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液压缸的应用以及生产情况

2019-07-11 13:55:59

详细介绍
液压缸是液压系统中的执行器,随着液压缸在液压传动中的广泛应用,其作用也不仅仅局限于实现直线往复运动或回转运动,液压缸的功用在不断地被开发利用。随着液压用户对设备要求的提高,设备动作可靠性越来越引起用户的极大关注。为保证两个或多个执行器按规定的次序正常动作,可以通过机械装罝、逻辑电路或液压回路控制液压缸以及电磁换向阀等液压元件实现系统需求,但这无疑会使系统变得更为复杂,可靠性降低,成本增加;为了适应主机的需要,液压缸的规格、品种正日趋齐全,结构也在不断改进。例如用于仪器仪表和生活设施的液压缸,其直径仅在4mm左右;配制在大型机械设备上的液压缸,直径可达1.8m以上,有的长度超过30m,有的吨位高达万吨以上。据有关资料统计,液压缸的产值约占液压元件总产值的20%,占有很大的比重。其中在工程机械、矿山机械上的用量大,其次是金属切削机床、锻压机床、注塑机。此外,在船舶、飞机、农业机械、冶金设备及其他自动化设备装置中也大量应用。        

专业化生产是当前液压缸生产的特点之一,专业化生产不仅能提高生产效率、还能提高质量、缩短生产周期、降低成本,更主要的是保证性能指标的稳定。特别是用电子计算机工艺准备和管理,能有效地组织专业化生产。例如日本某厂月产30000个液压缸品种,但是仍能有条不紊地组织设计、生产和试验。我国的液压缸生产,也正在向者专业化方向发展。例如工程机械、农业机械液压缸,已由一些专业制造厂生产。   

液压缸是液压机器早期采用的液压元件之一。表面看来,基本结构似乎没有什么变化,实际上,液压缸已有很大的发展。这不仅表现在液压缸工作性能的提高、工作范围的扩大、品种规格的增多和结构的改进,而且还表现在对液压缸的研究正在逐步深化,设计、计箅的理论正在逐步完善。  

高压化是液压缸发展的主要趋势之一。目前液压缸的工作压力已超过140MPa。高压化是减小液压缸径向尺寸的有效方法。一台工作压力为70MPa的30t压力机,能制造得像台钻一样精巧。 2000〜3000t液压机若采用100MPa以上的超高压液压缸,则比普通高压液压机可减轻1/2〜2/3的重量。    
通过改进结构和工艺措施,液压缸的工作性能已有很大提高。目前超高性能液压缸在极低的速度下能稳定地工作,高速性能已超过1500mm/s。工作温度的范围扩大到一60〜+200℃。寿命较长的液压缸,要求运行6000km以上不发生任何事故或零件损坏。   

为了改善液压缸的工作特性,避免行程终端的换向冲击,对缓冲装置的研究正逐步深入。近几年,国外很多厂家已采用了匀减速平稳制动的缓冲结构,如抛物线环隙节流、阶梯环隙节流、笛孔节流缓冲装置等。   

从国内外的技术资料和专利中可以看出,各种新颖结构的液压缸不断出现,其主要的特点是复合化。例如以液压缸为主体将泵、阀、电机和其他元件组装为一体,构成独立的液压装置;将气缸和液压缸装在一起,使用气体动力推动液压缸工作;将摆动液压缸和推力液压缸组装在一起,实现多自由度的动作要求;将若干不同行程的液压缸串联起来,经过不同的动作组合,进行各种不同长度的点位控制;将液压缸分成三个工作油腔,利用差动工作原理,实现六种不同速度的运动;将步进电机和带有反愤机构的滑阀与液压缸装配成电液步进液压缸用于数字程序控制的机床和其他机械设备等。这样不仅使机械设备的结构紧凑,而且使用方便。除此以外,还出现了不少特殊结构的液压缸。如钢索液压缸,它用包覆尼龙外皮的钢丝绳代替活塞杆传递动力,能借助滑轮任意改变动力的传递方向;缸筒能卷曲的液压缸,能减少工作时所占用的空间;带有自锁装置的液压缸,在停止运动时能防止外力作用而发生窜动等。       

能源危机的出现,迫使工业界不得不重视能源消耗问题,这对液压机械不可避免地将产生深刻的影响。因为液压机械不仅需要动力,而且需要液压油作为传递动力的工作介质,因而如何提高效率、节省能源,也是液压缸研究中的重要课题之一。此外,对避免污染、减少噪声、降低成本以及提高可靠性等方面,也正在进行大量的研究。   

近年来,国内外发表的不少论文中,研究了液压缸的稳定性、强度和局部应力等问题,研究了液压缸的运动特性和缓冲理论,以及液压缸的寿命等问题。由于电子计箅机的应用,用有限元法计算液压缸的强度、重量及成本为目标函数的优化设计也日益增多。但是,与机械传动零件相比较,液压缸的结构和强度设计理论还处于较低级的阶段。例如对齿轮的研究就相当深人,很多看来是非常细小的问题都有专文论述,并形成较成熟的计算方法。然而,在液压缸的设计工作中,常用的某些基本公式目前尚不尽合理,只能用粗略的计算,有时则采用保守的计算方法,或选取较大的安全系数,以弥补计算中的某些不足。例如在校核液压缸稳定性时,将液压缸看作等截面整体杆而直接引用欧拉公式进行计算,其结果比较保守,会有材料消耗、体积、重量都有所增加。另一方而,由于对液压缸复杂的受力情况估计不足,选取的安全系数虽较大,但仍难免会出现不安全的情况。因而,今后有必要进行大的实验研究工作,进一步充实并完善液压缸的设计理论。
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