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一般间隙为 0.01~0.05mm


  液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成;为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏,在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置,在前端盖外侧,还装有防尘装置;为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖,液压缸端部还设置缓冲装置;有时还需设置排气装置。

  上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图,该液压缸主要由缸底 1、缸筒 6、缸盖 10、活塞 4、活塞杆 7 和导向套 8 等组成;缸筒一端与缸底焊接,另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接,为了保证液压缸的可靠密封,在相应位置设置了密封圈 3、5、9、11 和防尘圈 12。下面对液压缸的结构具体分析。

  缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用,因此,缸体组件要有足够的强度,较高的表面精度可靠的密封性。

  (2)半环式连接,分为外半环连接和内半环连接两种连接形式,半环连接工艺性好,连接可靠,结构紧凑,但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍,常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。

  (3)螺纹式连接,有外螺纹连接和内螺纹连接两种,其特点是体积小,重量轻,结构紧凑,但缸筒端部结构复杂,这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。

  (4)拉杆式连接,结构简单,工艺性好,通用性强,但端盖的体积和重量较大,拉杆受力后会拉伸变长,影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。

  缸筒是液压缸的主体,其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造,要求表面粗糙度在 0.1~0.4μm,使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动,从而保证密封效果,减少磨损;缸筒要承受很大的液压力,因此,应具有足够的强度和刚度。端盖装在缸筒两端,与缸筒形成封闭油腔,同样承受很大的液压力,因此,端盖及其连接件都应有足够的强度。设计时既要考虑强度,又要选择工艺性较好的结构形式。导向套对活塞杆或柱塞起导向和支承作用,有些液压缸不设导向套,直接用端盖孔导向,这种结构简单,但磨损后必须更换端盖。缸筒、端盖和导向套的材料选择和技术要求可参考《液压工程手册》。

  活塞组件由活塞、活塞杆和连接件等组成。随液压缸的工作压力、安装方式和工作条件的不同,活塞组件有多种结构形式。

  活塞与活塞杆的连接最常用的有螺纹连接和半环连接形式,除此之外还有整体式结构、焊接式结构、锥销式结构等。螺纹式连接,结构简单,装拆方便,但一般需备螺母防松装置;半环式连接如图(b)所示,连接强度高,但结构复杂,装拆不便,半环连接多用于高压和振动较大的场合。

  活塞装置主要用来防止液压油的泄漏,良好的密封是液压缸传递动力、正常动作的保证,根据两个需要密封的耦合面间有无相对运动,可把密封分为动密封和静密封两大类。设计或选用密封装置的基本要求是具有良好的密封性能,并随压力的增加能自动提高密封性,除此以外,摩擦阻力要小、耐油、抗腐蚀、耐磨、寿命长、制造简单、拆装方便。常见的密封方法有以下几种。

  间隙密封是一种常用的密封方法,它依靠相对运动零件配合面间的微小间隙来防止泄漏,由环形缝隙轴向流动理论可知,泄漏量与间隙的三次方成正比,因此可用减小间隙的办法来减小泄漏。一般间隙为 0.01~0.05mm,这就要求配合面有很高的加工精度。在活塞的外圆表面一般开几道宽 0.3~0.5mm、深 0.5~lmm、间距 2~5mm 的环形沟槽,称平衡槽,其作用如下:

  (a)使活塞具有自位性能,由于活塞的几何形状和同轴度误差,工作压力油在密封间隙中的不对称分布将形成一个径向不平衡力,称为液压卡紧力,它使摩擦力增大,开平衡槽后,使得径向油压力趋于平。


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