一种新型油缸固定架的优化设计与应用

张广强 王金华 刘爱平

摘 要：目前吊车和拖车上使用的固定车身的油缸，基本都是固定在车架上的，油缸的活塞杆与地面成一个基本垂直的固定角度。这样当吊车或者拖车在起升重物的时候，由于路面不平或要求倾斜起升的时候，油缸活塞杆不能随车架起升角度调整，经常造成活塞杆折断或油缸从车架上撕裂下来，影响设备的正常使用。本新型油缸固定架克服了油缸不能随车身调整的不足，结构简单，安装维护方便。

关键词：油缸固定架；结构特征；工作原理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.034

1 引言

本油缸固定架属于运输车辆技术范畴中的吊车和拖车技术领域，为了克服目前吊车和拖车的油缸固定于车身上不能调整的不足，笔者经过认真分析与研究，结合使用工况，设计了一种新型的油缸固定架即提供了一种拖车油缸固定装置。

2 结构特征

新型油缸固定架主要由以下部分组成：（1）加强板（2）固定板（3）支架（4）油缸外套（5）卡箍下盖（6）卡箍上盖（7）缸帽（8）地脚（9）轴颈（10）开口销。

其特征在于，油缸外套（4）的外表面具有通过螺纹固定在缸帽（7）上，这样就将油缸牢固地固定在车架上，连接的卡箍下盖（5）和卡箍上盖（6）是给油缸外套定位的，为了简化结构和加工、装配工序卡箍上盖（6）两端的轴颈（9）与支架（3）上的轴孔配合并通过轴向定位。

3 主要零部件材料及制造要求

a.加强板（1）由数控下料加工，材料Q235A/δ20，焊接在车架上，主要对车架起加强作用，同时与固定板（2）焊接在一起，用来固定支架（3），每套4件。

b.固定板（2）由数控下料加工，材料Q235A/δ20，下料后钻孔，根据油缸架受力情况，可以每件加工4-φ26孔，与加强板焊接后，焊在车架上。要求焊接平整，焊缝采用角焊，焊高10-15，焊后进行探伤，不允许有影响强度的夹渣及气孔等缺陷。每套2件。

c.支架（3）是钢板焊接而成，上面的有孔的板用螺栓固定于固定板（2）上，两侧的起加强作用，中间的耳板固定卡箍上盖的销轴。焊接时务必保证上板与耳板的垂直度，支架上表面要求加工，粗糙度不大于6.3，耳板孔必须保证合适的公差范围，要求与卡箍上盖的销轴配合间隙保持在0.15-0.3mm。每套2件。

d.油缸外套（4）由套筒和堵板焊接而成，堵板材料为Q235A/δ20，套筒材料为20#钢，将套筒与堵板焊接牢固后， 套筒装卡箍位置必须切入深度3-5，防止卡箍滑动，然后用铣刀加工虚线位置的槽，油缸从槽位置连接进出油管线，长槽位置装入楔形键，防止套筒与油缸的相对滑动。套筒底部车削螺纹，用来固定缸帽（7），螺纹采用公制螺纹。

e.卡箍下盖（5），材料可用ZG45，装入垫块与上盖紧固后加工内孔，粗加工后调质处理，硬度为HB241-285，去除尖角和毛刺。小批量生产也可以采用锻打并加工。

f.卡箍上盖（6），材料可用ZG45，装入垫块与下盖紧固后加工内孔，粗加工后调质处理，硬度为HB241-285，去除尖角和毛刺。加工时，务必保证卡箍中心与两端销轴中心的平行度，销轴与卡箍外表面过渡要圆滑，以避免应力集中。

g.缸帽（7）可采用45#钢调质处理，硬度为HB241-285，车削内螺纹必须保证螺纹大小径公差及螺距，以保证足够的强度，底部内孔应大于活塞杆直径20-30，保证装配和工作时不与活塞杆产生干涉。

h.地脚（8）由凹面的固定板与球头和开口销构成， 固定板与球头的曲面用数控机床加工而成，开口销将活塞杆头部和带凹面的固定板与球头紧固在一起，以保证油缸随油缸架一起旋转。

i.开口销主要作用是防止卡箍上盖的轴颈从支架脱出， 标准：GB/T91-20000，规格：5x40。

4 工作原理

油缸套筒与缸帽用螺纹连接将油缸固定住，油缸套筒上如附图中的虚线所示有沟槽，卡箍上盖与卡箍下盖用螺栓固定后卡在套筒上，因为卡箍上盖两端有一段轴颈，固定以后，相当于销轴作用，销轴安装在支架上，支架焊接在车架上，如附图中的双点画线示出的槽钢和工字钢。这样在拖车起升重物的时候，在路面不平或要求倾斜起升的时候，油缸活塞杆因卡箍上、下盖固定后的销轴能在支架（3）中的回转作用下，随车架起升角度作调整，避免了活塞杆因应力过大而折断或油缸从车架上撕裂下来，影响设备的使用。

5 装配及拆卸顺序

将油缸外套从车架上部装进油缸，将缸帽固定在油缸外套上，将卡箍上下盖固定在油缸外套上，将卡箍上盖的销轴固定在支架上，装上开口销，同时，将支架固定在车架的固定板上，然后用销轴将活塞杆头部的孔与地脚固定好，至此，安装完毕。如需更换或维修，可以先拆掉地脚，然后依次拆掉缸帽，卡箍下盖，油缸外套，支架，卡箍上盖。

6 故障分析及改进方法

因为油缸支架左右对称，成对使用，所以左右支架孔应控制同轴度不大于0.1mm。如果误差过大，就会引起车架变形，从而影响支架的使用效果。为了减小使用过程的摩擦力，可以在支架的耳板部位装入铜套，提高耐磨性。如果批量较大，使用频繁，可以装上钢套和轴承，并定期加入润滑油，使得设备应用时灵活，噪音更小。上下卡箍内径与油缸外套配合间隙应控制在0.15-0.25范围内，以保证油缸外套受力均匀。

7 結束语

新型油缸支架，创造性地解决了因路面不平造成的油缸受力过大，应力集中的客观缺陷，如各大油田及野外作业工况等，使油缸和油缸支架作为整体部件而随车架做灵活转动。经长期实验研究及样机工业考核实践，具有用料少，结构简单，加工及装拆方便，使用灵活可靠等优点，得到了用户一致认可和好评，因其具有的独特优势而存在良好的市场前景。

参考文献：

[1]机械设计手册编委会.联轴器、离合器与制动器[M].《机械设计手册》新版.机械工业出版社.