双作用多级液压缸设计分析
双作用液压油缸原理
双作用液压油缸原理
双作用液压油缸是一种常见的液压执行元件，可以通过液压系统实现正反两个方向的线性运动。
其工作原理基于液压力的传递和作用。
双作用液压油缸主要由活塞、油缸、密封件、进油口和出油口等组成。
液压系统通过控制进油口和出油口的开关，使液压油进入或排出油缸内部，来控制活塞的前后移动。
当液压油进入油缸的一侧，活塞受到液压力的作用向前运动，同时油缸的另一侧的液压油被压力排出。
当控制进油口和出油口的开关切换时，液压油进入油缸的另一侧，活塞受到液压力的作用向后运动，同时油缸的前一侧的液压油被压力排出。
双作用液压油缸的正反运动是通过液压系统的切换完成的。
液压系统中的液压泵通过压力产生液压油流，进入油缸的一侧从而推动活塞前进，而在液压油进入油缸的另一侧时，则由液压油缓慢排出，使得活塞向后移动。
双作用液压油缸广泛应用于各个领域，如工程机械、制造业、船舶等。
其具有传动简单、运动平稳、力量大、速度可调等特点，能够满足不同场合的需求。
最重要的是，双作用液压油缸的工作效果可通过液压系统的设计和控制来实现精确而可靠的运动。
液压缸与液压设计说明
液压缸与液压设计说明液压系统是一种将流体力学原理应用于工程实践中的技术。
液压系统由液压泵、液压缸、液压阀门等组成，其中液压缸是液压系统中的重要元件之一、液压缸负责将液压系统中的压力能转化为机械能，并实现线性运动。
本文将介绍液压缸和液压系统的设计要点和注意事项。
一、液压缸的基本构造和工作原理液压缸是由筒体、活塞、活塞杆等主要部件组成。
液压缸内部充满了液压油，液压油通过液压泵进入液压缸，施加在活塞上的压力会产生强大的推力，使活塞和活塞杆发生线性运动。
液压缸的推力大小与液压油的压力和活塞面积有关。
二、液压缸的设计要点1.选用合适的液压缸类型：液压缸有单作用液压缸和双作用液压缸两种类型。
单作用液压缸只能在一方向上产生推力，而双作用液压缸可以在两个方向上产生推力。
根据具体需求选择合适的液压缸类型。
2.确定液压缸的工作压力范围：液压缸的工作压力一般在10-20MPa 范围内，根据具体应用场景和工作负荷确定液压缸的工作压力。
3.确定液压缸的工作速度：液压缸的工作速度与液压泵的供油流量有关，需要根据实际需求和系统的供油能力来确定液压缸的工作速度。
4.选择合适的液压缸尺寸：液压缸的尺寸需要根据实际需求和系统的工作空间来确定。
液压缸的直径和活塞杆的直径都需要考虑，同时也需要考虑液压缸的长度和活塞杆的伸缩长度。
三、液压系统的设计要点1.选用合适的液压泵：液压泵是液压系统的核心部件，根据系统的工作压力和流量需求选择合适的液压泵。
2.设计合理的液压回路：液压回路的设计需要满足系统的工作需求，确保液压缸获得足够的液压油供给。
3.选用合适的液压油：液压系统的工作稳定性和寿命与液压油的质量和性能有关，选用合适的液压油对系统的安全性和可靠性有重要的影响。
4.配置合适的液压阀门：选用合适的液压阀门来控制液压缸的工作，如溢流阀、换向阀、节流阀等。
四、液压缸和液压系统设计的注意事项1.液压缸和液压系统的设计需要满足相关国家和行业的标准和规范，确保系统安全可靠。
液压缸结构设计及运行特性分析
液压 缸结构 设计及 运行特性分析
刘 晓 明． 叶 玮
（ 沈 阳工业 大学 电气 工程 学 院 ， 辽宁 沈 阳 １ １ ０ ８ ７ ０ ）
摘 要： 液 压 缸 作 为 液 压传 动 系统 关 键 零 部 件 之 一 ． 其 动 作 可 靠 性 直 接影 响液 压 系 统 工 作 性 能 好 坏 。从 液 压 缸 可 靠 性 设 计 出 发 ， 基 于液
析 了不 同结 构 参 数 下 速 度一 时 间特 性
关键词 ： 液压缸 ： 活塞 ； 缓 冲； 速 度 特性 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ ． ５ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ — ０ ８ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ １ ７ — ０ ５
ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ． Ｃｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｃ ｙ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ ，ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉ ｒ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
压 缸 组 成 结 构 及 工 作原 理 ． 对 液 压 缸 主要 结构 参 数 进 行 了设 计 与 强 度 校核 ， 分 析 了液 压 缸 运 动 过 程 中 不 同 的 缓 冲 状 态 ， 并 建 立 了相 应 的 流量方程 ， 基 于能 最 守 恒 定 律 建 立 了 液压 缸往 复运 动 过 程 活 塞 力 平衡 方程 。通 过 建 模 仿 真 求 得 液 压 缸 运 动 过 程 速 度 一 时间特性曲线 ， 分
多级液压缸强度及稳定性分析
多级液压缸强度及稳定性分析作者：钟爱清胡学贵汪波等来源：《农业开发与装备》 2018年第9期摘要：液压缸作为液压系统的关键执行元件，既受内压作用，同时承受外载作用，因此对于细长杆件的液压缸而言，需要对其进行强度、稳定性分析校核，以保证液压缸设计的安全性和可靠性。
利用ANSYS有限元分析软件建立多级液压缸三维模型，对多级液压缸进行强度校核和稳定性分析。
关键词：多级液压缸；临界载荷；线性屈曲；等效应力1分析依据井架起升液压缸为三级液压缸（图1），由缸筒和第一级活塞杆、第二级活塞杆和第三级活塞杆（最小杆）、密封圈等组成，油缸两端与井架的采用销轴铰接方式进行连接。
油缸伸出时，先出第一级，再出第二级，最后出第三级活塞杆；回缩时先收第三级，再收第二级，最后收第一级活塞杆。
缸筒材质一般采用27SiMn（调质），活塞材质为45号钢（正火态）。
作为液压系统的关键执行部件，既受内压作用，同时承受外载作用，因此对于细长杆件的液压缸而言，需要对其进行强度、稳定性分析校核，以保证液压缸设计的安全性和可靠性。
为确保计算的合理性和准确性，参考标准、规范如下：1）《机械设计手册：第2篇机械工程材料》第5版；2）《液压缸试验方法》GB/T15622-2005；3）《钢结构设计规范》GB50017-2003。
2材料力学性能根据《机械设计手册：第2篇机械工程材料》（第5版，闻邦椿主编）确定钢号27SiMn （调质）和45#（正火）的材料力学性能如下表1所示。
3有限元模型的建立3.1计算约定1）对多级液压缸，取全部活塞伸出时达到最大长度的状态为计算状态，同时忽略密封圈、局部油孔、凸台、倒角、焊缝的影响，并假定焊接过程是可靠的，不存在焊接缺陷和未焊牢的情况。
2）在不影响分析结果的情况下，基于简化计算的目的，将液压缸各部分材料视为各向同性、匀质的理想弹塑性材料。
3）液压承载受压后，由于活塞与缸筒、活塞杆与套环间存在间隙，活塞伸出后必然会有折曲，因此液压缸本质是一个变截面有初始弯曲的承受内压的压杆纵横弯曲问题，为考虑各因素对液压缸临界载荷的影响，根据《钢结构设计规范》GB50017-2003，取液压缸总长1/1000作为弯曲缺陷进行稳定性分析。
双作用气缸 解剖
双作用气缸解剖双作用气缸是一种常见的液压元件，它具有很多优点，广泛应用于工业领域。
本文将从结构、工作原理、应用以及维护保养等方面对双作用气缸进行解剖分析。
一、结构双作用气缸主要由活塞、缸体、活塞杆、密封件和进出口油口等组成。
活塞位于缸体内部，通过活塞杆与外界相连。
活塞与缸体之间通过密封件保持密闭性，进出口油口控制油液的进出。
二、工作原理当液压油通过进口油口进入气缸时，活塞受到液压力的作用而向外运动，推动活塞杆也一同向外运动。
当液压油通过出口油口排出时，活塞受到外部负载的作用而向内运动，活塞杆也随之向内运动。
三、应用双作用气缸广泛应用于各种机械设备中，如液压机床、冶金设备、建筑机械、起重机械等。
它可以用来实现线性运动、顶起重物、推动工件等功能。
四、维护保养1. 定期清洗气缸内部，保持缸体内部的清洁状态，避免杂质进入导致密封件磨损或堵塞油口。
2. 定期检查密封件的磨损情况，如有磨损及时更换，以保证密封性能。
3. 定期检查活塞杆的磨损情况，如有磨损应及时修复或更换。
4. 注意保持气缸表面的清洁，避免灰尘或其他杂物进入气缸，影响活塞的正常运动。
5. 定期检查进出口油口的密封情况，如有泄漏应及时维修。
总结：双作用气缸是一种常见的液压元件，通过液压力的作用实现活塞和活塞杆的运动。
它具有结构简单、使用方便、承载能力大等优点，广泛应用于各个工业领域。
在使用过程中，我们需要定期对气缸进行维护保养，以保证其正常的工作效果和使用寿命。
通过对双作用气缸的解剖分析，我们对其结构和工作原理有了更深入的了解，为我们的应用和维护提供了指导。
汽车液压缸的液压系统设计与优化分析
汽车液压缸的液压系统设计与优化分析液压系统是现代汽车中重要的动力传动系统之一。
在液压系统中，液压缸是承担着转换液压能为机械能的重要部件。
液压缸通过液体压力的转换，通过驱动活塞在汽车运动中起到推动力的作用。
在汽车液压系统的设计和优化分析中，提高液压系统的效率、减少能源消耗、降低噪音和振动以及提高可靠性是关键目标。
在设计汽车液压缸的液压系统时，需要考虑以下方面：1. 工作条件和负载要求：根据汽车的使用场景和具体工作条件，确定液压系统所能承受的最大压力和负载要求。
这有助于选定合适的液压缸尺寸和工作参数。
2. 液压动力装置选择：液压动力装置是液压系统的核心部件，可根据汽车的需求选择合适的动力装置类型，如液压泵、液压马达等。
根据动力装置的工作性能和输出力矩，决定液压缸的设计参数和工作性能。
3. 液压缸结构设计：确定液压缸的结构形式，包括单作用液压缸、双作用液压缸等。
针对具体工作场景，选择合适的液压缸结构以满足负载要求。
同时，考虑液压缸的材料选择，以满足强度和耐腐蚀的要求。
4. 液压系统的控制方式：决定液压系统的控制方式，如手动控制、自动控制、电气控制等。
根据具体的应用场景，选择合适的控制方式以提高系统的性能和效率。
5. 液压系统的液体传输管路设计：合理设计液体传输管路，包括管道的布置、管道直径的选择等，以最大程度减小流体损失和压降，提高系统的效率。
在液压系统设计完成后，需要进行优化分析以提高系统的性能和效率：1. 液压系统的能源消耗分析：通过对液压系统的能源消耗进行监测和分析，找出能源消耗较大的部分，并采取相应的措施减少能源损失和浪费，从而提高液压系统的能源利用率。
2. 液压系统的噪音和振动分析：通过噪音和振动的测量和分析，找出造成噪音和振动的原因，并采取相应的措施进行调整和优化，以减少噪音和振动的产生，提高汽车的乘坐舒适性。
3. 液压系统的可靠性分析：对液压系统进行可靠性分析，找出可能存在的故障点，针对性地进行改进和优化，以提高液压系统的可靠性和稳定性。
双螺旋摆动液压缸的设计
双螺旋摆动液压缸的设计首先，我们需要定义设计要求。
设计双螺旋摆动液压缸时需要考虑以下几个方面的要求：1.承受的最大工作压力：根据具体应用场景，确定液压缸所需的最大工作压力。
2.摆动角度范围：确定液压缸所需的摆动角度范围，这将决定双螺旋的设计参数。
3.载荷能力：注重对液压缸的载荷能力评估，确保其可以承受期望的力和扭矩。
4.摆动速度：确定液压缸的工作速度，以便确定所需附加细节，例如冷却系统和摩擦补偿。
在设计双螺旋摆动液压缸时，需要考虑以下几个关键要点：1.驱动机构：液压摆动液压缸通常由一个液压马达或液压缸来驱动。
根据需要选择合适的驱动机构，考虑所需的扭矩和速度要求。
2.双螺旋结构：双螺旋是摆动液压缸的核心部分，它使液压缸能够实现大幅度的摆动。
设计时需要确定双螺旋的尺寸、材料和螺旋距离等参数。
3.密封系统：液压缸的密封系统非常重要，需要确保液压缸不会泄漏液体，并且能够承受所需的工作压力。
选择合适的密封件材料以满足所需的耐磨性和耐压性。
4.结构强度：液压缸的结构强度也是设计过程中需要考虑的重要因素，需要进行应力分析和强度计算，确保液压缸能够承受过载和冲击负荷。
5.液压系统：液压缸的设计也需要考虑液压系统的参数，例如工作压力、流量等，以确保系统匹配和正常运行。
在设计完成后，还需要进行一些测试和验证，以确保双螺旋摆动液压缸满足所需的要求。
以下是一些常见的测试项目：1.静态测试：检查液压缸的密封性能和承载能力，以及结构是否满足设计要求。
2.动态性能测试：检查液压缸的工作速度、摆动角度和响应时间等动态性能指标。
3.耐久性测试：检查液压缸的使用寿命和可靠性，包括长时间运行和交变载荷下的测试。
4.故障检测和维修：确保设计中考虑到了各种可能的故障情况，并能够进行修复和维护。
综上所述，双螺旋摆动液压缸的设计需要考虑诸多因素，如工作压力、摆动角度、载荷能力和摆动速度等。
通过合理选择驱动机构、优化双螺旋结构、设计合适的密封系统和确保结构强度，可以实现高效可靠的双螺旋摆动液压缸。
液压缸的设计与优化
液压缸的设计与优化液压系统在工程领域中起着至关重要的作用，而液压缸作为液压系统的核心部件之一，其设计与优化对于系统的性能与效率具有重要影响。
本文将探讨液压缸的设计原理与方法，并针对其优化提出相应的思路和建议。
1. 液压缸的基本原理液压缸是一种将液压能转化为机械运动能的装置。
其基本原理是利用液体的压力对密闭容器内的可动活塞施加力，从而产生线性运动。
液压缸的组成主要包括缸体、活塞、密封件、液体进出口等，通过控制液体的进出和流动状态来实现运动控制。
2. 液压缸的设计要素（1）负载条件：液压缸的设计必须充分考虑负载条件，包括负载的大小、速度和变化情况等。
根据具体应用需求确定液压缸的尺寸和参数，以满足负载要求。
（2）成本效益：在设计液压缸时需要综合考虑成本效益。
通过合理的结构设计和材料选择，尽量降低生产成本，同时确保液压缸的质量和可靠性。
（3）效率与能耗：液压系统的效率与能耗直接影响整个系统的性能表现。
在液压缸的设计中，应尽量减小液体流动阻力和压力损失，并合理选择液压泵的类型和容量，以降低能耗。
（4）稳定性与可靠性：液压缸在工作过程中需要保持稳定的性能，并具备较高的可靠性。
因此，在设计过程中应充分考虑材料的强度和刚度，以及密封件的选择和组装方式等因素，以确保液压缸的工作平稳可靠。
3. 液压缸的设计方法（1）力学分析：通过力学分析，确定液压缸在负载下所受的力和压力，并计算出活塞的受力情况。
根据受力情况和运动要求，可以确定液压缸的尺寸和结构形式。
（2）材料选择：根据液压缸的负载要求和工作环境条件，选择合适的材料。
常用的液压缸材料有铸铁、钢、不锈钢等，根据具体情况选择适合的材料类型和级别。
（3）密封件设计：液压缸的密封性能对于其工作效果和寿命至关重要。
通过合理选择密封件材料和结构形式，并注意密封面的加工和安装，可以有效提高液压缸的密封性能。
（4）液压系统配套：液压缸的设计还需要考虑液压泵、油管和控制阀等液压系统的配套。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
双作用多级液压缸设计分析
摘要：双作用多级液压缸的制作难度、维修难度相比于传统液压缸来说更高。
本文重点分析了一种双作用多级液压缸的结构，说明了其在工作时的大致过程，并给出了相应的工作原理，提出了优化改进方案。
关键词：双作用多级液压缸；结构；设计
双作用多级液压缸是一种区别于传统液压缸的新型液压机器，与后者相比，前者的优点是结构非常紧凑，且外形很小，可以满足空间不大的环境，还能够满足外伸内缩时带动负载的功能。
但相比普通液压缸，其结构又比较复杂，成本与加工难度很高，都必须由专业的工厂设计。
1.液压结构设计
在系统对负载的运动速度没有具体要求，而只是对其推力和行程有要求的情况下，对液压缸的结构进行了设计。
其结构设计图如图1所示。
此液压缸是双作用两级活塞式的。
由第一级活塞，第二级活塞还有缸筒构成，其中1为缸筒，2为第一级活塞，3为第二级活塞。
首先将第一级的活塞筒部做成双层的结构，并在外层的左端开有一个小孔（D），内层的右侧开有小孔E，液压缸的油口A在第二级的活塞杆上面，并在第二级活塞杆上开一小孔C，且C与B相通，B口通过其通道与液压缸的右半部分相连[1]。
2.双作用多级液压缸工作过程
我们将第一级的活塞左半部分的有效面积称为S1，右半部分面积为S2，第二级活塞左端部分的面积为S2，有端部分的有效面积为S2a.一般情况下，我们将液压缸活塞向外伸展时分为两种情况，第一种为第二级活塞不动，第一级活塞运动，两级活塞一起向外翻。
第二种是每当第一级到达右面的点时，其所受的压力等于第二级活塞左半部分所受的压力，将第二级活塞推到第一级活塞的右半部分。
在上述分析活塞外伸过程中，考虑到活塞的右端有效面积相对于左端面积比较小，而且外伸时有杆腔的压力比较低，忽略了作用在活塞右端上的液压力，这与实际是符合的[2]。
我们从多级液压缸的工作过程可以看出这种液压缸较单级液压缸的效率更高，需注意方面更多。
3.二级双作用液压缸的设计注意点
在二级双作用液压缸中，其一级活塞杆制作过程比较复杂，在设计时要详细地考虑合理的设置。
首先应注意在焊缝的设计时要留有足够的空间，其次要注意应该在磨平打光之前对左右油口进行加工；第三在设计内外钢管间的间隙时通常有两种设计方法，一种是内外管的外表面设置轴向槽；另一种是在内钢管外表设置螺旋槽，在螺旋槽和轴向槽的设置中必须在保证油量的前提下进行。
第四在选择密封的材料时，要根据实际情况进行选择。
其一般分为U和Y型（字母型），
孔用组合，轴用组合三种情况。
最后由于多级伸缩液压缸的活塞在整个系统里起着支撑作用。
因此对于活塞和导向套的选择则要求其摩擦的阻力小，耐磨性强，承受压力大。
4.设计后的工作原理
当双作用多级液压缸活塞加装复合阀时，可以达到三种状态。
第一种为在液压介质压力比较低时阀片不会移动。
固定的阀片是密封的，液压的很小的流量会通过节流孔。
这样可以使该种多级液压缸形成一种顺序。
第二种状态就是上一级的油缸回路动作完成以后，液压的压力会变大。
介质压力升高后会使移动阀片靠近箭头的方向。
这时便会形成一个空间。
随后液压介质便会向右靠近，复合阀转换成大流量供油的状态。
第三种状态就是通过复合阀来实现节流，在油路被阻碍的情况下，通过复合阀的小孔实现回油，实现缓冲。
双作用多级液压缸伸出时的缓冲原理就是在一定限度的固定流量下，因为活塞面积的大小差异，速度会加快，
为了实现伸出时的节流缓冲效果，将有杆腔的供排油流道设计成大小孔前后并行的结构，大孔在靠近前盖侧，在每级油缸运动到接近前时，大的孔进入前盖导向环形区域遮盖，有杆腔的回油通过靠近活塞的小孔固定节流排出，从而实现液压缸每一级活塞的缓冲。
我们同过对于工作原理的分析可以得出经验，总结分析，将双作用多级液压缸的优点阐明出来，并对工作原理进行延伸，从而找到更有效的手段进行工艺设计，使其达到最好的效果。
5.优化方案
在进行双作用多级液压缸的设计时，要进行细致的优化，当每一级活塞伸缩时，由于液压缸本身并不具备缓冲减压的功能，所以应该在做液压缸的运动位置检测时给予更多的考虑，但这种考虑会增加费用，浪费成本，当在信号失去控制时，会对液压缸造成损害。
我们研究了双作用多级液压缸的结构，结合经验，研究出一种拥有缓冲系统的方案。
就是在每一级的活塞上安装复合阀，并将油管伸长。
当活塞完成收回时，要将每一级的活塞和无杆腔油管通过密封，并设计一种大小孔的装置，大孔要放在比较前面，小孔比较靠近活塞。
液压复合阀是由孔用弹性挡圈、固定阀片、移动阀片弹簧等几部分构成的。
我们在对内部结构和工艺进行优化时，一定要考虑到符合标准的因素，暨质量要达到最优标准，成本达到最合理标准。
并不可一味的为了完成结构的设计而忽视了其他条件。
6.结束语
双作用多级液压缸是一种新型高效的液压缸。
具有普通液压缸所具备的一切优势，还有特殊性。
这种新型液压缸很复杂，无论从设计还是工艺需要的成本更高。
我们在日常加工中，需要结合经验，进行灵活的处理。
应该普及双作用多级液压缸的使用范围。
加强其相关产业的工作效率。
注重设计工艺，加大投入，从细节出发，深化新技术革命。
参考文献：
[1]孙晓林，王婷.一种新颖实用的双作用多级液压缸[J].液压与气动，2007，04：60.
[2]于贵文，臧克江，林晶.双作用多级液压缸的设计[J].中国工程机械学报，2007，04：430-433.。