淺析液壓油缸結構及改進技術

陳嬌 張亞南 王麗

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

關鍵詞：液壓油缸；結構；改進技術

1.液壓油缸的結構

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構為主，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、螺紋式和半接環式為主，在這幾種結構中，螺紋式結構較為簡單，而且容易拆卸，但此種結構形式的螺帽一旦處于高壓負荷下極易出現松動情況。半環式結構不易拆卸，結構也較為復雜，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結構。

1.2密封裝置

1.2.1間隙密封

間隙密封其結構較為簡單，通過運動構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。但這路間隙密封結構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摩擦環密封

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

1.2.3密封圈密封

密封圈密封結構的應用使其能夠與液壓油缸構件之間具有更好的貼合性，所以其結構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。

2.液壓油缸的改進技術

2.1卡鍵式液壓油缸結構的改進

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性能較差，所以在很磊程度上導致活塞桿的力學性能降低，而且結構總體強度也會下降，活塞桿容易受到應力及液壓沖擊的集中作用，活塞桿極易從卡鍵槽處出現斷裂，所以在液壓油缸設計時，盡量會避免應用這種結構。

為了使卡鍵式液壓油缸結構具有更好的性能，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，其密封結構需要針對活塞植與缸體內徑直的差距來進行，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螺紋式液壓油缸結構的改進

2.2.1導向套結構的改進

目前螺紋式導向套液壓油缸由于其設計和加工都較為方便，而且折裝使用專用設備，所以其應用較為廣泛，但在具體使用過程中，其結構還存在一定的不足之處，所以對于設備穩定性具有較高的要求的情況下，則不宜使用此結構的液壓油缸。由于螺紋結構在加工過程中，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，導向套結構在裝配過程中應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，容易導致螺紋發生偏移而難以進入配合，往往會導致螺紋損壞。

針對上述情況，可以在設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。通過這樣的結構改進，可以有效保證導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螺紋式立柱外缸結構的改進

部分型號液壓支架的立柱常常會發生導向套被液壓力打出的情況，這極易導致缸體螺紋發生損壞，影響液壓油缸的使用安全。通常在這種情況下，缸體及導向套上的螺紋都是齒尖部分發生損壞。在活柱伸出后，一般會受到側向載荷及彎矩作用，徑向的分作用力及彎矩作用會通過導向套傳遞給缸體，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，該結構導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，腔體內部壓力會上升，由于缸體螺紋部分的壁厚較薄，會發生較大程度的彈性變形。可以對外缸的結構進行改進，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.結束語

在工業生產設計中液壓油缸應用較為常見，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定性，降低損壞事故的發生，確保設備運行的安全性和可靠性。

參考文獻：

[1]王利志，殷建祥.淺析延長液壓油缸使用壽命措施[J].北方釩鈦，2010（4）.

[2]周偉杰.淺談液壓油缸緩沖裝置的設計[J].黑龍江科學，2013（10）.

[3]王春暉.基于ANSYS的挖掘機液壓油缸結構設計[J].液壓與氣動，2012（12）.