45T旋挖钻机变幅机构液压缸设计（CAD图纸全套完整）

图所示为拉杆连接式，结构的通用性大，容易加工和装拆，但外形尺寸较大，且较重。

图所示为焊接连接式，结构简单，尺寸小，但缸底处内径不易加工，且可能引起变形。

图缸筒和缸盖结构法兰连接式半环连接式螺纹连接式拉杆连接式焊接连接式缸盖缸筒压板半环防松螺帽拉杆活塞与活塞杆。

可以把短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成体，这是最简单的形式。

但当行程较长时，这种整体式活塞组件的加工较费事，所以常把活塞与活塞杆分开制造，然后再连接成体。

图所示为几种常见的活塞与活塞杆的连接形式。

图所示为活塞与活塞杆之间采用螺母连接，它适用负载较小，受力无冲击的液压缸中。

螺纹连接虽然结构简单，安装方便可靠，但在活塞杆上车螺纹将削弱其强度。

图和所示为卡环式连接方式。

图中活塞杆上开有个环形槽，槽内装有两个半圆环以夹紧活塞，半环由轴套套住，而轴套的轴向位置用弹簧卡圈来固定。

图中的活塞杆，使用了两个半圆环，它们分别由两个密封圈座套住，半圆形的活塞安放在密封圈座的中间。

图所示是种径向销式连接结构，用锥销把活塞固连在活塞杆上。

这种连接方式特别适用于双出杆式活塞。

图常见的活塞组件结构形式密封装置。

液压缸中常见的密封装置如图所示。

图所示为间隙密封，它依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。

为了提高这种装置的密封能力，常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力。

它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸较小压力较低相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。

图所示为摩擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环尼龙或其他高分子材料制成在形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。

这种材料效果较好，摩擦阻力较小且稳定，可耐高温，磨损后有自动补偿能力，但加工要求高，装拆较不便，适用于缸筒和活塞之间的密封。

图图所示为密封圈形圈形圈等密封，它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静动配合面之间来防止泄漏。

它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间缸盖和活塞杆之间活塞和活塞杆之间缸筒和缸盖之间都能使用。

对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把脏物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的端。

图密封装置间隙密封摩擦环密封形圈密封形圈密封缓冲装置。

液压缸般都设置缓冲装置，特别是对大型高速或要求高的液压缸，为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声冲击，则必须设置缓冲装置。

缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。

如图所示，当缓冲柱塞进入与其相配的缸盖上的内孔时，孔中的液压油只能通过间隙排出，使活塞速度降低。

由于配合间隙不变，故随着活塞运动速度的降低，起缓冲作用。

当缓冲柱塞进入配合孔之后，油腔中的油只能经节流阀排出，如图所示。

由于节流阀是可调的，因此缓冲作用也可调节，但仍不能解决速度减低后缓冲作用减弱的缺点。

如图所示，在缓冲柱塞上开有三角槽，随着柱塞逐渐进入配合孔中，其节流面积越来越小，解决了在行程最后阶段缓冲作用过弱的问题。

图液压缸的缓冲装置节流阀放气装置。

液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行，噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。

般可在液压缸的最高处设置进出油口把气带走，也可在最高处设置如图所示的放气孔或专门的放气阀见图。

图放气装置缸盖放气小孔缸体活塞杆第章液压系统的设计.液压系统的确定按照液体流动的循环方式不同，液压系统可以分为开式循环系统和闭式循环系统两种。

闭式循环系统结构紧凑，油路封闭，运动平稳。

但是其结构复杂，散热条件差，为补偿油液泄露和进行油液更新及冷却必须设置完整的补油系统，油液过滤精度要求也较高。

开式循环系统结构简单，又可以很好的再油缸中进行冷却和沉淀杂质，散热条件好。

适用于多个液动机进行并联的情况，也适用与定量油泵节流调速的液压系统。

系统结构图如图所示图液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。

压力决定于外载荷。

流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。

.液压系统的设计要求对正反循环钻机液压系统的要求液压系统传动时液压机械的个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行，必须从实际出发，有机的结合各种传动形式，充分的发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单工作可靠成本低效率高操作简单维护方便的液压系统。

在变幅的过程中要求运动平稳，但对速度没有精确要求。

支腿油缸在钻进作业的过程中要求可以承受很大的支撑力。

在系统出现问题压力不足的情况下，制动器可以自动抱死电动机。

初选系统的工作压力压力的选择要根据载荷的大小和设备的类型而定。

还要考虑执行元件的装配空间经济条件及元件供应情况等的限制。

载荷定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，反之压力选的太高，对泵缸阀等元件的材质密封制造精度也要求很高，必然要提高成本。

对般对于矿山机械，限制空间尺寸压力要求较高。

就是说液压系统，必须结合机器在特定的使用条件下其性能稳定，安全可靠，调速方便便于拆装造价便宜，要全面做到这些也绝非易举，是要有实践经验和对同类钻机具有全面的了解然后参考下表表各种机械常用的系统工作压力机械类型机床农业机械液压机磨床组合机床龙门刨床拉床小型机械重型机械工作压力.选取旋挖钻机的液压系统的工作压力为。

.液压缸的设计计算液压缸设计计算步骤根据主机的运动要求，按表选择液压缸的类型。

根据机构的结构要求，按表选择液压缸的安装方式。

根据主机的动力分析和运动分析，确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸。

如液压缸的推力速度作用时间内径行程和活塞杆直径等。

根据选定的工作压力和材料进行液压缸的结构设计。

如缸体壁厚缸盖结构密封形式排气与缓冲等。

液压缸性能的验算。

液压缸类型及安装方式的确定工作时液压缸要求可以双向运动产生推拉力。

故此我们选用单活塞杆双作用液压缸。

根据液压缸工作压力的大小，选用拉杆型液压缸。

安装方式两端铰接，刚性导向。

液压缸的主要性能参数旋挖钻机变角度液压缸设计液压缸的主要尺寸为缸筒内径活塞杆直径和缸筒长度等。

缸筒的内径的计算根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算液压缸内径计算公式为式中液压缸内径液压缸推力选定的工作压力根据求出的已知数据.按公式代入数据，求得.根据标准圆整活塞杆的直径根据速度比的要求来计算活塞杆的直径式中活塞杆直径液压缸直径速度比液压缸的往复运动速度比，般有.和.等几种。

根据下表选取速度比。

表和的关系工作压力.≧速度比由于工作压力，故选取速度比.。

按公式代入数据，求得.根据标准圆整液压缸行程的确定液压缸行程，主要依据机构的运动要求而定。

但为了简化工艺和降低成本，按标准系列值选取。

液压缸结构参数的计算液压缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚油口直径缸底厚度缸头厚度等。

缸筒壁厚的计算缸筒的材料号钢按厚壁筒计算对于中高压系统，液压缸厚度般按厚壁筒计算。

当缸体材料由脆性材料制造时，缸筒厚度应按第二强度理论计算按公式代入数据，求得.缸体外径的计算式中缸体外径按公式代入数据，求得按标准圆整液压缸油口直径的计算液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度和油口最高液流速度而定式中液压缸油口直径液压缸内径液压缸最大输出速度油口液流速度已知按公式代入数据，求得.缸底厚度的计算平行缸底，当缸底无油孔时式中缸底厚度液压缸内径试验压力缸底材料的许用应力已知按公式代入数据，求得缸头厚度的计算由于在液压缸缸头上有活塞杆导向孔，因此其厚度的计算方法与缸底有所不同。

选用螺钉连接法兰型缸头式中法兰厚度法兰受力总和密封环内径密封环外径系统工作压力附加密封力螺钉孔分布圆直径密封环平均直径法兰材料的许用应力已知采用型密封圈按公式代入数据，求得.液压缸的联接计算缸盖联接计算缸盖联接采用焊接联接液压缸缸底采用对焊时，焊缝的拉应力为式中液压缸输出的最大推力液压缸直径系统最大工作压力液压缸外径焊缝底径焊接效率，通常取.已知按公式代入数据，求得.若缸头采用角焊时，则焊缝应力为式中焊角宽度已知数据同上，按公式代入数据，求得.螺栓联接的计算缸体与缸盖采用螺栓联接时，螺纹处拉应力为螺纹处的切应力为合成应力为式中螺栓数已知按公式代入数据，求得合应力为活塞与活塞杆的联接计算活塞与活塞杆采用螺纹联接时，活塞杆危险截面螺纹退刀槽处的拉应力为切应力为合成应力为式中液压缸输出拉力活塞杆直径活塞杆材料的许用应力已知按公式代入数据，求得合应力为活塞杆与活塞肩部表面的压应力已知按公式代入数据，求得销轴耳环的联接计算销轴的联接计算销轴通常是双面受剪，为此其直径应按下式计算式中销轴直径液压缸输出的最大推力销轴材料的许用切应力，对于钢，。

已知.按公式代入数据，求得耳环的联接计算耳环宽度为式中销轴直径耳环宽度耳环材料的许用压应力，通常取耳环材料的抗拉强度已知..按公式代入数据，求得活塞杆稳定性验算液压缸承受轴向压缩载荷时，当活塞杆直径与活塞杆的计算长度之比大于时，应校核活塞杆的纵向抗弯强度或稳定性。

无偏心载荷由材料力学知，受压细长杆，当载荷力接近临界值时，杆将产生纵向弯曲。

且其挠度值随压缩载荷的增加而急剧增大，以至屈曲破坏。

对于没有偏心载荷的细长杆，其纵向弯曲强度的临界值，可按等截面法和非等截面法计算。

等截面计算法当细长比时，可按欧拉公式计算临界载荷。

此时式中活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷末端条件系数活塞杆材料的弹性模量，对于钢，取为活塞杆截面的转动惯量实心活塞杆活塞杆直径活塞杆计算长度，即活塞杆在最大伸出时，活塞杆端支点和液压缸安装点间的距离活塞杆断面的回转半径实心活塞杆活塞杆截面积实心活塞杆柔性系数若活塞杆为实心杆，并用钢铁材料制造时，上式可以简化为已知按公式代入数据，求得液压缸的主要性能参数旋挖钻机变幅液压缸设计液压缸的主要.液压缸的设计计算液压缸设计计算步骤根据主机的运动要求，按表选择液压缸的类型。

根据机构的结构要求，按表选择液压缸的安装方式。

根据主机的动力分析和运动分析，确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸。

如液压缸的推力速度作用时间内径行程和活塞杆直径等。

根据选定的工作压力和材料进行液压缸的结构设计。

如缸体壁厚缸盖结构密封形式排气与缓冲等。

液压缸性能的验算。

液压缸类型及安装方式的确定工作时液压缸要求可以双向运动产生推拉力。

故此我们选用单活塞杆双作用液压缸。

根据液压缸工作压力的大小，选用拉杆型液压缸。

安装方式两端铰接，刚性导向。

液压缸的主要性能参数旋挖钻机变角度液压缸设计液压缸的主要尺寸为缸筒内径活塞杆直径和缸筒长度等。

缸筒的内径的计算根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算液压缸内径计算公式为式中液压缸内径液压缸推由于配合间隙不变，故随着活塞运动速度的降低，起缓冲作用。

当缓冲柱塞进入配合孔之后，油腔中的油只能经节流阀排出，如图所示。

由于节流阀