462 设计题目：挖掘机工作装置机构设计 一、设计题目简介 单斗挖掘机是一种重要的工程机械，广泛 应用于房屋建筑、筑路工程、水利建设、农林 开发、港口建设、国防工事等的土石方施工和 矿山采掘工业中，对减轻繁重的体力劳动、保 证工程质量、加快建设速度、提高劳动生产率 起着十分巨大的作用。随着国家经济建设的不 断发展，单斗挖掘机的需求量将逐年大幅度增 长，其在国民经济建设中的作用将越来越显 著。 反铲装置作为单斗挖掘机工作装置的一种主要形式，在工程实践中占有重要地位。反铲装置的各组成部分有各种不同的外形，要根据设计要求选用适合的结构并对其作运动分析。然后，在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算，确定各机构尺寸参数，确定挖掘机反铲装置的基本轮廓。 挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘机性能参数的重要性能指标，对其分析计算至关要。挖掘阻力主要与挖掘对象及自身尺寸参数有关，而挖掘力则受众多条件限制，危险工况的分析是关键点。在挖掘力分析基础上，可对各杆件铰接点进行力的分析计算，并进行机构设计的合理性分析。 二、设计数据与要求 该型挖掘机工作装置,由两节臂，一挖斗组成，停机面最大挖掘半径(mm):9850；最大挖掘深度(mm):6710；最大挖掘高度(mm):9840，液压缸驱动。 三、设计任务 1、提出可能的运动控制方案，绘制方案的机构简图，计算工作装置的自由度，进行方 案分析评比，从中选取最适合挖掘机工作装置的机构； 2、根据所确定的机构方案进行杆及运动副的尺寸计算，要有计算过程（图解法也必须 有作图步骤），并根据所计算尺寸依据国家相关标准提出油缸的布置及其运动要求； 3、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。 4、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 5、编写说明书，说明书应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 四、提示 1、每一节斗杆应有一个油缸控制，即该机构应由多个自由度 2、按设计要求，主要考虑几个极限位置的相关数据 完成日期：年月日指导教师
液压缸结构设计指导 液压缸设计是在对整个液压系统进行了工况分析、编制了负载图、选定了工作压力的基础上进行的。因此，首先要根据主机的要求确定缸的结构类型，按照负载、速度、行程等已知条件决定缸的主要尺寸，再迸行结构设计，最后对液压缸的强度、刚度和工作稳定性进行校核。这里，重点对结构设计提出指导性意见，指出校核方法，供课程设计时参考。 1-1 液压缸结构设计的要求 液压缸结构设计的目标是要满足其输出的力、速度、行程等诸项要求，同时要兼顾结构简单，便于加工、装卸、维修，确保一定的效率、寿命等。 一、力 液压缸的推力大小将直接影响其结构。一般来说，推力越大，其工作压力越高。因此，对液压缸的各个零件要进行必要的受力分析。如，活塞杆是受拉还是受压，是否受到偏载，行程末端的冲击压力将有多大等，这就要求正确设计活塞杆的导向装置、密封装置，选定合适的活塞杆长径比和液压缸各零件的连接结构。 二、速度 为实现液压缸的最高速度、最终速度，在结构上就要保证进、出口有一定通径，减少内泄漏量，设置缓冲装置以防止冲击，设置排气装置以免低速爬行等。 三、行程 除了液压缸在起动、制动时所需的附加行程外，其有效行程要达到运动部件的最大行程要求，并力求结构紧凑、占地最小。这就要求合理确定液压缸的结构类型、安装方式，如采用伸缩缸、增程缸的结构型式，或采用活塞杆固定缸体移动的安装方式。 四、其它 在特殊情况下，要考虑防漏、防锈蚀、防尘、防热变形、防自重跌落（如垂直缸或倾斜缸要有锁紧装置）等。 2-2液压缸结构分析实例 一、磨床工作台液压缸 图Ⅲ-2-1所示为小型的卧轴矩台平面磨床M7120A 的工作台液压缸，带动
挖掘机液压油缸行业分析
一、国产挖掘机油缸供给不足 (2) 二、行业竞争格局：寡头垄断 (3) 三、前景展望：国产挖掘机油缸大有可为 (3) 1、挖掘机行业仍有较大发展空间 (4) 2、国产挖掘机市场占有率上升 (7) 3、国产挖掘机油缸市场占有率提升 (8)
一、国产挖掘机油缸供给不足 挖掘机油缸需求稳步增长。受益于工业化和城镇化的推进，挖掘机销量过去5 年保持高增长态势，挖掘机油缸作为挖掘机的互补品，销量随着挖掘机需求的增长而迅速增长，过去5 年CAGR=27.4%。 现状：国产能供给不足。随着我国液压技术的进步，中低端油缸基本实现自给，但是诸如挖掘机油缸等高端产品由于技术壁垒高，目前国仅有极少数自主品牌企业（如本公司）生产加工设备和加工工艺已实现与国际同步，能够实现专业化、规模化生产的厂商数量寥寥无几。公司与KYB、小松液压、东洋电机等企业挖掘机油缸产量与国挖掘机主机厂商的需求之间仍有缺口，约25%依赖进口。
二、行业竞争格局：寡头垄断 四雄逐鹿，寡头垄断。目前国挖掘机专用油缸市场形成了日系、系与自主品牌企业三足鼎立的格局。本公司与日资KYB（）、小松液压，资东洋机电（）占据着国约90%市场份额，市场呈寡头垄断格局。 由于挖掘机高压油缸生产涉及新材料、新工艺和新结构的研发，研发周期长，生产工艺复杂，流程工序多等特点，对技术要求极高。我们判断未来2-3 年很难出现新的强劲竞争对手，寡头垄断格局仍将持续，相关公司的先发优势难以被显著削弱，在未来2-3 年仍将保持高毛利率。 三、前景展望：国产挖掘机油缸大有可为 我们认为，我国挖掘机油缸行业的未来发展主要驱动因素有三：挖掘机行业的稳步增长、国产挖掘机市场份额的提升、国产挖掘机油缸市场份额的提升。 1、挖掘机行业仍有较大发展空间 工业化和城镇化是挖掘机行业发展的主要驱动力。过去10 年，
1-缸盖；2-单向阀；3-端盖凹缘；4-锥形柱塞； 5-活塞；6-缸体；7-压力油；8-活塞杆；9-调节螺钉 图 1 节流缓冲原理图 液压缸缓冲结构和缓冲原理的研究 李艳利 1 刘志奇 1 董 朋 2 许保亮 3 熊 喆 1 ( 1.太原科技大学机械工程学院 山西太原 030024 2.燕山大学机械工程学院 河北秦皇岛 066004 3.莱芜钢铁集团有限公司型钢炼铁厂 山东莱芜 271104 ) 摘 要：介绍具有不同缓冲结构的液压缸，并对不同缓冲结构液压缸的缓冲过程进行分析，建立了五种缓冲结构液压 缸在缓冲过程不同阶段的流量方程，探讨了各缓冲结构的主要结构参数对缓冲的影响规律，指出了相应缓冲结构适用 的场合，总结了设计缸内缓冲装置要考虑的一些因素。 关键字：液压缸；缓冲结构；缓冲原理 中图分类号：TH137.51 文献标志码：A 文章编号：1672-8904-（2013）06-0005-004 液压缸有时运动速度很快，当活塞运动到液压缸 两端时，会与端部发生冲击，产生噪声，严重时会引起 损坏。为了防止这种冲击，一些特定工况下应用的液 压缸上需设置缓冲装置。液压缓冲是利用油液的不 可压缩性和流动性。缓冲装置一般是基于这样的原 理：当活塞运动到接近端部时，使回油阻力增大，活塞 在回油腔受到较大的反压力或者使进油腔卸荷，降低 运动速度，从而达到避免冲击缸盖的目的。 液 压 缸 缓 冲 方 法 可 以 分 为 节 流 缓 冲 和 卸 压 缓 冲。从装置方式上也分为两种：一种是外置式缓冲液 压缸，也就是在液压系统中设置溢流阀、顺序阀、节流 阀或者蓄能器等这类流量控制装置进行缓冲，外置缓 冲的优点是，在工况变化时，容易对缓冲元件进行调 整，缺点是系统回路复杂，且缓冲效果易受系统其他 部分的影响。另一种是内置式缓冲液压缸，是在液压 缸内部设计一定的缓冲结构来实现缓冲，而不需要另 加元件，结构简单，加工和使用方便，因而得到广泛的 应用。本论文主要对内置式缓冲液压缸进行讨论。 间的节流环隙中流出，从而在封闭空间造成高压，迫 使活塞减速制动而实现缓冲。 图 1 所示为节流缓冲原理，锥形柱塞 4 进入端盖 凹缘 3 处开始减速，限制了缸体内的液压油向油口的 流量。当柱塞进入最后部位时，液压油应通过调节螺 钉 9 处的可调油口排出。缓冲器上装有一个单向阀 2 允许活塞反向时液压油能自由流入。 1 液压缸缓冲结构介绍及原理分析 内置式缓冲液压缸一般是利用与活塞相连的缓 冲柱塞和与缸体相连的缓冲孔之间的间隙，在油流过 时产生阻力，达到缓冲目的，故称之为节流缓冲。在 工作中，利用了节流阻尼的作用，当缓冲柱塞插入排 油孔口中后，使活塞与液压缸端盖之间形成封闭空 间，封闭空间中油只能从节流小孔或柱塞和排油孔之 图 1 所示为圆锥形缓冲装置，除此之外，缓冲柱 塞还有圆柱形、台阶形、抛物线形或排孔形等不同类 型，即缓冲装置会有不同的缓冲结构。这些结构中只 收稿日期：2013-08-07 作者简介：李艳利（1988-），女，硕士研究生。研究方向为流体传动与 控制。
挖掘机工作装置
目录 1绪论 (1) 1.1课题背景及目的 (1) 1.2国内外研究状况 (1) 1.3 课题研究方法 (2) 1.4 论文构成及研究内容 (2) 2总体方案设计 (3) 2.1 工作装置构成 (3) 2.2 动臂及斗杆的结构形式 (5) 2.3 动臂油缸与铲斗油缸的布置 (5) 2. 4 铲斗与铲斗油缸的连接方式 (6) 2.5 铲斗的结构选择 (6) 2.6 原始几何参数的确定 (7) 3 工作装置运动学分析 (9) 3.1 动臂运动分析 (9) 3.2 斗杆的运动分析 (10) 3. 3 铲斗的运动分析 (11) 3.4 特殊工作位置计算： (15) 4基本尺寸的确定 (19) 4.1 斗形参数的确定 (19) 4.2 动臂机构参数的选择 (19) 4.2.1 α1与A点坐标的选取 (19) 4.2.2 l1与l2的选择 (20) 4.2.3 l41与l42的计算 (20) 4.2.4 l5的计算 (20) 4.3 动臂机构基本参数的校核 (22) 4.3.1 动臂机构闭锁力的校核 (22) 4.3.2 满斗处于最大挖掘半径时动臂油缸提升力矩的校核 (24)
4.3.3 满斗处于最大高度时,动臂提升力矩的校核 (25) 4.4 斗杆机构基本参数的选择 (26) 4.5 铲斗机构基本参数的选择 (27) 4.5.1 转角范围 (27) 4.5.2 铲斗机构其它基本参数的计算 (27) 5工作装置结构设计 (30) 5.1斗杆的结构设计 (30) 5.1.1 斗杆的受力分析 (30) 5.1.2 结构尺寸的计算 (40) 5.2动臂结构设计 (42) 5.2.1第一工况位置 (42) 5.2.2 第二工况位置： (47) 5.2.3内力图和弯矩图的求解: (50) 5.3 铲斗的设计 (56) 5.3.1铲斗斗形尺寸的设计 (56) 5.3.2铲斗斗齿的结构计算： (57) 5.3.3 铲斗的绘制： (57) 6 销轴与衬套的设计 (59) 6.1 销轴的设计 (59) 6.2 销轴用螺栓的设计： (59) 6.3 衬套的设计： (59) 7 总结 (61) 参考文献 (62) 致谢 (63) 附件一开题报告 (64) 附件二外文翻译 (70)
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920282911.6 (22)申请日 2019.03.06 (73)专利权人 焦作市广成液压机械制造有限公 司 地址 454000 河南省焦作市山阳区工业路 39号60幢 (72)发明人 成富安 李英霞 韩修春 张学勤 (74)专利代理机构 焦作市科彤知识产权代理事 务所(普通合伙) 41133 代理人 郑菊梅 (51)Int.Cl. F15B 15/22(2006.01) F16F 15/04(2006.01) (54)实用新型名称 一种液压缸用缓冲装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种液压缸用缓冲装置， 包括缸筒和活塞杆，所述活塞杆远离缸筒的一端 固定安装有一个固定块，所述活塞杆与缸筒连接 处设有安装板，所述固定块与安装板之间安装有 缓冲装置，所述缸筒的内槽设有减震装置，所述 缸筒的两侧外壁对称安装有防护装置。优点在 于：本实用新型在缸筒底部安装了减震装置，且 在缸筒与固定块之间安装了缓冲装置，通过第一 弹簧和第二弹簧的回弹力作用下，使得活塞杆不 会快速压进缸筒中，避免了活塞杆对缸筒的破 坏，其次，在缸筒的外壁上安装了防护装置，可以 保护缸筒减少所受到的水平冲击力作用。权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 209671319 U 2019.11.22 C N 209671319 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209671319 U 1.一种液压缸用缓冲装置，包括缸筒（1）和活塞杆（2），其特征在于，所述活塞杆（2）远离缸筒（1）的一端固定安装有一个固定块（5），所述活塞杆（2）与缸筒（1）连接处设有安装板（10），所述固定块（5）与安装板（10）之间安装有缓冲装置，所述缸筒（1）的内槽设有减震装置，所述缸筒（1）的两侧外壁对称安装有防护装置，所述减震装置包括挡板（3）和第一弹簧（4），所述缸筒（1）远离活塞杆（2）一端的内壁上固定安装有第一弹簧（4），所述第一弹簧（4）靠近活塞杆（2）的一端固定安装有挡板（3），所述缓冲装置包括伸缩杆（6）和第二弹簧（7），所述固定块（5）与安装板（10）相靠近的两个外壁之间等距离的安装有多个伸缩杆（6），每个所述伸缩杆（6）上均套设有第二弹簧（7），且第二弹簧（7）位于固定块（5）与安装板（10）之间，每个所述伸缩杆（6）两端均固定安装有安装块（8），所述安装板（10）与固定块（5）相靠近的两个外壁上对称开设有插槽，所述安装板（10）和固定块（5）的外壁上均等距离插设有螺栓（9），每个所述螺栓（9）均贯穿固定块（5）和安装板（10）的外壁并延伸至插槽中，每个所述安装块（8）上均开设有螺纹孔，所述螺纹孔与螺栓（9）螺纹啮合，所述防护装置包括保护板（12）、弹杆（13）和第三弹簧（14），所述缸筒（1）的两侧外壁上均等距离安装有多个弹杆（13），每侧所述弹杆（13）远离缸筒（1）的一端均共同安装有保护板（12），每个所述弹杆（13）上均套设有第三弹簧（14），且第三弹簧（14）位于保护板（12）与缸筒（1）之间，所述安装板（10）与缸筒（1）之间设有密封圈（11）。 2
编号：AQ-JS-06829 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析Motion simulation analysis of working device of hydraulic excavator in ADAMS
液压挖掘机工作装置在ADAMS中 的运动仿真解析 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 虚拟样机技术在使用过程中为液压挖掘机设计提供了有效的方法和手段，在使用过程中受到了条件限制，较少的单位会对运行学进行仿真研究，降低了色剂方案可行性。文章基于动力学仿真软件ADAMS建立起了挖掘机工作装置虚拟系统，更好的完成了前期处理工作，使得建模正确性更高。 液压缸顺序工作的运动仿真分析 1.1.基于尺寸确定 当液压的挖掘机工作装置尺寸以及基本结构都确定下来之后，该挖掘机的工作范围也基本确定下来。简单理解就是挖掘机铲斗齿尖轨迹的包络图得以确定。在包括图中，有些部分区间靠近的比较紧密，有的会深入到挖掘机停点底部下，这一个位置虽然还可以挖
掘到，但是在挖掘过程中会引起土壤坍塌，从而影响机械运行稳定，使得施工安全性受到影响。在以上动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸运动仿真分析过程中，选择的挖掘机工作顺序和方式一般都是在装置范畴内，这里讲解的顺序指的是，挖掘工作进行时，各个油缸都是根据一定顺序进行收缩或者伸出。例如：挖掘进行时，需要先下降动动臂，再收回斗杆，这个动作完成之后，在使用铲斗进行挖掘。 1.2.顺序工作运动仿真实现的路线 仿真路线是，在斗杆液压缸、动臂液压缸、铲斗液压缸上进行设置，一般在不同的时间段内，它的运动驱动函数都不同，需要进行调节处理，使得各缸在相应的工作极限范围内相互运行，这样就可以获得挖掘机的工作范围。可以在液压缸移动副约束处添加移动驱动，改变运动方式，将其更换成位移运动方式。运动的函数输入时，需要注意相匹配的的STEP函数。对液压缸进行STEP函数值设置时，应该满足运动函数需求。当完成了函数值输入之后，在运行状态下可以启动ADAMS软件的仿真模块。
液压缸设计 指导书 河南理工大学机械与动力工程学院 热能与动力工程系
一、设计目的 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，如：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，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液压缸设计任务，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，为毕业后成为一名合格的机械工程师打好基础。 为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供热能专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。 二、设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式 不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。 5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。 三、设计任务 设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。 四、设计依据和设计步骤 油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对油缸则有不同的工作要求。因此在设计油缸之前，首先应了解下列这些作为设计原始依据的主要内容：主机的用途和工作条件，工作机构的结构特点，负载值，速度，行程大小和动作要求，液压系统所选定的工作压力和流量等。 油缸的设计内容和步骤大致如下： 1、液压缸类型和多部分结构的选择。 2、确定基本参数。主要包括工作负载、工作速度（当有速度要求时）、工作行程、导向长度、缸筒 内径及活塞杆直径等。 3、强度和稳定性计算。其中包括缸筒壁厚、外径和缸底厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性验
挖掘机液压油缸缓冲装置的设计方法与分析 来源:毕业论文网https://www.doczj.com/doc/6f12045919.html, 一、引言 随着工程机械液压技术和市场的发展．要求挖掘机等丁程机械液压缸活塞运动速度越来越高，其往复频率和运动速度也越来越高，有的甚至高达每秒几十米。为避免产生强烈撞击和振动，保证系统平稳工作，防止传动部件损坏，提高系统的工作性能和寿命，必须在其运动结束前进行缓冲。 二、挖掘机液压油缸的缓冲方法 目前，挖掘机液压油缸缓冲的方法基本有两种：一种是液压缸外部控制，即在液压缸的控制回路上，安装节流阀或其它形式的流量控制装置进行缓冲，其结构较复杂：另一种是液压缸内部控制．即在液压缸内部设计缓冲装置来实现缓冲，其结构简单、1二作可靠、体积小、缓冲一I~ii较好，因而得到广泛应用。本文采用的设计方法即为内部缓冲装置三、设计方案挖掘机双作用液压缸缓冲装置正常稳定T作的主要因素是活塞杆和缸筒具有较好的同轴度。这～同轴度是通过活塞杆和缸筒分别与前后端盖、活塞的间隙配合及各部件的形位公差来保证的，实践中由于设计、制造、装配、使用等因素的影响，常常使这一同轴度难以控制，这样就使得缓冲装置难以正常]：作，经常发生拉伤、胶合甚至损坏液压缸的情况。 为了保证液压缸缓冲正常稳定工作，研发人员设计了浮动缓冲装置。这种双作用液压缸浮动缓冲装置几乎不受活塞杆和缸筒同轴度影响，工作可靠、寿命长、缓冲效果好．且适用于各种固定缓冲和可调缓冲：同时，还解决了传统缓冲装置造成的拉伤、胶合问题。 四、缓冲装置结构及缓冲原理 如所示，活塞杆4头部装有缓冲销2，缸体1内的底部开有与缓冲销2配合的缓冲孔1b，缸体1上开有与缓冲孔1b相通的通油孔1a，在缸体l上设有连通缓冲孑L 1b与缸体内腔的补油通道1c，在补油通道lc与缓冲孔Ib相通的端口处设有单向节流阀5当活塞杆4向回缩时，活塞向左运动，单向节流阀5处于节流状态。当活塞杆4运动到接近缸体1的底部时，通过缓冲销2与缓冲孑L 1b的配合来缓冲：当活塞杆4运动到缸底停止后再需要伸出时，由通油孔1a向缓冲孔1b供油，液压油从缓冲孔lb给活塞杆施压，同时，单向节流阀5打开，液压油通过补油通道1c直接进入缸体l内向右推活塞。 五、缓冲装置模型及特-性分析 1. 缓冲装置模型囹2为液压缸的可调式节流口缓冲装置原理模型图。在液压缸活塞端部有直径为d的缓冲柱塞，缸盖上有与缓冲柱塞相配的缓冲内孔，当缓冲柱塞进入缓冲内孔后，活塞与缸盖间的油液须经节流阀排出，从而使活塞运动受阻、速度减慢，达到缓冲目的。
液压油缸主要几何尺寸的计算： 上图中各个主要符号的意义： 错误！未找到引用源。—液压缸工作腔的压力（Pa） 错误！未找到引用源。—液压缸回油腔的压力（Pa） 错误！未找到引用源。—液压缸无杆腔工作面积 错误！未找到引用源。—液压缸有杆腔工作面积 D—液压缸内径 d—活塞杆直径 F —液压缸推力（N） v—液压缸活塞运动速度 液压缸内径D的计算 根据载荷力的大小和选定的系工作统压力来计算液压缸内径D。液压缸内径D 和活塞杆直径d可根据最大总负载和选取的工作压力来定，对单杆缸而言，无杆腔进油并不考虑机械效率时： D= 有杆腔进油并不考虑机械效率时： D=
一般情况下，选取回油背压 ，这时，上面两式便可简化，即无杆腔进油时 D = 有杆腔进油时： D = 设计调高油缸为无杆腔进油。 所以，216.91D mm = =，按照GB/T2348-2001对液压缸 内径进行圆整，取错误！未找到引用源。，即缸内径可以取为mm 250。 2.2活塞杆直径d 的计算 在液压油缸的活塞往复运动速度有一定要求的情况下，活塞杆的直径d 通常根 据液压缸速度比2 1v v v =λ的要求已经缸内径D 来确定。其中，活塞杆直径与缸内 径和速度比之间的关系为： d = 式中 D —液压缸内径 d —活塞杆直径 v λ—往复速度比 液压缸的往复运动速度比v λ，一般有2、1.46、1.33、1.25和1.15等几 种下表给出了不同往复速度比v λ时活塞杆直径d 和液压缸内径D 的关系。 v λ 1.15 1.25 1.33 1.46 2 d 0.36D 0.45D 0.5D 0.56D 0.71D 液压缸往复速度比v λ推荐值如下表所示：
引言 起升油缸设计（3级） 引言 液压缸是将液压能转变为机械能、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它的结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动，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了广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。 液压传动相对于机械传动来说，它是一门新学科，17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，只是由于早期技术水平和生产需求的不足，液压传动技术没有得到普遍地应用。1795年英国约瑟夫·布拉曼在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。第二次世界大战期间，在兵器上采用了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，它大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善及各类元件的标准化、规格化、系列化而在工程机械、农业机械、汽车制造等行业中推广开来。 本设计中首先对设计产品进行工况分析，进而对其主要参数进行计算并校核，再利用CAD软件绘出产品零件图和总装图，以及solidworks进行机械运动仿真。solidworks软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。solidworks软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。
目录 目录 ........................................................................................................................................ I 摘要 ........................................................................................................................................ I 引言 . (1) 1 液压缸的发展及动向 (2) 2 液压缸的分类与结构选择 (4) 3 液压缸主要技术性能参数的设计与计算 (5) 3.1液压缸设计原则与步骤 (5) 3.2液压缸承载力的计算 (9) 4 液压缸零部件的计算 (11) 4.1缸筒的设计计算 (11) 4.2.活塞杆的设计计算 (17) 4.3活塞的设计计算 (21) 4.4缸盖与缸底的设计计算 (22) 结束语 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27)
顶管机液压油缸的设计 摘要 本文是顶管机液压油缸的设计。首先，介绍了国内外液压系统行业的发展状况和趋势，概述了市场上几种主要液压元件及其结构特点，并重点说明双作用单活塞杆液压缸的作用及其内部结构。其次，根据规定的参数，通过比较分析确定了各个部件的主要结构，并对其结构件的应力做出了相应的计算和材料的选取。根据液压缸的基本结构，工作原理及所受实际载荷，完成了对顶管机液压油缸的缸筒、活塞杆、活塞、导向套等的设计、计算和稳定性校核。此外，还对油缸所用密封件进行了选取并说明了各自的密封特点。最后，运用Auto CAD 2004绘图软件，本设计完成了顶管机液压油缸总装配图和主要零件图的绘制。 关键词：液压缸，活塞，活塞杆，密封
缓冲装置说明 缓冲装置是利用缝隙式薄壁型小孔对油液的节流作用而工作的，当液压缸活塞或活塞杆运行到终端时，缓冲柱塞（凸肩）将回液通道逐渐遮盖，形成节流而建立起背压，以平衡惯性力，达到缓冲的目的。 缓冲装置的类型，可根据节流小孔（或缝隙）的通流面积在缓冲过程中是否自动（行）改变来分类，通常可分为恒节流型和变节流型。 当节流阀l的节流面积是可调节时，又称可调恒节流缓冲。如图4-44所示，缓冲柱塞外径与缓冲凹槽内径的名义尺寸是相同的。在行程末端，当缓冲柱塞尚未进入缓冲凹槽时，回液经回液口排出，回液压力p2 =0;当缓冲柱塞进入缓冲凹槽瞬间，回液通道被封死，油液只能经过节流阀1的节流口排回油箱，液压缸缓冲腔(缓冲面积为A)压力迅速升高，从而达到缓冲目的。 在缓冲节流过程中，节流面积保持恒定不变时，称恒节流缓冲装置。在图4-45中，缓冲柱塞与凹槽构成环形节流缝隙，当缓冲柱塞进入凹槽后，回液阻力升高，从而达到缓冲目的。 使用节流阀的恒节流缓冲装置，由于节流面积与缓冲腔压力是可调节的，适用性强，因此是一种广泛使用的节流装置。 在具体使用中，节流阀一旦调定，就固定不变，除非液压缸工况发生变化。 必须指出，上述缓冲装置，只能在液压缸全行程终了时才起缓冲作用，当执行元件在行程中停止运动时，上述缓冲装置不起作用。这时可在回油路上设置行程节流阀来实现缓冲。 液压缸调试规范 1) 排气装置调整。先将缸内工作压力降到
(0.5--1)MPa 左右，然后使活塞杆往复运动，打开排气塞进行 排气。打开的方法是：当活塞到达行程末端，压力升高的瞬间打开排气塞，而在开始返回之前立即关闭。排 气塞排气时，可听到嘘嘘的气声，随后喷出白浊色的泡沫状油液，空气排尽时喷出的油呈澄清色。可以用肉眼判别排气是否彻底。 2) 缓冲装置调整。在装有可调节缓冲装置的情况下，而活塞又在运动中，应先将节流阀放在流量较小的位置上，然后逐渐调节节流口大小，直到满足要求为止。3) 液压油缸各部位的检查。液压油缸除做上述调整工作外，还要检查各个密封件的漏油情况，以及安装联结部件的螺栓有无松动等现象，防止意外事故的发生。4) 定期检查。根据液压油缸的使用情况，安排定期检查的时间，并做好检查记录。 液压站调试规范 1.制作检验：按照油站系统原理图及装配图检查各部件是否按设计要求采购、 制造和装配。 2.调试准备：在油箱中加入设计要求的工作介质，接好油站电机线（油站调试 必须在附近设置一个空气开关以便快速启闭油站电机），点动电机测试电机转向是否符合要求。用堵头将油站出油口封上。 3.试压检验：开启电机，将油站溢流阀压力调低为1MPa左右，低压运行20分 钟以排气及冲洗系统。用吸水性好的纸擦拭干净各密封处，然后注意观察有无渗漏现象。调节溢流阀逐次升高压力（每级5MPa，保压3分钟）看有否渗漏，直至压力升到设计压力的1.2倍时止，保压10分钟，最后全面检查必须保证所有焊缝、接口和密封处无漏油，管道无永久变形。一切正常后调节溢流阀将压力调定为系统设计压力。在试压中注意观察调节溢流阀时压力表显示的压力升降是否平稳、灵敏。 4.油泵检验：在工作压力下运行，液压站油泵不能有异常噪音，如为变量泵， 则其调节装置应灵活可靠，油泵发热应正常。 5.换向检验：反复操纵换向阀3~5次，要求换向阀换向灵敏、可靠，无卡滞 现象。 6.节流阀检验：取下油站一组出油口堵头，用软管连接一个相同设计压力的油 缸，将单向节流阀全开（顺时针拧死），操作换向阀，用秒表计算油缸伸缩的速度，统计10次后计算系统流量是否符合设计要求（同时注意溢流阀中不得有溢流现象，也就是观察压力表显示压力不会超过调定好的系统设计压力）。 然后拧松单向节流阀，记录油缸的伸缩速度，看单向节流阀调节流量是否平稳可靠。类似调节剩余的几组确定单向节流阀的性能。 7.系统过滤检查：调试完毕后需要检查系统的过滤器，如果在过滤器滤芯背面