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1、《重型机械科技》2002年第2期液压缸任意位置的自动闭锁技术赵旭明(内蒙古北方重工业集团有限公司,内蒙古014033)摘 要 介绍了液压缸在任意位置自动闭锁的三种方式,分析了各自特点并着重介绍了侧向机械锁方式。关键词 自动闭锁 机械锁 解锁虽然应用摩擦和变形应力两种理论来产生闭1 前言锁力,其数值仍然很大,对活动缸筒的强度、韧性液压缸作为液压系统的执行元件,在工程上及耐磨性要求较高,对活动缸筒和固定缸筒间的应用非常广泛。一般情况下,由于系统中有液压锁间隙要求较严格。由于主要靠摩擦起作用,不能充(液控单向阀或双向锁),可以实现液压缸在任意分润滑,
2、存在活动缸筒和固定缸筒“抱死”隐患。位置闭锁功能,但油腔的前后腔及液压阀总有少从其应用范围来看,所需闭锁的轴向载荷不量泄漏,尤其在长时间工作时,液压缸的闭锁性能宜过高,一般应控制在100kN以内,否则,闭锁力是不可靠的。对于一般的液压缸来说影响并不大,过大,对活动缸筒强度、韧性要求过高,产生永久如工程中用的液压缸等,但对一些重要的系统来变形使结构失效,且解锁力太大,若以液压方式解说却是致命的,如调平系统要求长时间保持调平锁,造成解锁压力过高,给整个系统造成困难。[2]精度,会由于闭锁的不可靠而失去调平精度,使整2.2 弹簧锥套夹紧式个系统失去基
3、准。因此,研究液压缸的任意位置自结构简图见图2。动可靠闭锁技术对保证系统正常工作非常重要。采用弹簧锥套夹紧式实现液压缸在任意位置在产品设计中,遇到此类问题。系统要求必须闭锁,类似锥套夹紧工件结构。弹簧夹套与活动缸保持长时间、可靠性高的调平精度,且自动化程度筒位“硬对硬”接触,易造成划伤。但可使固定缸筒要高,并能满足恶劣环境要求。而单纯靠液压锁来与活动缸筒件有导向件,零件不刚性接触,从而可保证调平精度的可靠性是不够的,无法满足使用彻底解除“抱死”隐患。由于靠纯摩擦起作用,锁紧要求,必须采用新型的闭锁技术。针对系统要求可力相当大,对材料要求很高。其
4、径向尺寸大,结构采用几种锁紧方式。本文介绍了三种自动闭锁方复杂,但因解锁面积相对较大,对降低解锁压力有式,分析各自特点,最后采用了侧向机械锁方式,利。取得了较好的实用效果。2.3 缸内径向锁紧式此结构可认为是弹簧锥套夹紧式的改进,采2 三种自动闭锁方式简介用摩擦系数大的摩擦材料(如粉末冶金石棉摩擦[1]2.1 侧向机械锁式材料),并采用增力结构如锥套结构,从而降低锁结构简图见图1。紧力,但必须有可靠的防油措施。应该讲此结构解主要结构持点:决了上述两种方式的缺点,但结构复杂,适用于缸为使液压缸在轴向任意位置闭锁,可从径向径较大的液压缸,否则,锁紧
5、力的产生很困难,且上施加一定的作用力。作用力的产生可采用碟簧,解锁压力过高(结构简图略)。解锁可采用液压方式,与整个液压系统相统一。此3 侧向机械闭锁结构分析结构是应用摩擦和变形应力理论共同作用来产生闭锁力(见后面的受力分析图)。此结构在一些进3.1 理论上的先进性口设备中有过应用,但缸径较小。14《重型机械科技》2002年第2期图1 侧向机械锁式1-缸底塞 2-缸筒 3-防尘帽 4-锁座 5-外缸筒 6-压圈 7-碟簧8-压圈 9-制动块 10-解锁活塞 11-压块 12-密封圈 13-解锁缸体14-解锁油口 15-螺钉 16-调整垫圈 17
6、-活塞 18-密封圈 19-导向环 20-活塞杆 从理论上看侧向机械锁式是较先进的。它不在液压系统中可采用高压泵或增压缸,也可采用仅应用摩擦原理,更主要是应用了弹性变形应力现代“一泵双出口”技术来产生。根据负载大小,受来闭锁,这对降低锁紧力是很重要的。按纯摩擦理力情况,可考虑两点锁紧、三点锁紧。论计算,要载荷90kN能闭锁,所需的锁紧力要达3.3 制动块与活动缸筒的材料及表面热处理状[1,3]220kN～800kN(与摩擦系数有关),使结构无法态选择实现。而本结构可大大降低锁紧力。由于主要靠摩擦来产生闭锁力,消除间隙产3.2 锁紧力和解锁力的
7、产生生变形后才有变形应力,在保证抗压强度等的条锁紧力和解锁力是相辅相成的,他们的产生件下,要求有尽可能大的摩擦系数。活动缸筒要求由相对独立的机械锁(见图3)来实现,可保证互耐磨、防腐,且必须有一定的强度和韧性要求;制换性,给调试和维护保养带来方便。动块则要求有较大的抗压强度,材质软。选择软钢由于所需锁紧力较大,由压缩碟簧来产生,解-钢的摩擦副组合。制动块可选择退火状态的35锁力不仅要克服现有的碟簧力,还必须高于其值钢,活动缸筒应选择合金结构钢如40Cr、若干,从而完全解锁,保证缸筒的活动自由。因机27SiMn、35CrMo等,具体情况可根据强度
8、计算结械锁的径向尺寸不可能很大,对碟簧的尺寸有限果来确定,表面处理采取镀硬铬,以增加耐磨性、制,可两片碟簧叠合使用,以增加力量。解锁力由防腐性。制动块
