變幅液壓缸設計
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- 一、概述
液壓缸是液壓系統中的執行機構，在工程機械，登高平臺消防車及高空作業車等多種類型機械中獲得廣泛應用。CDZ50米登高平臺消防車（以下稱CDZ50）的伸縮、變幅、折臂、支腿機構都是由液壓缸執行。為了使登高平臺消防車既有盡可能小的縱向尺寸，又有可能大的作業范圍，它的臂架具有伸縮功能，猶如電視機的伸縮天線，只是臂架斷面是四邊形，它們是由一只伸縮液壓缸和鋼絲繩滑輪組成機構完成五節臂同步伸縮。變幅液壓缸可使登高平臺消防車臂架作俯仰動作，以改變作業平臺到回轉中心的距離（幅度），這就叫變幅。折臂液壓缸是調整作業平臺的工作位置。支腿通常由水平液壓缸的垂直液壓缸構成，稱“H”型支腿，它由八個液壓油缸分別驅動。支腿不僅能承受作業時的總重，還能大大提高整機作業時的穩定性。如圖1
上述四種機構所用的液壓缸原理基本相同，本文主要通過對CDZ50變幅液壓缸原理的分析和設計找到液壓缸設計的方法。
二、液壓缸的形式
直線運動的液壓缸有兩類即活塞式（圖2a）和柱塞式（圖2b）。活塞式液壓缸多是雙作用的，即活塞的伸出和縮回均靠液壓力作用，雙作用液壓缸又分單活塞桿和雙活塞桿的。柱塞式液壓缸只能是單作用的，即柱塞伸出靠液壓力而縮回則靠負載自重、重物或彈簧等。登高平臺消防車大都采用雙作用活塞式單桿液壓缸。
三、液壓缸的結構
圖2a所示為CDZ50變幅液壓缸結構，它是由缸底2、缸筒 8、缸蓋16、導向套15以及活塞7和活塞桿9等主要部件組成。缸筒一端與缸底焊接，另一端則與缸蓋采用螺紋連接，以便拆裝檢修，兩端設有油口A和B。活塞與活塞桿采用螺紋連接，結構緊湊便于裝卸。缸筒內壁表面粗糙度要求較高（0.4），為了避免與活塞直接發生摩擦而造成拉缸事故，活塞上套有支承環4，它通常是由聚四氟乙烯或尼龍等耐磨材料制成，但不起密封作用。缸內兩腔之間的密封是靠活塞內孔的O形密封6，以及外緣安置的兩個組合密封（格來圈）來保證，活塞桿表面同樣具有較高粗糙度（0.2），為了確保活塞桿的移動不偏離中心線，以免損傷缸壁和密封件，并改善活塞桿與缸蓋孔的摩擦，特在缸蓋一端設置導向套15，導向套內孔上套有支承環10，還有防止油液外漏的組合密封（斯特封）12和YX型密封圈13，這兩道密封可以防止由于加工誤差造成活塞桿滲油現象。考慮到活塞桿外露部分會粘附塵土，故缸蓋孔口處設有防塵圈17。在缸底和活塞桿頂端上安裝有油嘴1，為工作機構連接用的銷軸提供潤滑油。此外為了減輕活塞在行程終了時對缸底的沖擊，缸底端設有縫隙節流緩沖裝置，當活塞快速運行臨近缸底時，缸底端部的緩沖柱塞將回流堵住，迫使剩余油液只能從柱塞周圍的縫隙擠出，于是活塞速度迅速減慢實現緩沖。 ...
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