超高溫旋轉夾緊油缸優(yōu)化設計論文

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1超高溫旋轉夾緊缸的設計

1.1液壓缸旋轉機構的結構設計

帶控制閥高溫旋轉夾緊液壓缸的工作原理:當左端進油，液壓缸無桿腔進油，推動活塞桿3往上運動，定位銷6上開設了一條槽(由兩根槽和一根螺旋槽組成，直線距離短，約長于導向軸的直徑)，活塞相對定位銷作直線運動，固定在活塞下端孔的導向軸18繞著定位銷6作微距離直線運動—旋轉—微距離直線運動，從而帶動整體活塞桿3作微距離直線運動—旋轉—微距離直線運動，實現(xiàn)夾具的松開旋轉運動。當有桿腔進油時，推動整體活塞桿3往下運動，活塞上的導向軸18在槽里運動，從而帶動活塞桿3作微距離直線運動—旋轉—微距離直線運動，當液壓系統(tǒng)中液壓油保壓時，實現(xiàn)了活塞桿的夾緊。由于直線段距離較短，導向軸在槽中有自鎖功能，完全能保證夾具的夾緊功能。要實現(xiàn)以上運動，需要有液壓系統(tǒng)進行支撐，提供動力源及控制系統(tǒng)，配以PLC(可編程控制器技術)，可以實現(xiàn)智能控制，有效、安全地保證液壓旋轉夾緊動作的可靠性與安全性。

1.2液壓缸活塞導向裝置的設計

在此產(chǎn)品中，導向軸是關鍵零件，它在螺旋槽中的運動較為重要，不能太過于松動，松動會造成鎖緊功能消失，并且間隙過大會影響旋轉的準確角度，因此要保證導向軸在槽內運動自如，又要保證間隙小。經(jīng)過一段時間的試驗，最后采用將導向軸的外形設計成橢圓形(已獲專利)，采用數(shù)控車削加工，效果較好，完全保證其在旋轉槽中順利運動。定位銷中螺旋槽采用帶圓弧形狀設計，由于此螺旋槽的加工難度大，采用一般機床難以加工，采用數(shù)控車銑中心加工效果較好，且表面光潔。將此夾具裝配后，轉動靈活、定位準確。

1.3液壓缸密封結構的設計

用于旋轉夾緊油缸的液壓油防滲裝置在液壓缸的工作過程中相當重要，作者采用的是對導向套內部進行改進，在防塵圈內側增加一槽，并裝入“O”型密封圈。裝配好后的液壓缸，外界灰塵進入缸內的可能性減少，液壓油不產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，運動自如，液壓系統(tǒng)的壽命提高3倍。此裝置已獲專利。穩(wěn)定旋轉活塞桿。由于活塞桿長期作往復運動，其失穩(wěn)現(xiàn)象較為頻繁，現(xiàn)在活塞桿外圓處增加一支撐環(huán)，并填入支撐環(huán)材料。裝配好后的旋轉夾緊機構，往上提升穩(wěn)定，未發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，運動自如，使整個液壓系統(tǒng)的壽命提高3倍。

1.4液壓缸密封材料的設計

氟橡膠是含有氟原子的合成橡膠，具有優(yōu)異的耐熱性、耐氧化性、耐油性和耐藥品性，它主要用于航空、化工、石油、汽車等工業(yè)部門，作為密封材料、耐介質材料以及絕緣材料。分子結構中含有氟原子的合成橡膠，通常以共聚物中含氟單元的氟原子數(shù)目來表示，如氟橡膠23是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。由于氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學腐蝕，采用氟膠作為防塵圈，對高溫的適應性增強，外界灰塵不易進入缸內，使液壓缸在超高溫狀態(tài)(大約200℃)下工作可靠。

2應用效果

此產(chǎn)品能在高溫環(huán)境(相對于液壓缸來講200℃較高)中工作，可用較輕質量的液壓缸提升金屬冶煉中的爐蓋及高端裝備的動作，產(chǎn)生的壓力較大，效果顯著。

3結論

由于此產(chǎn)品開發(fā)中采用了液壓與機械相結合的技術，利用了兩者的優(yōu)點，避免了兩者的缺點，特總結如下:

(1)操作方便省力，大大降低工人勞動強度。采用旋轉夾緊液壓缸，為爐蓋的起升提供了穩(wěn)定的動力與控制;

(2)使用這種旋轉夾緊液壓缸，滿足產(chǎn)品的需要的同時成本大大減少;

(3)節(jié)省輔助時間，提高效率。這種高溫旋轉夾緊缸節(jié)省了較大的空間(傳統(tǒng)產(chǎn)品空間較大)和減少了較多的成本。

(4)為在高溫環(huán)境中工作的類似夾具提供理論與實際參考。

作者：任小鴻 陳麗 單位：四川化工職業(yè)技術學院機械工程系 瀘州華西機械有限責任公司