柱塞式液压缸的设计分析-(1).pdf

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柱塞式与活塞式液压缸的特点比较及结构

一、单活塞杆液压缸

只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出

口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用

缸。

1-缸底2-弹簧挡圈3-套环4-卡环5-活塞6-型密封圈7-支承环8-挡圈9-形密封圈

10-缸筒11-管接头12-导向套13-缸盖14-防尘圈15-活塞杆16-定位螺钉17-耳环

单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸

筒运动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两

倍行程。（见下图）

单活塞杆液压缸运动所占空间

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二、双活塞杆液压缸

双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如图所示。其组成

与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒壁

之间采用间隙密封。双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞

两端有效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方

向的作用力和速度相等。

双活塞杆液压缸结构

1—活塞杆2—压盖3—缸盖4—缸筒5—活塞6—密封圈

将缸筒固定在床身上，活塞杆和工作台相联接时，工作台运动所占空

间长度为活塞有效行程的三倍（见图A）。一般多用于小机床；反之，

将活塞杆固定在床身上，缸筒和工作台相联接时，工作台运动所占空

间长度为液压缸有效行程的两倍（见图B），适用于中型及大型机床。

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三、柱塞式液压缸

1、它是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，

柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重，只有在是上移式液压缸中可以

靠运动部件本身的重量回程；

2.柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适合

于做长行程液压缸，如导轨磨床，大型拉床，龙门刨床；

3、工作时柱塞总受压，因而它必须有做够的刚度；

4、柱塞重量往往较大，水平放置时容易自重而下垂，造成密封件和

导向单边磨损，故其垂直实用更有利，有时可做成空心的。

液压缸损坏情况及原因分析

液压缸损坏的部位多数在法蓝与缸壁连接的回弧部分，其次在缸壁向

缸底过渡的圆弧部分，少数在圆筒筒壁产生裂纹，也有因气蚀严重而

破坏的。

从液压缸使用情况来看，一般在损坏时都已承受了很高的工作加

载次数（20万～150万次），裂纹是逐步形成和扩展的，属于疲劳损

坏。

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一、液压缸损坏情况

1.圆筒筒壁，一般裂纹首先出现于壁，逐渐向外发展，裂纹多

为纵向分布，或与缸璧母线成45度角。

2.缸的法蓝部分，首先在缸外部法蓝过渡圆弧处出现裂纹，逐渐

沿环向及向壁扩展，最后裂透，或者裂纹扩展到螺钉孔，使法蓝局部

脱落，个别严重情况，甚至沿过渡圆角处法蓝整圈开裂而脱落。

3.缸底，首先在部过渡圆角处开始山现环向裂纹，逐渐向外壁扩

展乃至裂透。

4.气蚀，液压缸也有因气蚀产生蜂窝状麻点而损坏，尤其是在进

水孔壁，容易产生气蚀。

二、液压缸损坏的原因之设计方面

影响液压缸寿命的因素是多方面的，必须结合具体情况进行分

析，但归纳起来主要有以下儿个方面：

1、结构尺寸设计得不合理，液压机如法蓝高度太小或法蓝外径

过大，使综合应力过高而损坏。如某台20000KN锻造液压机，其法蓝

厚度仅为缸壁厚度的1.1倍，法蓝处计算应力超过2500x1O的6次

方Pa,工作1～2年后，两个缸先后破裂。更换新缸时，增大了法蓝

高度，减小法蓝外径，使用多年未坏。

2、从缸壁到法蓝的过渡区结构设计不合理，液压机也会引起很

大的应力集中，如某台进口的