一種新型油缸固定架的優化設計與應用

張廣強 王金華 劉愛平

摘 要：目前吊車和拖車上使用的固定車身的油缸，基本都是固定在車架上的，油缸的活塞桿與地面成一個基本垂直的固定角度。這樣當吊車或者拖車在起升重物的時候，由于路面不平或要求傾斜起升的時候，油缸活塞桿不能隨車架起升角度調整，經常造成活塞桿折斷或油缸從車架上撕裂下來，影響設備的正常使用。本新型油缸固定架克服了油缸不能隨車身調整的不足，結構簡單，安裝維護方便。

關鍵詞：油缸固定架；結構特征；工作原理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.034

1 引言

本油缸固定架屬于運輸車輛技術范疇中的吊車和拖車技術領域，為了克服目前吊車和拖車的油缸固定于車身上不能調整的不足，筆者經過認真分析與研究，結合使用工況，設計了一種新型的油缸固定架即提供了一種拖車油缸固定裝置。

2 結構特征

新型油缸固定架主要由以下部分組成：（1）加強板（2）固定板（3）支架（4）油缸外套（5）卡箍下蓋（6）卡箍上蓋（7）缸帽（8）地腳（9）軸頸（10）開口銷。

其特征在于，油缸外套（4）的外表面具有通過螺紋固定在缸帽（7）上，這樣就將油缸牢固地固定在車架上，連接的卡箍下蓋（5）和卡箍上蓋（6）是給油缸外套定位的，為了簡化結構和加工、裝配工序卡箍上蓋（6）兩端的軸頸（9）與支架（3）上的軸孔配合并通過軸向定位。

3 主要零部件材料及制造要求

a.加強板（1）由數控下料加工，材料Q235A/δ20，焊接在車架上，主要對車架起加強作用，同時與固定板（2）焊接在一起，用來固定支架（3），每套4件。

b.固定板（2）由數控下料加工，材料Q235A/δ20，下料后鉆孔，根據油缸架受力情況，可以每件加工4-φ26孔，與加強板焊接后，焊在車架上。要求焊接平整，焊縫采用角焊，焊高10-15，焊后進行探傷，不允許有影響強度的夾渣及氣孔等缺陷。每套2件。

c.支架（3）是鋼板焊接而成，上面的有孔的板用螺栓固定于固定板（2）上，兩側的起加強作用，中間的耳板固定卡箍上蓋的銷軸。焊接時務必保證上板與耳板的垂直度，支架上表面要求加工，粗糙度不大于6.3，耳板孔必須保證合適的公差范圍，要求與卡箍上蓋的銷軸配合間隙保持在0.15-0.3mm。每套2件。

d.油缸外套（4）由套筒和堵板焊接而成，堵板材料為Q235A/δ20，套筒材料為20#鋼，將套筒與堵板焊接牢固后， 套筒裝卡箍位置必須切入深度3-5，防止卡箍滑動，然后用銑刀加工虛線位置的槽，油缸從槽位置連接進出油管線，長槽位置裝入楔形鍵，防止套筒與油缸的相對滑動。套筒底部車削螺紋，用來固定缸帽（7），螺紋采用公制螺紋。

e.卡箍下蓋（5），材料可用ZG45，裝入墊塊與上蓋緊固后加工內孔，粗加工后調質處理，硬度為HB241-285，去除尖角和毛刺。小批量生產也可以采用鍛打并加工。

f.卡箍上蓋（6），材料可用ZG45，裝入墊塊與下蓋緊固后加工內孔，粗加工后調質處理，硬度為HB241-285，去除尖角和毛刺。加工時，務必保證卡箍中心與兩端銷軸中心的平行度，銷軸與卡箍外表面過渡要圓滑，以避免應力集中。

g.缸帽（7）可采用45#鋼調質處理，硬度為HB241-285，車削內螺紋必須保證螺紋大小徑公差及螺距，以保證足夠的強度，底部內孔應大于活塞桿直徑20-30，保證裝配和工作時不與活塞桿產生干涉。

h.地腳（8）由凹面的固定板與球頭和開口銷構成， 固定板與球頭的曲面用數控機床加工而成，開口銷將活塞桿頭部和帶凹面的固定板與球頭緊固在一起，以保證油缸隨油缸架一起旋轉。

i.開口銷主要作用是防止卡箍上蓋的軸頸從支架脫出， 標準：GB/T91-20000，規格：5x40。

4 工作原理

油缸套筒與缸帽用螺紋連接將油缸固定住，油缸套筒上如附圖中的虛線所示有溝槽，卡箍上蓋與卡箍下蓋用螺栓固定后卡在套筒上，因為卡箍上蓋兩端有一段軸頸，固定以后，相當于銷軸作用，銷軸安裝在支架上，支架焊接在車架上，如附圖中的雙點畫線示出的槽鋼和工字鋼。這樣在拖車起升重物的時候，在路面不平或要求傾斜起升的時候，油缸活塞桿因卡箍上、下蓋固定后的銷軸能在支架（3）中的回轉作用下，隨車架起升角度作調整，避免了活塞桿因應力過大而折斷或油缸從車架上撕裂下來，影響設備的使用。

5 裝配及拆卸順序

將油缸外套從車架上部裝進油缸，將缸帽固定在油缸外套上，將卡箍上下蓋固定在油缸外套上，將卡箍上蓋的銷軸固定在支架上，裝上開口銷，同時，將支架固定在車架的固定板上，然后用銷軸將活塞桿頭部的孔與地腳固定好，至此，安裝完畢。如需更換或維修，可以先拆掉地腳，然后依次拆掉缸帽，卡箍下蓋，油缸外套，支架，卡箍上蓋。

6 故障分析及改進方法

因為油缸支架左右對稱，成對使用，所以左右支架孔應控制同軸度不大于0.1mm。如果誤差過大，就會引起車架變形，從而影響支架的使用效果。為了減小使用過程的摩擦力，可以在支架的耳板部位裝入銅套，提高耐磨性。如果批量較大，使用頻繁，可以裝上鋼套和軸承，并定期加入潤滑油，使得設備應用時靈活，噪音更小。上下卡箍內徑與油缸外套配合間隙應控制在0.15-0.25范圍內，以保證油缸外套受力均勻。

7 結束語

新型油缸支架，創造性地解決了因路面不平造成的油缸受力過大，應力集中的客觀缺陷，如各大油田及野外作業工況等，使油缸和油缸支架作為整體部件而隨車架做靈活轉動。經長期實驗研究及樣機工業考核實踐，具有用料少，結構簡單，加工及裝拆方便，使用靈活可靠等優點，得到了用戶一致認可和好評，因其具有的獨特優勢而存在良好的市場前景。

參考文獻：

[1]機械設計手冊編委會.聯軸器、離合器與制動器[M].《機械設計手冊》新版.機械工業出版社.