龍門移動式壓力機油缸的設計與改進

摘要：本文主要對大噸位龍門移動式壓力機進行了介紹，并對其油缸的結構特點進行和工作特點分析，然后進行了相關的改進。改進方案主要是在主油缸中集成導向控制設備和快速油缸。并且通過對改進后油缸結構進行分析，論證了改進后的油缸的具有穩定的工作性能，并且有效的提高了油缸工作效率，而且縮小了油缸的體積，具有廣泛的適用性，可以有效的降低生產成本，提高生產率略。

關鍵詞：龍門移動式壓力機；導向裝置；快速油缸；組合油缸

中圖分類號：TH137.51 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 06-0030-01

一、序言

隨著我國工業水平的迅速發展，液壓機已經在工業和加工制造業領域廣泛應用。龍門移動式壓力機的工作特點是，壓頭組件可以在水平方向上進行橫向移動或縱向移動，移動范圍可以包括工作臺的全部面積，所以可以實現對面積較大的生產材料的加工和校正，因此非常適合應用于航空制造業、造船業以及汽車制造業等大型工業制造領域中。

目前的小噸位級別的移動式壓力機所采用的典型油缸結構中，柱塞缸通常是系統的主油缸，然后在油缸外部，主要設置了油缸導向桿，以及一個負責快速進給動作雙作用活塞液壓缸，和另一個實現快速返程動作的雙作用活塞液壓缸。由于現代工業的發展，加工制造的工業板材面積越來越大，因此龍門移動式壓力機也隨著擴大了工作臺的工作面積，并不斷的對公稱壓力進行提高，以滿足現代工業的需求。然而，由于大噸位級別的龍門移動式壓力機在實際工作運行時，主壓頭比較寬，而且龍門機架需要做范圍非常大的橫向位移，因此使用上述的油缸結構會大量增加生產成本，造成資源浪費，所以上述的油缸結構并不適合應用在大噸位級別的門龍移動式壓力機中。如果在主油缸結構中集成導向設備組件和負責完成快速返程運動的油缸，則可以使油缸的體積縮小，并且有效降低降低龍門機架的橫向方向的跨度，這樣就可以很好的進行體積結構優化，節省生產材料，降低企業單位的生產升本。

二、導向裝置組件以及快速油缸設計方案

為了滿足工業需求，大噸位級別的龍門移動式壓力機的主壓頭通常設計成可以實現左右位移的結構，而且可以控制機架進行規定范圍內的縱向位移。因此工作人員可以根據需要將壓頭移動到工作臺規定范圍內的任何位置，多工件進行加工。但是如果延用傳統的油缸結構設計會造成大量的空間浪費，并增加生產成本，因此有必要對油缸的結構進行改進。

（一）油缸結構設想。如上文所述，傳統設計的油缸機構體積過大，會造成大量的空間浪費。所以，為了節約使用生產空間，降低生產成本，本文做了如下設計。在本設計的油缸結構中使用活塞缸作為本設計的主油缸，并且取消了傳統油缸結構中的兩個負責返程動作的外置油缸，這樣就大量的縮小了油缸的體積。然后，為了保證壓頭可以實現快速進給動作，本設計中使用了增速活塞。通過對油缸結構進行研究可以發現，油缸柱塞具有較大的直徑，因此油缸柱塞上端以及油缸上腔之間就形成了較大的空間，所以在本設計中，為了進一步節省空間，油缸內部還集成了導向設備組件。

通過對傳統油缸結構進行改進，可以明顯達到節約生產空間，降低成本的效果。

（二）組合油缸的主要特征和結構。通過對本文的設計方案進行研究和分析，改進后的油缸在結構上屬于組合油缸，并具有以下的結構特征：1.缸體主要可以分為上半部分和下半部分，并且使用高強度螺釘等零部件進行緊密連接，在連接處的接合面部分，本設計使用的密封方法為，通過靜密封的方式在兩道軸向方向進行密封，使用的密封圈分別為蕾型密封圈以及O形密封圈，蕾形密封圈可以在壓力較高的情況下保證理想密封效果，因此與0形密封圈配合使用可以有效的保證密封效果；2.由于本設計中導向設備組件集成在油缸內部，因此在缸體的上半部分的下端設計了帶有矩形孔的法蘭結構，并且在活塞桿的上端設計了具有矩形截面的防轉軸，防轉軸與法蘭配合使用，形成了導向面，這樣就可以在活塞桿在缸體產生動作時，起到有效避免活塞桿發生轉動的作用。為了使油缸上半部分油體進行油缸的下半部分，法蘭的外緣需要制作出兩處平面；3.本設計中的油缸內部構造中，為了保證活塞桿可以完成快速下行動作，設置了快速油缸。由空心零件構成防轉軸內部，這樣防轉軸組件、小缸蓋組件以及小柱塞組件共同構成了柱塞油缸的基本結構，并且在缸體上部固定小柱塞，這樣在油通過油缸孔流入缸體時，因為缸體容積設計的比較小，所以可以防轉軸組件以及活塞桿組件受到推力，立刻開始高速下行動作。防轉軸輪廓設計為外方內圓，外緣方形輪廓可以保證防轉功能和導向功能，而內部輪廓設計為圓形可以形成內腔。4.油缸在實際工作進行循環動作，主要過程為。當壓力機壓頭高速運動，到達工件位置，高壓油通過大流量沖液閥迅速注入主缸體結構中的上腔，然后根據設定，關閉充液閥，油液開始通過高壓油口，這時壓力機的壓頭開始對相關工件進行壓制動作，并根據設定進行保壓，然后主缸體中的壓力油開始高壓油口回油，此時油缸迅速執行返程動作，完成一個工序循環。改進后的油缸可以保證壓機向目標工件快速運動，然后使用低速對工件進行精確地壓制，然后完成保壓工作，當完成了壓制和保壓工作后，油缸開始執行快速回程動作。在整個工序循環中，改良后的油缸運行效果非常理想，反應靈敏，適應能力強，工作性能非常穩定。

三、典型結構油缸與改進后油缸對比情況

典型的柱塞缸，具有結構簡單、密封圈數量較少等特點，工作時缸體內表面與柱塞外圓不直接接觸，缸體內孔加工精度較低，相應加工成本低，結構簡單故障率和維修成本較活塞缸低，因此在大型液壓機得到廣泛應用。非常適用于橫向行程較大的壓頭移動式壓力機。隨著油缸外形尺寸減小，在相同橫向移動行程和整機剛度相同前提下，移動龍門機架橫向尺寸大為縮小，降低了移動龍門的整體重量，節約材料、降低制造成本。

組合油缸可以完成快速趨近、上壓、返程及導向等功能，并且元件集成在主油缸內部，結構緊湊，所以在結構上體積比較小，可以在保證工作效果的同時可以解決相關企業單位生產空間緊張的問題，因此非常適合應用在大噸位級別的龍門移動式壓力機中，特別是在大噸位壓力機以及壓頭移動行程較大的大噸位壓力機中應用。

四、總結

本文提出的大噸位龍門移動式壓力機油缸結構改進方案可有效地減小橫梁的跨度及機架的空間尺寸，在該類壓力機中有較大的推廣應用價值。我國的工業水平正處在迅速發展的階段，相關企業單位對于大噸位龍門移動式壓力機的要求也日益提升，本為通過對油缸結構設計的改進進行了論述，希望對相關企業有所幫助。

參考文獻：

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