液压缸的结构及机械加工工艺研究

邹智波 白伟 马良

【摘 要】在发展的新时期，科学技术不断地发展，一些新的技术和设备得到了开发和应用，在制造工业发展中，新技术和新设备的应用，提高了生产效率和生产质量，促进了企业的发展。机械加工，是对半成品或者原材料进行加工，其成品投入与社会各行业的生产发展中。机械加工的加工技术关系着社会的生产发展，本文就对机械中的液压缸执行元件进行分析，阐述其结构，并分析加工工艺流程，确保零件的质量，提高生产效率。

【关键词】液压缸；结构；机械加工工艺；研究

液压缸作为机械中的执行元件，目前已经被广泛的应用，提高了机械加工的效率和质量，液压缸的使用，对机械生产发展有着重要的意义，能够在复杂的工况条件下径向和轴向都承受压力，保证加工的稳定相。但是从机械加工的特点分析，必须要保证液压缸性能稳定可靠，一旦液压缸出现问题，就会导致加工过程中出现漏油的情况，漏油越多，证明其越不稳定，所以要加强对于液压缸的研究，分析其结构特点，和加工工艺。

一、液压缸以及结构特点

（一）液压缸

液压缸属于执行元件，是一种把液压能转换成机械能的能量转换装置，实现了往复运动。液压缸的结构型式有活塞缸、柱塞缸、摆动缸，每一种形式都有其特点。液压缸可以按照不同的情况进行分类，按运动方式，可分为直线往复运动式和回转摆动式；按受液压力作用情况，可分为单作用式、双作用式；按结构形式，可分为活塞式、柱塞式、多级伸缩套筒式，齿轮齿条式等；按安装形式，可分为拉杆、耳环、底脚、铰轴等；按压力等级，可分为16兆帕、25兆帕、31.5兆帕等。

（二）液压缸的结构分析

液压缸的结构分析，根据具体的结构图进行说明：如下图所示：

缸体 Cylinder TubeCylinder Tube

密封端盖 Gland

活塞杆 Cylinder Rod

活塞和活塞密封 Piston and Piston Sea

如图所示，活塞密封圈，可以把液压缸的两个腔室分成两个不同的压力区。液压缸产生的是直线运动，由一个圆柱缸体和一个活塞杆组成，活塞杆在缸体内进进出出。活塞的运动范围受限于缸体的长度。

液压缸的内部空间：一般在加工过程中，缸体内都是充满油液的。活塞和活塞杆占据了缸体中的一部分空间的。如果把活塞和活塞杆强行插入装满液压油的缸筒内，那么为了给活塞和活塞杆腾出空间，留出足够的空间，肯定会有与活塞和活塞杆等体积的油液会溢出缸筒。

活塞移动的条件：液压缸缸体内的容积是固定的，如果给缸体的某一腔室内充入油液的，另一侧腔室内的油液也会外流。也就是说如果要想活塞在缸筒内发生移动，只需要提供一条液压油能够流进和流出缸筒的路径。

活塞密封圈：活塞杆移动的唯一方法就是提供一条油液流进、流出液压缸的路劲。密封圈的作用就是在泵给液压缸供给恒定的流量时，能够保证活塞的移动速度恒定。如果我们事先将液压缸两端堵上，再移除活塞上的密封圈，活塞杆不会发生下降，因为此时缸筒内充满了油液，且油液没有流出油缸的通道，因此油缸内是没有空间来容纳因为下降而进入缸筒中的那部分活塞杆的体积的。

（三）液压缸具体零件分析

液压缸缸体的直径，缸体结构尺寸影响液压系统的结构、体积、强度、刚度。对于直径的选择，就要根据液压缸的实际用途，比如本文研究的是机械加工，就可以选择缸体内径为70mm。

液压缸缸体壁厚，关系着液压缸的工作性能，一般可以分为薄厚两类，薄壁缸体指的是壁厚与缸体内径之比小于0.1，反之如果是大于0.1则被称之为厚壁缸体。

液压缸缸底厚度，是压力的集中点，所以缸低厚度一定要符合相关的加工要求，能够承受其压力，否则会出现安全事故，造成人员伤亡的时候，还容易造成经济损失。

活塞杆直径，活塞杆和缸体内壁配合工作，活塞杆随导向装置中滑动，就需要保证活塞杆的直径，能够完成其滑动操作，否则容易出现在加工中机械锁死、漏油、划伤缸体等问题，影响者加工的安全和稳定。其直径确定依靠活塞往返与缸体内壁的速度之比。

最后是导向装置，在活塞杆直径中分析了，导向装置的运作是保证活塞杆的运动，所以其长度也关系着加工的安全，一旦长度出现问题，可能会导致其失去导向效果，引起活塞杆的运作，从而影响整个加工过程。

二、液压缸机械加工工艺

（一）工艺的确定

液压缸的作为机械执行元件，其质量以及加工关系着机械生产，液压缸本身的加工是非常困难的，通常在机械加工的过程中，液压缸很容易受到自身重力和外部切削力的影响，使工件变形。液压缸的加工标准非常严格，同时直线度、圆柱度、垂直度等因素不易保证，为了保证液压缸要求的加工精度，所以合理的加工工艺非常重要，合理的工艺选择不仅减少了工作量，而且直接提高了生产效率。

首先对于方案的确定，在液压缸的生产中，无缝钢管的使用率较高，但废品率并不低，唯一的原因是难以保证直线度，难以保证圆柱内孔。鉴于以上原因，选用冷轧精密无缝钢管作为坯料更为合理。

然后是施工程序的确定，端面要保证平整，采用砂轮机，提高后续的加工精度和安装精度。同时还需要辅助支护，以减少磨削内孔的变形。由于工件的轴向尺寸较长，刚度较差，增加辅助支架不仅提高了刚度，而且提高了加工的平直度、圆柱度等精度。内孔珩磨的基础上，内孔的珩磨过程可以被添加到提高内孔的粗糙度，确保相应的加工精度。这样，下一个过程可以根据孔的轴线和端面进行。

（二）工艺故障以及处理

活塞杆停位不准、推力不足、速度下降、工作不稳定，其原因一般是液压缸内部泄漏或者是回路泄露，以及液压油经溢流阀旁通回油箱。就需要进行一定的检查和确认，如果密封皱纹、挤压、撕裂、磨损、老化、变质、变形、等，这个时候应该取而代之的是一个新的密封；如果是阀及液压管路的泄漏，需要通过操纵换向阀检查并消除液压连接管路的泄漏；如果是溢流阀进入脏物卡住阀芯，需要及时的调整和清理。

活塞滑移或爬行到时加工不稳定，可能是原因是液压缸内部涩滞，润滑不良或液压缸孔径加工超差，液压泵或液壓缸进入空气或者是密封件质量问题。如果是零件表面有伤痕或烧结产生的铁屑，就需要进行及时的修理或调整，更换零件及清除铁屑；如果是润滑不良或液压缸孔径超差而加剧磨损，需要修磨液压缸，并且按配合要求配制活塞，修磨活塞杆，配置导向套；如果是进入空气，需要装置排气管。

三、结束语

文章主要是分析液压缸的结构和机械加工工艺，首先是通过图来介绍了液压缸的结构，然后是对液压缸的加工工艺进行了分析，并总结了在加工中常见的故障和解决措施。液压缸是机械加工的执行元件，关系着加工的质量和效率，所以需要加强对其的研究，保证液压缸结构的完整和稳定，进而提高加工效率，促进机械生产发展。

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