浅析液压油缸结构及改进技术

陈娇 张亚南 王丽

摘要：随着工业化进程的不断推进，液压设备开始在多个领域得以广泛应用。液压油缸作为液压设备的最主要结构之一，其属于液压设备的核心组成部分，液压油缸安全可靠的运行是确保液压设备整体运行可靠性的重要保障。文中对液压油缸的结构进行了分析，并进一步对液压油缸的改进技术进行了具体的阐述。

关键词：液压油缸；结构；改进技术

1.液压油缸的结构

1.1活塞装置

液压油缸的活塞装置主要以活塞和活塞杆结构为主，活塞主要以耐磨的铸铁材料制成，而活塞杆则以钢料进行制造。活塞装置主要以一体式、推销连接式、螺纹式和半接环式为主，在这几种结构中，螺纹式结构较为简单，而且容易拆卸，但此种结构形式的螺帽一旦处于高压负荷下极易出现松动情况。半环式结构不易拆卸，结构也较为复杂，但具有较高的可靠性。只有当液压油缸尺寸较小的情况下时，才能适用于一体化活塞和活塞环结构。

1.2密封装置

1.2.1间隙密封

间隙密封其结构较为简单，通过运动构件之间的微小间隙来做到对泄漏的防止作用，其是在一定条件下，在活塞的表面制造出狭小的环形凹槽，这样可以有效的提高装置的密封性，而且油液在通过凹槽时阻力也会有所提高。但这路间隙密封结构对于机加工艺具有较高的要求，所以适用范围有限，只对于尺寸较小、压力较低及活塞运动相对较慢的液压油缸才具有适用性。

1.2.2摩擦环密封

为了能够在液压油缸缸体和活塞结构之间进行良好的密封，则通常会采用摩擦环密封，这是和种需要套在活塞上的摩擦环，其摩擦阻力较小，而且结构具有较高的稳定性和自我补偿能力，由于处于液压油缸缸体和活塞结构之间，所以其具有较好的自我补偿能力。

1.2.3密封圈密封

密封圈密封结构的应用使其能够与液压油缸构件之间具有更好的贴合性，所以其结构所采用的制作材料费通常都以橡胶和塑料为主，这两种材料都具有较好的弹性，不仅具有较好的贴合性，而且在磨损发生后也具有自我补偿能力，可靠性较高，其对于液压油缸各个部件处的密封工作具有较好的适用性。

1.3缓冲装置

缓冲装置的使用就是为了有效的避免活塞和缸盖之间直接发生碰撞，可以更限的提升液压油缸的使用寿命。其主要是在行程的终前几天、活塞盖和缸盖之间依靠活塞和缸筒来对部分油液进行封住，在这种情况下，由于产生较大的阻力，所以会在压力下使油液从小孔和缝隙处挤出，工件运动的速度受到限制，确保了缓冲作用的实现。

2.液压油缸的改进技术

2.1卡键式液压油缸结构的改进

卡键式液压油缸其活塞杆制作时通常会选择锻材和轧材来进行，通常都会对活塞杆后端的大量外围金属进行切削掉，从而在运动过程中只需要用于活塞杆中心较细的活动，在这种情况下，由于中心部位的力学性能较差，所以在很磊程度上导致活塞杆的力学性能降低，而且结构总体强度也会下降，活塞杆容易受到应力及液压冲击的集中作用，活塞杆极易从卡键槽处出现断裂，所以在液压油缸设计时，尽量会避免应用这种结构。

为了使卡键式液压油缸结构具有更好的性能，所以在改进时可以在活塞杆上通过增加卡键槽，而且在活塞的两端连接也改为卡键式连接，这样改进后活塞杆的可靠性得以提升，其密封结构需要针对活塞植与缸体内径直的差距来进行，相差较大时，则需要利用双卡键卡住活塞头，而相差较小时，则直接利用彭形圈进行密封即可。通过改进后，活塞装置的破损率得到有效的降低，易于拆卸和维修。

2.2螺纹式液压油缸结构的改进

2.2.1导向套结构的改进

目前螺纹式导向套液压油缸由于其设计和加工都较为方便，而且折装使用专用设备，所以其应用较为广泛，但在具体使用过程中，其结构还存在一定的不足之处，所以对于设备稳定性具有较高的要求的情况下，则不宜使用此结构的液压油缸。由于螺纹结构在加工过程中，公差较大，定心能力差，因此，螺纹在装配时的同轴度难以得到有效保证，导向套结构在装配过程中应该以其外密封面进行定位。如果定位面的长度小于螺纹的配合长度，则要求螺纹先进入配合，然后定位面再进入配合，这样装配，容易导致螺纹发生偏移而难以进入配合，往往会导致螺纹损坏。

针对上述情况，可以在设计过程中使螺纹定位面的长度稍大于螺纹的配合长度，这样能够使定位面先进入配合。通过这样的结构改进，可以有效保证导向套在安装和拆卸过程中的同轴度，同时还能够使活塞杆的大部分径向分力由导向套的定位部位来承受，从而有效降低螺纹承受的额外径向力，提高螺纹的抗疲劳性能。

2.2.2螺纹式立柱外缸结构的改进

部分型号液压支架的立柱常常会发生导向套被液压力打出的情况，这极易导致缸体螺纹发生损坏，影响液压油缸的使用安全。通常在这种情况下，缸体及导向套上的螺纹都是齿尖部分发生损坏。在活柱伸出后，一般会受到侧向载荷及弯矩作用，径向的分作用力及弯矩作用会通过导向套传递给缸体，同时由于外缸口本身刚度较小以及立柱本身的缸壁较薄，在作用力下缸口极易发生变形，这时需要由螺纹承受力矩，对螺纹造成非常大的损害。

另外，该结构导向套的密封在螺纹之后，螺纹配合之间充满高压液体，当立柱上腔进液或回液时，腔体内部压力会上升，由于缸体螺纹部分的壁厚较薄，会发生较大程度的弹性变形。可以对外缸的结构进行改进，采用外径较大的钢管与缸体进行焊接形成缸口，这样可以有效增加缸体定位面及螺纹部分厚度，还能够改变螺纹部分文职，使螺纹之间不会受到液压力的作用，从而提高其抗变形能力。

3.结束语

在工业生产设计中液压油缸应用较为常见，而且存在的问题也较为普遍，所以需要在实践中不断的对液压油缸进行改进，提高液压油缸整体的稳定性，降低损坏事故的发生，确保设备运行的安全性和可靠性。

参考文献：

[1]王利志，殷建祥.浅析延长液压油缸使用寿命措施[J].北方钒钛，2010（4）.

[2]周伟杰.浅谈液压油缸缓冲装置的设计[J].黑龙江科学，2013（10）.

[3]王春晖.基于ANSYS的挖掘机液压油缸结构设计[J].液压与气动，2012（12）.