40

图 2 摆动油缸工作机构运动位置图

( 2 D

( 7 D

( 8 D

( 3 D

( 4 D

( 5 D

参考文献：

[ l ]

徐

灏 . 机械设计手册第 4 卷 [ !] . 北京：机械工业出版社，2000.

[ 2 ]

王知行 . 机械原理 [ "] . 北京：高等教育出版社，2000.

[ 3 ]

黄纯颖 . 机械创新设计 [ " ] . 北京：高等教育出版社，2000

.

[ 4 ]

成大先 . 机械设计手册 [ ! ] . 北京: 化学工业出版社, 2002

.

[ 责任编校

杨道富 ]

( 6 D

（l0）

( ll D

由图 2 可得：

因此，将（3）、

（4）式中 Z

2

+ H

2

项消去，并带入（2）式，则有

式中：

M——

— 紧固件的初始拆装力矩；

Z——

— 摇臂的长度，图 2 中：O

2

A

l

= O

2

A

2

= l；

H——

— 机架的长度；

L

l

——

— 活塞杆缩回时的液压装置长度；

L

2

——

— 活塞杆伸出时的液压装置长度，活塞杆的行程为

L

2

- L

l

；

!

l

——

— 摇臂的初始位置角度，如图 2 所示。

"

l

，"

2

如图 2 所示。

当 !

l

= # / 2 时，F

l

达到极小值

当 !

l

= 90 ，F

lmin

的值最大，在第 2 位置的构件 2 与 O

2

点

及油缸将成一直线，机构处于自锁位置。因此对于这样情况的

来说，合理的设计是输出角 !

0

的范围应在 0 与 90 之间。

当 !

l

= 90 时，

由式（3）及（4）可得：

由（7）、

（8）可得：

即：仅当下述条件满足时，连杆机构才可能实际存在。

图 3 是根据（9）式作出的设计图，液压油缸的行程 L

2

- L

l

与缩回时的长度 L

l

之比是 !

0

的函数，图 3 中的阴影部分指可

被设计采纳的比值。

对于给定的输出角度值 !

0

，液压油缸的行程与缩回时的

长度之比由（9）式或图 3 来确定。

由 ( 7 D 、

（8）式可推出位置参数 H 和 Z 为：

3

实例

某大直径螺钉的初始拆装力矩为 46kN・m，设定以油缸

l6 个往复循环完成螺钉单周的拆装，

因此摇臂的单程转角

利用（9）式或图 3 可得液压油缸的行程 L

2

- L

l

与缩回时

的长度 L

l

之极限比：

L

l

= 500mm；L

2

= 585mm，

行程 = 85mm

由 ( l0 D 和（ll）式可计算出 H 和 L 的值如下：

H

l

= 400mm

H

2

= 300mm

L

l

= 300mm

L

2

= 400mm

由（6）式得：

4

结论

对于用于大直径紧固件的拆装的液压扳手，只要科学地

计算和设计其执行机构的位置参数，就能使其液压油缸的推

力最小。

( 9 D

图 3 角度 #

0

和 L

l

、L

2

的关系

黄河水利职业技术学院学报

2004 年第 2 期