淺談液壓油缸緩沖裝置設計與創新

摘? 要：液壓油缸是利用油缸液壓力與機械能的相互轉變，實現高效率驅動設備運轉的關鍵，其具有產能高、耐用性高等特點，在眾多生產部門被大規模運用。但當前液壓油缸自身結構設計存在缺陷性問題，主要體現在液壓力會使油缸的活塞桿頭與油缸的底部和頂端產生一定程度的碰撞，從而對生產過程造成一定影響、液壓油缸造成一定磨損。因此液壓油缸緩沖裝置的設計與研究是提升生產效率極其重要的環節。本文通過對液壓油缸緩沖裝置類型進行總結與比較，探討、分析了今后液壓油缸緩沖裝置的新發展方向。

關鍵詞：液壓油缸;緩沖裝置;設計與研究

中圖分類號：TH137.8? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）03-0000-00

1液壓油缸緩沖裝置實現的技術支持

液壓油缸緩沖裝置的技術關鍵在于如何防止活塞桿頭的撞擊，目前存在兩種方案，一是對液壓油缸中的行程進行控制，二是在液壓油缸內部安設緩沖裝置。本文探討后一種解決方案。

液壓油缸內部設置緩沖裝置，原理是在完整的行程結束時，通過位置限制降速，實現油缸活塞桿頭沖量的不斷減小，最終實現物理撞擊的零發生，對生產過程、油缸維護有著重大意義。

液壓油缸緩沖裝置的運行原理是活塞桿在前進過程中逐漸偏向側方凸出，通過預設、計算的曲線軌跡進行偏移，在指定位置進行撞擊沖量的釋放，并借助一系列的緩沖吸收裝置，最大限度的阻止物理撞擊。由于液壓油缸緩沖裝置的靈活性特點，油缸活塞桿進行曲線偏移時，其周期與頻率可以進行調節，這極大的解決了生產周期與質量問題。

生產領域中的大多數液壓油缸的結構設計，頂端部分完全被油缸所包含，亦或完全設置在油缸外部，同時存在油缸內部的頂端部分位置不合適，這就導致許多問題的出現，最突出的弊端有液壓力不斷進行沖擊，造成機械零件在持續的撞擊中產生尺寸變形、組裝位移、機油泄露，導致生產效率低下、生產成本的增加 [1]。

2液壓油缸緩沖裝置的創新與改良

液壓油缸的內部結構與工作原理存在必然的矛盾沖突，因此不得不調節好兩者的關系，在機械結構上進行改良創新，以最大程度的適應工作原理，從而實現高效率生產。創新與改良的思路是明確液壓油缸緩沖裝置在端凸緣處不會產生物理撞擊。

液壓油缸的緩沖裝置是由位于長桿中吸收撞擊力的彈性部件結合完整沖程中有效機械共同發揮作用。

液壓油缸是由缸頂與底部、主要部分的缸體、缸體內部的活塞及活塞桿構成，連接方法是前端活塞桿通過油缸的頂部向外延伸，底部之間的螺紋部件安設在汽缸內壁，第一密封圈安設在附近的前端部分，上半部的外壁缸體提供連接零件，汽缸前端部分位于缸體外，底部延伸到缸體，與油缸的尺寸緊密貼合，從而確保一定程度的耐久性。

創新思路是，在靠近前端的外壁上設密封圈。密封圈可以防止油缸中的機油通過螺紋齒的接觸流出。在油缸蓋的后端與缸體尺寸配合的部分固定于螺釘齒之間，確保固定油缸蓋與缸體之間、缸蓋與缸體之間的前端與后端部分的位移最大程度減小，增加油缸蓋與活塞桿的配合距離，減少液壓力帶來的物理撞擊，保證位置的準確。設置在氣缸體外壁上的鉤形緊固件分別嵌入氣缸蓋的頂部和底部，可加強液壓缸的強度，防止油缸在液壓力下在油缸內部進行沖程時的物理撞擊，造成缸蓋、缸底和缸體出現位置移動，造成漏油后果。

液壓油缸在材料加工、設備生產、金屬冶煉、機床打磨等眾多生產領域起到了關鍵作用，液壓力轉變為機械能，從而驅動機械設備運轉，是一種高效率生產方式，但是液壓油缸有其自身的結構弊端以及隨之產生的機油泄露、撞擊磨損、零件松動等問題，會造成生產效率下降、生產成本的增加。在明確了液壓油缸的運行原理、內部結構、改進方式后，液壓油缸緩沖裝置的發展原理是為了杜絕完整沖程中缸體活塞桿與油缸兩端的物理撞擊，若不加以吸收沖擊力，必會影響生產效率，造成零部件耐用程度大打折扣，大大降低生產過程的精密性。缸體活塞桿杜絕物理撞擊的方式，一是在沖程過程的完整性下功夫，進行控制;二是在液壓油缸緩沖裝置上做文章，通過活塞長桿上的彈性零部件，進行沖擊力的吸收[2]。

隨著液壓油缸緩沖裝置的不斷創新與改良，出現了許多各有特色與優勢的設置與內部結構。研究表明：窄洞式、圓環狀類型的緩沖裝置承載不了較大的物理撞擊力，只是起到一定的緩沖功能，在運速不高、負荷不大的情況下可以使用;尖頂型在杜絕物理撞擊力過程中，進行程度不一致，有一個慢慢加大緩沖力度的進程，在避免物理撞擊力過于強烈方面有著獨特的優勢，應用于較多生產領域;曲線類緩沖裝置有著勻緩沖擊過程，運轉過程平穩，但缺點主要體現在其在始、終兩點處的物理撞擊會產生較大的壓力碰撞，會使零部件嚴重變形移位，這也是曲線類緩沖裝置的共性，其緩沖焦點在于中間過程，而對起初與結束的物理撞擊力有了一定的忽略。基于以上分析，延展出一種嶄新的發展思路，既然各類液壓油缸緩沖裝置各有利弊，是否可以進行最優化策略，將眾多不同特性的緩沖裝置類型設計融于一體。比如，曲線類油缸緩沖裝置在始、終方面存在缺陷，而尖頂型緩沖裝置在處理物理撞擊力的程度不一致，因此若在緩沖進程的起始運用尖頂型油缸緩沖裝置，而在中間過程運用產生效果最佳緩沖焦點的曲線類緩沖裝置，而在緩沖末尾再用回尖頂型緩沖裝置，這樣的組合型緩沖裝置避免了單一缺陷，充分發揮各類型緩沖裝置的優勢，進行緩沖效果的最優化組合是今后液壓油缸緩沖裝置的發展思路，因此不能局限于單一緩沖裝置設計，但是隨之產生的問題為如何將組合型緩沖裝置與沖程完美相融，是否要進行模擬推演后進行沖程的改變，這都需要進一步的深入思考、實踐。

參考文獻

[1]劉傳讓.挖掘機液壓油缸緩沖裝置的設計方法與分析[J].安徽科技，2011（4）：22-24.

[2]聶先榮.建筑機械油缸緩沖理論探討[J].建筑機械，1997（10）：32-33.

收稿日期：2020-02-03

作者簡介：晁代勇（1983—），男，河南濮陽人，研究生，工程師，研究方向：機械設計及制造。