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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
, u, ~7 S1 x3 _
. G) e' m3 ^6 x6 T  R  L0 s. `6 F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
' z& n/ b6 r7 H  C- X/ M& N+ N% I- ~* j7 r
帮楼主贴出图片。
2 G7 q7 _$ _; D' v2 M; e: ?6 S2 k" F

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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 " s9 v- r" {9 O0 a/ g. @
' K4 w. N. m) w
楼上说得很对。# }1 ?4 Y3 w! q+ m
首先要搞清这个油缸做什么用。: q' O6 }- y7 v$ R0 N1 U
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。$ y& ?' {9 E* w# }6 J
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。0 v, Y- A+ v- j2 _, \
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。
6 l5 w4 \6 X, e* P& f- s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。
6 j4 g, z+ r/ y1 D. k* _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。
4 A" ^8 K  X! H9 v4 d- \- h, L0 E3 e! X. Y/ w& i  H( X# u5 t
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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 ! W0 P. |: S/ I

1 b2 \7 i& v/ m! W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。" ]+ ]' n$ b; `7 n
电脑上装有机械设计手册(新编软件版)2008,打开找到:
5 o' N1 I! P& r- ^6 p: o1 y0 r; S, R9 A
/ u* @% f/ W9 r5 v
; `# o& u# D7 w. D: V* I
7 H3 j$ y" p) x. M. z

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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
# F; D& h0 J4 t; r& v' e& N3 ?" A
/ f+ [, N* h3 p7 U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:& w/ B/ I1 |6 w6 B0 I
外径D=140
6 o# X$ Q' [0 P& g1 R内径d=72  U# K( W" m3 ?! t
簧片厚t=8& ~) N8 x7 A+ ?1 ]
自由高度Ho=11.2, _1 o: r  a3 f& b& ]1 |# S* z* ~" ~  F3 l
碟簧压平计算值ho=3.2
2 Z8 Q* r4 [8 A% K8 o' f3 i" i1 s8 Bf=0.75*ho=2.4- A' p2 G( N7 c4 r8 M
在碟簧压缩高度为 f 时的负荷 F=85300N1 l, h% j7 y* s* M# K

% \" L5 V& @8 {5 [: j/ ^/ e6 F. c- I6 E, f8 D4 ~0 N
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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
, f5 P7 y+ q7 P' s1 \
+ A2 ^1 q) O$ S& d: e" ~从楼主所给图纸,可以看到用了21片这样的碟簧。# }6 k3 T2 x5 O3 S( }
21片叠起,在没有负载时的自由高度应该是11.2*21=235.2) C. P& g' g) N( X$ ?" ~
而在图示状态,碟簧高度从图纸上量得,为211.4
5 A$ R: }9 _: ~" b4 o+ Q如果压力油进入,活塞压到底,碟簧高度是211.4-40=171.4
2 d  j3 A: p" X. w0 a% i另外还有两个尺寸:
5 g4 t% S. H1 ?# D6 B在0.75ho时,碟簧高度184.8
% g) t1 B$ u# r碟簧压平时,碟簧高度168.0
! @: u/ U* g. e' n由上面5个尺寸,可以得到碟簧的工作三角图:
. S$ h  r5 U! [
$ u' u8 x$ O1 O- h7 q
4 F0 h& ^% M* d' I7 i' `
$ M  K, ]+ L3 c# ^/ {* L/ L4 @; G1 R, N: W

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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。
1 i1 m! o/ ?) b8 N" M5 w* t) K5 A5 j8 q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% ~+ J4 d; n* B, Z. V7 a2 @在油液压力为16MPa时,负荷为0.00865*16*1000000=138470(N)
7 _. F  D' \! |2 R) j大于把活塞压到底所需要的负荷107980N。5 N! M# `# ~# V2 @/ s& \
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
- @# A7 Y9 j6 a5 @8 O0 i! C. r& p* x5 K0 C  R' ^; {
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。
. i; j$ s" Z) H4 |* u1 }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。7 t/ x/ ^: W# P3 U4 y4 q% ~
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。
6 x4 x# O  z2 |  l( w3 Z( P  i; b

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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