液壓缸的結(jié)構(gòu)及機(jī)械加工工藝研究

鄒智波 白偉 馬良

【摘 要】在發(fā)展的新時(shí)期，科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展，一些新的技術(shù)和設(shè)備得到了開發(fā)和應(yīng)用，在制造工業(yè)發(fā)展中，新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展。機(jī)械加工，是對(duì)半成品或者原材料進(jìn)行加工，其成品投入與社會(huì)各行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展中。機(jī)械加工的加工技術(shù)關(guān)系著社會(huì)的生產(chǎn)發(fā)展，本文就對(duì)機(jī)械中的液壓缸執(zhí)行元件進(jìn)行分析，闡述其結(jié)構(gòu)，并分析加工工藝流程，確保零件的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。

【關(guān)鍵詞】液壓缸；結(jié)構(gòu)；機(jī)械加工工藝；研究

液壓缸作為機(jī)械中的執(zhí)行元件，目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，提高了機(jī)械加工的效率和質(zhì)量，液壓缸的使用，對(duì)機(jī)械生產(chǎn)發(fā)展有著重要的意義，能夠在復(fù)雜的工況條件下徑向和軸向都承受壓力，保證加工的穩(wěn)定相。但是從機(jī)械加工的特點(diǎn)分析，必須要保證液壓缸性能穩(wěn)定可靠，一旦液壓缸出現(xiàn)問題，就會(huì)導(dǎo)致加工過程中出現(xiàn)漏油的情況，漏油越多，證明其越不穩(wěn)定，所以要加強(qiáng)對(duì)于液壓缸的研究，分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，和加工工藝。

一、液壓缸以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（一）液壓缸

液壓缸屬于執(zhí)行元件，是一種把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)現(xiàn)了往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液壓缸的結(jié)構(gòu)型式有活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸，每一種形式都有其特點(diǎn)。液壓缸可以按照不同的情況進(jìn)行分類，按運(yùn)動(dòng)方式，可分為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)式和回轉(zhuǎn)擺動(dòng)式；按受液壓力作用情況，可分為單作用式、雙作用式；按結(jié)構(gòu)形式，可分為活塞式、柱塞式、多級(jí)伸縮套筒式，齒輪齒條式等；按安裝形式，可分為拉桿、耳環(huán)、底腳、鉸軸等；按壓力等級(jí)，可分為16兆帕、25兆帕、31.5兆帕等。

（二）液壓缸的結(jié)構(gòu)分析

液壓缸的結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)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(gè)腔室分成兩個(gè)不同的壓力區(qū)。液壓缸產(chǎn)生的是直線運(yùn)動(dòng)，由一個(gè)圓柱缸體和一個(gè)活塞桿組成，活塞桿在缸體內(nèi)進(jìn)進(jìn)出出。活塞的運(yùn)動(dòng)范圍受限于缸體的長度。

液壓缸的內(nèi)部空間：一般在加工過程中，缸體內(nèi)都是充滿油液的。活塞和活塞桿占據(jù)了缸體中的一部分空間的。如果把活塞和活塞桿強(qiáng)行插入裝滿液壓油的缸筒內(nèi)，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(huì)有與活塞和活塞桿等體積的油液會(huì)溢出缸筒。

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

活塞密封圈：活塞桿移動(dòng)的唯一方法就是提供一條油液流進(jìn)、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(shí)，能夠保證活塞的移動(dòng)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(huì)發(fā)生下降，因?yàn)榇藭r(shí)缸筒內(nèi)充滿了油液，且油液沒有流出油缸的通道，因此油缸內(nèi)是沒有空間來容納因?yàn)橄陆刀M(jìn)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(jié)構(gòu)尺寸影響液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、體積、強(qiáng)度、剛度。對(duì)于直徑的選擇，就要根據(jù)液壓缸的實(shí)際用途，比如本文研究的是機(jī)械加工，就可以選擇缸體內(nèi)徑為70mm。

液壓缸缸體壁厚，關(guān)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(nèi)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(diǎn)，所以缸低厚度一定要符合相關(guān)的加工要求，能夠承受其壓力，否則會(huì)出現(xiàn)安全事故，造成人員傷亡的時(shí)候，還容易造成經(jīng)濟(jì)損失。

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

最后是導(dǎo)向裝置，在活塞桿直徑中分析了，導(dǎo)向裝置的運(yùn)作是保證活塞桿的運(yùn)動(dòng)，所以其長度也關(guān)系著加工的安全，一旦長度出現(xiàn)問題，可能會(huì)導(dǎo)致其失去導(dǎo)向效果，引起活塞桿的運(yùn)作，從而影響整個(gè)加工過程。

二、液壓缸機(jī)械加工工藝

（一）工藝的確定

液壓缸的作為機(jī)械執(zhí)行元件，其質(zhì)量以及加工關(guān)系著機(jī)械生產(chǎn)，液壓缸本身的加工是非常困難的，通常在機(jī)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(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格，同時(shí)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(chǎn)效率。

首先對(duì)于方案的確定，在液壓缸的生產(chǎn)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(nèi)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(jī)，提高后續(xù)的加工精度和安裝精度。同時(shí)還需要輔助支護(hù)，以減少磨削內(nèi)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(nèi)孔珩磨的基礎(chǔ)上，內(nèi)孔的珩磨過程可以被添加到提高內(nèi)孔的粗糙度，確保相應(yīng)的加工精度。這樣，下一個(gè)過程可以根據(jù)孔的軸線和端面進(jìn)行。

（二）工藝故障以及處理

活塞桿停位不準(zhǔn)、推力不足、速度下降、工作不穩(wěn)定，其原因一般是液壓缸內(nèi)部泄漏或者是回路泄露，以及液壓油經(jīng)溢流閥旁通回油箱。就需要進(jìn)行一定的檢查和確認(rèn)，如果密封皺紋、擠壓、撕裂、磨損、老化、變質(zhì)、變形、等，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該取而代之的是一個(gè)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(jìn)入臟物卡住閥芯，需要及時(shí)的調(diào)整和清理。

活塞滑移或爬行到時(shí)加工不穩(wěn)定，可能是原因是液壓缸內(nèi)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(jìn)入空氣或者是密封件質(zhì)量問題。如果是零件表面有傷痕或燒結(jié)產(chǎn)生的鐵屑，就需要進(jìn)行及時(shí)的修理或調(diào)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(dǎo)向套；如果是進(jìn)入空氣，需要裝置排氣管。

三、結(jié)束語

文章主要是分析液壓缸的結(jié)構(gòu)和機(jī)械加工工藝，首先是通過圖來介紹了液壓缸的結(jié)構(gòu)，然后是對(duì)液壓缸的加工工藝進(jìn)行了分析，并總結(jié)了在加工中常見的故障和解決措施。液壓缸是機(jī)械加工的執(zhí)行元件，關(guān)系著加工的質(zhì)量和效率，所以需要加強(qiáng)對(duì)其的研究，保證液壓缸結(jié)構(gòu)的完整和穩(wěn)定，進(jìn)而提高加工效率，促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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

[2]張榕賓.液壓缸的結(jié)構(gòu)及機(jī)械加工工藝分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（07）：63.

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

[4]胡健，李永亮，張可平.我國工程機(jī)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(jī)械液壓缸CAD/CAM關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢理工大學(xué)，2013.

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