浅谈液压油缸缓冲装置的设计

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1、浅谈液压油缸缓冲装置的设计［摘要］近年来，随着生产需要的加大，液压油缸在施工建设里面的使用越来越多，但也产生了许多不可忽视的问题，这些问题的产生影响了生产效率。在这样的情况下，效率对工程机械液压油缸活塞运动的速度提出了更高的要求。加快了速度，频率也随之加快，这样就无法避免的产生了强烈撞击和强烈的振动所引起的问题。若要这些问题得到解决，就要先解决缓冲装置的设计问题。本研究针对该问题进行了浅层的分析。［关键词］液压油缸缓冲设计中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号:1009-914X(2014)37-0027-02前言：液压油缸虽然已经被广泛的

2、应用在生产中,可其损坏问题依旧无法得到充分的解决。液压油缸活塞运动速度较高，再加上质量较大，会与缸底发生猛烈的撞击，这样就会对机器本身造成损害，因此设计一个良好的缓冲装置是极其必要的。缓冲装置能高减小落入缸底时的速度，可以减小与缸底的撞击，能够将机器的损害程度降低到最小。笔者将会对缓冲装置的设计在下面做出详尽的描述。1.缓冲结构简述现阶段，最常用的液压油缸是利用缓冲柱塞和节流阀，进而实现固定节流的目的，其基本组成部分如图1所示，包括了缓冲阀、节流口、单向进油口、端盖、单向阀、缓冲腔、缓冲柱塞、活塞八个部分。这种液压油缸缓冲装置的工作原理为：缓冲活

3、塞进入到缓冲腔，腔内的油液会被破流入到节流口2,然后排岀，由于节流口液体受到较大的液阻，在腔内形成了较高的缓冲压力，降低了活塞的运动速度，实现了缓冲的目的。2.常用的缓冲结构常用的液压油缸的缓冲装置是通过调节柱塞与缓冲孔之间的距离，以形成不同的节流方式。根据过流面在缓冲过程中是否改变，可以分为两种基本结构，一种为固定节流方式缓冲，另一种为渐变节流式缓冲。下面详细介绍一下这两种缓节流方式的缓冲结构。2.1采用固定节流方式的缓冲结构如图2为固定节流方式的缓冲结构示意图。在理想情况下，忽略了油液不可压缩和粘性阻尼时,针对固定节流方式的缓冲装置建立相应的

4、数学建模。可以得出结论，液压油缸在加压力和负载的共同作用下,活动速度较高，当浸入到缓冲装置后，缓冲会产生较大的负的加速度，此时，缓冲腔内形成了很大的压力，这个过程中产生了非常大的压力冲击和惯性冲击。由于以上特性，固定节流方式的缓冲结构只适用于低速、轻载的简单油缸。通过增大缓冲缝隙宽度，可以使腔内压力峰值和缓冲负加速度降低，同时，也会使缓冲形成增大，延长了缓冲时间。考虑到以上原因，为了尽可能的克服固定节流方式缓冲结构的上述不足，可以在缓冲开始时，将节流面积设计为较大值，并且随着缓冲的进行，逐渐减少缓冲结构的节流面积，使腔内的压力可以较平缓的过渡，并

5、且保持腔内压力的变化较小或者不变。通过以上设计，可以使固定节流式缓冲结构的活塞在运动过程中可以实现较平稳的减速过程。为了达到活塞的平稳减速，需要节流面积随着缓冲的进行而逐渐改变，也就是渐变节流缓冲结构。2.2釆用渐变节流方式的缓冲结构采用渐变节流方式的缓冲结构可以通过降低加速度，实现缓冲冲击的减小，可以有效提高缓冲的效果。通常情况下，由于机械架构能力和缓冲效果的限制，渐变节流方式的缓冲结构一般具有四种形式，分别为:梯形节流、抛物线形节流、锥形节流、笛形节流等形式，它们的结构示意图如图3中所示。阶梯形节流缓冲结构，柱塞进入到缓冲孔后，活塞速度会迅速

6、降低，这种结构的特点是制动时间比较段，并且随着缓冲的进行,柱塞和缓冲孔的缝隙变小，相应的缓冲速度和压力也减小。但是，阶梯形节流缓冲结构在开始缓冲时，压力往往比较大，使得活塞的冲击较大，因此，只适用于速度低、能够承受较大冲击的简单工况。对于抛物线节流装置，参数的设置非常重要，选择合适的从那时，能够得到几乎不变的或者等减速的缓冲压力，适用于各种不同的工况。这种缓冲结构的加工较复杂，适用于工况要求较高的条件。液压油缸圆锥缓冲节流装置的柱塞和缓冲孔之间的间隙是随着缓冲形成的进行而渐变的，具有比阶梯形节流结构更好的压力峰值。当柱塞浸入到缓冲孔，压力峰值较高

7、，随后快速下降，这种结构应用较广泛。笛形缓冲结构中设有阻尼孔，并且随着缓冲行程的增加，缓冲孔减少，流通面积也变小。这种结构的减速度和缓冲压力理想，但是加工精度要求较高，适用于振动要求小、活塞速度高的工况。1.缓冲装置的优化设计及思路分析3.1缓冲装置进行模型化设计液压油缸缓冲装置可以采用节流式缓冲装置模型,是一种可调节的缓冲装置。这种缓冲装置的设计原理为：缓冲塞在外力的作用下，进入缓冲腔内，使得腔内的油液流入节流口，然后流出。其中，缓冲装置中的活塞端通常是由缓冲柱塞构成的，上面设有缓冲内孔，当柱塞进入到内孔后，缸盖将会在节流阀的位置排出，给活塞的

8、运动带来了一定的阻力，减慢了活塞的运动速度。通过改变节流口的开度，可以控制活塞的缓冲程度，单向进油口与单向阀相连，控制活塞的向右运动，此