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液压式启闭机&分体式液压启闭机的原理及简介

    液压启闭机是将液压系统的压力能转换成直线往复运动形式的机械能。它结构简单，工作可靠，在各种机械的液压系统中得到广泛应用。按结构形式分为活塞式、柱塞式和摆动式；按作用方式可分为单作用液压启闭机和双作用液压启闭机。对于单作用液压启闭机，可以是活塞单相作用，由弹簧使活塞复位，也可以是柱塞单向作用，由外力使柱塞返回；对于双作用液压启闭机，可以是活塞双作用或双柱塞双作用，各有不同。液压启闭机尽管型式不同，但其原理均是利用液体的压强以及受力面的不同，产生强大的拉力。典型液压启闭机主要由缸体组件（缸体、前后端盖）、活塞组件（活塞、活塞杆）、密封装置（密封环、密封圈）、缓冲装置以及排气装置组成。以单活塞单向作用液压启闭机为例，缸体和密封装置　构成密闭空间，保证了不同侧液体的压强，活塞组件作为动能传递　的媒介。

液压式启闭机&分体式液压启闭机设计要求

1 对液压系统的要求

1、一次、二次安全调压保护，分别满足启门和闭门打开液控单向阀的压力控制要求，并起安全保护作用。

2、方向控制，实现启门和闭门动作，在此功能里设置了消除换向冲击的功能，使闸门启、停平稳。

3、任意位置锁定，在任何开度均通过装于油缸上的阀组实现安全锁定，防止任何意外事故对闸门系统产生影响。

4、双缸启、闭门同步功能，通过流量调速阀分别控制两只油缸的油量，如果两侧油缸在运行中产生了偏差，行程检测装置将发出偏差信号，相应的电磁铁得、失电，把相对快速的油缸的多余流量放掉一部分，从而控制两油缸的流量，进而消除偏差，此过程全程跟踪，保证两只油缸启、闭门同步，偏差≤10mm。

元件载荷计算

1 油缸的计算

.1.1 油缸有杆腔作用面积= （ - ） （2.1）= （ - )= 0.054950 0.055D—— 活塞或柱塞直径（m）。——活塞杆直径（m）= （2.2）1000 =1000= 0.054950=18.1818 18.2式中 ——液压缸拉力力（KN）——工作压力 （ ）；

1.2 油缸无杆腔作用面积=π× /4= =0.0804m2本计算主要依据下列标准和手册SL41-93水利水电工程设计规范和新版《机械设计手册》

2.2 液压油缸的缸径、杆径和工作压力确定根据招标文件技术条款：确定液压缸径和杆径为：

缸径D=Φ320mm，杆径d=Φ180mm由此计算出液压系统工作压力为：P= =（4×1000×103）/（π×（3202-1802）=18.2MPa式中F为启门力，F=1000KN

2.3 缸筒壁厚计算

根据机械设计手册，在此启闭机系统中，3.2≤D/δ<16，故缸筒壁厚应用中等壁厚计算公式，此时：δ= +C

ψ：强度系数，对无缝钢管，ψ=1

C：用来圆整壁厚数

Py:液压缸内zui高工作压力。Py=23.2MPa

D：缸筒内径[σ]= [σs]/ 5=600/5=120MPaδ=23.2×320/(2.3×120-3×18.2)×1+C=(19.95+C)mm

得：Φ320+28.5×2=Φ377mm故油缸缸筒外圆D1=377mm.

2.4 缸筒强度校核

根据SL41-93，缸体合成应力按下式计算：

σ= ≤[σ]式中：[σ]=120MPaσ1z：纵向应力：σ1z= =32.45 MPaσh1：环向应力：σh1= =115.9 MPa

P：工作压力，P=18.2MPa

D：油缸缸径，D=Φ320mm

d：油缸杆径，d=Φ180mm

D1：缸筒中心直径，DI=Φ320mm

δ：缸筒壁厚，δ=28.5mm

终计算，σzh1= =97.57 MPa <120 MPa

即: σzh1<[σ],符合要求.

2.5 活塞杆柔度校核计算

根据SL41-93《水利水电工程启闭机设计规范》，活塞杆细比计算如下：

λ= ≤[λ]

因液压缸zui小支点距为Smin=L0+L1+L2+L3= L0+1020mm

此处：L为导向套中心至吊头尺寸，约7020mm

活塞杆直径d=180mm,

[λ]活塞杆许用细长比，按设计规定拉力杆此处[λ]≤200。

计算得λ=4×7020/180=156

故满足要求。