常用液压缸功能介绍

第三章执行元件（油缸与油马达）§3-1液压缸一.分类二。液压缸的安装连接方式单作用液压缸双作用液压缸四.工作原理1.单作用油缸与双作用油缸内弹簧单活塞杆双作用油缸双活塞杆2.增速缸•活塞空程向前时，压力油仅•从a输往增速缸。由于增速缸•的直径d3小，所以活塞1前•进(向左)时推力小而速度快。•b腔通过充液阀从B腔补油，•而A腔回油。3.伸缩臂油缸4.带缓冲装置的油缸液压缸由缸体和在缸体内滑动的活塞和活塞杆等构成，其工作原理是：1.高压油从A口进入缸体内并推动活塞右行（图a），排油侧的油通过B口排出流回油箱。这样在活塞两侧产生压力差，使活塞向右移动。2.反之，如果从B口供压力油（图b），从A口排油回油箱，则活塞向相反方向(向左)移动。3.图c表示用手动换向阀控制油缸换向的情况。5.增压缸①单作用增压缸：增压缸又叫增压器,其作用是将液体压力加以放大,相当于电器中的升压变压器换向阀处于图示位置时，A口进油，B口回油，组合活塞右行，从C口流出增压油，此时充液阀关闭;当换向阀处于右位工作，B口进油，A口回油，组合活塞左行，充液阀打开，从C口补油进单作用缸，此时无高压油输出。增压比i为：由FA·Pa＝Fc·Pc→Pc＝Pa·Fa/Fc＝Pa·iFa的面积大于Fc，所以i＞1，能将压力Pa放大为Pc。.②双作用增压缸：由一个双作用缸和左右两个单作用缸组成.当图中换向阀不停地反复换向时,中间的双作用缸也连续左右往复运动,左右两个单作用缸也随之运动,其中一个吸入液体,一个排出增压后的液体,通过四个单向阀的配流,可连续从A输出经增压后的高压液体.图中(a)是低压缸与增压缸使用相同液体;图中(b)为低压缸与增压缸使用不同工作液体的情况.6．增力缸•实际上是串联两个(或两个以上)液压缸而成，此两缸缸径可以一样大，也可不一样大，当活塞开始前进时，换向阀处于“前进”位置，顺序阀关闭，由小缸带动向右快进，当活塞杆碰上工件后，缸的压力上升，顺序阀打开，大缸右腔进油，进行增力;反之，当换向阀处于“后退”位时，松开工件。前进、后退的速度和推力的计算公式分别为:•式中：A11、A12、A21、A22分别为液压缸各腔的有效面积。双作用增力油缸（单活塞杆、双联）五.外观、图形符号、结构与立体分解图例拉杆式（有缓冲、支撑环、密封组件、单向节流阀）2.铰轴式3.螺纹法兰盖式油缸（缸筒钢丝油缸）缸筒焊接油缸双单向节流阀4.可调缓冲油缸5.单作用缸6.伸缩缸结构例（a）单作用（b）双作用7.摆动缸①杠杆式②.连杆式③.齿轮齿条结构④叶片式摆动油缸六。液压缸结构中的一些说明•1。排气装置•2。缓冲装置•3。液压缸机械锁定装置挤压锁紧套筒式锁紧装置刹片式锁紧装置4.高温下液压缸的结构措施•有些液压装置在高温下使用，例如炉体装置等，液压缸往往受200℃以上的高温热辐射的照射.作为防止热传递措施.往往在缸体与活塞杆等裸露部位，缠绕石棉外，还采用了如下图之类的一些结构。5。恶劣工作环境下液压缸的结构措施在土砂、尘埃多及风、雨、雪等野外使用条件较恶劣的情况下，液压缸在结构上要采取一些措施。作为措施I是采用下图所示的活塞杆防尘密封或折皱式防护罩。6静液压支撑7.液压缸的密封①西姆柯(Simko)型密封依靠两唇部的压缩量进行双向密封,存油凹槽内存有油液润滑，摩擦阻力小,无间隙挤出现象,密封效果好，用一个西姆柯密封圈比其他要使用两个单向唇形密封(如两个YX密封)相比较，其轴向尺寸大为缩短,最大密封压力可达40MPa以上。②美国霞板公司的各种密封③组合密封七.液压缸及其构成回路的故障排除•[故障1]：油缸不动作的故障•1无压力油进入液压缸•①液压缸前的换向阀未换向，无压力油进入液压缸时检查换向阀未换向的原因并排除；•②系统未供油：检查液压泵和主要液压阀的故障原因并排除。③油缸安装连接不良造成油缸不动作故障2：虽有油液进入，但进入液压缸的油液有沒有足够压力①系统有故障，主要是泵或溢流阀有故障：检查泵或溢流阀的故障原因并排除；②内部泄漏严重，活塞与活塞杆松脱，密封件损坏严重：紧固活塞与活塞杆并更换密封件；③因压力调节阀有故障，系统调定压力过低时要排除压力阀故障，并重新调整压力，直至达到要求值；必要时重新核算工作压力，更换可调大一些的调压元件。④活塞上的密封圈（例如图中的O形圈、格来圈、斯来圈）漏装或严重损坏、缸体孔拉有很深沟槽及活塞杆上锁定活塞的螺母松脱时，造成油缸进回油腔严重导通—串腔时，缸便不能运动。可采取更换活塞上的密封圈和其他修理措施。故障3:油缸能运动，但速度不快，欠速•1.液压泵的供油量不足，压力不够•2.油缸本身与液压系统其它部位漏油量（主要内泄漏）大•3.溢流阀溢流太多•4.油缸活塞密封圈轻微破损，A腔与B腔之间油液轻微串腔故障4:液压缸只能往一个方向运动故障5：产生爬行•1.缸内进了空气•①.从防尘密封进气•②.排气装置不密封而进气•③.从管接头等处进气•2.油缸本身质量问题产生的爬行现象：如油缸因装配与安装不好、活塞杆与活塞同轴度不好，活塞杆全长或局部弯曲、缸孔的直线性不好等•3..其它原因：如导轨摩擦力大、导轨润滑油稳定器不良，静压导轨的毛细管节流器等因污物或其他原因阻塞，都可能造成爬行4.液压回路方面的原因（采用液控单向顺序阀的平衡回路的爬行）•下图为采用液控单向顺序阀1的平衡•回路图。当换向阀切换至右端位置•时，提升起重物G；当换向阀切换至•左位时，放下重物。但在活塞下行•时，由于重物作用可能使下降速度过•快，缸上腔油液来不及补充，压力降•低，而使阀1控制的油压力也降低，•阀1而被关掉，油缸回油受阻，缸便•停下来;然后油缸上腔压力又上升，•阀l又打开，重物G又继续下行，这样•阀l始终处于不稳定状态，油缸便出现•时走时停的爬行现象。解决办法适当•调大阀l的背压值。故障6:油缸运行中产生不正常声响和抖动1.油缸进了空气2.滑动金属面的摩擦声3.因密封而产生的摩擦声和振动4.内部泄漏也会产生异常声响故障7:缓冲作用失灵，缸端冲击•1.缓冲过度•2.无缓冲作用•①.如因活塞倾斜，使缓冲柱塞不能插人缓冲孔内所致.•②.缓冲调节阀(缓冲调节螺钉)未拧入而处于全开状态。•③.缓冲装置设计不当，惯性力过大:当活塞惯性力大时，如关小缓冲节流阀，则进人缓冲行程瞬间的冲击力就大；反之如开大缓冲节流阀，冲击力虽下降，但缓冲速度又降不下来。要解决好此矛盾，须重新设计合理的缓冲机构.•④.缓冲节流阀虽关死，但不能节流故障8:油缸的自然行走和自由下落故障9:油缸运行时剧烈振动例1：使用图(b)的内泄式液控单向阀，在油缸下降时油液经单向阀流回油箱时，节流缝隙(单向阀阀芯开度)将因油缸活塞下落而减少，P1便增大，P2也随之增大，控制活塞下落，有可能使单向阀阀芯关闭，油缸停止下降，背压P2(通油池)也下降，P2下降到某值时，控制活塞在压力油作用下又推开单向阀，油缸又开始下落，产生下落时的振动和“咔哒咔哒”的噪声。采用外泄式液控单向阀，可排除此故障。例2：重物M越过中间位置后，油缸的负载突然改变(由正值负载变为负值负载)，在负值负载的作用下高速前进，使A点(或B点)压力下降，甚至可能变成真空，于是液控顺序阀b(或a)关闭，油缸停止运动，接着A点压力又上升，又打开液控顺序阀b(或a)，周而复始，造成振动。解决办法可在顺序阀出口处A.B各增设一节流阀，用以限制重物M的运动速度，使控制压力维持一定值，保证顺序阀能可靠开启。增压回路1．利用串联液压缸的增压回路：在低压下可得很大的力量输出。将换向阀移到左位，泵所送过来的油液全部进入小直径液压缸活塞后侧，冲柱急速推出，此时大直径液压缸由单向阀将油液吸入，且充满大液压缸后侧空间。当冲柱前进达尽头受阻时，泵送出的油液压力升高，而使顺序阀动作，此时油液以溢流阀所设定的压力作用在大小直径液压缸活塞后侧，故推力等于大小直径液压缸活塞后侧面积和乘上溢流阀所调定的压力。当然如想以单独使用大直径液压缸以同样速度运动话，势必选用更大容量的泵，而采用这种串联液压缸则只要用小容量泵就够了，节省许多动力。2．利用增压器的增压回路下图为采用单作用增压器作为液压压床冲柱增压用。三位四通换向阀右位工作时，泵将油液经液控单向阀进入液压缸上腔，使冲柱向下压，同时增压器的活塞也受到油液作用向右移动，但达到规定的压力自然就停止，使它成为只要一有油送进增压器活塞大直径侧就能够马上前进的状态。于是当冲柱下降碰到工件（即产生负荷），则泵的输出立即升高并打开顺序阀，经减压阀减压的后油液以减压阀所调定的压力作用在增压器的大活塞上，于是使增压器小直径侧产生3倍减压阀所调定压力的高压油液进入冲柱上方而产生更强的加压作用。当换向阀移到阀左位时，冲柱上升，换向阀如移到中立阀位时，可以暂时防止冲柱向下掉。如果要完全防止其向下掉，则必须在冲柱下降时油的出口处装一液控单向阀。故障1：不增压①增压缸故障:ⅰ)增压缸的活塞严重卡死，不能移动;ⅱ)增压缸的活塞密封严重破坏，或增压缸缸孔严重拉伤，内泄漏大;通过拆修与更换密封予以排除。②液控单向阀故障:由于阀芯卡死等原因，导致增压时，因阀4不能关闭造成密闭油腔而增不起压来，此时可拆修液控单向阀.八。液压缸修理对于内孔拉毛、局部磨损及因冷却液进入缸筒孔内而产生的锈斑，或者出现较浅沟纹，即便是较深线状沟纹，但此沟纹是圆周方向而非轴向长直槽形，均可用极细的金相砂纸或精油石砂磨，或者进行抛光，可参阅图a。但如果是轴向较深的长沟槽，深度大于0.1mm且长度超过100mm，则应镗磨或珩磨内孔，并研磨内孔。精度与表面粗糙度按上述说明中括号内尺寸的要求予以确保。不具备此修理条件时，也可先去油去污，用银焊补缺。也可购置“精密冷拔无缝钢管”，可以直接用来作缸筒，无需加工内孔。运用TS311减磨修补剂修复缸筒TS311减磨修补剂主要用于对磨损、拉伤金属零件的修复。修复过程中，用合金刮刀在滑伤表面剃出1mm以上深度的沟槽，然后用丙酮清洗沟槽表面，用缸筒内径仿形板将调好的TS311减磨修补剂敷涂于打磨好的表面上，用力刮平，确保压实，并高于缸筒内表面，待固化后，进行打磨留出精加工余量，最后通过研磨使缸筒整体尺寸、形状公差和粗糙度达到要求。但这种修复缸的寿命及可靠性都不高。•九.如何检查液压缸？•1在回油滤芯中查找故障信息源•当液压缸出现动作缓慢或没有动用时，可先检查外观，再检查回油滤芯。因为液压缸磨损等原因产生的微粒随着液压缸活塞的频繁工作，其中有相当一部分微粒随着工作介质在流回油箱的路上被回油滤芯拦截住。如在回油滤芯中发现有较大的黑色橡胶块，大小不同的铜粒、灰色或淡黄色半透明的尼龙物质，则说明液压缸活塞密封件已损坏；黑色的橡胶块来源于活塞密封圈，铜粒来源于铜质支撑环，而灰色或淡黄色尼龙物质则来源于耐磨环。分析主要原因是，由于疲劳等因素造成的铜质支撑环断裂，在液压缸活塞杆的频繁伸缩中，断裂茬口不断刮磨液压缸内壁，将缸壁拉毛、拉伤而导致内泄，使液压缸速度下降；随着工作时间的推移，缸壁拉伤和密封环、耐磨环的损伤都不断加重，内泄量加大，最后造成液压缸速度严重下降•2.利用回油路测压法检测液压缸•当液压缸动作缓慢，而在回油滤芯中又未发现故障信息源时，可采用此法。即将液压缸有杆腔设定为回油路，操作控制阀，使发动机油门为最大时间向液压缸无杆腔供油，此时测试有杆腔的回油压力。如果测得的回油压力值大于0.05MPa时，属于轻度磨损；大于0.10MPa时，属于中度磨损，应监控；大于0.15MPa时，属于重度磨损，应监控；大于0.30MPa时，说明油封已完全损坏。液压系统回油压力不般是由液阻、管路及回油滤芯等造成的，其压力值通常为0.02～0.04MPa。测试时应注意回油滤芯是否堵塞，以防误导。3.利用沉降量检测液压缸如装载机、挖掘机产生动臂举升和收斗速度慢的故障，除主泵、主安全阀、控制阀及液压缸平衡阀的原因外，最主要的原因就是液压缸的内泄漏。此时，利用沉降量来检测液压缸尤为合适。以挖掘机动臂为例，在铲头号满负荷、动臂完全伸出和挖掘阀置于中位时，使发动机熄火并停机5min后测液压缸活塞杆伸出长度的变化量，此变化量即为液压