液壓油缸的發(fā)展歷史和未來趨勢簡介-------科興液壓
液壓油缸的發(fā)展歷史和未來趨勢簡介
液壓油缸缸是液壓機中最早使用的液壓元件之一。從外觀上看,似乎基本結(jié)構(gòu)沒變,但實際上液壓缸有了很大的發(fā)展。這不僅體現(xiàn)在液壓缸作業(yè)功能的進(jìn)步、作業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大、品類標(biāo)準(zhǔn)的提高和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)上,還體現(xiàn)在液壓缸研究的深化和計劃會計理論的逐步完善上。
高壓化是液壓缸發(fā)展的主要趨勢之一。目前液壓缸最大工作壓力已經(jīng)超過140MPa。高壓是減小液壓缸徑向尺寸的有效方法。一臺30噸,工作壓力70MPa的壓力機,可以做得像臺鉆一樣精致。2000~3000噸水壓機采用100MPa以上的超高壓液壓缸,比普通高壓水壓機重量減輕1/2~2/3。
通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)和工藝,液壓缸的操作功能有了很大的進(jìn)步。目前超高功能液壓缸能在極低轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作,高速功能已超過1500mm/s,工作溫度范圍擴(kuò)展到-60~+200℃。使用壽命最長的液壓缸要求運行6000公里以上,沒有任何故障或零件損壞。為了提高液壓彩虹車的戰(zhàn)備完好性,防止行駛結(jié)束時的倒車沖擊,對緩沖裝置進(jìn)行了探討。
近年來,國外許多廠家選擇了勻速減速平穩(wěn)制動的緩沖結(jié)構(gòu),如拋物線環(huán)隙節(jié)省、臺階環(huán)隙節(jié)省、笛孔節(jié)省緩沖裝置等。從國內(nèi)外的技術(shù)資料和專利可以看出,各種新穎結(jié)構(gòu)的液壓缸不斷出現(xiàn),最重要的特點就是復(fù)合。比如以液壓缸為主體,將泵、閥、馬達(dá)等部件組裝成一個整體,形成獨立的液壓設(shè)備;將氣缸和液壓缸安裝在一起,利用氣動推動液壓缸工作,將擺動液壓缸和推力液壓缸組裝在一起,完成多自由度的動作要求,將幾個行程的液壓缸串聯(lián)起來,通過不同的動作組合進(jìn)行各種長度的點控制;將液壓缸分成三個工作油腔,利用差動運算原理完成六種不同速度的運動,將步進(jìn)電機、帶反作用機構(gòu)的滑閥和液壓缸組裝成電液步進(jìn)液壓缸,用于機床和其它由數(shù)字程序控制的機械設(shè)備等。這不僅使機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊湊,而且使用方便。此外,還有許多特殊結(jié)構(gòu)的液壓缸。比如鋼索液壓缸,用包覆尼龍外皮的鋼索代替活塞桿傳遞動力,借助滑輪可以任意改變動力的傳遞方向,缸筒彎曲的液壓缸可以減少工作時占用的空間;大部分帶自鋇設(shè)備的液壓缸在停止運動時可以防止外力跳躍等等。
能源危機的出現(xiàn),迫使業(yè)界不得不關(guān)注能耗問題,這必然會加深對水力機械的影響。由于液壓機械不僅需要動力,而且需要液壓油作為傳遞動力的工作介質(zhì),因此如何提高動力和節(jié)能也是液壓缸研究的重要課題之一。此外,正在進(jìn)行許多關(guān)于防止污染、降低噪音、降低成本和提高可靠性的研究。
近年來,國內(nèi)外發(fā)表的許多論文討論了液壓缸的穩(wěn)定性、強度和局部應(yīng)力,液壓缸的運動特性和緩沖理論,液壓墊的壽命。由于電子會計機的使用,液壓缸的強度用有限元法計算,以零部件和成本為策略函數(shù)的優(yōu)化規(guī)劃日益增多。然而,與機械傳動部件相比,液壓缸的結(jié)構(gòu)和強度規(guī)劃理論還處于初級階段。比如對齒輪的研究要適當(dāng)加深,很多看起來很細(xì)微的問題都有專門的注釋,構(gòu)成了更精細(xì)的核算方法。
但在液壓缸的規(guī)劃運算中,目前常用的一些基本公式并不合理,只能粗略核算。有時候,我們會選擇保存的核算方法,或者選擇一個更大的安全系數(shù)來彌補核算中的一些不足。例如,在校核液壓缸的穩(wěn)定性時,將液壓缸視為所有等截面的桿件,直接引用歐拉公式進(jìn)行核算。結(jié)果相對保留,導(dǎo)致數(shù)據(jù)消耗、體積、組件增加。另一方面。由于缺乏對液壓缸混沌應(yīng)力狀態(tài)的估計,所以選擇的安全系數(shù)雖然大,但必然不安全。因此,有必要在今后做大量的實驗和討論,以進(jìn)一步充分和完善液壓缸的規(guī)劃理論。