液壓缸是液壓傳動的執(zhí)行元件,它和液壓切管機工作機構(gòu)有直接的聯(lián)系,對于不同的管道材質(zhì)進行管道切割時,液壓切管機不同的機構(gòu),液壓缸具有不同的用途和工作要求。液壓缸的結(jié)構(gòu)型式有活塞缸、柱塞缸、擺動缸三大類,活塞缸和柱塞缸實現(xiàn)往復(fù)直線運動,輸出速度 和推力,擺動缸實現(xiàn)往復(fù)擺動,輸出角速度(轉(zhuǎn)速)和轉(zhuǎn)矩。液壓缸除了單個地使用外,還可以兩個或多個地組合起來或和其他 機構(gòu)組合起來使用,以完成特殊的用途。
因此,在設(shè)計切管機液壓缸之前,必須對整個液壓系統(tǒng)進行工況分析,編制負載圖,選定系統(tǒng)的工作壓力,然后根據(jù)使用要求選擇結(jié)構(gòu)類型,按負載情況、運動要求、管道切割時最大行程等確定其主要工作尺寸,進行強度、穩(wěn)定性和緩沖驗算,最后再進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
在實際的進行管道切割過程中,要利用壓力及作用力測量的方法來確定液壓缸工作是否符合切管機各個機構(gòu)的行程及壓力設(shè)計,對于切管機對管道的抱緊程度需要進行多次實驗和切割后管道的數(shù)據(jù),方能最后修改和確定。
在計算切管機液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸主要有三個:缸筒內(nèi)徑D、活塞桿外徑d和缸筒長度L。
1.缸筒內(nèi)徑D。液壓缸的缸筒內(nèi)徑D是根據(jù)負載的大小來選定工作壓力或往返運動速度比,來計算得出液壓缸的有效工作面積,從而得到缸筒內(nèi)徑D,再從標準中選取最近的標準值作為所設(shè)計的缸筒內(nèi)徑。
2.活塞桿外徑d。活塞桿外徑d通常先從滿足速度或速度比的要求來選擇,然后再校核其結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性。
3.缸筒長度L。缸筒長度L由最大工作行程長度加上各種結(jié)構(gòu)需要來確定
4.最小導(dǎo)向長度的確定。
當活塞桿全部外伸時,從活塞支承面中點到導(dǎo)向套滑動面中點的距離稱為最小導(dǎo)向長度H如果導(dǎo)向長度過小,將使液壓缸的初始撓度(間隙引起的撓度)增大,影響液壓缸的穩(wěn)定性,因此設(shè)計時必須保證有一最小導(dǎo)向長度。
液壓切管機的液壓缸設(shè)計和使用正確與否,直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。在這方面,經(jīng)常碰到的是液壓缸安裝不當、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)等問題,造成液壓切管機在進行管道切割時液壓缸出現(xiàn)拖底、過載及壓力過小等問題。所以,在設(shè)計液壓切管機的液壓缸時,必須注意以下幾點:
1.盡量使切管機液壓缸的活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負載,或在受壓狀態(tài)下具有良好的穩(wěn)定性。
2.考慮液壓缸行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置,系統(tǒng)中需有相應(yīng)的措施,但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問題。
3.正確確定液壓切管機液壓缸的安裝、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接,要用止口連接。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定位。只能在一端定位,為的是不致阻礙它在受熱時的膨脹。如沖擊載荷使活塞桿壓縮。定位件須設(shè)置在活塞桿端,如為拉伸則設(shè)置在缸蓋端。
4.液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計標準進行設(shè)計,盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、加工、裝配和維修方便。
5.在保證能滿足運動行程和負載力的條件下,應(yīng)盡可能地縮小液壓缸的輪廓尺寸。
6.要保證密封可靠,防塵良好。液壓切管機的液壓缸可靠密封是其正常工作的重要因素。如泄漏嚴重,不僅降低液壓缸的工作效率,甚至?xí)蛊洳荒苷9ぷ鳌A己玫姆缐m措施,有助于提高液壓缸的工作壽命。尤其是管道切割作業(yè)中比較惡劣的工作環(huán)境尤為重要。
總之,液壓切管機的液壓缸設(shè)計內(nèi)容不是一成不變的,根據(jù)具體的情況有些設(shè)計內(nèi)容可不做或少做,也可增大一些新的內(nèi)容。設(shè)計步驟可能要經(jīng)過多次反復(fù)修改,才能得到正確、合理的設(shè)計結(jié)果。在設(shè)計液壓缸時,正確選擇液壓缸的類型是所有設(shè)計計算的前提。在選擇液壓缸的類型時,要從機器設(shè)備的動作特點、行程長短、運動性能等要求出發(fā),同時還要考慮到主機的結(jié)構(gòu)特征給液壓缸提供的安裝空間和具體位置。