伸缩式液压缸、单出杆双作用液压缸-创新研修课论文

第一部分：伸缩式液压缸

1.国内外发展状况

1.1阜新市祥泽液压机械有限公司发明了一种防尘性能好，可防磨损，提高液压

缸使用寿命的伸缩式套筒液压缸[1]。该伸缩式套筒液压缸包括活塞杆、前、后端盖、内缸筒、二、三、四级缸筒、外缸筒、中间铰轴、下铰轴、进油口、密封圈，其特点是在内缸筒和二级缸筒之间，二、三级缸筒之间、三、四级缸筒之间和四级、外缸筒之间的两端头均设内、外导向环槽和挡圈槽，其中装内、外导向环和内、外挡圈;在球形座和中间铰轴配合连接的圆弧面上设数个油沟;在外缸筒的外圆周上设伸缩式防尘罩，防尘罩外面设防护罩，防护罩左端焊接固定在前端盖上，右端焊接固定在球形座上。

该实用新型的有益效果是:由于缸体变成光滑筒体，节约原材料约巧15%，加工效率提高35%，工艺性得到改善;由于中间铰轴有了充分润滑，摩擦系数减小，减轻磨损，根本上解除胶合现象的出现;由于增加了防护措施，缸体在工作时，砂石、粉尘再也接触不到缸筒，再加上防尘圈二次保护，这样大大提高了套筒缸及控制系统元件工作的可靠性。广泛适用于各种工程机械、自卸汽车、清洁车及农用车。

图1 伸缩式套筒液压缸

1.2上海金铸机械有限公司发明了一种实用新型的多级液压缸[2]，其结构包括外

缸、中缸、内缸，其中中缸嵌套于外缸内，内缸嵌套于中缸内，中缸以及内缸上设置有中缸活塞以及内缸活塞，其特征在于，中缸活塞与外缸形成一中缸工作腔，内缸活塞与中缸形成一内缸工作腔，两工作腔通过一连通孔相连通，并且两工作腔横截面积相等。

在该多级液压缸中部还设置有中心油管，压力油通过该油管进入外缸内，并推动中缸向前运动。中缸的运动使工作腔内的油通过设置于两工作腔间的连通孔推动内缸活塞向前运动，从而给内缸前端的负载施加推力。由于两工作腔的横截面积相等，所以，当注入中心油管的压力油流量恒定时，中缸以及内缸的推进速度、各自所受的推力亦保持恒定。该实用新型的多级液压油

缸，采用独特的工作腔设计，可以实现在工作时推力和速度保持恒定，在对推力和速度要求较高的液压设备中，具有较高的推广使用价值，已获得专利。

图2实用新型的多级液压缸

1.3长春工程学院、吉林大学、吉林省第一建筑集团公司兴达劳务公司的研究员

共同研制了一种四级同步伸缩液压缸[3]，其工作原理如下：

( 1) 四级伸缩液压缸同步外伸

T1为进油口, T2为出油口。压力油由进油口T1经孔道及单向阀7 作用于各级缸底部, 在缸将动未动瞬间, 若不计孔道及单向阀的压力损失, 缸中压力由外负载决定均相等。由于A1面积最大承载能力强, 第一级活塞率先克服外负载运动, 与此同时A1b外腔的油液通过孔道进入A1a内腔, 由于A1a + A1b < A1, 所以P2 的压力将高于P1, 在此压力差作用下将其右边单向阀关闭,使A1a内腔压力升高达到工作压力P2, 第二级活塞克服外负载随之做牵连运动。依此类推, 第三级活塞受第二级活塞带动, 第四级活塞受第三级活塞带动, 最后A4b腔内的油液经孔道由T2流出。这样就完成了四级伸缩液压缸同

步外伸。

( 2) 四级伸缩液压缸同步缩回:

改变进出油口, T2口为进油口, T1口为出油口。压力油由T2进入, 经孔道进A4b腔, 第四级活塞率先开始缩回, 与此同时,A3a内腔油液经孔道进入A3b外腔, 第三级活塞因此被牵连缩回,依此类推, 第二、第一级活塞亦被牵连缩回, A1腔的油液经孔道由出口T1流出, 使四级伸缩液压缸同步缩回而处于图示位置。

图3 四级同步伸缩液压缸

该四级同步液压缸有以下特点：

( 1) 同步伸缩 具有同步伸缩是这种液压缸的最大特点, 而且缩回速度远大于伸出速度, 因而使四级同步伸缩液压缸要比一般四级伸缩液压缸工作效率提高8 倍左右。

( 2) 工作速度连续平稳 由于四级同步伸缩液压缸工作速度连续平稳, 并且当负载变化时, 液压缸中的工作压力又能随负载平稳自行调节, 使这种液压缸工作时, 既平稳又无冲击振动, 大大改善了液压系统的工作性能。 ( 3) 具有广义性, 此原理同样适用于二级、三级以及多级伸缩液压缸。

1.4 鹤岗矿务局富力矿有限公司研制出一种内外柱支撑力相等的双伸缩液压缸

[4]。该液压缸采用在内柱活塞的内腔布置一个反向运动的活塞和活塞杆的方法，使得内外柱支撑力相等。工作原理如下：

双伸缩液压缸工作原理如图4所示。升

柱时: 操纵阀右移, 压力液体经液控单

向阀同时进到A 、B 、C 腔, E 、F 腔经f 孔、

操纵阀回液, 内柱升起; 当内柱升到最

大位置时( 相对外柱和反置活柱) 外柱

又与内柱一起升起,此时G 腔回液。降柱

时: 操纵阀左移, 压力液体经f 、g 孔进

到G 、F 、E 腔, 同时液控单向阀打开, A 、

B 、

C 腔回液, 内柱、外柱同时下降, 且

内柱下降速度较快。

该液压缸具有以下特点：

( 1) 内、外柱支撑力相等, 外伸速度

一致, 回程速度快, 操作容易, 效率高。

( 2) 可省去外柱活塞上的底阀和差动安

全阀, 简化了结构, 拆装和检修方便。

( 3) 工作原理与传统的双伸缩液压缸相反。

图5内外柱支撑力相等的双伸缩液压缸

( 4) 其他特点与一般双伸缩液压缸相同。

该种液压缸的出现, 不仅使双伸缩液压缸的种类增多, 而且使它的应用范围增大、能力增强。

1.5

一位叫黄培华的研究员发明了一种单作用伸缩式套筒液压缸[5]。该发明所具备的实质性特点和取得的显著技术进步在于:

（1）该发明由于增加了缸筒端部与连接盘的接触面，从而使受力面积扩大了数倍。避免自卸车在行驶中因颠簸和倾斜对末级缸筒产生的径向力导致的变形。当一级缸伸出，同时外缸端面与连接盘脱开。在压力的作用下，一级缸端面与对应连接盘平面紧密贴合，形成受力梁一个新的支撑点。在每节缸筒依次伸出时，其端面都保证与连接盘的对应台面紧密贴合。这样缩短了梁的跨度即油缸两受力支撑点的距离，使其弯矩减小。间接增加了缸筒的刚度，解决了末级及各级缸筒的变形问题。另外，由于连接盘厚度的增加，加大了其内孔表面与末级缸外圆表面的接触面积，起到了良好的导向作用。

（2）通过对两种密封基理不同的密封圈合理搭配，使其能满足低、中、高范围内的系统压力的密封。从而拓宽了密封性能，解决了超出允许范围值的外渗漏.

（3）由于使用放气装置，当油缸全伸出后松动其顶部阀堵，这时油缸及管路等系统中存留的空气通过排气阀排出，然后关闭阀堵，反复1-3次即可轻松排除系统中的残留气体。避免因系统内压缩气体而造成的爬行、乱缸等不协调动作所造成的车毁人伤等严重后果。

图4 单作用伸缩式套筒液压缸

2.伸缩式液压缸的分类

由于各种设备的使用环境和条件各不相同，所使用的方法各异，分类方式主要有以下几种：

1.1按复位方式分类：

第一种是利用液压力伸出，然后利用活塞杆的重量或被支撑体的重量使其复位；第二种是利用液压力推动活塞使缸伸出，缩回是利用中心导油管把