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关于碟簧缸的设计问题。带附图。

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发表于 2012-11-23 15:46:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 装装 于 2012-11-23 16:08 编辑 9 S4 b, V3 l: L: x
" @3 d) z* J- A3 D$ {
大家好,我有一个碟簧缸,这是测绘的别的厂家生产的,但让我自己设计的话,不知道从何入手,还有没有其他的设计方案。大家来讨论一下。

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发表于 2012-11-23 16:44:48 | 显示全部楼层
楼主贴图,大家直接看到,才好发表意见
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发表于 2012-11-23 16:45:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 害怕伏枥 于 2012-11-23 16:47 编辑 " r7 t; w. j$ C6 n
- t% a# J" S$ ~' i8 k& |
帮楼主贴出图片。& A8 {) `: t- J! L

! u# Y' b1 ~) B

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发表于 2012-11-23 17:10:00 | 显示全部楼层
这是一种单作用液压缸,工作时靠弹簧的力夹持,需要松开时,靠液压力克服弹簧力,一般行程非常小,其次活塞杆比较粗(这样作是为了打开的速度),设计时要注意弹簧的导向,以免划伤缸筒。
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发表于 2012-11-24 05:37:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 害怕伏枥 于 2012-11-24 05:40 编辑
% F3 A- d) m- ~* E! F& i# I5 _. b4 O7 D% U- h; T7 h6 A; [% d
楼上说得很对。. m& M  B3 b& I
首先要搞清这个油缸做什么用。
1 K" A- [- x3 g# Y( o5 k% z% o* C这个油缸是单作用式油缸,活塞两边只有一边有油口。从图上可以见到,活塞因碟簧作用处于伸出极限。如果有压力油进入油缸,在压力油推力小于碟簧弹力时,活塞不会移位。压力油油压一定要大到一定数值,活塞会开始缩回;再继续增大到超过某个数值,活塞才会缩回到底。所标示的16MPa,一般而言,应当是油缸的最大许用油压。即这个油缸在进油口油压达到16MPa时,活塞一定会缩回到底。至于在油压达到多大数值活塞开始回缩,则需要根据碟簧的刚度决定。
* W# n; d6 B# Y- J  L: n# m这里就牵涉到碟簧的设计和制造了。有关知识,在一般的机械手册里都有。6 u6 @' N3 o' _/ F  d- W/ O  N
图纸标示这个油缸是夹紧油缸,而从图纸上看,缸体固定。活塞只有在伸出时会对某个东西起到夹紧作用,缩进时是放开。为什么要用碟簧缸而不用其它形式的油缸,这一定是因为这个夹紧,必须是长期有效,不可以因为停电或液压故障失效。不然用个简单的双作用油缸就可以,不必用碟簧缸。% I; e0 x) C  X* ]" x6 Z6 C: _3 M+ C- c
如果自己做设计,思路按上面的分析,找出不一样的地方就可以开始了。: o7 A& z" b9 v9 u! F# X
一般情况下,先要确定夹紧力,然后选择合适的弹簧,根据弹簧尺寸再设计油缸。
* ], O: Y, b1 w) k
+ D1 m: q- a) g2 P, Z* G
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发表于 2012-11-24 09:17:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 害怕伏枥 于 2012-11-24 09:19 编辑
0 Y8 {$ ^! j+ ]9 w/ B, {( v" i# I. ?7 M! I5 w- P
对于这个油缸的碟簧,从图纸上可以知道其外径小于145,内径大于70,碟簧簧片厚度约8。
9 ]: e" ~: ~/ C$ u8 W' \电脑上装有机械设计手册(新编软件版)2008,打开找到:" E& C+ H# l/ a- W$ O! [. j
- ~% |. x9 _% L6 h: J8 i
$ }) l/ p! ^' y- N1 V, P5 n$ R, S

2 _. i/ J3 h2 m* h+ L" T
2 ]5 L4 S: ?- N! J2 I  a

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发表于 2012-11-24 09:24:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 害怕伏枥 于 2012-11-24 09:38 编辑
3 y' J  A0 @. C5 f; D- Z* s- i' ]$ z! q% R6 g
在第二张表格找到尺寸符合要求的碟簧,从表格底下向上第6个,有:
! H. I( n: }& M8 G( f外径D=140
5 d) ^$ B( B9 O3 G内径d=72
' C" M; f# @& V4 u0 B簧片厚t=8
; _: h% k  E3 @0 j3 E自由高度Ho=11.2
( `  h- e  n( t碟簧压平计算值ho=3.2: p0 D2 b/ m/ a
f=0.75*ho=2.42 L  \) Q3 K2 A; s8 k  Q; L
在碟簧压缩高度为 f 时的负荷 F=85300N
7 j) H- u( i4 ]' R/ n% a; g
' _: m2 T* B* ]7 D
5 M/ v+ {" K. U% z& B+ _
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发表于 2012-11-24 09:55:08 | 显示全部楼层
本帖最后由 害怕伏枥 于 2012-11-24 10:22 编辑 & K" }) E; x. a' u

9 O% k3 R5 M: y" [$ h7 N从楼主所给图纸,可以看到用了21片这样的碟簧。  O5 {1 k+ h$ a/ y0 }+ w7 }+ H
21片叠起,在没有负载时的自由高度应该是11.2*21=235.2
, `! S0 Z' ^. U5 Q2 U, z% d而在图示状态,碟簧高度从图纸上量得,为211.4
) z0 C% r7 K, @! r0 O- S如果压力油进入,活塞压到底,碟簧高度是211.4-40=171.4
7 Q" N9 b/ [8 {! D另外还有两个尺寸:
3 p8 m' d  M5 \: U% Y在0.75ho时,碟簧高度184.83 G3 g, X& \/ k1 d
碟簧压平时,碟簧高度168.0, N) j: ~# Z$ h: Z2 v
由上面5个尺寸,可以得到碟簧的工作三角图:
( y: s) _7 L! a+ e, V0 ~! A8 _
" C5 X3 C$ K; `" t; i
9 k% Z5 ~0 F+ d0 u3 x4 ]( |* E  |( I" h( G- ^+ f
  g/ K; _- e% _4 p; h# o

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发表于 2012-11-24 10:33:36 | 显示全部楼层
再回到楼主的图纸,给出的活塞直径为145,活塞杆直径为100。: n# u9 ^% e/ H, z0 ^+ S
这样。在压力油进入油缸时,受力面积是(0.145*0.145-0.1*0.1)*3.14/4=0.00865(平方米),  q- K9 E; S1 Y3 q* x* h
在油液压力为16MPa时,负荷为0.00865*16*1000000=138470(N)
( ?! Z/ h+ ]  Q大于把活塞压到底所需要的负荷107980N。
7 M4 |8 F& I) k$ p因此,楼主图纸上的油缸的设计计算无误。

点评

我只知道是这么计算的,但还真没去做过这么详细的计算!我的理论知识好像都还给我的老师了!  发表于 2012-11-27 16:17
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发表于 2012-11-24 10:44:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 害怕伏枥 于 2012-11-26 14:28 编辑 ; P1 y1 b, y. j8 i8 G' h
, r3 o% @* y0 c0 v, N- H! e
不过在制图上,把碟簧按标准尺寸画出,应该是不困难的事情,目前的画法马虎了一点。
& ^% v( r" q' r. y/ D7 W0 Z活塞按图纸,碟簧导向、活塞和活塞杆应为整体,单独把活塞部分以剖视表达,画法是错的。
' k) k& [* L  K, ]( i/ D) W另外,对活塞杆的密封,同时用了斯特封和Yx型密封,并且斯特封在内,Yx型密封在外,有点不可思议。Yx密封是PU材质,使用时与活动部件结合处应该有润滑,而按图纸安排没有润滑条件。从图上还可以看到,在活塞杆压倒底的时候,活塞杆端头越过了Yx密封底。
& h) G! K! r; U8 A

点评

碟簧的叠合有两种方式,一种是正反成对,一种是同向串列。正反成对,当然也可以先串后对,两种叠合方式的可承载负荷和弹簧压缩行程是不同的。楼主的用法是单片正反成对。这是碟簧使用的常识,但也值得一提。  发表于 2012-11-30 20:50
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