量氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的彈簧相關(guān)計(jì)算尺寸,包含系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸和相關(guān)系數(shù), 如表1所示;
[0053] 表1氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)尺寸(1)
[0054]
[0055] 第二步:根據(jù)表1中的數(shù)據(jù),計(jì)算彈簧截面直徑;
[0056] 第三步:根據(jù)系統(tǒng)尺寸計(jì)算彈簧的極限尺寸:彈簧最大剛度和彈簧最小剛度;
[0057]第四步:根據(jù)第三步得到的彈簧剛度范圍取一個(gè)值,確定實(shí)際運(yùn)用的彈簧剛度; [0058]第五步:檢驗(yàn)彈簧實(shí)際效果;
[0059]根據(jù)計(jì)算彈簧參數(shù)所需要的數(shù)據(jù),測(cè)量無(wú)級(jí)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相關(guān)尺寸,如表2所 不。
[0060] 表2氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)尺寸(2)
[0061]
[0063]根據(jù)表1、表2的尺寸,進(jìn)行彈簧設(shè)計(jì):
[0064] 1、彈簧最大剛度計(jì)算:
[0065] 1)彈簧初始安裝壓縮力:
[0066] Fi = nFm〇_mg cosB = 2 X 1〇-〇. 05 X 9.8 X cos30° ? 20N
[0067] 2)彈簧最大剛度
[0068]
[0069]查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)第三卷第2章圓柱螺旋彈簧表11-2-8可得上式。
[0070] 2、彈簧最小剛度計(jì)算:
[0071] 1)彈簧預(yù)壓縮后高度:
[0072] L_L〇=l4+l5+l6_(ll+l2+l3)
[0073] =121+35+125-(109+108.5+48.5)
[0074] = 1 5mm
[0075] 上式中,L為彈簧原長(zhǎng),原長(zhǎng)計(jì)算公式可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)第三卷第2章圓 柱螺旋彈簧表11-2-14,L〇為彈簧預(yù)壓縮量。
[0076] 2)彈簧截面直徑:
[0077]查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)第三卷第2章圓柱螺旋彈簧表11-2-8,可以得到公式:
:中pn為彈簧最大工作載荷,在本實(shí)施實(shí)例中大小為Fi,C為旋繞 比,K為曲度系數(shù),
,d為彈簧線徑,τΡ為許用切應(yīng)力,許用切應(yīng)力的數(shù)值可 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)第三卷第2章圓柱螺旋彈簧表11-2-6。
[0078] 彈簧截面直徑計(jì)算,首先根據(jù)彈簧安裝空間給出d和D的估計(jì)值,然后依次計(jì)算或 者查表得出C、K、τΡ、d ',最后比較d和d ',當(dāng)d '》d時(shí),即能確定彈簧截面直徑。
[0079] 經(jīng)過(guò)查表和計(jì)算,得到d = 1.35mm,D = 10mm。
[0080] 3)彈簧自由圈數(shù)
[0081]
[0082]查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)第三卷第2章圓柱螺旋彈簧表11-2-8可得到上式,式中, m為彈簧有效圈數(shù),G彈簧材料的切變模量。
[0083] 4)彈簧的最小高度:查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)第三卷第2章圓柱螺旋彈簧表11-2- 14可得下式。
[0084] ^ =
[0085] 5)由1)和4)可以得出彈簧最小剛度:
[0086]
[0087] 綜上,彈簧剛度的取值范圍為3302N/m~5000N/m。
[0088]在設(shè)計(jì)彈簧時(shí),根據(jù)上述的剛度計(jì)算范圍,取彈簧剛度為4000N/m進(jìn)行計(jì)算,由于 根據(jù)3)計(jì)算彈簧有效圈數(shù)時(shí),得到的結(jié)果有可能存在非整數(shù)的情況,因此需要調(diào)整彈簧的 中經(jīng)和剛度,使彈簧有效圈數(shù)圓整為機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的系列值,下表為根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) (第五版)第三卷第2章圓柱螺旋彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)的氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用的彈簧參數(shù)表格。
[0089]表3氣量調(diào)節(jié)彈簧參數(shù)表格
[0090]
[0091] 在無(wú)級(jí)氣量調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)中,油缸采用上述的彈簧效果良好。現(xiàn)場(chǎng)安裝可以看出:在安 裝油缸缸體部分時(shí),由于彈簧力設(shè)計(jì)合適,能夠克服摩擦力,使彈簧能夠?qū)⒅敵?,缸體 及卸荷塊在安裝到殼體上時(shí),需要克服較小的彈簧力才能使缸體和殼體相互接觸,完成安 裝。安裝過(guò)程中能明顯的體驗(yàn)到彈簧力,因此滿足了要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種往復(fù)壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行油缸,其特征在于: 包括缸體(1)、液壓油口(6)、漏油回收口(8)、漏氣回收口(9)、液壓油工作腔(2)、彈性 體(7)、柱塞(3)、漏油回收腔(4)、頂桿(11)、密封塊(5)和漏氣回收腔(10); 油缸與往復(fù)壓縮機(jī)吸氣閥閥蓋固定,缸體(1)與柱塞(3)之間為液壓油工作腔(2),彈性 體(7)放置于液壓油工作腔(2)內(nèi),在柱塞(3)與頂桿(11)接觸的一端設(shè)置有漏油回收腔 (4),在密封塊(5)中設(shè)有漏氣回收腔(10);液壓油工作腔(2)與液壓油口(6)相通,漏油回收 口(8)與漏油回收腔(4)相通,漏氣回收口(9)與漏氣回收腔(10)相通。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述油缸,其特征在于:密封塊(5)與缸體(1)為分體結(jié)構(gòu),密封塊(5) 固定安裝于缸體(1)上。3. 應(yīng)用如權(quán)利要求1所述油缸的方法,其特征在于步驟如下: 1) 初始安裝時(shí),頂桿(11) 一端固定于氣閥卸荷器上,另一端穿過(guò)油缸密封塊(5),液壓 油工作腔(2)內(nèi)此時(shí)無(wú)液壓油,在彈性體(7)彈力作用下柱塞(3)與頂桿(11)接觸; 2) 液壓油工作腔(2)內(nèi)通入液壓油,在油壓作用下柱塞(3)推動(dòng)頂桿(11)沿液壓油工作 腔(2)中心線方向運(yùn)動(dòng),頂桿(11)帶動(dòng)氣閥卸荷器(12),頂開(kāi)吸氣閥閥片; 3) 液壓油工作腔(2)內(nèi)液壓油回流,液壓油工作腔(2)壓力降低,在氣閥卸荷器內(nèi)彈簧 作用下氣閥卸荷器與頂桿(11)向柱塞(3)方向運(yùn)動(dòng),吸氣閥閥片關(guān)閉,頂桿(11)推動(dòng)柱塞 (3)向彈性體(7)方向運(yùn)動(dòng); 4) 重復(fù)步驟2)_3)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油缸,其特征在于彈性體(7)采用彈簧,彈簧剛度的計(jì)算方法 如下: 1) 最大彈簧剛度kmax 初始安裝后彈簧的彈力計(jì)算公式如下: Fi = nFm〇-mg cosB ① 公式①中各字母代表意義如下: Fi:初始安裝后彈黃的壓縮力; η:摩擦力放大系數(shù),取值2; FM:柱塞(3)與缸體(1)之間的摩擦力; m:柱塞的質(zhì)量; g:重力加速度; Θ:油缸安裝后,柱塞和地面垂直線夾角; 設(shè)頂桿(11)行程為X,彈簧初始安裝后預(yù)縮量為L(zhǎng)o,則液壓油作用后彈簧壓縮量為L(zhǎng)o-χ, 根據(jù)彈簧與柱塞(3)應(yīng)保持接觸的要求,Lo-x最小值為0,即液壓油作用后彈簧恢復(fù)原長(zhǎng),因 此L〇最小值為X;彈簧作用力相對(duì)變化量△ F = Fi;彈簧長(zhǎng)度相對(duì)變化量△ L = x-1',V為頂桿 行程X誤差,取值為X X 10%,;通過(guò)A F與△ L求得最大彈簧剛度kmax; 2) 最小彈簧剛度1^_ Hb為彈簧的最小高度,令L為彈簧原長(zhǎng),則; Hb = L~L〇-l' ② 公式②中: L-L〇= 14+Ιδ+16_( I1+I2+I3) ③ 公式③中,各字母代表意義如下: h:閥座安裝端面到卸荷器上端面高度; 12:頂桿(11)長(zhǎng)度; 13:柱塞(3)長(zhǎng)度; 14:吸氣閥閥室高度; 15:吸氣閥閥蓋高度; 16:吸氣閥閥蓋上端面到彈簧安裝孔底面高度; 通過(guò)Hb與彈簧截面形狀參數(shù)ξ得到最小彈簧剛度kmin; 綜上得出彈簧的剛度k范圍: kmin〈k〈kmax ④。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種往復(fù)壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行油缸,針對(duì)現(xiàn)有往復(fù)壓縮機(jī)無(wú)級(jí)氣量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)用中普遍存在的油缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)反復(fù)撞擊或者動(dòng)作性能不達(dá)標(biāo),以及漏氣、漏油問(wèn)題,本油缸采用彈簧、柱塞、頂桿結(jié)構(gòu),依靠彈簧作用力使柱塞與頂桿始終緊密接觸,避免柱塞與頂桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中反復(fù)撞擊;本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在于彈簧的設(shè)計(jì)與選擇,此外本發(fā)明采用可更換密封塊結(jié)構(gòu),漏氣回收機(jī)構(gòu),保證密封塊與頂桿之間密封安全可靠;設(shè)計(jì)了漏油回收腔與漏油回收口,解決了液壓油泄漏進(jìn)入密封塊與壓縮機(jī)吸氣腔的問(wèn)題。
【IPC分類】F15B15/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105545868
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610057669
【發(fā)明人】高暉, 鄧化科, 趙大力
【申請(qǐng)人】北京博華信智科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日