一种基于Solidworks的集成液压缸设计

　　引 言

　　近年来，由于液压技术的飞速发展，各种精度高，可靠性高的新型液压元件不断涌现，为装备制造业设计工作提供了更为广阔的空间。其中，已被大量应用于煤机设备液压系统中的螺纹插装阀集成控制技术已成为一项十分关键和重要的技术应用。

　　1 概 述

　　YM092301 型工作台翻板液压缸是专门为太原煤炭科学研究院的新产品运锚机而设计的配套产品。设计缸径为 准63 mm，杆径为 准45 mm，行程为305 mm，额定压力 20 MPa,两端为带关节轴承式耳环连接。传统式液压系统是通过高压胶管和管接头把液压动力源，控制阀组和执行器液压缸连接在一起来完成工作机构所需的动作。YM092301 型液压缸不同于普通液压缸，它的最大特点就是把螺纹插装阀和液压缸底集成于一体，油路直接做在缸底上。较传统方式（液压缸加控制阀）结构更紧凑，体积更小，重量更轻。由于插装阀直接装入集成块内腔中，减少了管接头连接，泄漏小，减少了由于振动和配管等引起的故障，提高了系统可靠性。同时管路布置更简单，更合理，通流能力更大，减少了压力损失，效率更高。而且维修更方便快捷不需拆卸油管，组装方便，外形整齐美观，安装位置灵活，标准化，系列化，专业化程度更高。

　　2 液压缸结构简图及油路原理

　　YM092301 型液压缸在工作中为防止工作台翻板在自重作用下自行加速下滑，在设计油路中液压缸有杆腔和无杆腔均采用了美国 SUN 公司的 CB－CA-LAN 型平衡阀。液压缸结构简图及油路原理图如图 1、图 2 所示。

　　压力油由进油口进入缸底, 通过内部油道进入平衡阀阀口，然后通过与平衡阀并联的单向阀进入液压缸无杆腔，推动活塞向左运动，同时，有一分支控制油路通往另一个平衡阀的控制口，使平衡阀打开，液压缸有杆腔的液压油通过平衡阀流回油箱，反向同理。

　　3 螺纹插装阀的选用

　　YM092301 型液压缸对选用的螺纹插装阀有以下基本要求和特点：

　　①除满足一般液压系统的稳定性和功能要求外，必须做到阀内部无泄漏；

　　②满足快速响应要求；

　　③体积尽可能小，且方便装入液压缸缸底。

　　CBCA-LAN 型螺纹插装阀结构简图 3 所示。

　　该阀主要由阀芯，阀套，弹簧，调节螺母和密封件组成。阀芯在弹簧力作用下始终关闭油路，只有系统压力达到开启压力时才接通油路，开启压力可以通过调节螺母来调整。

　　4 油路块设计

　　液压控制装置设计的关键是油路块设计。集成缸底既是液压缸的零件，又是螺纹插装阀的安装阀块，传统的油路块设计要求设计人员具有很高的空间想象能力，是一项极其繁杂且极易出错的工作。利用三维实体设计软件 Solidworks，上述问题就迎刃而解了。首先，在 Solidworks 草图环境中通过选择基准面，在基准面上绘制矩形，圆等图形并标注尺寸，然后在特征环境中通过拉伸凸台，拉伸切除等命令完成实体建模。其初始三维模型如图 4 所示。