液壓缸的應用以及生產情況
專業化生產是當前液壓缸生產的特點之一,專業化生產不僅能提高生產效率、還能提高質最、縮短生產周期、降低成本,更主要的是保證性能指標的穩定。 特別是用電子計算機工藝準備和管理, 能有效地組織專業化生產。 例如日本某廠月產 30000 個液壓缸品種,但是仍能有條不紊地組織設計、生產和試驗。我國的液壓缸生產,也正在向者專業化方向發展。例如工程機械、農業機械液壓缸,已由一些專業制造廠生產。液壓缸是液壓機器最早采用的液壓元件之一。表面看來,基本結構似乎沒有什么變化,實際上,液壓缸已有很大的發展。這不僅表現在液壓缸工作性能的提高、 工作范圍的擴大、 品種規格的增多和結構的改進, 而且還表現在對液壓缸的研究正在逐步深化, 設計、計箅的理論正在逐步完善。高壓化是液壓缸發展的主要趨勢之一。目前液壓缸的最大工作壓力已超過 140MPa。高壓化是減小液壓缸徑向尺寸的有效方法。一臺工作壓力為 70MPa的 30t 壓力機,能制造得像臺鉆一樣精巧。 2000? 3000t 液壓機若采用 100MPa 以上的超高壓液壓缸, 則比普通高壓液壓機可減輕 1/2? 2/3 的重量。通過改進結構和工藝措施,液壓缸的工作性能已有很大提高。目前超高性能液壓缸在極低的速度下能穩定地工作,高速性能已超過1500mm/s。工作溫度的范圍擴大到一 60? +200℃。壽命最長的液壓缸,要求運行 6000km 以上不發生任何事故或零件損壞。為了改善液壓缸的工作特性,避免行程終端的換向沖擊,對緩沖裝置的研究正逐步深入。近幾年,國外很多廠家已采用了勻減速平穩制動的緩沖結構,如拋物線環隙節流、階梯環隙節流、笛孔節流緩沖裝置等。從國內外的技術資料和專利中可以看出,各種新穎結構的液壓缸不斷出現,其最主要的特點是復合化。例如以液壓缸為主體將泵、閥、電機和其他元件組裝為一體,構成獨立的液壓裝置;將氣缸和液壓缸裝在一起,使用氣體動力推動液壓缸工作;將擺動液壓缸和推力液壓缸組裝在一起,實現多自由度的動作要求;將若干不同行程的液壓缸串聯起來,經過不同的動作組合,進行各種不同長度的點位控制;將液壓缸分成三個工作油腔,利用差動工作原理,實現六種不同速度的運動;將步進電機和帶有反憤機構的滑閥與液壓缸裝配成電液步進液壓缸用于數字程序控制的機床和其他機械設備等。這樣不僅使機械設備的結構緊湊,而且使用方便。除此以外,還出現了不少特殊結構的液壓缸。如鋼索液壓缸,它用包覆尼龍外皮的鋼絲繩代替活塞桿傳遞動力,能借助滑輪任意改變動力的傳遞方向;缸筒能卷曲的液壓缸,能減少工作時所占用的空間;帶有自鎖裝置的液壓缸,在停止運動時能防止外力作用而發生竄動等。
能源危機的出現, 迫使工業界不得不重視能源消耗問題, 這對液壓機械不可避免地將產生深刻的影響。 因為液壓機械不僅需要動力,而且需要液壓油作為傳遞動力的工作介質, 因而如何提高效率、 節省能源, 也是液壓缸研究中的重要課題之一。 此外,對避免污染、減少噪聲、降低成本以及提高可靠性等方面,也正在進行大量的研究。近年來,國內外發表的不少論文中,研究了液壓缸的穩定性、強度和局部應力等問題,研究了液壓缸的運動特性和緩沖理論,以及液壓缸的壽命等問題。由于電子計箅機的應用,用有限元法計算液壓缸的強度、重量及成本為目標函數的優化設計也日益增多。但是,與機械傳動零件相比較,液壓缸的結構和強度設計理論還處于較低級的階段。例如對齒輪的研究就相當深人,很多看來是非常細小的問題都有專文論述,并形成較成熟的計算方法。然而,在液壓缸的設計工作中,常用的某些基本公式目尚不盡合理,只能用粗略的計算,有時則采用保守的計算方法,或選取較大的安全系數,以彌補計算中的某些不足。例如在校核液壓缸穩定性時,將液壓缸看作等截面整體桿而直接引用歐拉公式進行計算,其結果比較保守,會有材料消耗、體積、重量都有所增加。另一方而,由于對液壓缸復雜的受力情況估計不足,選取的安全系數雖較大,但仍難免會出現不安全的情況。因而,今后有必要進行大最的實驗研究工作,進一步充實并完善液壓缸的設計理論。
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