多级油缸的结构分析

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1、多级油缸的结构分析摘要针对多级油缸设计时经常出现的问题，本文通过实例分析，归纳了几种结构的适用条件、设计制造要点，可供油缸设计人员参考。关键词多级油缸，双作用，单作用，钢环1前言多级油缸因其结构紧凑，在给定的安装空间N可实现比单级油缸更长的行程，从而在安装空间紧张的情况下得到了广泛的运用，如自卸车的翻斗油缸、垃圾站的推铲汕缸、设备搬运桥架中的提升油缸等；但国内的汕缸设计资料屮较少对其结构分类、受力计算、材料选用、加工工艺、密封件选用作一个较详细的介绍，导致设计人员经常无法借鉴既冇的设计经验。有鉴于此，笔者在本文对此作一个归纳，供

2、油缸设计人员参考。对于单级油缸来讲，油缸设计方面的介绍较容易从相关资料中查得，因此木文是在基于读者已了解单级油缸设计知识的前提下来进行介绍。2几种常见的多级油缸结构多级油缸的典型运用是三级缸，其余各种多级缸的结构和工作原理可以参照三级汕缸的结构和工作原理进行拓展。本文重点分析三级汕缸，其余读者可类推。2.1杆头进出油的活塞式双作用多级缸的结构及工作原理图1是垃圾站推铲油缸的典型结构，该缸是一个三级缸，压力油从杆头进出，并最终作用于活塞的左右两面，来实现伸出和缩回，故称为杆头进出油的活塞式双作用三级缸。按缸径从大到小标记，各级油缸

3、及其组成与图1的序号及名称的对应关系见表1。如图1所示，当油缸伸长时，高压力油从B口进入，流经13-油管，到达各级活塞的右边（图1中的方向），并由于作用面积的不同，由大到小依次推动第一级油缸的活塞杆5-缸筒II、第二级油缸的活塞杆8-缸筒III、第三级油缸的活塞杆12-活塞杆III,使其向左伸出（相对于各自的缸筒而言）。此时，低压力汕从第一级油缸的有杆腔经小孔E口流至第二级油缸的有杆腔，再经小孔D门流至第三级油缸的有杆腔，最后经小孔C口流至11-杆头，最后从A口流出。当油缸缩回时，高压力油从a口进，经由cn，进入第三级油缸的有杆

4、腔，推动第三级油缸的活塞杆回缩；等D口接通后，进入第二级油缸的有杆腔，推动第二级油缸的活塞杆回缩；直至E口接通，进入第一级汕缸的有杆腔，推动第一级油缸的活塞杆回缩。同时，低压力油经由13-油管从B口流出。2.2缸筒进出油的活塞式双作用多级缸的结构及工作原理图2所示的是一个设备搬运架提升油缸的典型结构，该缸是一个三级缸，压力汕由缸筒进出，并最终作用于活塞的左心两面，实现伸出和缩回作用，故称为缸筒进出油的活塞式双作用三级缸。按缸径从大到小标记，各级汕缸及其组成与图2的序号及名称的对应关系见表2。图2中，3-活塞I上开有轴向的孔“G口

5、”和径向的孔“E口”，但两者并不相通。与此类似，5-活塞II上则开有轴向的“F口”和径向的“D口”，同样“F门”和“D口”也不相通。如图2所示，当油缸伸长时，高压力油从B口进入，流经G口和F口，到达各级活塞的右边（图2中的方向），并由于作用面积的不同，由大到小依次推动第一级油缸的活塞杆16-缸筒II、第二级油缸的活塞杆9-缸筒III,以及第三级油缸的活塞杆10-活塞杆III，使其向左伸出（相对于各自的缸筒而言）。此时，第一级油缸的有杆腔内的低压力油从A口流出•，第二级油缸的有杆腔内的低压力油从小孔D口，流入8-油管III和7-油

6、管II,然后经小孔E口流入第一级汕缸的有杆腔，最后经A口流出；第三级汕缸的有杆腔内的低压力油从小孔C门流入7-油管II,然后经小孔E口流入第一级油缸的冇杆腔，最后经A口流出。当油缸缩回时，高压力油从A口进，进入第一级油缸的有杆腔，在进入E口、7-油管II后，“油”分两路进行：一路经由C口进入第三级油缸的有杆腔，另一路经由8-汕管III、D口进入第二级油缸的有杆腔，在各级油缸的有杆腔均有压力油的情况下，根据3-活塞I、5-活塞II、6-活塞III的受力面积的大小不同，从小到大依次推动6-活塞III、5-活塞II、3-活塞I，从而实

7、现第三级、第二级、第一级油缸的缩回。同时，低压力油经由F口、G口，最后经B口流出。2.3柱塞式单作用三级缸的结构及工作原理图3所示的是自卸车翻斗汕缸的典型结构。该缸是一个三级缸，各级缸筒采用柱塞式结构，伸出时对外作用，缩回时靠外力，故称为柱塞式单作用三级缸。按缸径从大到小标记，各级油缸及其组成与图3的序号及名称的对应关系见表3。柱塞式单作用三级缸采用从缸筒进油的方式，若需要从杆头进油，则不在缸筒上开A口，而将A口开在活塞上并通至油缸内部即可。以图3为例，缸筒伸长时，高压力油从A口进入，按柱塞直径的大小，依次推动6-柱塞I、7-柱

8、塞II、8-柱塞III;缩回时，则依靠外力（在自卸牟翻斗油缸屮，依靠车斗及牟载物品的重力）推动各级柱塞缩回。3儿种多级油缸的设计及制造要点3.1杆尖进出油的活塞式双作用多级缸的设计制造要点3.1.1设计要点（1）缸盖的导向：图1中各级油缸的缸盖（4-缸盖I、6-