活塞杆的导向套、密封装置和防尘圈 | |||||
活塞杆导向套装在液压缸的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导向，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。外侧装有防尘圈，以防止活塞杆在后退时把杂质、灰尘及水分带到密封装置处，损坏密封装置。当导向套采用非耐磨材料时，其内圈还可 装设导向环，用作活塞杆的导向。导向套的典型结构型式有轴套式和端盖式两种 (1) 导向套的结构 表1 导向套典型结构型式 | |||||
类 别 | 结构 | 特 点 | 类 别 | 结构 | 特 点 |
端盖式 |
1—非金属材料导向套； 2—组合密封；3—防尘圈 | 前端盖采用球墨铸铁或青铜制成。其内孔对活塞杆导向 成本高 适用于低压、低速、小行程液压缸 | 轴 套 式 |
1—金属材料导向套； 2—车氏组合密封；3—防尘圈 | 摩擦阻力大，一般采用青铜材料制作 适用于重载低速的液压缸中 |
端盖式加导向环 |
1—非金属材料导向环； 2—组合式密封；3—防尘圈 | 非金属材料制作的导向环，价格便宜，更换方便，摩擦阻力小，低速启动不爬行 多用于工程机械且行程较长的液压缸中 |
1—导向套；2—非金属材料导向环； 3—车氏组合密封件；4—防尘圈 | 导向环的使用降低了导向套加工的成本 该结构增加了活塞杆的稳定性，但也增加了长度 适用于有侧向负载且行程较长的液压缸中 | |
(2)导向套的材料 金属导向套一般采用摩擦因数小、耐磨性好的青铜材料制作，非金属导向 套可以用尼龙、聚四氟乙烯＋玻璃纤维和聚三氟氯乙烯材料制作。端盖式直接导向型的导向套材料用灰铸铁、球墨铸铁、氧化铸铁等制作 (3)导向套长度的确定 表2 | |||
项目 | 计 算 公 式 | 说明 | |
导 向 套 尺 寸 配 置 | 导向套的主要尺寸是支承长度，通常按活塞杆直径､导向套的型式､导向套 材料的承压能力､可能遇到的最大侧向负载等因素来考虑。通常可采用两段导向段，每段宽 度一般约为d/3，两段的线间距离取2d/3，如图a所示 |
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Fd —— 导向套承受的载荷，N M0 —— 外力作用于活塞上的力矩，N·m F1 —— 作用于活塞杆上的偏心载荷，N K1 —— 安装系数，通常取1＜K1≤2 L —— 载荷作用的偏心矩，m LG —— 活塞与导向套间距，m，当活塞向上推，行程末端为 最不利位置时，取 D、d —— 活塞及活塞杆外径，m
b —— 导向套宽度，m pd —— 支承压应力，通常为青铜pd＜8MPa，纤维增强聚四氟乙稀pd＜3MPa H —— 最小导向长度，是从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离 D —— 缸筒内径，m S —— 最大工作行程，m B —— 活塞宽度，m 为了保证最小导向长度，过多地增加导向长度b和活塞宽度B是不合适的，较好的办法是在导向套和活塞之间装一中隔圈，中隔圈长度LT由所需的最小导向长度决定。采用中隔圈不仅能保证最小导向长度，还可以提高导向套和活塞的通用性 |
受 力 分 析 | 导向套的受力情况，应根据液压缸 的安装方式､结构､有无负载导向装置以及负载作用情况等的不同进行具体分析 ① 图b所示为最简单的受力情况，垂直安装的液压缸，无负载导向装置，受偏心轴向载荷F1作用时 M0＝F1L (N·m)
② 对于其他受力情况(如非垂直安装的液压缸，则在M0内还要考虑液压缸的重力作用)，求出必须由导向套所承受的力矩M0后，即可利用下式求出导向套受到的支承压应力pd
图c所示结构： 支承压应力应在导向材料允许范围内 导向套总长度不应过大，特别是高速缸，以避免摩擦力过大 | ||
最 小 导 向 长 度 | 导向长度过短，将使缸因配合间隙引起的初始挠度增大，影响液压缸的工作性能和稳定性，因此，设计必须保证缸有一定的最小导向长度，一般缸的最小导向长度应满足
导向套滑动面的长度A，在缸径小于或等于80mm时，取 A＝(0.6～1.0)D 当缸径大于80mm时，取 A＝(0.6～1.0)d 活塞宽度取 B＝(0.6～1.0)D | ||
(4) 加工要求 导向套内孔与活塞杆外圆的配合多为H8/f7～H9/f9。外圆与内孔的同轴度公差不大于0.03mm，圆度和圆柱度公差不大于直径公差之半，内孔中的环形油槽和直油槽要浅而宽，以保证良好的润滑 | |||
