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      液壓油缸的組成部件有哪些?液壓缸結構有什么特點?

      發布時間:2021-09-03 13:50 來源:技術咨詢系統

      液壓缸是液壓傳動系統中的執行元件, 它是把液壓能轉換成機械能的能量轉換裝置,液壓油缸主要由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置等結構組成。

      液壓缸結構

      液壓缸缸筒

      缸筒是液壓缸的主體零件,它與缸蓋、活塞等零件構成密閉的容腔,推動活塞運動。常用的缸筒結構有8類,一般根據缸筒與端蓋的聯接方法選用。缸筒要承受很大的液壓力,因此材料一般要求有足夠的強度剛度和沖擊韌性,對焊接的還要有出色的焊接功用,所以常用材料有:25,45,ZG200~400,1Cr18Ni9等等。缸筒毛坯多選用冷拔或熱扎無縫鋼管,因此工序一般是調質(保證缸筒的強度,使其能承受油壓不會變形和損壞)→珩磨或鏜滾壓(保證缸筒內徑的粗糙度、圓度、圓柱度和直線度等,使活塞密封性在長期往復運動后不變)→車(保證缸筒全長等計劃規范懇求)→鉆(加工出油口孔,保證進出油路)→鉗。其內孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造,要求表面粗糙度在 0.1~0.4μm,使活塞及其密封件、支承件能順利滑動,從而保證密封效果,減少磨損。

      液壓缸缸蓋

      缸蓋裝在液壓缸缸筒兩端,與缸筒形成封閉的油腔。同樣承受很大的液壓力,因此,端蓋及其連接件都應有足夠的強度。一般有焊接、螺紋、螺栓、卡鍵和拉桿等多種聯接方法,一般根據工作壓力,油缸的聯接方法,運用環境等要素挑選。設計時既要考慮強度,又要選擇工藝性較好的結構形式。

      液壓缸活塞桿

      活塞桿是液壓缸傳遞力的主要元件。材料一般選擇中碳鋼(如45號鋼)。油缸工作時,活塞桿受推力、拉力或彎曲力矩等,故保證其強度是必要的;并且活塞桿常在導向套中滑動,協作應適合,太緊了,摩擦力大,太松了,會導致卡滯現象和單邊磨損,這就要求其外表粗糙度、直線度和圓度等適合。所以,活塞桿的工藝一般是粗車→調質→半精車→淬火→鍍前磨→鍍鉻→鍍后磨→精車。

      液壓缸活塞

      活塞是將液壓能轉為機械能的主要元件,它的有效作用面積直接影響液壓缸的作用力和運動速度?;钊c活塞桿聯接有多種方法,最常用的有螺紋連接和半環連接形式,除此之外還有整體式結構、焊接式結構、錐銷式結構等。螺紋式連接,結構簡單,裝拆方便,但一般需備螺母防松裝置;半環式連接連接強度高,但結構復雜,裝拆不便,半環連接多用于高壓和振動較大的場合。當無導向環時,活塞用高強度鑄鐵HT200~300或球墨鑄鐵;當有導向環時,活塞用優質碳素鋼20號、35號和45號。

      液壓缸密封裝置

      活塞裝置主要用來防止液壓油的泄漏,良好的密封是液壓缸傳遞動力、正常動作的保證,根據兩個需要密封的耦合面間有無相對運動,可把密封分為動密封和靜密封兩大類。設計或選用密封裝置的基本要求是具有良好的密封性能,并隨壓力的增加能自動提高密封性,除此以外,摩擦阻力要小、耐油、抗腐蝕、耐磨、壽命長、制造簡單、拆裝方便。常見的油缸活塞密封方法:間隙密封、活塞環密封、活塞環密封、O形密封圈、O形密封圈、Y形密封圈。

      (1)間隙密封

      間隙密封是一種常用的密封方法,它依靠相對運動零件配合面間的微小間隙來防止泄漏,由環形縫隙軸向流動理論可知,泄漏量與間隙的三次方成正比,因此可用減 小間隙的辦法來減小泄漏。一般間隙為 0.01~0.05mm,這就要求配合面有很高的加工精度。在活塞的外圓表面一般開幾道寬 0.3~0.5mm、深 0.5~lmm、間距 2~5mm 的環形溝槽,稱平衡槽,其作用如下:

      • 使活塞具有自位性能,由于活塞的幾何形狀和同軸度誤差,工作壓力油在密封間隙中的不對稱分布將形成一個徑向不平衡力,稱為液壓卡緊力,它使摩擦力增大,開平衡槽后,使得徑向油壓力趨于平衡,使活塞能夠自動對中,減小了摩擦力;
      • 由于同心環縫的泄漏要比偏心環縫小得多,活塞的對中減少了油液的泄漏量,提高了密封性能;
      • 自潤滑作用,油液儲存在平衡槽內,使活塞能自動潤滑。間隙密封的特點是結構簡單、摩擦力小、耐用,但對零件的加工精度要求較高,且難以完全消除泄漏。故只適用于低壓、小直徑的快速液壓缸。

      (2)活塞環密封

      活塞環密封依靠裝在活塞環形槽內的彈性金屬環緊貼缸筒內壁實現密封,如圖所示。它的密封效果較間隙密封好,適用的壓力和溫度范圍很寬,能自動補償磨損和溫 度變化的影響,能在高速條件下工作,摩擦力小,工作可靠,壽命長,但不能完全密封?;钊h的加工復雜,缸筒內表面加工精度要求高,一般用于高壓、高速和高 溫的場合。

      (3) 密封圈密封

      密封圈密封是液壓系統中應用最廣泛的一種密封,密封圈有 O 形、V 形、Y 形及組合式等數種,其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨酯等。

      (4)O形密封圈

      O形密封圈的截面為圓形,主要用于靜密封和速度較低的滑動密封,其結構簡單緊湊,安裝方便,價格便宜,可在-40~120°C 的溫度范圍內工作。但與唇形密封圈相比,其壽命較短,密封裝置機械部分的精度要求高,啟動阻力較大。

      O形圈密封的原理是O形圈裝入密封槽后,其截面受到壓縮后變形。

      在無液壓力時,靠O形圈的彈性對接觸面產生預接觸壓力,實現初始密封,當密封腔充入壓力油后,在液壓力的作用下,O 形圈擠向槽一側,密封面上的接觸壓力上升,提高了密封效果。任何形狀的密封圈在安裝時,必須保證適當的預壓縮量,過小不能密封,過大則摩擦力增大,且易于 損壞,因此,安裝密封圈的溝槽尺寸和表面精度必須按有關手冊給出的數據嚴格保證。在動密封中,當壓力大于 10MPa 時,O 形圈就會被擠入間隙中而損壞,為此需在 O 形圈低壓側設置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈,其厚度為1.25~2.5mm,雙向受高壓時,兩側都要加擋圈,其結構如圖所示。

      (5)V形密封圈

      V 形圈的截面為 V 形,如圖所示,V 形密封裝置是由壓環、V 形圈和支承環組成。當工作壓力高于 10MPa 時,可增加 V 形圈的數量,提高密封效果。安裝時,V 形圈的開口應面向壓力高的一側。V 形圈密封性能良好,耐高壓,壽命長,通過調節壓緊力,可獲得最佳的密封效果,但 V 形密封裝置的摩擦阻力及結構尺寸較大,主要用于活塞桿的往復運動密封,它適宜在工作壓力 p>50MPa、溫度-40~80℃的條件下工作。

      (6)Y形密封圈

      Y 形密封圈的截面為 Y 形,屬唇形密封圈。它是一種密封性、穩定性和耐壓性較好,摩擦阻力小,壽命較長的密封圈,故應用很普遍。Y 形圈主要用于往復運動的密封,根據截面長寬比例的不同,Y 形圈可分為寬斷面和窄斷面兩種形式;寬斷面 Y 形圈一般適用于工作壓力 p<20MPa。窄斷面 Y 形圈一般適用于工作壓力 p<32MPa。圖 3.15 所示為寬斷面 Y 形密封圈。

      Y 形圈的密封作用取決于它的唇邊對耦合圓的緊密接觸程度,在壓力油作用下,唇邊對耦合面產生較大的接觸壓力,從而達到密封的目的;當液壓力升高時,唇邊與藕 合面貼得更緊,接觸壓力更高,密封性能更好。Y 形圈安裝時,唇口端面應對著壓力高的一側,當壓力變化較大、滑動速度較高時,要使用支承環,以固定密封圈,如圖 3.15(b)所示。

      液壓缸導向套

      導向套對活塞桿起導向和支撐作用,它要求協作精度高,摩擦阻力小,耐磨性好,能承受活塞桿的壓力、彎曲力以及沖擊振動。內裝有密封設備以保證缸筒有桿腔的密封,外側裝有防塵圈,以防止雜質、塵土和水分帶到密封設備處,損壞密封。金屬導向套一般選用摩擦系數小、耐磨性好的青銅、灰鑄鐵、球墨鑄鐵和氧化鑄鐵等;非金屬導向套可選用聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯等。

      液壓缸緩沖裝置

      當液壓油缸拖動負載的質量較大、速度較高時,一般應在液壓缸中設緩沖裝置,必要時還需在液壓傳動系統中設緩沖回路,以免在行程終端發生過大的機械碰撞,導致液壓缸損壞。緩沖的原理是當活塞或缸筒接近行程終端時,在排油腔內增大回油阻力,從而降低液壓缸的運動速度,避免活塞與缸蓋相撞。

      液壓缸排氣裝置

      液壓傳動系統中往往會混入空氣,使系統工作不穩定,產生振動、爬行或前沖等現象;嚴重時會使系統不能正常工作。因此,設計液壓缸時,必須考慮空氣的排除,對于要求不高的液壓缸,往往不設計專門的排氣裝置,而是將油口布置在缸筒兩端的最高處,這樣也能使空氣隨油液排往油箱,再從油箱溢出;對于速度穩定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸,常在液壓缸的最高處設置專門的排氣裝置,如排氣塞、排氣閥等。

      以上就是液壓油缸的主要組成部分,只有對液壓缸的結構有深刻的了解,才能更好的使用它創造出更多的價值,及時的發現問題并解決問題。如果您對液壓油缸有更多想要了解地方,歡迎進河北恒宇油缸官網進行詳細咨詢。


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