一种新型缓冲装置在大缸径、长行程液压缸中的应用.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l NO ． 1 0 ． 2 01 0 一 种新型缓冲装置在大缸径、 长行程液压缸中的应用 樊桂 萍 唐建光 韶关液压件厂有限公司 ， 广东韶关5 1 2 0 2 7 摘要 介绍一种新型缓冲装置在水平安装的大缸 径 、 长行程液压缸 中的应用 ， 分析了该装 置的结 构、 工作原理及使用工况等 ， 为从事 液压缸的设计者提供 了一种新的设计思路 。 关键词 液压缸 缓 冲装置 ； 偏心 中图分类号T H1 3 7 ． 5 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 o 8 0 8 1 3 2 0 1 0 1 0 0 0 4 1 0 2 The Ap p l i c a t i o n o f a Ne w Cu s hi o n i n g s e t t i n g i n Bi g d i a me t e r a nd L o n g s t r o ke Hy d r a u l i c Cy h n d e r F AN Gu i - p i n g T ANG J i a n - g u a n g S h a o g u a n H y d r a u l i c C o ． ，L t d ． ，S h a o g u a n 5 1 2 0 2 7 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e a p p l i c a t i o n o f a n e w C u s h i o n i n g s e n i n g i n Bi g - d i a me t e r a n d L o n g - s t r o k e Hy d r a u l i c C y l i n d e r , f o c u s i n g o n t h e s t r u c t u r a l d e s i g n ’ S p rin c i p l e ， t h e u s e o f c o n d i t i o n e t c ． I t p r o v i d e s a n e w i d e a f o r p e o p l e w h o e n g a g e d i n i n d u s t r y o f h y d r a u l i c c y l i n d e r ． Ke y W o r d s h y d r a u l i c c y l i n d e r ；c u s h i o n i n g s e t t i n g ；e c c e n t ri c i t y U 日 lJ百 大型工业设备的现代化可 以说是 由现代化的基础 部件所促成的。随着中国现代工业时代的深入发展 ， 越 来越多的大型的、 先进的、 具有时代意义的重型设备随 着市场的需求不断推出或不断升级换代。中国某重型 集团公司根据市场需求 ， 建设 了当今世界最大吨位 的、 较先 进 的 1 8 5 0 0 t 自由锻 油压 机 。韶关 液压件 厂 有 限公 司承 担 的部份 大直 径 直径 大于 5 0 0 m m 、 长 行 程 行 程 大于 1 0 0 0 0 m m的液压缸项 目在设计上取得了重大进 步。该新型缓 冲装置满足了该类型设备及类似工况设 备的特定工艺设备要求 。譬如 5 ． 5 M轧机换辊缸 、 平移 工况用缸、 大吨位油压机用缸等。与传统思路设计的缓 冲装置相 比， 该新型缓 冲装置具有如下优点 1 有效降低 了长行程液压缸的导向精度要求， 减 少了制造成本。 2 克服了活塞杆 自重 、 机械加工 、 及安装等的误 差所产生的偏心而导致 的负面作用 ，降低了相关缓冲 装置零件的同轴度要求 。 3 该结构对 于相关零件 的热处理及加工要求要 求不高 ，从根本上解决 了缓 冲装置高精度加工要求及 收稿 13 期 2 0 1 0 - 0 8 1 0 作者简介 樊桂萍 1 9 8 1 一 ， 女 ， 工学学 士， 辽宁朝 阳人 ， 主要从 事液压缸 的设计及研究 ， 现 已经取得国家实用新型液压缸技术专利三项。 热处理要求的需要。 l 缓冲原理及 问题描述 缓冲装置的工作原理是 当活塞到达行程终端之前 的一段距离 内，设法把排油腔 内油液的一部分或全部 封闭起来 ， 使其通过节流小孑 L 或缝隙 排出， 从而使被 封闭的油液产生适当的缓冲压力作用在活塞的排油侧 上 ，与活塞的惯性力相抵抗 ，进而达到减速制动的 目 的。一般的传统设计 ， 缓 冲装置虽然种类繁多 ， 但其本 质都是在活塞前后面增加一段配合面 ，起缓冲行程的 作用， 如图 1 所示 。但对于水平安装的大缸径长行程液 压缸 ， 由于活塞杆和活塞的巨大 自重 、 零件的机械加工 误差及安装误差等原因 ，液压缸在运行的过程中易引 起导向部分靠近承重一侧的快速磨损 ， 从而导向元件 活塞油液 缓冲环缸底 图 1 41 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 0年 第 1 0期 的偏心， 体现导缓 冲元件上 ， 就是缓冲环和缓冲孔之间 过大同轴度 ， 导致引起运行困难或产生机械 故障 ， 如 缓冲配合面拉花致使缓冲失效 ，拉花产生 的金属碎屑 致使密封件失效等。 2 新结构及解决 办法 该 新 型缓 冲装 置满 足 了上 述水 平 安装 的液 压 缸 的 使用工况要求 ．解决了这种由于导 向元件磨损或机械 误差而引发的偏心在缓 冲过程所造成的负面影响。该 缓冲装置的应用结构图如图 2所示 ， 局部放大图如图 3 所示 ， 在液压缸进入缓冲行程后 ， 弹簧座 6在弹簧 5的 作用下被压在缸底 2的缓 冲台阶面上 ， 形成配合面 I． 配合面 I和配合 面 Ⅱ共 同作用将机械能转换 为液压 能 ，这些被封存 的油液通过节流阀 7的小孔缓慢流 出 排油腔 ． 由于节流小孔 的阻尼作用 ， 封存的油液被缓慢 释 出 ， 从 而实 现 了液 压能 的缓 慢 释放 ， 进 而实 现 了对 活 塞及活塞杆减速制动的过程 。由于配合面 I和配合面 Ⅱ不会受导向元件同轴度及机械误差的影响，从而消 除了偏心对缓 冲过程的影 响，所 以这种结构的优越性 就实现了传统结构所不能满足的使用工况要求。 1 一 单 向 阀2 一 缸 底3 一 螺 钉4 一 缓 冲套 5 一 弹簧6 一 弹簧座7 一 节流阀 图 3 3 实际应 用及前景 随着 中国重工业设备的迅速发展及应用 ，设备 的 先进性及可靠性得到持续不断的提高和加强，水平安 装的大缸径长行程的液压缸使用频率及范围是越来越 多 ， 也越来越广 ， 如大吨位油压机及其配套设施 的、 重 型轧钢设备 、 大型水利工程等。实践证明 ， 此缓冲装置 的运用满足了此类液压缸使用的实际需求并且使用效 果 非 常好 。 参 考 文 献 【 1 ] 【 E t ] 村冈虎雄． 油缸【 M 】 ． 李宗 国译． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 7 4 ． [ 2 ] 雷天觉． 液压工程手册【 M】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 0 ． [ 3 】 成 大先 ． 机械设计手册 第 4卷 【 M】 ． 北京 化学工业 出版社 ， 20 02 ． 】 路 甬祥． 液 压气 动技 术 手 册 [ M] ． 北 京 中 国机 械 出 版 社， 20 02 ． 【 5 ] [ 日】 中川 洋 ． 防 止 泄漏 的 理论 和 实 际应 用 [ M] ． 吴永 宽 译． 图2 j E 京 化学工业 出版社， 1 9 8 3 ” - - ” - *- - 一 一 - - -- 一 一 一 一 一 - 一一 一 十一 十一 一 - 一 - 一- - - - 一 一 一 一 一 一 一 - - ● 一 2 0 0 9年液压气动密封行业 产值 4 7 8亿元、 国内销售总额 6 2 9 ． 6 1亿元 2 0 0 9年液压气动密封行业完成工业总产值 4 7 8 ． 1 0亿元 ，比 2 0 0 8年增长 5 ． 7 0 ％。其 中，液压行业 2 6 9 ． 4 9亿元 ， 液力行业 1 6 ． 0 3亿元 ， 气动行业 7 9 ． 3 3亿元 ， 橡塑密封行业 6 1 ． 7 5亿元 ， 机械密封行业 2 9 ． 5 0 亿元， 填料静密封行业 2 2亿元。 2 0 0 9年液压气动密封国内销售总额 6 2 9 ． 6 1 亿元。 液压产品 2 0 0 9年 l ～ l 2月进 口1 9 3 6 2 9 ． 6 1 万美元， 出I5 I 2 7 0 6 7 ． 1 9万美元。国内销售总额 3 8 3 ． 2 5亿元。 液力产品 国内销售总额 1 6 ． 0 3亿元 。 气动产品 2 0 0 9年 1 ～ 1 2月进 口4 9 3 8 3 ． 6 1 万美元， 出口 1 3 0 8 0 ． 7 5万美元。国内销售总额 1 0 6 ． 8 3 亿元 。 密封产品 2 0 0 8年 1 ～ l 2月进 E l 4 5 5 1 5 ． 3 5万美元 ，出口 3 0 4 5 6 ． 0 6万美元。国内销售总额 1 2 3 ． 5 0亿 兀 4 2