快速液压缸常见故障点分析改进.pdf

第 3 5卷第 5期 2 0 1 3年 l 0月 甘肃冶金 GANS U METAL LURGY Vo 1 ． 3 5 No ． 5 0c t ．． 20l 3 文章编号 1 6 7 2 44 6 1 2 0 1 3 0 5 - 0 0 5 8 - 0 3 快速液压 缸常见 故障点分析 改进 张 占军 中 国铝业青海分公司 ， 青海西宁8 1 0 1 0 8 摘要 快速液压缸是在主活塞中设置了一个用于完成快速进给运动的快进柱塞缸。这种油缸嵌套油缸的液压缸 结构容易出现渗漏 、 密封损坏、 结构损坏和油缸不动作的故障。如果采用改变缸体结构设计和安装方式， 另外对快 速柱塞缸的上升到位保护装置进行改造， 那么快速液压缸的实际效能和使用寿命将会得到明显提高。 关键词 快速液压缸； 故障点； 结构； 改进 中图分类号 T H1 3 7 ． 5 1 文献标识码 A An a l y s i s o f Fr e q u e n t Fa i l ur e Po i n t s i n Hi g h s p e e d Hy d r a u l i c Cy l i n d e r a n d I m p r o v e me nt Z H A N G Z h a n - j u n Q i n g h a i B r a n c h o f C h i n a A l u m i n u m I n d u s t r y C o ． ，X i n i n g 8 1 0 1 0 8， C h i n a Ab s t r a c t Hi g h s p e e d h y d r a u l i c c y l i n d e r i s e q u i p p e d wi t h a h i g h s p e e d p l u n g e r t y p e c y l i n d e r i n t h e ma i n p i s t o n ．T h i s n e s t e d o i l c y l i n d e r s t r u c t u r e i s p r o n e t o l e a k a g e， s e a l d a ma g e ，s t r u c t u r e d a ma g e a n d f a i l u r e o f o i l c y l i n d e r mo v e me n t ．B y e h a n g i n g t h e c y l i n d e r b o d y s t ru c t u r e d e s i g n a n d i n s t a l l a t i o n，i n a d d i t i o n t o u p p e r p o i n t p r o t e c t i o n d e v i c e f o r t h e h i g h s p e e d h y d r a u l i c c y l i n d e r ，t h e a c t u a l p e rfo r ma n c e a n d s e r v i c e l i f e o f t h e h i g h s p e e d h y d r a u l i c c y l i n d e r w i l l b e i mp r o v e d o b v i o u s l y ． Ke y W o r d s h i g h s p e e d h y d r a u l i c c y l i n d e r ； p o i n t o f f a i l u r e ； s t ru c t u r e； i mp r o v e me n t 1 引言 快速液压缸 力士乐 R e x r o t h 液压缸称其为快 速复位缸 是一种特殊结构液压缸 。该 型油缸具有 往复速度快 、 机械作用力大的特点 。但作 为一种特 殊结构 的液压缸 ， 快 速液压缸也具有许 多普通油缸 不具有的特殊故障。下面将从该油缸的几种常见故 障及其改进方面进行讨论 ， 以便于我们在设计 和使 用中能更加合理有效的使用快速液压缸。以下讨论 的原型为芬 兰奥拓 昆普公司 A U T O C U MP 快速液 压缸 下文中不再阐述 。 2 快速液压缸工作原理 快速液压缸又称为快速复位液压缸。它是通过 缸体结构的另类设计对液压油缸的运行速度进行直 接调整的特殊结构液压缸。通过图 1 快速液压缸 改造前 可以看出快速缸是在缸壁 中设置 了一个用 于完成快速进给运动的快进柱塞缸 A B油腔所在 的液压油缸 。柱塞伸出时 A与 c油腔首先注油伸 出， B油腔输 出液压油。返 回时活塞 由 A C油腔 同 时输出液压油液 ， B油腔注入液压油液。通过上述 工作步骤快速液压缸进行正常往复工作 。由于 A B 油腔内部容积较小 ， 所 以在保证输入流量 不变的情 况下快速液压缸可以获得较快往返速度。液压油腔 上升到位 时工作腔 c充油 ， 由于 C腔 工作面积较 大 ， 相应获得较大的机械作用力。 3 快速液压缸常见故障点 快速液压缸常见故障可 以分为由于安装方式方 法不当引起的故障和缸体设计时存在的设计缺陷两 种故障。由于造成快速液压缸故 障的原 因不 同， 所 以解决该油缸故障的方法也不同。下面从两方面对 快速液压缸出现故障的原因进行列举表述并逐一讨 论预防和改进这些 问题 的方法。 3 ． 1 安装使用方法不当造成 的油缸故障 1 柱塞活塞杆及活塞固定法兰拉伤。 。 一 甘肃冶金 第 3 5卷 封出现脱落或者端头翘起的现象。涂抹润滑脂对导 向密封安装所需 的平整度提供 了保证 ， 同时也起 到 了润滑作用 。 4 ． 1 ． 3 介 冒上部 三道 密封损 坏 柱塞活塞杆 固定螺纹与柱塞进 出油 口三道密封 在安装时容易 出现三道 0型密封及 支撑 环切断或 者拉伤的现象。该现象主要由柱塞缸活塞杆偏中心 和三道密封安装不平整造成。如果安装过程 中采用 4 ． 1 ． 1中提出的改进安装方法就可以保证活塞杆 的 中心度 ； 将三道密封正确安装后将活塞 缸匀速缓慢 装入快速缸外壁中， 到位 以后从油缸底 部检查密封 是否 良好 。柱塞缸安装到位后检查三道密封可以保 证最外一道密封是否 良好 ， 否则会 出现介 冒部位漏 油现象。其它两道密封损坏会导致液压缸加压和上 升步骤无压力 。 4 ． 2 快速液压缸缸体结构改造 快速液压缸在设计 中存在问题是导致该油缸出 现故障的一个重要原因。设计中由于没有考虑实际 装配过程中存在的问题和实际使用 中存在 问题都会 导致油缸出现故障。油缸设计问题的改进可 以增加 快速液压缸 的实用性和耐用性 。下面将讨论该油缸 设计中存在 的问题。 4 ． 2 ． 1 柱塞缸固定法兰螺栓 断裂 快速液压缸柱塞缸固定法兰螺栓断裂的原因经 过分析后归纳为 使用 的固定法兰螺栓强度低或油 缸下降时活塞冲击法兰引起螺栓断裂两个原 因。第 一 个原因我们可以采用使用高强度螺栓的方法解决 并对长期使用 中出现问题的螺栓及 时更换的方法解 决 ， 具体紧固方法见图 3 ； 第二个原因我们可 以在柱 塞缸活塞部位安装一个顶杆式单 向阀的方法来解决 原理参考下面 的顶杆单 向阀结构 图 。顶杆式单 向阀的作用是当活塞移动到距离法兰一定位置时可 以顶杆接触柱塞 固定法兰然后 打开单 向阀使 A、 B 油腔相通。由于 B油腔连接油箱所 以下 降油腔 A 的压力降低为零 ， 这样就可 以降低活塞移动 的速度 和压力 。具体活塞单 向阀见图 4 。 图 3 法兰固定次序 图 4 顶杆式单 向阀结构 图 4 ． 2 ． 2 介 冒上部三道 密封安装和使 用时易损坏 在活塞杆中心度和三道密封平整的情况下要解 决介 冒上部三道密封安装和工作时易切断或者磨损 的问题 ， 需要通过改变活塞杆 与介 冒固定联接部分 的尺寸来 实现。参考油 缸采用介 冒与活塞杆通 过 M1 2 5的螺纹联接 固定活塞杆 ， 活塞顶部三道密封的 内径也是 1 2 5 lT l m。这种 活塞杆结构尺寸不变的设 计容易引发三道密封安装和使用过程中损坏 。如果 将介 冒和活塞 杆连接螺 纹改 变为 M1 2 0的螺纹 联 接 ， 那么在安装和使用 中出现上述 现象 的几率将大 大降低 。具体结构改造比对效果见 图5与图 6 。 图 6活塞杆改造后 4 ． 2 ． 3 快速液压缸外壁法兰孔安装拆卸时与机 架 螺栓 孔错 位 在快速液压缸 安装使用过程 中， 油缸外壁螺栓 孑 L 与设备机架螺栓孔和油缸导向法兰孑 L 与油缸导向 固定螺栓孔之间的位置在安装时总会出现错位 的问 题。由于固定油缸时一般需要考虑柱塞顶部 固定杆 与导 向固定孔 的位置 ， 另外还要考 虑油缸外壁 固定 螺栓孔与设备机架螺栓之间的位置。在安装油缸过 下转 第 8 7页 ⋯ E- ⋯ GS L Y J L 1 6 2 。 一 一 第 5期 张旭宇， 等 陕西宝鸡矿产资源开发利用现状及未来找矿潜力分析 8 7 另外 ， 在凤 县老厂 一煤 沟 的石 墨矿量 大质优 固定炭含量在 6 0 ％ ～ 8 0 ％之间 ， 品质优于眉县石 墨矿 固定炭含量在 3 5 ％ ～5 0 ％之 间 。石墨受石 炭系地层控制 明显 ， 老厂 以西仍是找矿最有利 的地 区之一。另外太白县的上店坊 、 渭滨区的秦岭梁都 是有利地区。 5 结语 严格的来说宝鸡 的优势矿种就是铅锌 、 金和水 泥化工用石灰岩 ； 未来仍是宝鸡 的优势矿种。但未 来用途广 、 找矿潜力更大的矿种应当是透辉石 、 红柱 石 。这两个矿种在宝鸡 的成矿地质条件得天独厚 ， 以量大质优形成第二方阵优势矿种 ， 找矿潜力巨大。 另外石墨 、 白云岩、 大理岩 、 花岗岩、 石英岩 、 长石类 也非常丰富。应当引起高度重视 。 参考文献 [ 1 ] 陕西省区域地质志[ M] ． 北京 地质出版社 ， 1 9 8 2 ． [ 2 ] 宝鸡国土资源[ M] ． 西安 陕西人民出版社 ， 1 9 8 7 ． 1 2 ． [ 3 ] 陕西省矿 区简况 建筑材料及 非金属矿产 [ R] ． 1 9 75． 5． [ 4 ] 陕西省矿产储量简表[ R ] ． 陕西省国土资源厅， 2 0 1 0 ． 6 ． [ 5 ] 黄喜峰， 沈梅芳 ， 隗合明． 陕西黄金发展现状及持续发 展对策[ J ] ． 黄金， 2 0 1 0 3 ． [ 6 ] 陕西省眉县铜峪石墨矿初步勘探报告 [ R] ． 陕西省地 质局第四地质队， 1 9 6 3 ． [ 7 ] 陕西省陇县六桥石墨矿地表详查评价报告[ R] ． 陕西 省地矿局第三地质队， 1 9 8 2 ． [ 8 ] 1 ／ 5万地质 图 红花铺幅[ R] ． 地矿部陕西地勘 局， 1 9 9 6． [ 9 ] 陕西省风县八卦庙金矿床 1 3 0 0米标高以上 地质详 查报告[ R] ． 西北有色地质勘查局七一七总队， 1 9 9 5 ． 6 ． [ 1 0 ] 陕西省太白县双王金矿床东段八号矿体最终地质勘探 报告[ R] ． 陕西省地质矿产勘查开发局第三地质队， 1 9 9 0 ． 1 1 ． [ 1 1 ] 陕西省凤县庞家河金矿床地质勘探报告[ R] ． 核工业 地质局2 1 1 地质大队， 1 9 9 7 ． [ 1 2 ] 陕西省凤县铅铜山铅锌矿核查区资源储量核查报告 [ R] ． 西北有色地质勘查局七一七总队， 2 0 1 0 ． 9 [ 1 3 ] 陕西省凤县八方山铅锌矿核查矿区资源储量核查报 告[ R] ． 西北有色地质勘查局七一七总队， 2 0 1 0 ． 9 [ 1 4 ] 陕西省凤县银湘公司贯沟石墨矿资源储量检测报告 [ R] ． 中国建材工业地质勘查中心陕西总队， 2 0 1 1 ． [ 1 5 ] 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