在高度機(jī)械化的現(xiàn)代,越來越多的工作都是由機(jī)械設(shè)備來完成,人類已經(jīng)離不開它們,借助機(jī)械能夠高效的完成工作,正是有了它們,我們的生活也更加便捷,社會發(fā)展得這么快也有它們的功勞。
為了適應(yīng)社會的發(fā)展,提高工作效率,現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)備造得越來越大,效率也越來越高,這些大機(jī)械能夠高效的完成工作,離不開它們的核心部件液壓缸,很多重力性的機(jī)械都必須用液壓缸,作為力量傳輸核心,也只有在液壓缸的幫助下才能完成這些工作。
液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,做直線往復(fù)運動或者擺動運動的液壓設(shè)備,它結(jié)構(gòu)較簡單,做往復(fù)運動時,運動平穩(wěn),在各種工程機(jī)械,船舶,機(jī)床,甚至國防裝備等行業(yè)中廣泛使用。
在17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓傳動原理,為后來的液壓缸發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
1795年英國人用水做介質(zhì),以水壓機(jī)的形式應(yīng)用在工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機(jī)。
1905年將工作介質(zhì)水改為油,性能得到進(jìn)一步改進(jìn)。
第一次世界大戰(zhàn)后,人類進(jìn)入工業(yè)時代,液壓傳動開始廣泛使用。
不同的機(jī)械就要使用不同類型的液壓缸,液壓缸按結(jié)構(gòu)形式主要分為活塞缸,柱塞缸和擺動缸,不同的種類就有不同的功能。
活塞式液壓缸有單活塞缸和雙活塞缸兩種,單活塞液壓缸只有一端有活塞桿,其兩端分別是出油口和回油口,以實現(xiàn)雙向運動,也稱為雙作用缸,常用于液壓挖掘機(jī)等工程機(jī)械。
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雙活塞液壓缸兩端都有活塞桿伸出,其組成與單活塞桿液壓缸基本相同。當(dāng)液壓缸右腔進(jìn)油,左腔回油時,活塞左移,反之活塞右移。
由于兩邊的活塞桿直徑相同,所以活塞兩端的有效作用面積相同,若左右兩端分別輸入相同壓力和流量的油液,則活塞產(chǎn)生的推力和往復(fù)速度也相等,這種液壓缸常用于往返速度相同但推力不大的地方,如磨床工作臺。
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那么,你是不是還有這樣的疑問,這個液壓油的動力是從哪里來的,油又回到哪里去了呢,下面這張圖或許你能看明白了。
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液壓泵的動力是來自發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)有個輸出軸,液壓泵也有個輸出軸,兩端連接后,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動就帶動液壓泵轉(zhuǎn)動,這也就是我們平時能看到挖機(jī)在轟油門時,液壓系統(tǒng)跟打了雞血一樣越干越猛。
柱塞式液壓缸是一種單作用式液壓缸,靠液壓力只能實現(xiàn)一個方向的運動,柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重,柱塞與缸體不接觸,柱塞式端部受壓,為保證柱塞有足夠的推力和穩(wěn)定性,柱塞一般較粗,重量較大,水平安裝容易造成單邊磨損,宜垂直安裝,用于長行程機(jī)床上。
一個柱塞缸上有兩個單向閥,而且方向相反,柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓,這是一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi),柱塞向另一個方向運動時,將液體壓縮后另一個單向閥被打開,被吸入缸內(nèi)的液體被排出,這種工作方式連續(xù)運動后就形成了連續(xù)供油。
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擺動式液壓缸是輸出扭矩并實現(xiàn)往復(fù)運動的執(zhí)行件,也稱擺動式液壓馬達(dá),有單葉片和雙葉片兩種形式,定子固定在缸體上,而葉片和轉(zhuǎn)子連接在一起,根據(jù)進(jìn)油方向葉片將帶動轉(zhuǎn)子作往復(fù)擺動,被用在大扭矩領(lǐng)域,工程機(jī)械,車輛上。
當(dāng)一個油口進(jìn)壓力油,另一個油口回油時,葉片在壓力作用下,往一個方向擺動,帶動軸偏轉(zhuǎn)一定角度,當(dāng)進(jìn)回油口互換時,馬達(dá)反轉(zhuǎn)。
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在生產(chǎn)中不管是工廠還是礦山,各種機(jī)械都是靠液壓缸在傳動力量,下面就來看看機(jī)械上這個重要的部件是怎么生產(chǎn)的(活塞式液壓缸)
它的制造從這個缸筒開始,首先把鋼管切成需要的長度,在兩頭內(nèi)壁車出螺紋。
把鋼柱切成需要的尺寸,在機(jī)床上將實心鋼柱加工成活塞桿,這個活塞桿會被液壓帶動,將動力傳送到機(jī)器中,在一端雕出螺紋,以及多種直徑的圓柱形,這在液壓筒驅(qū)動機(jī)器運轉(zhuǎn)的時候,能有緩沖的作用,活塞桿的另一端被裝在活塞上。
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取一節(jié)鋼柱制做成活塞,用鉆頭在活塞一端中央打一個孔,在外圈車出凹槽,活塞就制成了,在內(nèi)部和外面凹槽內(nèi)都安裝上密封圈。
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把裝好密封圈的活塞安裝在活塞桿的一端,用螺帽拴緊。
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自動焊機(jī)把缸筒一端的蓋子和進(jìn)出油口焊上去,將活塞桿插入液壓筒中,將液體筒與活塞桿靠螺紋擰緊。
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液壓筒裝好后就開始從進(jìn)油口注入液壓油,液壓桿會自動伸出,從液壓桿上觀察是否有漏油現(xiàn)象。
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在液壓筒表面噴漆防止生銹,制造完成后被用在各種機(jī)械設(shè)備上,去施展它強勁的力量。
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液壓缸在使用一段時間后就會由于活塞桿拉傷,密封圈老化等原因,出現(xiàn)漏油現(xiàn)象,漏油就會影響工作效率甚至導(dǎo)致機(jī)械出現(xiàn)故障,那么液壓缸是怎么保證其不漏油的,這需要液壓缸內(nèi)有很好的密封性及能承受高壓力,液壓缸零件在焊接和機(jī)加工中需要高精度,還要用各種結(jié)構(gòu)的密封圈。
在可控的范圍內(nèi)漏油是允許的,活塞桿在往復(fù)運動中處于干摩擦狀態(tài),這會加劇零件的磨損,減少使用壽命,就允許一定量的漏油來起到潤滑和減小摩擦的作用,但要求活塞桿靜止?fàn)顟B(tài)下不能漏油,漏油量也有嚴(yán)格要求,超過就被視為漏油。
連接液壓缸的輸油管那么細(xì),它為何能承受那么高的壓力?
相信很多小伙伴都有這樣的疑問,液壓油管是由多層耐壓的橡膠層組成,中間還有用鋼絲編織的增強層,根據(jù)不同的耐壓等級再增加編織層數(shù),保證其耐壓等級。
最重要的一點是,什么樣的設(shè)備,需要多大的壓力,液壓油管都有對應(yīng)耐壓的等級,這是在生產(chǎn)前都嚴(yán)格計算好的。
液壓油管有纏繞和編織兩種工藝,對應(yīng)的壓力也不一樣
鋼絲編織液壓軟管的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3683-2011
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鋼絲纏繞液壓軟管的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 10544-2003
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從兩個標(biāo)準(zhǔn)來看,鋼絲纏繞所承受的壓力明顯要比鋼絲編織要大,一般來說鋼絲纏繞膠管的價格要高于鋼絲編織膠管
液壓缸的活塞桿在工作中會長期暴露在外面,容易受到腐蝕氧化或者受到破壞,造成活塞桿的損壞,容易造成漏油,為了保護(hù)活塞桿的使用壽命,就會在活塞桿上安裝上可伸縮保護(hù)套。
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液壓缸自誕生到今天已有上百年歷史,中國是從上世紀(jì)50年代開始生產(chǎn)液壓油缸,產(chǎn)業(yè)起步較晚,技術(shù)和工藝水平較低,在液壓油缸中低端市場基本實現(xiàn)自主化,在國際上也占有很大的市場份額,但在高端液壓油缸市場我們與美國和德國還有很大的差距。
但隨著我國液壓油缸公司多年的追趕,相繼生產(chǎn)出世界上最長的液壓缸,連續(xù)工作8000小時無故障的液壓缸,我們在實現(xiàn)一步步超越,現(xiàn)在我國的工程機(jī)械世界一流,這離不開液壓油缸的貢獻(xiàn),希望我國的液壓缸也能做到世界最好,為我國制造業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。