液壓缸是液壓傳動的執行元件,它和液壓切管機工作機構有直接的聯系,對于不同的管道材質進行管道切割時,液壓切管機不同的機構,液壓缸具有不同的用途和工作要求。液壓缸的結構型式有活塞缸、柱塞缸、擺動缸三大類,活塞缸和柱塞缸實現往復直線運動,輸出速度 和推力,擺動缸實現往復擺動,輸出角速度(轉速)和轉矩。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 機構組合起來使用,以完成特殊的用途。
因此,在設計切管機液壓缸之前,必須對整個液壓系統進行工況分析,編制負載圖,選定系統的工作壓力,然后根據使用要求選擇結構類型,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、穩定性和緩沖驗算,最后再進行結構設計。
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的行程及壓力設計,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據,方能最后修改和確定。
在計算切管機液壓缸的結構尺寸液壓缸的結構尺寸主要有三個:缸筒內徑D、活塞桿外徑d和缸筒長度L。
1.缸筒內徑D。液壓缸的缸筒內徑D是根據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,從而得到缸筒內徑D,再從標準中選取最近的標準值作為所設計的缸筒內徑。
2.活塞桿外徑d?;钊麠U外徑d通常先從滿足速度或速度比的要求來選擇,然后再校核其結構強度和穩定性。
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構需要來確定
4.最小導向長度的確定。
當活塞桿全部外伸時,從活塞支承面中點到導向套滑動面中點的距離稱為最小導向長度H如果導向長度過小,將使液壓缸的初始撓度(間隙引起的撓度)增大,影響液壓缸的穩定性,因此設計時必須保證有一最小導向長度。
液壓切管機的液壓缸設計和使用正確與否,直接影響到它的性能和易否發生故障。在這方面,經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等問題,造成液壓切管機在進行管道切割時液壓缸出現拖底、過載及壓力過小等問題。所以,在設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下承受最大負載,或在受壓狀態下具有良好的穩定性。
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。缸內如無緩沖裝置和排氣裝置,系統中需有相應的措施,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。定位件須設置在活塞桿端,如為拉伸則設置在缸蓋端。
4.液壓缸各部分的結構需根據推薦的結構形式和設計標準進行設計,盡可能做到結構簡單、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,甚至會使其不能正常工作。良好的防塵措施,有助于提高液壓缸的工作壽命。尤其是管道切割作業中比較惡劣的工作環境尤為重要。
總之,液壓切管機的液壓缸設計內容不是一成不變的,根據具體的情況有些設計內容可不做或少做,也可增大一些新的內容。設計步驟可能要經過多次反復修改,才能得到正確、合理的設計結果。在設計液壓缸時,正確選擇液壓缸的類型是所有設計計算的前提。在選擇液壓缸的類型時,要從機器設備的動作特點、行程長短、運動性能等要求出發,同時還要考慮到主機的結構特征給液壓缸提供的安裝空間和具體位置。