十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)屬于十字頭體與活塞桿連接結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、連接效果好、安全系數(shù)高的十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括十字頭體和活塞桿，活塞桿一端置于十字頭體內(nèi)，活塞桿置于十字頭體內(nèi)端頭的后端設(shè)置有止推環(huán)，止推環(huán)后端的活塞桿外圍設(shè)置有擰入環(huán)，擰入環(huán)外圈前部與十字頭體內(nèi)壁螺紋連接，擰入環(huán)后部置于十字頭體外，擰入環(huán)后端的活塞桿外圍設(shè)置有壓力體，壓力體前部外壁與緊固螺母后部螺紋連接，緊固螺母前端與十字頭體端面相接。
【專利說明】
十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于十字頭體與活塞桿連接結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖4所示，當(dāng)活塞止點間隙調(diào)整好之后，定位環(huán)107與十字頭11的端面如果貼合在一起，也是剛好貼合，不存在壓緊狀態(tài)。打壓150MPa之后肯定是不貼合在一起的，處于間隙狀態(tài)，止點間隙調(diào)整好之后有間隙是可以。若要保證調(diào)整止點間隙的準(zhǔn)確性，這兩個面絕大多數(shù)情況下都處于有間隙的狀態(tài)，貼合在一起的狀態(tài)很少見。如果非要保證定位環(huán)與十字頭貼合在一起，就不能保證活塞止點間隙的準(zhǔn)確性，止點間隙超差<1_，是允許的。
[0003]如果活塞桿12短了5mm，調(diào)整好止點間隙之后就處于這種有間隙的狀態(tài)，只要擰入環(huán)108旋入十字頭體8扣以上，就不存在螺紋脫扣的問題，打壓鎖緊后液壓連接結(jié)構(gòu)就是安全可靠的。壓縮機運轉(zhuǎn)時即使固定螺釘106因十字頭體往復(fù)運動的震動而產(chǎn)生了松動也沒有問題，螺釘被限制住了，定位環(huán)也就被限制住了。定位環(huán)的活動空間就是與螺釘?shù)拈g隙，圓周旋轉(zhuǎn)3mm后被限制住了。
[0004]既然活塞桿加工短了5mm，定位環(huán)不能與十字頭體貼合，壓縮機照樣可以正常運轉(zhuǎn)使用，則定位環(huán)預(yù)先設(shè)想的功能就不存在了，定位環(huán)就沒有存在的價值了，定位環(huán)的旋入功能便可以轉(zhuǎn)移到擰入環(huán)上。
[0005]在實際使用中，原設(shè)計的密封圈打不上壓的情況時有發(fā)生。在實際使用中，圓柱銷103安裝和拆卸都很費勁，并不起什么作用，有了它倒起了很多的負(fù)面作用，增加了安裝和拆卸的難度。實踐證明，取消圓柱銷之后根本不影響液壓連接結(jié)構(gòu)的使用。
[0006]現(xiàn)有液壓連接結(jié)構(gòu)的止推環(huán)110由彈簧109固定在活塞桿上，不同噸位的液壓連接結(jié)構(gòu)的彈簧鋼絲直徑和彈簧外徑均相同，只是長度不同，彈簧的拉伸彈力有所不同，由于原設(shè)計的結(jié)構(gòu)原因，安裝和拆卸都不方便，噸位越大越困難，安裝時，先將壓力體、緊固螺母、擰入環(huán)套在活塞桿上，然后將拉伸彈簧套裝在止推環(huán)上，用手掰開止推環(huán)將其套在活塞桿上，最后將液壓連接結(jié)構(gòu)旋入十字頭體并調(diào)整止點間隙?；钊?0噸以上的液壓連接結(jié)構(gòu)，因止推環(huán)重量較大，安裝時止推環(huán)有“張嘴”現(xiàn)象。若讓止推環(huán)“閉嘴”，必須要加大彈簧拉力，將彈簧長度縮短，則安裝和拆卸會更加不方便，還容易夾手。活塞力為80噸及更大噸位的液壓連接結(jié)構(gòu)，若讓止推環(huán)“閉嘴”，就得再加一根彈簧，靠一個人的力量將止推環(huán)掰開拆下相當(dāng)困難。
[0007]現(xiàn)有液壓連接結(jié)構(gòu)系列產(chǎn)品在使用過程中，壓力體101或擰入環(huán)拆卸不下來的情況屢次發(fā)生，一直困擾著制造企業(yè)二十多年也沒有解決這個問題。這肯定是設(shè)計上出了問題。僅就本公司最近發(fā)生的從用戶反饋來的信息舉例說明問題的嚴(yán)重性。案例1:2015年在山西焦化集團甲醇廠4M50(50)的4列壓縮機，在維修時有3列打壓150MPa，液壓連接結(jié)構(gòu)就是拆卸不下來，用戶被迫采用水焊切割的辦法將其破壞后拆下，結(jié)果是液壓結(jié)構(gòu)連同活塞桿一起報廢。案例2:2015年在昆明氮肥廠4M40(50)的4列壓縮機，在維修時打壓150MPa，就是有I列液壓連接結(jié)構(gòu)拆不下來，也是采用水焊切割的辦法將其破壞后拆下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)擰入環(huán)(材料:42CrMo)脫扣損壞，十字頭體(材料:ZG230-450)的螺紋也嚴(yán)重變形損壞的奇怪現(xiàn)象，“好材料”零件螺紋折斷，普通鑄鋼材料零件螺紋嚴(yán)重變形但沒有折斷。
[0008]現(xiàn)有液壓連接結(jié)構(gòu)中，活塞桿、中體、接筒、缸座和缸體等零件的軸向尺寸必須全部合格，有一個零件的軸向尺寸超差2mm或裝配軸向尺寸累積超差2mm，在保證活塞止點間隙準(zhǔn)確性的前提下，定位環(huán)與十字頭就貼合不上。要使定位環(huán)與十字頭貼合上，就不能保證止點間隙的準(zhǔn)確性，定位環(huán)存在的價值幾乎為零。
[0009]現(xiàn)有十字頭體與液壓連接結(jié)構(gòu)的緊固連接的螺紋螺距均為2mm，在維修時液壓連接結(jié)構(gòu)拆卸不下來的情況時有發(fā)生，原因之一是螺距太小，單個螺紋截面積小，受力端的前三扣螺紋受力最大，螺紋在交變載荷的作用下產(chǎn)生了塑性變形，螺紋扣被咬死。原因之二是液壓連接結(jié)構(gòu)的材料選用合金鋼42CrMo，原設(shè)計一味追求使用高強度材料，而不知道金屬材料的抗拉強度越高，在較大的交變載荷作用下，其抗疲勞強度越低的特性。
[0010]現(xiàn)有十字頭銷在工作狀態(tài)下可自由轉(zhuǎn)動，實際使用中燒十字頭銷的事情時有發(fā)生，若將十字頭銷固定使其不能轉(zhuǎn)動，燒十字頭銷的現(xiàn)象立刻解決了，并且得到了多次驗證。十字頭銷固定結(jié)構(gòu)比十字頭銷轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的承載能力大，設(shè)計手冊上有明確的規(guī)定，德國的《機械設(shè)計》中有計算公式也明確地指出來。
[0011]現(xiàn)有十字頭銷原設(shè)計為兩端封閉結(jié)構(gòu)，心部的孔是為了通潤滑油。
[0012]現(xiàn)有十字頭體通油孔為偏心結(jié)構(gòu)，在鉆孔時鉆頭容易向一側(cè)跑偏，也容易將鉆頭損壞，必須安裝一個假十字頭銷工裝，以防止鉆孔時鉆頭跑偏，這樣做法既麻煩，又必須時常更換新工裝。
[0013]原結(jié)構(gòu)在加工時，一旦十字頭體上鍵的尺寸超差或者滑履的鍵槽尺寸超差，修復(fù)到圖樣規(guī)定的尺寸，對哪個零件進行修復(fù)都是很麻煩的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、連接效果好、安全系數(shù)高的十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)。
[0015]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括十字頭體和活塞桿，活塞桿一端置于十字頭體內(nèi)，活塞桿置于十字頭體內(nèi)端頭的后端設(shè)置有止推環(huán)，止推環(huán)后端的活塞桿外圍設(shè)置有擰入環(huán)，擰入環(huán)外圈前部與十字頭體內(nèi)壁螺紋連接，擰入環(huán)后部置于十字頭體外，擰入環(huán)后端的活塞桿外圍設(shè)置有壓力體，壓力體前部外壁與緊固螺母后部螺紋連接，緊固螺母前端與十字頭體端面相接;其結(jié)構(gòu)要點壓力體后端設(shè)置有豎向打壓孔，豎向打壓孔下部與橫向打壓孔一端相連，橫向打壓孔另一端與腔密封槽相連，腔密封槽前部設(shè)置有密封圈，密封圈前端與擰入環(huán)端面相接。
[0016]所述十字頭體的十字頭銷穿孔凸臺邊沿向十字頭體周邊延伸設(shè)置有加強筋;加強筋為兩個橫向加強筋，中心線過十字頭銷穿孔中心;橫向兩個加強筋對稱設(shè)置在十字頭銷穿孔左右兩側(cè)，一側(cè)橫向加強筋延伸至十字頭體開口端，另一側(cè)橫向加強筋延伸至十字頭體與活塞桿連接口的內(nèi)端;所述十字頭體上下端設(shè)置有限制滑履左右位置的滑履槽，滑履設(shè)置在滑履槽槽內(nèi)，滑履通過銷和螺栓與十字頭體相連;所述十字頭銷為空心結(jié)構(gòu);十字頭銷兩端面通過螺栓連接有擋板。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述密封圈為橫向的Y型密封圈。
[0018]作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述擰入環(huán)、壓力體、緊固螺母采用45碳鋼體，橫向打壓孔的直徑彡6mm。
[0019]作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述緊固螺母后端外壁和緊固螺母后端與壓力體相接處的壓力體外壁上設(shè)置有角度刻度線。
[0020]作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述擰入環(huán)后部外壁套有定位環(huán)，定位環(huán)前端與十字頭體端面相接觸，定位環(huán)沿周向設(shè)置有多個豎向定位銷孔，定位銷孔與定位環(huán)一端的橫向距離依次增加;擰入環(huán)后部外壁沿周向相應(yīng)于定位銷孔設(shè)置有多個豎向螺紋孔，螺紋孔與擰入環(huán)一端的橫向距離依次增加。
[0021]作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述定位銷孔與定位環(huán)一端的橫向距離依次增加1mm，螺紋孔與擰入環(huán)一端的橫向距離依次增加1mm，螺紋孔的個數(shù)為四個。
[0022]作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述定位環(huán)采用尼龍610定位環(huán)。
[0023]作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述止推環(huán)前端面中部為凸臺結(jié)構(gòu)，凸臺結(jié)構(gòu)后端沿周向設(shè)置有環(huán)形卡槽，環(huán)形卡槽內(nèi)安裝有卡簧。
[0024]其次，本發(fā)明所述擰入環(huán)的螺紋為M90 X 4，壓力體螺紋為Ml 10 X 4。
[0025]另外，本發(fā)明所述角度刻度線2度一格線，以10度為單位。
[0026]本發(fā)明有益效果。
[0027]本發(fā)明取消了4個零件，改變了 5個零件的結(jié)構(gòu)，不僅安裝和拆卸省事，打不上壓的問題已經(jīng)圓滿的解決了，打壓150MPa完全沒有問題，徑向尺寸也減小了，結(jié)構(gòu)簡單并保持了原來的功能。
[0028]本發(fā)明十字頭體的十字頭銷穿孔凸臺邊沿向十字頭體周邊延伸設(shè)置有加強筋，經(jīng)試驗證明，十字頭的安全系數(shù)顯著增大。
[0029]本發(fā)明十字頭銷采用空心結(jié)構(gòu)，抗彎強度明顯增加，用鋼管下料，機器噸位越大，重量減輕越顯著，不僅節(jié)省材料，也縮短了加工工時。
[0030]本發(fā)明取消滑履鍵槽，將滑履整體變成鍵鑲嵌在十字頭體上，這樣使得配偶件十字頭體的結(jié)構(gòu)進一步簡單了，加工也更簡單了，更容易保證加工質(zhì)量和精度。改進后的結(jié)構(gòu)不論是滑履還是十字頭體，零件結(jié)構(gòu)簡單了，容易保證加工質(zhì)量和精度，一旦尺寸超差，對哪個零件進行修復(fù)都非常簡單省事。
[0031]本發(fā)明將十字頭銷用標(biāo)準(zhǔn)鍵固定使其不能轉(zhuǎn)動，符合設(shè)計要求，十字頭銷被固定之后，承載能力更大，工作時燒連桿襯套或燒十字頭銷的問題得到了解決。
【附圖說明】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明保護范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。
[0033]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2是本發(fā)明卡簧結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖3是圖2的俯視圖。
[0036I圖4是現(xiàn)有液壓連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖5是本發(fā)明十字頭體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖6是本發(fā)明十字頭體豎剖視圖。
[0039]圖7是現(xiàn)有十字頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖8是圖7的A-A剖視圖。
[0041]圖9本發(fā)明定位環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖中，I為止推環(huán)、2為卡簧、3為擰入環(huán)、4為定位環(huán)、5為定位銷、6為緊固螺母、7為Y型密封圈、8為壓力體、9為角度刻度線、10為橫向打壓孔、11為十字頭體、12為活塞桿、13為螺栓、14為銷、15為墊片、16為滑履、17為十字頭銷、18為擋板、19為螺栓、20為螺塞、21為滑履槽、22為十字頭體與活塞桿連接口、23為通油孔、24為導(dǎo)油槽、25為豎向?qū)в涂住?br>【具體實施方式】
[0043]如圖所示，本發(fā)明包括十字頭體和活塞桿，活塞桿一端置于十字頭體內(nèi)，活塞桿置于十字頭體內(nèi)端頭的后端設(shè)置有止推環(huán)，止推環(huán)后端的活塞桿外圍設(shè)置有擰入環(huán)，擰入環(huán)外圈前部與十字頭體內(nèi)壁螺紋連接，擰入環(huán)后部置于十字頭體外，擰入環(huán)后端的活塞桿外圍設(shè)置有壓力體，壓力體前部外壁與緊固螺母后部螺紋連接，緊固螺母前端與十字頭體端面相接;壓力體后端設(shè)置有豎向打壓孔，豎向打壓孔下部與橫向打壓孔一端相連，橫向打壓孔另一端與腔密封槽相連，腔密封槽前部設(shè)置有密封圈，密封圈前端與擰入環(huán)端面相接。
[0044]下面敘述本發(fā)明的改進過程。
[0045]如圖4所示，壓力活塞104的薄邊是拆卸時的扳手，實踐證明，當(dāng)取消了圓柱銷之后，在壓力活塞一側(cè)加工兩個螺紋孔進行拆卸，特別是將壓力活塞與壓力體的配合間隙加大一些，拆卸壓力活塞非常方便，這時壓力活塞的薄邊便是多余的，應(yīng)當(dāng)取消。取消薄邊之后，不僅壓力活塞結(jié)構(gòu)簡單了，也使得配偶壓力體的結(jié)構(gòu)簡單了。經(jīng)過仔細(xì)分析，既然密封圈已經(jīng)改成平的底面接觸結(jié)構(gòu)，那么密封圈的底面與擰入環(huán)直接接觸，其密封效果是一樣的，取消改進后壓力活塞應(yīng)該無問題，實踐的結(jié)果，取消壓力活塞，根本不影響使用，則總體結(jié)構(gòu)進一步簡化。
[0046]所述密封圈為橫向的Y型密封圈。本發(fā)明將密封圈102結(jié)構(gòu)由V型改成Y型，通過多次實踐驗證，打壓150MPa時密封效果特別好，打不上壓的問題得到了徹底解決。
[0047]所述擰入環(huán)、壓力體、緊固螺母采用45碳鋼體，橫向打壓孔的直徑多6mm。正火狀態(tài)45碳鋼的許用壓力380MPa，完全能滿足要求?，F(xiàn)有壓力體的打壓油孔直徑4mm，加工困難，易損壞鉆頭，改成多6mm才合理，實踐效果令人滿意。
[0048]所述Y型密封圈的槽口角度為40度，槽口壁厚為4mm，Y型密封圈的厚度為13mm。
[0049]所述緊固螺母后端外壁和緊固螺母后端與壓力體相接處的壓力體外壁上設(shè)置有角度刻度線。
[0050]所述擰入環(huán)后部外壁套有定位環(huán)，定位環(huán)前端與十字頭體端面相接觸。
[0051]定位環(huán)沿周向設(shè)置有多個豎向定位銷孔，定位銷孔與定位環(huán)一端的橫向距離依次增加。
[0052]擰入環(huán)后部外壁沿周向相應(yīng)于定位銷孔設(shè)置有多個豎向螺紋孔，螺紋孔與擰入環(huán)一端的橫向距離依次增加。
[0053]所述定位銷孔與定位環(huán)一端的橫向距離依次增加1mm，螺紋孔與擰入環(huán)一端的橫向距離依次增加1mm，螺紋孔的個數(shù)為四個。
[0054]改進設(shè)計的定位環(huán)結(jié)構(gòu)必須滿足下列條件。
[0055]第一，定位環(huán)應(yīng)設(shè)計成有軸向移動的功能，只有將螺紋取消，設(shè)計成光滑的內(nèi)孔配合，并且8?12個定位孔與一側(cè)的距離應(yīng)依次增加1mm，才能滿足軸向移動的功能。
[0056]第二，擰入環(huán)的定位螺紋孔由3個改成4個或6個，并與一側(cè)的距離依次增加1mm，這樣與定位環(huán)相配合，就增加了在零件加工超差或安裝時的累積誤差的適應(yīng)性。
[0057]第三，要消除定位環(huán)在往復(fù)運動時產(chǎn)生的沖擊力即往復(fù)慣性力，原設(shè)計的定位螺釘與定位孔之間有很大的間隙肯定是不行的，定位銷與定位孔的設(shè)計必須是間隙配合，間隙要保證<0.15mm。
[0058]第四，定位銷釘與定位孔的間隙雖然很小，若按原設(shè)計定位環(huán)材料是35碳鋼，則重量顯得很重，工作時會產(chǎn)生幾十公斤的沖擊力，根本不符合設(shè)計要求，必須將定位環(huán)的重量降下來，這樣才能降低往復(fù)運動時產(chǎn)生的沖擊力。只有將定位環(huán)的材料改成塑料(尼龍610)，才能將往復(fù)運動時產(chǎn)生的沖擊力降下來。根據(jù)壓縮機的最大往復(fù)慣性力Imax=Hirco2(1 + λ)/9.8的公式計算，活塞力為10噸的塑料定位環(huán)的最大往復(fù)慣性力為2.5kg，活塞力為80噸的塑料定位環(huán)的最大往復(fù)慣性力為5kg。工作時定位環(huán)的最大往復(fù)慣性力雖然不大，可是始終存在并給予定位銷一個沖擊力，大型壓縮機轉(zhuǎn)速在300?500r/min，超過5次/秒的沖擊頻率，很快就會使塑料定位環(huán)損壞。想要發(fā)揮定位環(huán)應(yīng)具備的功能和作用，不解決定位環(huán)產(chǎn)生沖擊力這個問題，則前面付出的所有努力就會功虧一簣。
[0059]第五，為了化解掉定位環(huán)對定位銷的3?5kg沖擊力，在安裝時調(diào)整完止點間隙后，涂抹膠粘劑使定位環(huán)與擰入環(huán)粘牢，這樣定位環(huán)就不會產(chǎn)生微小的往復(fù)竄動來沖擊定位銷，只有這樣才能化解掉定位環(huán)在往復(fù)運動時對定位銷產(chǎn)生的沖擊力。
[0060]只有滿足上述五個方面的要求，定位環(huán)的功能才能最大限度的實現(xiàn)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使得液壓連接結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性大大的增強了，即不怕活塞桿、中體、接筒、缸座和缸體等零件長度尺寸超差，定位環(huán)當(dāng)初設(shè)想的功能才能實現(xiàn)。這項結(jié)構(gòu)改進能為企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益。
[°061 ] 所述定位環(huán)采用尼龍610定位環(huán)。
[0062]所述止推環(huán)前端面中部為凸臺結(jié)構(gòu)，凸臺結(jié)構(gòu)后端沿周向設(shè)置有環(huán)形卡槽，環(huán)形卡槽內(nèi)安裝有卡簧。本發(fā)明針對止推環(huán)裝拆不方便和“張嘴”現(xiàn)象的問題，將拉伸彈簧改為卡簧，并將固定止推環(huán)的彈簧環(huán)槽位置移到邊緣。通過實踐檢驗，不僅改變了安裝和拆卸的方式，安裝時將止推環(huán)插入連接結(jié)構(gòu)，一只手扶住止推環(huán)，另一只手拿著卡簧對準(zhǔn)環(huán)槽一推就安裝完畢，拆卸時雙手抱在止推環(huán)上一推卡簧，卡簧就退了下來，省時省力，給安裝和拆卸帶來極大地方便。同時也讓止推環(huán)徹底“閉嘴”了，不同噸位的液壓連接結(jié)構(gòu)卡簧鋼絲直徑不同，達到了一箭三雕的目的。通過此項改進前后的對比，活塞力噸位越大的液壓連接結(jié)構(gòu)效果越明顯。
[0063]所述擰入環(huán)的螺紋為M90 X 4，壓力體螺紋為Ml 10 X 4。擰入環(huán)螺紋由M90 X 2改成M90 X 4，壓力體螺紋由Ml 15 X 2改成Ml 10 X 4，螺紋應(yīng)優(yōu)先選擇第一系列，盡可能不選第三系列，而原設(shè)計的系列產(chǎn)品中有一半的螺紋選擇第三系列，改進設(shè)計后已不用第三系列螺紋尺寸。
[0064]通過對液壓連接結(jié)構(gòu)零件每個細(xì)節(jié)的分析發(fā)現(xiàn)，帶有螺紋的擰入環(huán)、壓力體和緊固螺母105這三個零件，其材料為42CrMo的合金鋼，螺紋均為車制加工而非滾制加工，零件材料選擇不當(dāng)，造成了液壓連接結(jié)構(gòu)拆卸不下來。
[0065]42CrMo合金鋼調(diào)質(zhì)后強度很高，而零件的材料強度越高，承受交變載荷時抗疲勞強度越低，比普通調(diào)質(zhì)碳鋼還低，這是被實踐反復(fù)證明的，在《材料力學(xué)》和《工程斷裂力學(xué)》的教科書中記載的非常明確，在五十年前就已成定論。
[0066]有相當(dāng)多的設(shè)計人員從想象出發(fā)，認(rèn)為零件材料選用合金鋼比碳鋼好，實際上是對金屬材料沒有透徹的了解和認(rèn)識，不能辨析其中的道理。零件帶有螺紋的本身就是個缺口，就是個裂紋。缺口敏感性大，就有應(yīng)力集中，而且合金鋼比碳鋼應(yīng)力集中系數(shù)大，要想辦法在設(shè)計時降低應(yīng)力集中系數(shù)才是合理的途徑。液壓連接結(jié)構(gòu)中的擰入環(huán)和壓力體既然不能設(shè)計成彈性桿結(jié)構(gòu)，特別是承受較大的交變載荷時選擇42CrMo合金鋼不如選擇優(yōu)質(zhì)碳鋼合理。零件只有設(shè)計成彈性桿結(jié)構(gòu)時，選擇42CrMo合金鋼才是合理的。降低應(yīng)力集中的合理途徑是，通過降低材料的硬度，能改善螺紋牙受力情況，使載荷分布均勻狀況有所改善，提高螺紋的承載能力和疲勞強度，選擇碳鋼35或45材料才是合理的。
[0067]1978年3月I日，日本高壓氣體保安協(xié)會制定的關(guān)于高壓氣體管道的標(biāo)準(zhǔn)2.3.7(3)中規(guī)定:作為螺栓材料禁止使用過去廣泛使用的鉻鉬鋼SCM制造高壓法蘭螺栓。日本的SCM材料對應(yīng)中國的材料牌號是15CrMo、20CrMo、30CrMo、35CrMo、42CrMo合金鋼，這值得我們思考和借鑒。
[0068]帶螺紋的零件承受較大的交變載荷，在設(shè)計時應(yīng)設(shè)法降低螺紋的應(yīng)力集中系數(shù)，這才是合理的方向和途徑，即采取增大螺紋根部的圓角半徑是有效的途徑，螺紋根部的圓角半徑為0.125P，P為螺距。
[0069]螺紋的螺距為2mm根部的圓角半徑:0.125 X 2 = 0.25mm。
[0070]螺紋的螺距為3mm根部的圓角半徑:0.125 X 3 = 0.375mm。
[0071 ] 螺紋的螺距為4mm根部的圓角半徑:0.125 X 4 = 0.50mm。
[0072]從以上對比可以看出，螺距加大，螺紋根部的圓角半徑明顯加大，應(yīng)力集中系數(shù)減小，螺紋的承載能力明顯提尚。
[0073]若螺紋的螺距由2mm增加到3mm或4mm，螺紋的承載能力明顯的提高，從不同螺距的單個螺紋截面積對比來看承載能力的大小，計算對比如下:
螺距為2mm的單個螺紋截面積為:2X2C0S300 + 2 = 1.732mm2。
[0074]螺距為3mm的單個螺紋截面積為:3X3C0S30° + 2 = 3.897mm2。
[0075]螺距為4mm的單個螺紋截面積為:4X4C0S30。+2 = 6.928mm2。
[0076]通過對單個螺紋截面積的對比發(fā)現(xiàn):螺距為3mm的截面積是螺距為2mm的截面積的2.25倍，螺距為4mm的截面積是螺距為2mm的截面積的4倍。
[0077]由此可以得出如下結(jié)論:螺距為3mm的單個螺紋的承載能力比螺距為2mm的大1.25倍，螺距為4mm的單個螺紋的承載能力比螺距為2mm的大3倍。
[0078]還有一個有力的證據(jù)能證明增大螺紋的螺距是正確的，活塞桿連接活塞端的螺距為4mm或6mm，從來就沒有發(fā)生過螺母拆卸不下來的案例。
[0079]綜上所述，通過將連接件零件的材料由合金鋼改為碳鋼，以及加大螺紋的螺距，徹底解決了液壓連接結(jié)構(gòu)拆卸不下來的問題。
[0080]所述角度刻度線2度一格線，以10度為單位。在壓力體和緊固螺母零件上用激光打上角度刻度線，2度一格線，以10度為單位寫上數(shù)值，這樣就能測量出活塞桿的伸長量，這是原結(jié)構(gòu)中沒有的功能。
[0081]角度刻度線的使用方式。
[0082]1.液壓連接結(jié)構(gòu)與活塞桿組裝后旋入十字頭體。
[0083]2.調(diào)整好活塞與氣缸座的止點間隙之后，用鐵棍或鉤扳手旋轉(zhuǎn)緊固螺母，使其與十字頭體貼合，將緊固螺母與壓力體的水平位置的角度刻度線數(shù)值做記錄。
[0084]3.將油栗與擰入環(huán)連接好后，打壓至150MPa(改進設(shè)計均彡120MPa)，旋轉(zhuǎn)緊固螺母與十字頭貼合，記錄旋轉(zhuǎn)完畢之后的緊固螺母水平位置的角度刻度線數(shù)值。
[0085]4.將油栗的油壓卸掉，拆下與壓力體連接的油管。
[0086]5.通過緊固螺母旋轉(zhuǎn)的角度數(shù)值，計算出活塞桿的實際伸長量，來驗證活塞桿伸長量的理論計算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，記錄活塞桿伸長量數(shù)值與正確數(shù)值的偏差值。
[0087]本結(jié)構(gòu)安裝之后的適應(yīng)性極大的增強了，即不怕活塞桿、中體、接筒、缸座和缸體等零件的長度尺寸超差，上述某一零件長度尺寸超差值±10mm或裝配軸向尺寸累積超差土1mm，仍可使用，不用修改液壓連接結(jié)構(gòu)尺寸。而原結(jié)構(gòu)某一零件長度尺寸超差多± 2mm，就必須修改液壓連接結(jié)構(gòu)尺寸，否則定位環(huán)根本不能與十字頭體貼合而成為擺設(shè)，或者尺寸超差的零件極有可能報廢，這項改進能為企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益。
[0088]本發(fā)明十字頭體的十字頭銷穿孔凸臺邊沿向十字頭體周邊延伸設(shè)置有加強筋B;加強筋為兩個橫向加強筋，中心線過十字頭銷穿孔中心;橫向兩個加強筋對稱設(shè)置在十字頭銷穿孔左右兩側(cè)，一側(cè)橫向加強筋延伸至十字頭體開口端，另一側(cè)橫向加強筋延伸至十字頭體與活塞桿連接口的內(nèi)端;所述十字頭體上下端設(shè)置有限制滑履左右位置的滑履槽，滑履設(shè)置在滑履槽槽內(nèi)，滑履通過銷和螺栓與十字頭體相連;所述十字頭銷為空心結(jié)構(gòu);十字頭銷兩端面通過螺栓連接有擋板。
[0089]如圖5所示，可通過適當(dāng)加長A-A剖面尺寸，可使壁厚尺寸減少，重量減輕明顯。
[0090]所述十字頭體采用球墨鑄鐵QT450-10十字頭體?？刹捎玫葴卮慊餉DI熱處理工藝，抗拉強度增加一倍，疲勞強度也增加近一倍?；谶@一點，十字頭體壁厚還可減小，這是從熱處理工藝方面減輕零件的重量。
[0091]原設(shè)計十字頭頸部為整體連接(C處)，從整體上講，鑄件的厚薄不均勻，鑄件在過于厚的部位容易產(chǎn)生氣孔、縮松等缺陷，這是原設(shè)計結(jié)構(gòu)在鑄造工藝上的不合理之處。通過優(yōu)化設(shè)計，本著強度處處相等的設(shè)計理念，減去了該處多余部分，使得鑄件各處壁厚趨于相等，這樣不僅減輕了零件的重量，鑄件的結(jié)構(gòu)也合理了，十字頭體噸位越大，重量減輕越明顯，這是從改變設(shè)計結(jié)構(gòu)方面減輕重量。該處占所減總重量的一半左右。
[0092]通過在以上改進設(shè)計，十字頭體產(chǎn)品系列的重量均可減輕1/3以上，效果極其明顯。十字頭部件是往復(fù)運動部件，減輕十字頭部件的重量(另外一處是減輕活塞部件重量)對減小往復(fù)慣性力的效果是立竿見影的，為往復(fù)活塞式壓縮機將來提高轉(zhuǎn)速，減小整機體積準(zhǔn)備好了條件。
[0093]所述十字頭體與活塞桿連接口外側(cè)螺紋的螺距為3mm或4mm。螺距增大使螺紋根部強度增加，通過將螺紋螺距加大(16噸以下的螺距3mm，20噸以上的螺距4mm)，維修時液壓連接結(jié)構(gòu)拆卸不下來(即螺紋咬死)的問題得到了徹底解決。
[0094]所述十字頭銷的內(nèi)徑與外徑的比值多0.6;抗彎強度明顯增強。
[0095]所述十字頭體的通油孔設(shè)置在滑履中部;通油孔為豎向通油孔，中心過十字頭銷穿孔橫向中心；滑履兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)油槽，導(dǎo)油槽上端與通油孔相連，導(dǎo)油槽下端與貫穿滑履、十字頭體、十字頭銷的豎向?qū)в涂紫噙B。將通油孔垂直指向十字頭銷孔的中心位置，鉆孔時不需要任何工裝來防止鉆頭跑偏，鑄件結(jié)構(gòu)也對稱了、簡化了，結(jié)構(gòu)合理了。
[0096]原十字頭體連接端面為沉孔或稱魚眼坑結(jié)構(gòu)，因整體是一頭沉結(jié)構(gòu)，沉孔的作用是加工后在吊裝時防止端面與地面接觸而產(chǎn)生磨損，在實際吊裝時的吊繩采用的是吊帶(不用鋼絲繩)，吊裝時不會產(chǎn)生零件翻個大頭朝下的問題，這時的沉孔就顯得多余了，還使結(jié)構(gòu)增加了復(fù)雜性。經(jīng)過與專門加工十字頭體的技術(shù)人員的反復(fù)探討，實在找不出沉孔還有什么其他的用途，改進后的結(jié)構(gòu)取消了沉孔結(jié)構(gòu)。
[0097]可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，包括十字頭體和活塞桿，活塞桿一端置于十字頭體內(nèi)，活塞桿置于十字頭體內(nèi)端頭的后端設(shè)置有止推環(huán)，止推環(huán)后端的活塞桿外圍設(shè)置有擰入環(huán)，擰入環(huán)外圈前部與十字頭體內(nèi)壁螺紋連接，擰入環(huán)后部置于十字頭體外，擰入環(huán)后端的活塞桿外圍設(shè)置有壓力體，壓力體前部外壁與緊固螺母后部螺紋連接，緊固螺母前端與十字頭體端面相接;其特征在于壓力體后端設(shè)置有豎向打壓孔，豎向打壓孔下部與橫向打壓孔一端相連，橫向打壓孔另一端與腔密封槽相連，腔密封槽前部設(shè)置有密封圈，密封圈前端與擰入環(huán)端面相接； 所述十字頭體的十字頭銷穿孔凸臺邊沿向十字頭體周邊延伸設(shè)置有加強筋;加強筋為兩個橫向加強筋，中心線過十字頭銷穿孔中心；橫向兩個加強筋對稱設(shè)置在十字頭銷穿孔左右兩側(cè)，一側(cè)橫向加強筋延伸至十字頭體開口端，另一側(cè)橫向加強筋延伸至十字頭體與活塞桿連接口的內(nèi)端;所述十字頭體上下端設(shè)置有限制滑履左右位置的滑履槽，滑履設(shè)置在滑履槽槽內(nèi)，滑履通過銷和螺栓與十字頭體相連;所述十字頭銷為空心結(jié)構(gòu);十字頭銷兩端面通過螺栓連接有擋板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述密封圈為橫向的Y型密封圈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述擰入環(huán)、壓力體、緊固螺母采用45碳鋼體，橫向打壓孔的直徑多6mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述緊固螺母后端外壁和緊固螺母后端與壓力體相接處的壓力體外壁上設(shè)置有角度刻度線。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述擰入環(huán)后部外壁套有定位環(huán)，定位環(huán)前端與十字頭體端面相接觸，定位環(huán)沿周向設(shè)置有多個豎向定位銷孔，定位銷孔與定位環(huán)一端的橫向距離依次增加;擰入環(huán)后部外壁沿周向相應(yīng)于定位銷孔設(shè)置有多個豎向螺紋孔，螺紋孔與擰入環(huán)一端的橫向距離依次增加。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述定位銷孔與定位環(huán)一端的橫向距離依次增加1mm，螺紋孔與擰入環(huán)一端的橫向距離依次增加1mm，螺紋孔的個數(shù)為四個。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述定位環(huán)采用尼龍610定位環(huán)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述止推環(huán)前端面中部為凸臺結(jié)構(gòu)，凸臺結(jié)構(gòu)后端沿周向設(shè)置有環(huán)形卡槽，環(huán)形卡槽內(nèi)安裝有卡簧。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述擰入環(huán)的螺紋為M90 X 4，壓力體螺紋為Ml 10X4。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述十字頭體與活塞桿連接的液壓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述角度刻度線2度一格線，以10度為單位。
【文檔編號】F04B39/00GK105971853SQ201610553460
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】邙鐵宏, 郭永君
【申請人】沈陽佳信壓縮機制造有限公司