淺析液壓油缸結(jié)構(gòu)及改進技術(shù)

陳嬌 張亞南 王麗

摘要：隨著工業(yè)化進程的不斷推進，液壓設(shè)備開始在多個領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。液壓油缸作為液壓設(shè)備的最主要結(jié)構(gòu)之一，其屬于液壓設(shè)備的核心組成部分，液壓油缸安全可靠的運行是確保液壓設(shè)備整體運行可靠性的重要保障。文中對液壓油缸的結(jié)構(gòu)進行了分析，并進一步對液壓油缸的改進技術(shù)進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：液壓油缸；結(jié)構(gòu)；改進技術(shù)

1.液壓油缸的結(jié)構(gòu)

1.1活塞裝置

液壓油缸的活塞裝置主要以活塞和活塞桿結(jié)構(gòu)為主，活塞主要以耐磨的鑄鐵材料制成，而活塞桿則以鋼料進行制造。活塞裝置主要以一體式、推銷連接式、螺紋式和半接環(huán)式為主，在這幾種結(jié)構(gòu)中，螺紋式結(jié)構(gòu)較為簡單，而且容易拆卸，但此種結(jié)構(gòu)形式的螺帽一旦處于高壓負荷下極易出現(xiàn)松動情況。半環(huán)式結(jié)構(gòu)不易拆卸，結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，但具有較高的可靠性。只有當液壓油缸尺寸較小的情況下時，才能適用于一體化活塞和活塞環(huán)結(jié)構(gòu)。

1.2密封裝置

1.2.1間隙密封

間隙密封其結(jié)構(gòu)較為簡單，通過運動構(gòu)件之間的微小間隙來做到對泄漏的防止作用，其是在一定條件下，在活塞的表面制造出狹小的環(huán)形凹槽，這樣可以有效的提高裝置的密封性，而且油液在通過凹槽時阻力也會有所提高。但這路間隙密封結(jié)構(gòu)對于機加工藝具有較高的要求，所以適用范圍有限，只對于尺寸較小、壓力較低及活塞運動相對較慢的液壓油缸才具有適用性。

1.2.2摩擦環(huán)密封

為了能夠在液壓油缸缸體和活塞結(jié)構(gòu)之間進行良好的密封，則通常會采用摩擦環(huán)密封，這是和種需要套在活塞上的摩擦環(huán)，其摩擦阻力較小，而且結(jié)構(gòu)具有較高的穩(wěn)定性和自我補償能力，由于處于液壓油缸缸體和活塞結(jié)構(gòu)之間，所以其具有較好的自我補償能力。

1.2.3密封圈密封

密封圈密封結(jié)構(gòu)的應(yīng)用使其能夠與液壓油缸構(gòu)件之間具有更好的貼合性，所以其結(jié)構(gòu)所采用的制作材料費通常都以橡膠和塑料為主，這兩種材料都具有較好的彈性，不僅具有較好的貼合性，而且在磨損發(fā)生后也具有自我補償能力，可靠性較高，其對于液壓油缸各個部件處的密封工作具有較好的適用性。

1.3緩沖裝置

緩沖裝置的使用就是為了有效的避免活塞和缸蓋之間直接發(fā)生碰撞，可以更限的提升液壓油缸的使用壽命。其主要是在行程的終前幾天、活塞蓋和缸蓋之間依靠活塞和缸筒來對部分油液進行封住，在這種情況下，由于產(chǎn)生較大的阻力，所以會在壓力下使油液從小孔和縫隙處擠出，工件運動的速度受到限制，確保了緩沖作用的實現(xiàn)。

2.液壓油缸的改進技術(shù)

2.1卡鍵式液壓油缸結(jié)構(gòu)的改進

卡鍵式液壓油缸其活塞桿制作時通常會選擇鍛材和軋材來進行，通常都會對活塞桿后端的大量外圍金屬進行切削掉，從而在運動過程中只需要用于活塞桿中心較細的活動，在這種情況下，由于中心部位的力學(xué)性能較差，所以在很磊程度上導(dǎo)致活塞桿的力學(xué)性能降低，而且結(jié)構(gòu)總體強度也會下降，活塞桿容易受到應(yīng)力及液壓沖擊的集中作用，活塞桿極易從卡鍵槽處出現(xiàn)斷裂，所以在液壓油缸設(shè)計時，盡量會避免應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)。

為了使卡鍵式液壓油缸結(jié)構(gòu)具有更好的性能，所以在改進時可以在活塞桿上通過增加卡鍵槽，而且在活塞的兩端連接也改為卡鍵式連接，這樣改進后活塞桿的可靠性得以提升，其密封結(jié)構(gòu)需要針對活塞植與缸體內(nèi)徑直的差距來進行，相差較大時，則需要利用雙卡鍵卡住活塞頭，而相差較小時，則直接利用彭形圈進行密封即可。通過改進后，活塞裝置的破損率得到有效的降低，易于拆卸和維修。

2.2螺紋式液壓油缸結(jié)構(gòu)的改進

2.2.1導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)的改進

目前螺紋式導(dǎo)向套液壓油缸由于其設(shè)計和加工都較為方便，而且折裝使用專用設(shè)備，所以其應(yīng)用較為廣泛，但在具體使用過程中，其結(jié)構(gòu)還存在一定的不足之處，所以對于設(shè)備穩(wěn)定性具有較高的要求的情況下，則不宜使用此結(jié)構(gòu)的液壓油缸。由于螺紋結(jié)構(gòu)在加工過程中，公差較大，定心能力差，因此，螺紋在裝配時的同軸度難以得到有效保證，導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)在裝配過程中應(yīng)該以其外密封面進行定位。如果定位面的長度小于螺紋的配合長度，則要求螺紋先進入配合，然后定位面再進入配合，這樣裝配，容易導(dǎo)致螺紋發(fā)生偏移而難以進入配合，往往會導(dǎo)致螺紋損壞。

針對上述情況，可以在設(shè)計過程中使螺紋定位面的長度稍大于螺紋的配合長度，這樣能夠使定位面先進入配合。通過這樣的結(jié)構(gòu)改進，可以有效保證導(dǎo)向套在安裝和拆卸過程中的同軸度，同時還能夠使活塞桿的大部分徑向分力由導(dǎo)向套的定位部位來承受，從而有效降低螺紋承受的額外徑向力，提高螺紋的抗疲勞性能。

2.2.2螺紋式立柱外缸結(jié)構(gòu)的改進

部分型號液壓支架的立柱常常會發(fā)生導(dǎo)向套被液壓力打出的情況，這極易導(dǎo)致缸體螺紋發(fā)生損壞，影響液壓油缸的使用安全。通常在這種情況下，缸體及導(dǎo)向套上的螺紋都是齒尖部分發(fā)生損壞。在活柱伸出后，一般會受到側(cè)向載荷及彎矩作用，徑向的分作用力及彎矩作用會通過導(dǎo)向套傳遞給缸體，同時由于外缸口本身剛度較小以及立柱本身的缸壁較薄，在作用力下缸口極易發(fā)生變形，這時需要由螺紋承受力矩，對螺紋造成非常大的損害。

另外，該結(jié)構(gòu)導(dǎo)向套的密封在螺紋之后，螺紋配合之間充滿高壓液體，當立柱上腔進液或回液時，腔體內(nèi)部壓力會上升，由于缸體螺紋部分的壁厚較薄，會發(fā)生較大程度的彈性變形?？梢詫ν飧椎慕Y(jié)構(gòu)進行改進，采用外徑較大的鋼管與缸體進行焊接形成缸口，這樣可以有效增加缸體定位面及螺紋部分厚度，還能夠改變螺紋部分文職，使螺紋之間不會受到液壓力的作用，從而提高其抗變形能力。

3.結(jié)束語

在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計中液壓油缸應(yīng)用較為常見，而且存在的問題也較為普遍，所以需要在實踐中不斷的對液壓油缸進行改進，提高液壓油缸整體的穩(wěn)定性，降低損壞事故的發(fā)生，確保設(shè)備運行的安全性和可靠性。

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