專利名稱:可預(yù)設(shè)計(jì)膨脹量的超高壓密封膨脹環(huán)的制作方法
本實(shí)用新型屬于超高壓液壓技術(shù)領(lǐng)域：
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在超高壓液壓技術(shù)中，為保證活塞與油缸間合理的間隙常在活塞上設(shè)置膨脹環(huán)(如圖1)，膨脹環(huán)外壁頂端處有一個(gè)臺(tái)階，其大小恰好能裝一個(gè)密封件(如圖2)。在膨脹環(huán)的內(nèi)壁上作用有高壓液體。在高壓液體的作用下，迫使膨脹環(huán)隨同其上的密封件一起作徑向膨脹，以彌補(bǔ)液壓缸膨脹造成的缸體——活塞間的間隙，這樣可確保活塞的密封性能，并提高密封件壽命。從瑞典引進(jìn)的1800T金剛石液壓機(jī)的活塞上就采用了這種膨脹環(huán)。國(guó)內(nèi)也有仿造。
使用這種膨脹環(huán)必須對(duì)膨脹量加以限制，否則在高壓液體作用下膨脹環(huán)就會(huì)破壞。如上述瑞典液壓機(jī)上的膨脹環(huán)由油缸體內(nèi)壁加以限制。這樣就使膨脹環(huán)外壁緊密地壓緊在油缸內(nèi)壁上，從而不能保證膨脹環(huán)與油缸間的合理間隙，尤其當(dāng)活塞發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，造成活塞與缸壁間的不均勻接觸，嚴(yán)重時(shí)引起干摩擦。
本實(shí)用新型的目的在于創(chuàng)造一種新型膨脹環(huán)，在高壓液體的作用下能達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的膨脹量，不需油缸壁對(duì)其加以限制，從而保證膨脹環(huán)與油缸間的合理間隙。
我們采用一種新結(jié)構(gòu)的高壓密封膨脹環(huán)，其特點(diǎn)是加長(zhǎng)了膨脹環(huán)外壁的臺(tái)階側(cè)面。這樣不僅在膨脹環(huán)的內(nèi)壁全高度上，而且在其外壁的部份高度L1上，即外壁臺(tái)階側(cè)面上都作用著高壓液體的壓力(如圖3)。利用內(nèi)、外壁上的壓力差來控制其膨脹量。
通過計(jì)算可得缸體內(nèi)壁的平均膨脹量8，令膨脹環(huán)的外徑膨脹量也為8，則可計(jì)算出膨脹環(huán)內(nèi)外壓的作用高度(L1＋L2)、L1，以及各部分的尺寸ri、ro1、ro2(見圖3)。根據(jù)液壓缸內(nèi)壁之膨脹量來設(shè)計(jì)膨脹環(huán)的外徑的膨脹量，便可實(shí)現(xiàn)活塞和缸體間合理的配合間隙，保證最佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，延長(zhǎng)密封件壽命。并在各種情況下潤(rùn)滑油膜不致破壞。而目前的膨脹環(huán)由于本身無法控制其膨脹量而緊壓于缸壁，不能保證合理的配合間隙。
圖1為現(xiàn)有膨脹環(huán)在油缸中的裝配關(guān)系示意圖。
1為油缸底；2為高壓腔；3為Y形密封圈；4為現(xiàn)有膨脹環(huán)；5為活塞；6為缸體；7為低壓腔；8為卸漏油孔。
由圖1可清楚地看到膨脹環(huán)的內(nèi)壁面上及上端面上作用著高壓液體。
圖2為現(xiàn)有膨脹環(huán)及其上端密封件的示意圖。
圖3為本實(shí)用新型——一種新型結(jié)構(gòu)的膨脹環(huán)及密封件的示意圖。
9為新型結(jié)構(gòu)的膨脹環(huán)圖中ri為內(nèi)徑ro1為上半徑ro2為下半徑rc1為上平均半徑rc2為下平均半徑α 為錐角L1為外壓作用高度即外壁臺(tái)階側(cè)面高度L2為無外壓高度由圖3可看出在膨脹環(huán)的內(nèi)壁全高度(L1＋L2)上及外壁部份高度L1，即外壁臺(tái)階側(cè)面高度L1上均作用著高壓液體。在膨脹環(huán)外壁下部有一個(gè)呈α角的錐面。設(shè)置α角的目的是防止由于膨脹環(huán)截面轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)引起的間隙不均勻。
實(shí)施例
10000T板料成型壓機(jī)的膨脹環(huán)計(jì)算膨脹環(huán)材質(zhì)鐵鋁青銅許用應(yīng)力〔σ〕＝30公斤／毫米2彈性模具E＝1.1×104公斤／毫米2波桑比μ＝0.32設(shè)ro1＝545毫米，ro2＝565毫米，ri＝410毫米rc1＝ (410＋545)/2 ＝477.5毫米rc2＝ (410＋545)/2 ＝＝487.5毫米L1＝65毫米， L2＝59毫米則K2o1＝( 545/410 )2＝1.767K2o2＝( 565/410 )2＝1.899Kc1＝ 477.5/545 ＝0.8761Kc2＝ 487.5/565 ＝0.8628η=12·2.899/0.899+10.876×1.76765×0.767+0.8628×1.89959×0.899=34.1]]>D＝ (34.1×487.5)/(59×565) ＝0.498δA＝ (10×565)/(1.1×104) 〔2／0.899＋0.32－0.498 2.899/0.899 〕
＝0.4821毫米強(qiáng)度校核τcp＝10 34.1/(545－410) ＝2.525公斤／毫米2σenax＝0.4821 (1.1×104[ 2.899-2×0.498×1.899+2×0.32×0.899 ])/(565 [ 2+0.32×0.899-0.498×2.899 ]) ＋10＝27.6公斤／毫米2＜〔σ〕＝30上述計(jì)算中ri為內(nèi)半徑ro1為上半徑ro1為上平均半徑ro2為下平均半徑ro2為下半徑L1為外壓作用高度L2為無外壓高度Ko1，Ko2，Kc1和Kc2均為半徑比η和D為計(jì)算用的中間變量τcp為平均剪應(yīng)力σemax為最大等效應(yīng)力
權(quán)利要求
1.一種超高壓液壓技術(shù)中用的密封膨脹環(huán)，內(nèi)壁上作用著高壓液體，在外壁上有一個(gè)臺(tái)階、臺(tái)階上裝有密封件，其特征在于加長(zhǎng)了膨脹環(huán)外壁的臺(tái)階側(cè)面，使臺(tái)階側(cè)面上也作用著高壓液體。
2.如權(quán)利要求
1所說的膨脹環(huán)，其特征在于外壓作用高度即外壁臺(tái)階側(cè)面高度L1是根據(jù)液壓缸內(nèi)壁膨脹量8來設(shè)計(jì)確定的。
3.一種按權(quán)利要求
1、2所說的膨脹環(huán)，其特征在于膨脹環(huán)外壁下部有一個(gè)呈α角的錐面。
專利摘要
超高壓密封膨脹環(huán)為超高壓液壓技術(shù)中的重要元件。在超高壓液壓技術(shù)中為保證活塞與液壓缸間的合理間隙，常在活塞上設(shè)置有膨脹環(huán)，但其膨脹量無法加以控制，因此，膨脹環(huán)外壁緊密地壓在缸內(nèi)壁上不能保證合理的配合間隙。本膨脹環(huán)采用一種新的結(jié)構(gòu)形式，其主要特點(diǎn)是加長(zhǎng)了外壁臺(tái)階側(cè)面的高度，使外壁部分高度上也作用著高壓液體，利用內(nèi)、外壓力差來控制其膨脹量，從而實(shí)現(xiàn)了活塞和缸體間合理的配合間隙。給出了根據(jù)液壓缸內(nèi)壁膨脹量設(shè)計(jì)膨脹環(huán)的計(jì)算公式。
文檔編號(hào)F16J9/00GK85203618SQ85203618
公開日1986年5月7日 申請(qǐng)日期1985年9月4日
發(fā)明者顏永年, 俞新陸, 郭和德, 黃志儉 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan