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                           多節(jié)伸縮式液壓缸的探討
                                肖定國(guó)
       The Discussion on Multisection Telescopic Hydraulic Cylinder
               (中船重工集團(tuán)第七二二研究所,湖北武漢 430079)
  摘 要: 主要介紹三種形式的多節(jié)伸縮液壓缸。第一種是利用液壓力伸出,然后利用活塞桿的重力使其復(fù)位的缸;第二種是利用液壓力推動(dòng)活塞出,縮回是利用中心導(dǎo)油管把液壓油引到液壓缸的縮腔,利用液壓力推動(dòng)縮腔的活塞使其復(fù)位的雙作用缸;第三種是利用液壓力推動(dòng)活塞,使其向外運(yùn)動(dòng),收回時(shí)利用外力把液壓缸伸腔的油排出,使其處于抽真空狀態(tài),利用分子表面張力和大氣壓力使其復(fù)位的缸。
  關(guān)鍵詞: 液壓系統(tǒng);液壓傳動(dòng);伸縮液壓缸;多節(jié)液壓缸
1、 前言
   目前使用多節(jié)伸縮液壓缸的應(yīng)用范圍很廣,主要用于汽車天線、艦船天線、起重設(shè)備伸縮臂、消防設(shè)備伸縮裝置、艦船載體設(shè)備等,應(yīng)用范圍廣,作用非常大。但是由于各種設(shè)備的使用環(huán)境和條件各不相同,所使用的方法也各異,目前主要有以下幾種方式:第一種是利用液壓力伸出,然后利用活塞桿的重量或被支撐體的重量使其復(fù)位;第二種是利用液壓力推動(dòng)活塞使缸伸出,縮回是利用中心導(dǎo)油管把液壓油引到液壓缸的縮腔,利用液壓力推動(dòng)缸縮腔的活塞使其復(fù)位;第三種是利用液壓力推動(dòng)活塞,使其向外運(yùn)動(dòng),收回時(shí)利用外力把伸腔的油排出,使其處于抽真空狀態(tài),利用分子表面張力和大氣壓力使其復(fù)位。下面分別介紹這三種伸縮缸。
2、 無中心導(dǎo)油管的非重力縮回的伸縮缸
    這種缸主要結(jié)構(gòu)示意如圖1a,可根據(jù)情況確定由3節(jié)或更多節(jié)組成。件3安裝在其他裝置上,是固定的。液壓油從件1下端的油口進(jìn)入,推動(dòng)件2的活塞向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)件2運(yùn)動(dòng)到上限位時(shí),件1在油壓的作用下開始運(yùn)動(dòng),直到件1運(yùn)動(dòng)到上限位,伸出動(dòng)作完成。在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,由于件2在未到上限位時(shí),油壓作用在件1上的面積比作用在件2上的面積小很多,所以能夠保證件2伸到上限位時(shí)件1才開始動(dòng)作,當(dāng)件2伸到位時(shí),作用在件1上的油壓升高,從而克服阻力開始運(yùn)動(dòng),直到件1伸到上限位。當(dāng)液壓缸要縮回時(shí),外部力使件3下部的油排出(可采用泵或其他方式),從而使件3下部腔處于負(fù)壓狀態(tài),由于液體表面張力和大氣壓力的作用,使件1向下運(yùn)動(dòng),當(dāng)件1縮回到下限位后,件2也在同樣的力的作用下向下縮回。這就是無中心導(dǎo)油管非重力縮回多節(jié)伸縮缸的工作原理。此缸要注意的是件2和件3的下腔不能有氣體,如果下腔體有氣,則會(huì)影響液壓缸縮回時(shí)的動(dòng)力,液壓缸可能無法縮回�？刹扇≡诩�1上設(shè)置一個(gè)放氣裝置的辦法,解決此問題。
           
                         圖1： 多節(jié)伸縮缸結(jié)構(gòu)示意圖

3、 無中心導(dǎo)油管的重力縮回的多節(jié)伸縮缸
    這種缸的結(jié)構(gòu)示意如圖1b,可根據(jù)情況確定由3節(jié)或更多節(jié)組成。仵3是固定的。在液壓缸仲出時(shí),動(dòng)作和前面的缸是一樣的,都是通過下部油孔的液壓力推動(dòng)各節(jié)活塞,動(dòng)作順序是先伸出件2,再伸出件l。
    在液壓缸縮回時(shí),由于活塞的重力較大,可以克服各種摩擦力和阻力,使件1先縮回到下限位,然后件2縮回到下限位。這就是這種液壓缸的工原理。此種缸主要用于支撐較重的物體,或者缸的活塞本身重量較大,縮回時(shí)阻力小于重力的情況下使用。
4、 中心導(dǎo)油管多節(jié)伸縮缸
    此種缸的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1c。件3是固定的。液壓油從a口進(jìn)人件3的下腔,液壓力推動(dòng)件2下面的活塞向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)件2運(yùn)動(dòng)到上限位時(shí),液壓油從d口進(jìn)人件2的下腔,件1下端面的壓力升高,推動(dòng)件1向上運(yùn)動(dòng),直到件1到達(dá)上限位。當(dāng)要使缸縮回時(shí),液壓油從e口進(jìn)人件1的上腔,經(jīng)b口進(jìn)人件2的上腔,液壓油推動(dòng)件1活塞的上端面,使其向下運(yùn)動(dòng),當(dāng)件1活塞縮回到下限位時(shí)油從c口進(jìn)人件3的上腔,推動(dòng)件2的活塞,使其向下運(yùn)動(dòng),直到件2的活塞到達(dá)下限位。這樣液壓缸即可全部縮回。在這伸出過程中,之所以能夠保證液壓缸能夠按既定的程序運(yùn)動(dòng),是因?yàn)楫?dāng)件2未到上限位時(shí),油壓作用在件1上的面積只是孔d這一小塊,面積很少,作用力很小,不足以推動(dòng)件1,當(dāng)件2伸到上限位時(shí),壓力升高,從而推動(dòng)件1向上運(yùn)動(dòng)。在液壓缸縮回時(shí),由于件1沒有到下限位時(shí),壓力油不能進(jìn)人件3的上腔,所以件2不會(huì)運(yùn)動(dòng)。
5、 結(jié)束語(yǔ)
    這三種液壓缸各有各的優(yōu)點(diǎn),分別適用于不同的工作環(huán)境和工作要求。但是在某種意義上,無中心導(dǎo)油管的非重力縮回的多節(jié)伸縮缸可以替代有中心導(dǎo)油管的多節(jié)伸縮缸,這樣可以避免中心導(dǎo)油管對(duì)強(qiáng)度和精度要求較高的問題。
          
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