液压缸单向阀缓冲结构.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ N o ． 1 1 ． 2 0 1 1 液压缸单向阀缓冲结构 王 旭 郭敦朋 马龙鹏 烟台未来 自动装备有限责任公司 ， 山东烟台 2 6 4 0 0 2 摘要 主要研究一种新型液压缸缓 冲结构 ， 此缓冲机构主要应用在建筑机械 的水泥发泡机液压缸上面 ， 能很好得解决缓冲 问题 ， 避免 传统液压缸缓 冲失效 ， 容易形成标准化 ， 同时经过很大批量产品装车试验 ， 试验结果表 明， 所研制 的样机性能指标满足规定的要求 。 关键词 单向阀 ； 节流孔 ； 液压缸 中图分类号 T H1 3 7 ． 5 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 I 1 - 0 0 7 1 0 2 Hy d r a u h c Cy h nd e r One wa y Va l ve Cus h i o n i n g De v i c e WANG Xu GUO Du n - p e n g MA L o n g - pe n g C h i n a Y a n t a i F u t u r e A u t o m a t i c E q u i p me n t s C o ． ， L t d ． ， Y a n t a i 2 6 4 0 0 2 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e i s ma i n l y r e s e a r c h e s a n e w h y d r a u l i c c y l i n d e r c u s h i o n i n g d e v i c e ． Th i s c u s h i o n i n g d e v i c e i s ma i n l y u s e d i n t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s o f a r c h i t e c t u r a l c e me n t f o a mi n g ma c h i n e ． I t c a n f o r m t h e s t a n d a r d i z a t i o n e a s i l y a n d e ff e c t i v e l y s o l v e t h e p r o b l e ms o f c u s h i o n i n g a n d a v o i d t h e c u s h i o n i n g f a i l u r e o f t r a d i t i o n a l h y d r a u l i c c y l i n d e rs． At t h e me a n t i me ， t h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t p e r f o r ma n c e i n d e x e s o f t h e d e v i c e c a n me e t t h e p r e s c ri b e d r e q u i r e me n t s a f t e r l o t s of l o a d i n g t e s t ． Ke y W o r d s R e a d e r ； c h e c k ； o rifi c e ； c y l i n d e r O 前 言 当液压缸驱动大质量的负载时， 由于动量过大 ， 会 在行程终点位置产生活塞与前盖 后盖 剧烈的撞击现 象， 极大地影响了液压缸的正常使用寿命及精度。一般 情况下 ， 运动惯性是产生冲击撞击 的主要原因 ， 从公式 E m v 2可以看出 ， 降低运动速度 ， 是减小惯性 冲击的 最有效 的方法。为避免撞击现在的产生 ， 需要在两端极 限位置设置缓冲机构， 又叫液压阻尼 。常规缓冲机构如 收稿 13期 2 0 l 1 一 O 6 3 0 作者简介 王旭 1 9 8 4 一 ， 男 ， 辽宁省抚顺人 ， 本 科 ， 工程师 ， 主要 从事液压 系统设计及 现场维护工作 。 图1 所示 ， 当活塞 1向后端运动 ， 即将到达行程终点时， 后端缓冲柱塞 2进入缓冲腔 3内，通过缓 冲柱塞与缓 冲腔之间的间隙行程节流作用 ，从而使活塞运动速度 减慢 。一般系列化 的成品液压缸 ， 由于事先无法知道 3 此结构启闭阀规格少 ， 可形成批量生产 ， 且活 塞安装孔加工方便 ， 提高生产效率。 参 考 文 献 [ 1 】 路 甬祥． 液压气动技术 手册【 M 】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 2． 【 2 】 何存兴． 液压元件【 M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 3 ] 王 玉卿． 工程机 械实用液压传动【 M】 ． 北京 机 械工业出版社 ， 2 0 o 2 ． f 4 ] 成大先． 机械设计手册 第四版第 5卷 [ M 】 ． 北京 化学工业出 1 一 活塞2 一 后端缓 冲柱塞3 一 缓 冲腔4 一 前端缓冲柱塞 图 1 版 社 。 2 0 0 2 ． 『 5 】 何存兴 ， 张铁华． 液压 传动与气压 传动[ M] ． 武汉 华 中理工大 学 出版社 。 1 9 9 9 ． [ 6 ] 张凤龙． 车辆用液压启闭阀液压缸研究与设计[ J ] ． 专用汽车， 2 0 1 0 8 ． [ 7 】 何存兴． 液压元件【 M】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 2 ． [ 8 】 朱学会． 流量限制装置抗重击特性建模与仿真分析【 J 】 ． 液压气 动与密封， 2 0 1 o f 8 ． 71 液 压 气动 与 密 封 ／ 2 0 1 1年 第 1 1期 活塞的运动速度以及运动部分的载荷等 ，因此为了使 结构简单 ， 降低成本 ， 多采用此种缓冲节流方式 。 1 常规的缓冲结构存在的问题 1 加工困难 ， 缓冲柱塞与缓冲腔的节流面积很难 控制 ， 过大的间隙导致缓冲失效 ， 过小的间隙又容易导 致缓冲柱塞直接撞击端盖。 2 轴向尺寸长。缓冲柱塞的长度跟液压缸缸径的 大小 ， 以及运动速度都有很大联系 ， 往往缸径大 ， 运动 速度快所需要的缓冲行程的越长。缓冲行程增大的同 时， 两端盖的轴向尺寸也需要增大。 3 成本高。为了很好控制环形面积 ， 缓冲柱塞需 要极高的表面粗糙度及内外孑 L 的同轴度所 以加工及其 困难 。 4 维修 困难 ， 在试车时如果发现缓 冲效果不好 ， 需要维修则很 难断定是缓冲柱塞还是缓 冲腔出现 问 题 ， 并且维修起来很麻烦。 2 单向阀缓冲结构 1 如图2所示 ， 当活塞 4向左侧运动时 ， 且活塞 4 左侧端面未经过节流孔 1 ， 无杆腔泄压 ， 腔内压力无法 打开单向阀 2 ． 从而油液无法从节流孑 L 1 经过油管抵达 缓冲腔 3 ， 此时无杆腔无缓冲效果。但当图示位置活塞 4右侧端面经过节流孔 1时， 有杆腔油液压力大于单向 阀的开启压力 ． 单向阀的开启压力通常设定很小的压 力值具体根据系统压力而定 。单向阀 2开启 ． 油液通 过节流孔 1经过油管进入缓冲腔 ，同时作用在活塞 4 上 ， 阻止活塞 4向终端运动 ， 从而达到缓 冲的目的。 1 一 节流 L 2 一 节流阀 3 一 缓冲腔4 一 活塞5 一 密封圈 6 一 油 口 图2 2 原理图如图 3所示 。 72 图 3 3 新的缓冲结构的特点 1 新 的缓冲结构 液压油 的反向冲击来减慢 活塞 的运动速度 ， 缓冲效果非常明显 。 2 在某些必须设计缓 冲结构 的工作情况下 。 此种 结构可提供稳定 、 可靠的缓冲效果。 3 缓 冲行程可调 ， 只要将图 2中节流孑 L 1 在适 当 范围内进行调节 ， 变可以改变缓冲行程。 4 适用范 围广泛 ， 由于节流 阀带有调节弹簧 ， 可 随系统及工况 的要求 ， 设定单 向阀开启压力 ， 以应用于 能过的场合。 5 由于图 2中密封圈 5需要经过节流孔 ， 虽然节 流孔很小 ， 但对于密封圈本身还是会有一定的损伤 ， 所 以改用复合材料 P T F E的耐磨密封圈 以完善此结构 的 优化。 4小 结 目前这种缓冲结 构已经在大批量液压缸上使用 ， 例如在烟 台蓝海新 型建材有限公司的水泥发泡机上 的 应用 ， 从 2 0 0 7年至今已有几千只 ， 反馈效果一直很好 。 参考 文 献 【 1 】 路甬祥． 液压气动技术手Pa ff [ M ] ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2． 【 2 ] 何存兴． 液压元件【 M] ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 3 】 王玉卿． 工程机械 实用 液压传动[ M】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 4 ] 成大先． 机械设计手册 第四版第 5卷 [ M 】 ． 北京 化学工业出 版社． 2 0 0 2 ． 【 5 】 张风龙． 车辆 用液压启闭 阀液压缸研究与设 计[ J 】 ． 专用汽车， 2 o l o 8 ． 【 6 ] 何存兴． 液压元件【 M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2 ．