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可调型机械式自锁液压缸设计
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（1、安搬理工大学机械工程学院，安徽淮南2320012、徐州奥博机械科技有限公司，江苏徐州221000）
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摘要：液压缸作为液压系统中重要的执行元件之一，当液压缸需要在某一住置长时间绩定时，现有采用的液压自锁方式就难以满足安全等要求。在这种录下，改进设计了一种可调型机械式自锁液压缸，通过自身的机械自锁结构达到锁定的要求。利用SolidWorks/Simulation对液压缸的技艾进行有限元分析，结果表明液压缸的校艾的应力以及变形量均在安全范图内。
关键词：可调型：自锁减压红；有限元分析
随着机械化发展水平迅速提高，渡压传动已成为一门必不可少的技术，应用于各种机械、机床和设备之中。在液压系统中，液压缸作为一种执行元件，其规格、种类日益齐全，结构也在不断变化。如用于仪表器和生活设施的液压缸，其直径仅在4mm左右，配置在大型机械设备上的液压缸，直径可达1.8m，有的长度超过5m，有的吨位高达万吨。液压缸应用范围也越来越广，如工程机械、矿山机械、
金属切削机床、锻压机床、军事、航空等领域有着大量的需求
实现自锁功能的液压缸种类主要有三类：一是在液压系统中使用液压锁（或者平衡阀）；二是在液压缸内使用锁紧套；三是采用插销机构或势块固定活寒杆。对于这三类自锁方式，都有各自优势和应用范围。而在航空航天，军事等特殊领域.渡压锁紧方式存在不足，特别是当液压缸在某一位置要求长时间锁定、高要求定位以及安全，采用液压锁等方式就难以满足要求。在这种背景下，改进设计了一种可调型机械式自锁液压缸.通过自身的机械自锁结构达到锁紧的要求，可进一步拓宽液压缸的使用范围。
1设计思路
如图1所示为常见的单杆双作用液压缸的结构简图，由于常见的机械自锁渡压缸内部结构尺寸较小，其内部可利用的空间收到约束，而机械自锁机构一般均安装在缸筒内部，因此存在的以下间题是对加工精度要求高，增加加工难度：二是不便于零件安装及后期的维护。
1.红体焊量；2线冲富；3.销累螺母；4.活；5.活客与酒塞杆之间的密时；6活富与红商之间的密对周；7红前；8.括塞杆；9.导自套；10.导向套与征降之间的密对图；11.导向套与塞杆之间的密时覆；12.法兰点：13盖，14.如盖案目器汀：15起善与活杆≥间管封图：16.年环
图1单杆双作用液压缸的结构简图
考虑到在液压缸外部设计锁定机构，不受缸简内部空间的限制，且机构的可移植性好。基本思路是在单杆双作用液压缸结构的基础上对称设置两组齿轮齿条机构，如图2所示为机械式自锁渡压缸结构简图。其工作过程是利用齿轮箱体两侧的齿轮齿条机构实现对活塞杆运动的约束，并通过电磁控制式的拨叉带动牙嵌式离合器，实现对齿轮轴的锁定，进而实现锁定话塞杆的功能。
印
17.表轮箱体；18.转轮；19.阅响质条：20.转条安装案图2机械式自镶液压缸结构简图
利用SolidWorks建立机械式自锁液压缸三维模型示意图.如图 3所示，图中可见齿轮齿条机构对称式分布，其优点在于利于液压缸的整体平衡，增加稳定性
图3机械式自锁液压缸三维模型示意图
2可调型机械式自锁液压缸工作原理及创新点 2.1工作原理
如图4所示为电磁控制式拨叉与牙嵌式离合器相对位置示意图.图中上侧呈L型的为拨叉部件，其上安装有电磁铁。电磁铁正下放安装有一圆形永磁体，电磁铁的控制电路简单可靠，其中控制开关可与手动换向阀结合：实现联动控制，同时也可以与电磁阅配合使用，实现自动化控制，
图4电磁控制式拨叉与牙嵌式离合器相对位置示意图
当需要伸缩活塞托时，通过使电磁铁得电并其下方的永磁铁回极相斥，在斥力作用下推动拨叉转动，进而使牙嵌式离合器分离，实现了齿轮的解锁同时活塞杆可自由移动。当换向阀回中位时，电磁铁失电，在永磁铁的磁吸力作用下拨叉归位，拨叉推动牙嵌式离合器啮合，实现对齿轮的锁定，活塞杆伸缩停止
2.2创新点。（1)液压缸采用齿轮齿条结构.结构简单，通过电磁控制齿轮的移动来固定齿条，移动过程中其有平稳性，进而实现缸任意时刻的自锁；同时采用两侧对称分布方式，增加了液压缸整体的平衡与稳定性。（2）液压缸工作位置精准，长时间停机无任何位移变液压化，并在工作位置锁紧，当液压油缸出现断油或漏油的情况时，能够通过齿轮齿条，绝对安全可靠。（3）渡压油缸带杆活赛采用阶梯型缓冲结构以及相配套的缸盖，起到很好的缓冲作用。
3拨叉的受力分析
拨叉装置起到控制整个牙嵌式离合器结合和分离的作用，如图 5所示。拨叉主体采用45号钢折弯，拨爪率火处理HRC50-62以提
高表面耐磨性。
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1.报环；2.射订孔；3.数叉主佛；4电能铁安装孔
图5拨叉结构图
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