液壓缸的結構及機械加工工藝研究

鄒智波 白偉 馬良

【摘 要】在發展的新時期，科學技術不斷地發展，一些新的技術和設備得到了開發和應用，在制造工業發展中，新技術和新設備的應用，提高了生產效率和生產質量，促進了企業的發展。機械加工，是對半成品或者原材料進行加工，其成品投入與社會各行業的生產發展中。機械加工的加工技術關系著社會的生產發展，本文就對機械中的液壓缸執行元件進行分析，闡述其結構，并分析加工工藝流程，確保零件的質量，提高生產效率。

【關鍵詞】液壓缸；結構；機械加工工藝；研究

液壓缸作為機械中的執行元件，目前已經被廣泛的應用，提高了機械加工的效率和質量，液壓缸的使用，對機械生產發展有著重要的意義，能夠在復雜的工況條件下徑向和軸向都承受壓力，保證加工的穩定相。但是從機械加工的特點分析，必須要保證液壓缸性能穩定可靠，一旦液壓缸出現問題，就會導致加工過程中出現漏油的情況，漏油越多，證明其越不穩定，所以要加強對于液壓缸的研究，分析其結構特點，和加工工藝。

一、液壓缸以及結構特點

（一）液壓缸

液壓缸屬于執行元件，是一種把液壓能轉換成機械能的能量轉換裝置，實現了往復運動。液壓缸的結構型式有活塞缸、柱塞缸、擺動缸，每一種形式都有其特點。液壓缸可以按照不同的情況進行分類，按運動方式，可分為直線往復運動式和回轉擺動式；按受液壓力作用情況，可分為單作用式、雙作用式；按結構形式，可分為活塞式、柱塞式、多級伸縮套筒式，齒輪齒條式等；按安裝形式，可分為拉桿、耳環、底腳、鉸軸等；按壓力等級，可分為16兆帕、25兆帕、31.5兆帕等。

（二）液壓缸的結構分析

液壓缸的結構分析，根據具體的結構圖進行說明：如下圖所示：

缸體 Cylinder TubeCylinder Tube

密封端蓋 Gland

活塞桿 Cylinder Rod

活塞和活塞密封 Piston and Piston Sea

如圖所示，活塞密封圈，可以把液壓缸的兩個腔室分成兩個不同的壓力區。液壓缸產生的是直線運動，由一個圓柱缸體和一個活塞桿組成，活塞桿在缸體內進進出出。活塞的運動范圍受限于缸體的長度。

液壓缸的內部空間：一般在加工過程中，缸體內都是充滿油液的。活塞和活塞桿占據了缸體中的一部分空間的。如果把活塞和活塞桿強行插入裝滿液壓油的缸筒內，那么為了給活塞和活塞桿騰出空間，留出足夠的空間，肯定會有與活塞和活塞桿等體積的油液會溢出缸筒。

活塞移動的條件：液壓缸缸體內的容積是固定的，如果給缸體的某一腔室內充入油液的，另一側腔室內的油液也會外流。也就是說如果要想活塞在缸筒內發生移動，只需要提供一條液壓油能夠流進和流出缸筒的路徑。

活塞密封圈：活塞桿移動的唯一方法就是提供一條油液流進、流出液壓缸的路勁。密封圈的作用就是在泵給液壓缸供給恒定的流量時，能夠保證活塞的移動速度恒定。如果我們事先將液壓缸兩端堵上，再移除活塞上的密封圈，活塞桿不會發生下降，因為此時缸筒內充滿了油液，且油液沒有流出油缸的通道，因此油缸內是沒有空間來容納因為下降而進入缸筒中的那部分活塞桿的體積的。

（三）液壓缸具體零件分析

液壓缸缸體的直徑，缸體結構尺寸影響液壓系統的結構、體積、強度、剛度。對于直徑的選擇，就要根據液壓缸的實際用途，比如本文研究的是機械加工，就可以選擇缸體內徑為70mm。

液壓缸缸體壁厚，關系著液壓缸的工作性能，一般可以分為薄厚兩類，薄壁缸體指的是壁厚與缸體內徑之比小于0.1，反之如果是大于0.1則被稱之為厚壁缸體。

液壓缸缸底厚度，是壓力的集中點，所以缸低厚度一定要符合相關的加工要求，能夠承受其壓力，否則會出現安全事故，造成人員傷亡的時候，還容易造成經濟損失。

活塞桿直徑，活塞桿和缸體內壁配合工作，活塞桿隨導向裝置中滑動，就需要保證活塞桿的直徑，能夠完成其滑動操作，否則容易出現在加工中機械鎖死、漏油、劃傷缸體等問題，影響者加工的安全和穩定。其直徑確定依靠活塞往返與缸體內壁的速度之比。

最后是導向裝置，在活塞桿直徑中分析了，導向裝置的運作是保證活塞桿的運動，所以其長度也關系著加工的安全，一旦長度出現問題，可能會導致其失去導向效果，引起活塞桿的運作，從而影響整個加工過程。

二、液壓缸機械加工工藝

（一）工藝的確定

液壓缸的作為機械執行元件，其質量以及加工關系著機械生產，液壓缸本身的加工是非常困難的，通常在機械加工的過程中，液壓缸很容易受到自身重力和外部切削力的影響，使工件變形。液壓缸的加工標準非常嚴格，同時直線度、圓柱度、垂直度等因素不易保證，為了保證液壓缸要求的加工精度，所以合理的加工工藝非常重要，合理的工藝選擇不僅減少了工作量，而且直接提高了生產效率。

首先對于方案的確定，在液壓缸的生產中，無縫鋼管的使用率較高，但廢品率并不低，唯一的原因是難以保證直線度，難以保證圓柱內孔。鑒于以上原因，選用冷軋精密無縫鋼管作為坯料更為合理。

然后是施工程序的確定，端面要保證平整，采用砂輪機，提高后續的加工精度和安裝精度。同時還需要輔助支護，以減少磨削內孔的變形。由于工件的軸向尺寸較長，剛度較差，增加輔助支架不僅提高了剛度，而且提高了加工的平直度、圓柱度等精度。內孔珩磨的基礎上，內孔的珩磨過程可以被添加到提高內孔的粗糙度，確保相應的加工精度。這樣，下一個過程可以根據孔的軸線和端面進行。

（二）工藝故障以及處理

活塞桿停位不準、推力不足、速度下降、工作不穩定，其原因一般是液壓缸內部泄漏或者是回路泄露，以及液壓油經溢流閥旁通回油箱。就需要進行一定的檢查和確認，如果密封皺紋、擠壓、撕裂、磨損、老化、變質、變形、等，這個時候應該取而代之的是一個新的密封；如果是閥及液壓管路的泄漏，需要通過操縱換向閥檢查并消除液壓連接管路的泄漏；如果是溢流閥進入臟物卡住閥芯，需要及時的調整和清理。

活塞滑移或爬行到時加工不穩定，可能是原因是液壓缸內部澀滯，潤滑不良或液壓缸孔徑加工超差，液壓泵或液壓缸進入空氣或者是密封件質量問題。如果是零件表面有傷痕或燒結產生的鐵屑，就需要進行及時的修理或調整，更換零件及清除鐵屑；如果是潤滑不良或液壓缸孔徑超差而加劇磨損，需要修磨液壓缸，并且按配合要求配制活塞，修磨活塞桿，配置導向套；如果是進入空氣，需要裝置排氣管。

三、結束語

文章主要是分析液壓缸的結構和機械加工工藝，首先是通過圖來介紹了液壓缸的結構，然后是對液壓缸的加工工藝進行了分析，并總結了在加工中常見的故障和解決措施。液壓缸是機械加工的執行元件，關系著加工的質量和效率，所以需要加強對其的研究，保證液壓缸結構的完整和穩定，進而提高加工效率，促進機械生產發展。

【參考文獻】

[1]范超超，薛飛，張遠深，藺相偉，盧玉星.附加壓力切斷閥的液壓缸緩沖結構分析[J].液壓氣動與密封，2019，39（02）：24-26.

[2]張榕賓.液壓缸的結構及機械加工工藝分析[J].山東工業技術，2017（07）：63.

[3]楊敬娜，白日欣，焦新境.工程機械用液壓缸加工工藝分析[J].山東工業技術，2016（12）：35-36.

[4]胡健，李永亮，張可平.我國工程機械液壓缸加工工藝及裝備解析[J].科技視界，2013（35）：81-82.

[5]王帥. 工程機械液壓缸CAD/CAM關鍵技術研究[D].武漢理工大學，2013.

[6]胡元哲.工程機械液壓缸缸筒內孔的超聲珩磨加工[J].工程機械，2007（11）：58-60+8.