基于无杆活塞缸的液压—机械复合传动装置研究

发布时间：2020-05-25 03:56

【摘要】： 本论文通过对机械、液压传动的技术性能与优缺点的较为系统的综合分析，指出了液压—机械复合传动技术的特点与突出优势。并以结构紧凑、刚性好的无杆活塞缸为驱动执行元件，以机械增力机构为中间力传递装置，设计出了与无杆活塞缸适配的一系列新型的液压—机械复合传动装置，并对其中的大部分系统进行了力学建模及分析计算，给出了能够指导工程设计的力学模型与计算公式。论文的主要内容如下： (1)以串联组合机械增力机构为研究的主线，以长度效应和角度效应作为逻辑展开的基础，初步构成机械增力机构的系统化框架； (2)通过对串联组合增力机构的逻辑解析，为适合于无杆活塞缸的串联组合增力机构的创新，提供逻辑指导或者具体的创新思路； (3)基于无杆活塞缸的机构设计，主要以杠杆、斜锲、铰杆等比较常见的增力机构为基础，拓展其变形机构，进行串联组合创新，以满足不同场合的需求。诸如，两种对称式斜锲—杠杆—铰杆三次串联机构与无杆活塞缸的组合，在结构较为紧凑的前提下，，可以得到近一百的增力比，适合于重型工程机械等需要大增力比的场合；过临界点铰杆增力自锁型液压—机械复合传动装置，可以在显著缩小液压缸直径的同时，非常可靠地以零能耗方式长时间持续保持作用力，节能效果显著； (4)进行基于无杆活塞缸的创新机构设计，主要分为非自锁和自锁两大类，并结合工作原理图对设计的机构进行数学建模和力学分析计算。最后，本文对无杆活塞式液压缸的进一步研究内容进行了分析和展望。
【图文】：

无杆液压缸,组合液压缸,铰杆,增力

液压缸在克服工作中因惯性造成的冲击及噪声这一缺点时，效果显著。图1一4与图1一5所示采用有杆液压缸的系统，从结构上来看不是很紧凑，特别是反映在活塞杆轴线方向的尺寸过大。采用无杆液压缸可较好地解决这一问题。与图1一4所示系统的本质区别是，图1一6所示系统用过渡滑块在活塞径向孔中的直线运动代替了图1一4所示系统中整个液压缸的摆动。显而易见，图1一6所示系统不仅在结构上较图1一4与图1一5所示采系统紧凑，而且刚性也最高;其缺点是结构工艺性稍差一些。通过上述比较，得出下面的一些结论:(l)用固定式液压缸代替有杆铰接式液压缸，能显著提高结构刚性，降低冲击和噪声。(2)固定式无杆液压缸与铰杆增力机构组合而成的系统

增力机构,双斜楔,单斜,滚轮

但有效行程随之减小，同时摩擦损失增加，工作效率降低。为减小摩擦损失，提高工作效率，我们可以采用带滚轮的楔式增力机构。对于不带滚轮的机构，楔角从450减少到5o，摩擦损失增加了2倍，如图2一1所示。若采用滚轮，当斜楔角为8‘12”时(机械传动常用角度)，摩擦损失将显著减小，而使输出力可以增加35一50%。采用带滚轮的斜楔机构效率有了明显的提高，但要实现自锁，锲角角度一般取5o，这样的话，有效行程会变短135]。对于上述问题，我们最终可以通过带滚轮的双斜楔角增力机构加以解决，如图2一2所示。图2一1单斜楔增力机构图2一2双斜楔增力机构
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH137;TH132

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