快速型气液增压缸的设计及应用

张思芳

（广东顺德普南气动科技有限公司，广东 佛山 528300）

我国经济的快速增长使人们的生活水平得到了显著提高，工业发展速度日益加快，随之而来的则是环境污染形势的日益严峻，能源紧缺局面愈发紧迫。鉴于此，研发出高效、节能及零污染的工业机械，以此实现工业的可持续发展。快速气液增压缸作为一种新型产品，其以压缩空气作为驱动力，不仅安全高效，且具备零污染与节能的应用优势，在工业生产领域中有着极为广阔的发展前景。

1 快速型气液增压缸原理分析

快速型气液增压缸主要包括快进气缸、增压气缸、油箱和增压油缸4个部分。快速型气液增压缸的工作原理是借助于液体所具备的不可压缩特性，以力平衡原理将2个活塞进行固联，这2个活塞的面积是不相同的，其中面积较大的大活塞由压缩空气进行驱动，而面积较小的小活塞中则封闭有液压体，当压缩空气对大活塞进行驱动时，小活塞便会对高压液体进行按比例的输出，并由高压液体向油缸活塞施加作用力，进而实现增压增力目的。

2 快速型气液增压缸的设计

在快速型气液增压缸的设计中，设置参数的种类主要包括工进推力、增压压力、压缩空气压力及机械效率。在设计过程中，需要对增压油缸的缸径、增压气缸的缸径、端盖尺寸和活塞杆进行确定。

2.1 增压油缸缸径的设计

在增压油缸的缸径的设计中，为了使油缸尺寸尽可能的减小，需要将增压缸油压压力的初始设定范围确定在10～20MPa范围以内，由对油缸的初设压力进行表示，并由FGT对油缸的推力进行表示，由来表示增压油缸的缸径，由此便可得到增压油缸的缸径计算公式，即在该公式中λ代表机械效率，通过查表来对标准缸径dz进行取值，由此便可得出增压油缸在运行过程中所受到的实际压力，即进而得到其油缸外径是Dz=dz+2ε，其中ε表示缸筒的壁厚。

2.2 增压气缸缸径的设计

在增压气缸缸径的设计中，考虑到增压行程通常都在5～20mm，之所以要这样设计，是为了使油缸的尺寸能够紧凑化，进而提高能源的利用效率。因此，分别由dfg与ds代表增压柱 塞的杆径与增压气缸的缸径，由于增压柱塞的杆径和增压气缸中的缸径之比应控制在0.2～0.35，因此可以得出dfg=（0.2～0.35）ds，由力平衡原理可以进一步得该公式中，pQ代表压缩空气的压力，而pz则代表增压压力，进而可求出增压气缸缸径的计算公式，即进而推导出增压气缸的外径计算公式是Ds=ds+6～10mm。

2.3 端盖尺寸的设计

由于快速型气液增压缸属于一种气液组合缸，因此其端盖的材料应选择硬铝合金，这样能够预防液体与空气对端盖的锈蚀。其端盖的壁厚最小值可表示为h=在该表达公式中，端盖所受到的工作压力最高值由P进行表示，而与端盖相对应的缸筒内径则由D进行表示，材料的许用应力[σ]则为表端盖硬铝合金材料所具有的抗拉强度，而则是该材料的安全系数。

3 结语

总而言之，快速型气液增压缸的出现，为工业生产领域提供了一种非常高效而环保的增压机械，并在工业生产各个环节中都能够应用到，这在很大程度上推动了工业生产的可持续化发展。同时，研发人员也越来越重视对快速型气液增压缸的设计，其设计的合理性直接关系到快速型气液增压缸的使用性能，只有确保对快速型气液增压缸进行合理的设计，才能使气液增压缸在工业生产领域中得以最大限度的发挥其应用优势。