1中國發展

根據《2013-2017年中國液壓油缸行業產銷需求預測與轉型升級分析報告》統計,2010年中國液壓行業實現產值351.13億元,同比增長33.29%。中國的液壓工業經過近50年的發展,已具有相當生產實力和技術水平,可基本滿足經濟發展的一般需求,其中重大成套裝備的配套率已達到60%以上。尤其是近10年來下遊行業的快速成長,積極推動了液壓行業的成長。油缸是中國液壓產品中比較成熟的產品之一。行業保持多年快速增長,已經形成了較為成熟的供需鏈,具備了較大的市場規模。前瞻網數據顯示,中國液壓油缸行業銷售收入由2005年的31億元增長至2010年的近110億元,5年複合增長率為28.83%。但是,和液壓行業相同,油缸佔全國工業總產值的比例仍較低,遠低於國外發達國家水平。同時,中國具有市場需求旺盛、成本低等優勢,預計未來將成為世界液壓行業和油缸行業的重心。

2簡介

液壓系統中的執行機構。
它的組成部分主要由:
中文:缸筒
英文:TUBE
熱扎滾壓缸筒

  熱扎滾壓缸筒

不鏽鋼油缸

  不鏽鋼油缸

中文:活塞桿
英文:ROD
中文:缸蓋
不鏽鋼缸筒

  不鏽鋼缸筒

英文:ROD COVER
中文:活塞
英文:PISTON
中文:密封件
英文:SEAL
一. 缸筒(TUBE)由四部分組成:
1. 缸體 2. 法蘭 3. 缸底 4. 襯套
二. 活塞桿(ROD)由三部分組成:
1. 桿體 2. 耳環 3. 襯套
以上各部分組成;缸體內部由活塞分成兩個部分,分別大腔和小腔;
大腔指活塞桿完全伸出后,缸體內腔;
小腔指活塞桿完全伸入后,缸體與桿體內腔;
由於液壓油的黏性比較高,壓縮比很小,當缸底油口進油后,活塞將被推動使缸蓋油口出油,活塞帶動活塞桿做伸出或縮回運動,反之亦然。

3原理

先說它的最基本5個部件:缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩衝裝置、排氣裝置。
每種缸的工作原理幾乎都是相似的,拿一個手動千斤頂來說,千斤頂其實也就是個最簡單的油缸了。通過手動增壓稈(液壓手動泵)使液壓油經過一個單向閥進入油缸,這時進入油缸的液壓油因為單項閥的原因不能再倒退回來,逼迫缸桿向上,然後在做工繼續使液壓油不斷進入液壓缸,就這樣不斷上上升,要降的時候就打開液壓閥,使液壓油回到油箱,這個是最簡單的工作原理,其他的都是在這個基礎上改進的, 氣缸跟油缸的原理基本相同。

4結構

根據常用液壓缸的結構形式,可將其分為四種類型:活塞式、柱塞式、伸縮式和擺動式。

5種類

我們都知道,液壓油缸對於液壓機械來說是非常重要的一個部件,在整個液壓機械中扮演一個執行元件的角色,整個過程中液壓油缸就是把液壓能轉換成機械能。根據使用壓力的範圍我們可以把液壓油缸分為輕壓、中壓、重壓三類。依據JIB-B8354規範,液壓油缸依照使用壓力可以分為下列規格。
使用壓力
名稱
70kgf/cm²(7MPa)
低壓液壓缸
140kgf/cm²(14MPa)
中壓液壓缸
210kgf/cm²(21MPa)
高壓液壓缸

6選用

對於液壓油缸的選用,我們一般在選用液壓油缸的過程當中都會依照內徑、行程、使用壓力、安裝型式去選擇液壓油缸。其實除了這些外還有以下幾點是值得我們去注意的,首先液壓缸負載後作動速度達到某一標準以上時,必須需用有緩衝裝置的液壓缸。或者達到更高速度時必須在液壓缸外,加裝減速閥;其次是慎選液壓油與油封。不同的液壓油選用不同材質的油封,以保證液壓缸的壽命。

7保養

因為液壓油缸要承受很大的壓強,負載越重,它的壓強就會越大,因此,做好液壓油缸的保養工作是整個液壓系統的維護最重要的一環。
液壓油缸就相當於液壓系統的心臟,心臟出問題很難修補,所以液壓油缸的維護就是要謹慎細緻。
液壓油缸
首先,要防鏽。因為液壓油缸的活塞部分在工作狀態中是要伸出油缸的,自然就會受到氧化物的、酸性氣體的侵蝕,這就需要我們給它塗敷適量的油脂進行保護,以免作為承重部件的活塞受侵蝕而在工作中可能發生斷折。
其次,要開箱換油。因為長時間使用,難免會有異物進入液壓油缸中,這樣在使用中就會發生摩擦增大現象,另外,液壓油也是有一定的使用壽命,長時間不換油會損壞或者侵蝕液壓油缸內部。
治不如防,因此在液壓油缸的工作中要控制速度適當,不要超過2m/s,這樣可以延長液壓油缸的使用壽命,另外為了保護機構和安全起見,內部安裝緩衝裝置對於液壓油缸的保護是十分有效的。

8優點

1、由於氣動系統使用壓力一般在0.2-1.0Mpa範圍,因此氣缸是不能做大功率的動力元件。液壓缸就可以做比較大的功率的元件,使用液壓系統。
2、從介質講空氣是可以用之不竭的,沒有費用和供應上的困難,將用過的氣體直接排入大氣,處理方便,不會污染,液壓油則相反。
3、空氣黏度小,阻力就小於液壓油。
4、但空氣的壓縮率遠大於液壓油,所以它的工作平穩性和響應方面就差很遠。
液壓缸原理圖

  液壓缸原理圖

液壓缸是液壓系統中最重要的執行元件,它將液壓能轉換機械能,並與各種傳動機構相配合,完成各種的機械運動。液壓缸具有結構簡單、輸出力大、性能穩定可靠、使用維護方便、應用範圍廣泛等特點。

9應用

油缸是工程機械最主要部件
投入對比
磨床或絎磨機(幾萬——幾百萬),滾壓刀(1仟——幾萬)。滾壓后,孔表面粗糙度由幢滾前Ra3.2~6.3µm減小為Ra0.4~0.8µm,孔的表面硬度提高約30%,缸筒內表面疲勞強度提高25%。油缸使用壽命若只考慮缸筒影響,提高2~3倍,鏜削滾壓工藝較磨削工藝效率提高3倍左右。以上數據說明,滾壓工藝是高效的,能大大提高缸筒的表面質量。
加工原理
它是一種壓力光整加工,是利用金屬在常溫狀態的冷塑性特點,利用滾壓工具對工件表面施加一定的壓力,使工件表層金屬產生塑性流動,填入到原始殘留的低凹波谷中,而達到工件表面粗糙值降低。由於被滾壓的表層金屬塑性變形,使表層組織冷硬化和晶粒變細,形成緻密的纖維狀,並形成殘餘應力層,硬度和強度提高,從而改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。滾壓是一種無切削的塑性加工方法。更多技術可諮詢: 無切削加工技術安全、方便,能精確控制精度,幾大優點:
1.提高表面粗糙度,粗糙度基本能達到Ra≤0.08µm左右。
2.修正圓度,橢圓度可≤0.01mm。
3.提高表面硬度,使受力變形消除,硬度提高HV≥4°
4.加工後有殘餘應力層,提高疲勞強度提高30%。
5.提高配合質量,減少磨損,延長零件使用壽命,但零件的加工費用反而降低。

10鏡面滾壓

採用滾壓方法是:拉削缸體——精鏜缸體——滾壓缸體,工序是3部分,但時間上對比:磨削缸體1米大概在1-2天的時間,滾壓缸體1米大概在10-30分鐘的時間。
油缸經過滾壓后,它的表面沒有鋒利的微小刃口,而且與密封材料結合良好,密封效果佳,這點在液壓行業特別重要。

11使用範圍

可以直接對壓力容器進行壓力試驗,配備專用工具可進行起重、彎曲、校直、擠壓、剪切、鉚焊、頂升、拉伸、拆裝、沖孔、建築鋼筋擠壓、橋樑、工程機械等各種作業。
適用各種範圍的工程油缸

  適用各種範圍的工程油缸

12故障修復

液壓油缸在使用過程中常由於密封件磨損、缸筒磨損、內壁划傷、內壁腐蝕、活塞或活塞桿划傷等造成故障,液壓設備執行元件塗壓缸的密封性能直接影響到設備的性能,尤其是較大的液壓油缸在其密封性受損后,修復或更換零部件比較困難且成本較高。
傳統的修復方法是將損壞的部件進行拆卸后外協修復,或是進行刷鍍及表面的整體刮研,但修復周期長,修復費用高。針對上述問題,當代最新維修方法是採用高分子複合材料,應用最多的有美國美嘉華應用技術在現場進行划傷尺寸的恢復修復。其材料優異的附著力和良好的抗壓能力,不但能夠滿足上述的工況要求下的生產使用要求,而且操作工藝簡單易行,既無熱影響,塗層厚度又不受限制。同時塗層本身具有的優越的耐油耐腐蝕性能及自潤滑功能,確保了修復后的耐磨性能,保證了企業的正常生產,避免了設備部件的損壞加劇。
修復工藝如下:
1、表面處理:首先清洗和打磨,用脫脂棉蘸丙酮或無水乙醇將將划傷部位清洗乾淨後進行打磨。(若不先清洗而直接進行打磨,會使油污浸入缸體,造成粘接不牢,甚至脫落。打磨時先將擠傷部位高出基準面的部分打磨至基準面以下,以防止柱塞的再划傷,再用什錦銼將划傷溝槽內的油污、異物剔出,最後用旋轉銼將整個划傷面打毛。) 清洗和加溫乾燥,對已打磨好的划傷面用丙酮擦試乾淨。然後用熱風機或碘鎢燈將水分烤乾,同時也對待修復表面進行預熱,尤其在室溫低於15℃的情況下,必須對待修復表面進行預熱。
2、調和材料:嚴格按照比例進行調和,並攪拌均勻,直到沒有色差。
3、塗抹材料:將調和均勻的2211F塗抹到划傷表面;第一層要薄,要均勻且全部覆蓋划傷面,以確保材料與金屬表面最好的粘接,再將材料塗至整個修復部位后反覆按壓,確保材料填實並達到所需厚度,使之比缸筒內壁表面略高。
4、固化:材料在24℃下完全達到各項性能需要24小時,為了節省時間,可以通過鹵鎢燈提高溫度,溫度每提升11℃,固化時間就會縮短一半,最佳固化溫度70℃。
5、材料固化后,用細磨石或刮刀,將高出表面的材料修復平整,施工完畢。
6、活塞桿表面划傷的修復;活塞桿表面因內部或外部原因導致直線划傷、碰傷等;內部原因主要有:液壓油的污染,液壓系統有異物,進入到油缸內部;外部原因主要有:惡劣環境作業,礦山、山區、拆建作業等,有硬物對活塞桿表面進行碰撞,導致活塞桿表面受損;
修復方法:活塞桿表面有輕微的划傷后,如不出現漏油的現象可忽略不計,但一定要引起重視,對液壓系統進行清理,更換液壓油及過濾芯;活塞桿表面可以進行拋光修復,不影響使用性能;
活塞桿表面有嚴重劃傷或是碰傷后,單獨進行表面拋光已達不到修復要求,那就要對活塞桿表面進行從新電鍍處理;首先,需要把活塞桿存在的鍍鉻層進行褪鍍處理,褪鍍后對活塞桿表面進行鍍前拋光,進行從新電鍍;電鍍完畢再進行鍍后拋光;
油缸修復主要工藝流程:
褪鍍 → 鍍前拋光→電鍍→鍍后拋光

13注意事項

液壓油缸之前,應該做好準備。首先就是應使液 壓迴路卸壓,不然當把與油缸相聯接油管接頭擰松時,迴路中的高壓油就會迅速噴出。液壓迴路卸壓時應先擰松溢流閥等處的手輪或調壓螺釘,使壓力油卸荷,然後切斷電源或切斷動力源,使液壓裝置停止運轉。
接下來開始拆卸液壓油缸
第一、為了防止活塞桿等細長件彎曲或變形,放置時應用墊木支承均衡。拆卸時應防止損傷活塞桿頂端螺紋、油口螺紋和活塞桿表面、缸套內壁等。
第二、拆卸時應按順序進行。由於各種液壓缸結構和大小不盡相同,拆卸順序也稍有不同。一般應放掉油缸兩腔的油液,然後拆卸缸蓋,最後拆卸活塞與活塞桿。在拆卸液壓缸的缸蓋時,對於內卡鍵式聯接的卡鍵或卡環要使用專用工具,禁止使用扁鏟;對於法蘭式端蓋必須用螺釘頂出,不允許錘擊或硬撬。在活塞和活塞桿難以抽出時,不可強行打出,應先查明原因再進行拆卸。
第三、卸卸前後要設法創造條件防止液壓缸的零件被周圍的灰塵和雜質污染。例如,拆卸時應盡量在乾淨的環境下進行;拆卸后所有零件要用塑料布蓋好,不要用棉布或其他工作用布覆蓋。
第四、油缸拆卸后要認真檢查,以確定哪些零件可以繼續使用,哪些零件可以修理后再用,哪些零件必須更換。
第五、裝配前必須對各零件仔細清洗。
不過需要注意的是要正確安裝各處的密封裝置。比如在安裝O形圈時,不要將其拉到永久變形的程度,也不要邊滾動邊套裝,否則可能因形成扭曲狀而漏油。拆卸后的O形密封圈和防塵圈應全部換新。又或者是安裝Y形和V形密封圈時,要注意其安裝方向,避免因裝反而漏油。對Y形密封圈而言,其唇邊應對著有壓力的油腔;此外,YX形密封圈還要注意區分是軸用還是孔用,不要裝錯。V形密封圈由形狀不同的支承環、密封環和壓環組成,當壓環壓緊密封環時,支承環可使密封環產生為形而起密封作用,安裝時應將密封環的開口面向壓力油腔;調整壓環時,應以不漏油為限,不可壓得過緊,以防密封阻力過大。
第六、螺紋聯接件擰緊時應使用專用扳手,扭力矩應符合標準要求。
第七、活塞與活塞桿裝配后,須設法測量其同軸度和在全長上的直線度是否超差。
第八、裝配完畢后活塞組件移動時應無阻滯感和阻力大小不勻等現象。
第九、液壓缸向主機上安裝時,進出油口接頭之間必須加上密封圈並緊固好,以防漏油。

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