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美國Vickers™ 威格士液壓缸的工作原理及分類
概述
液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的、做直線往復(fù)運動（或擺動運動）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實現(xiàn)往復(fù)運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩(wěn)，因此在各種機械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場合而定，其他裝置則*。
分類
液壓缸的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，其分類方法也有多種：按運動方式可分為直線往復(fù)運動式和回轉(zhuǎn)擺動式；按受液壓力作用情況可分為單作用式、雙作用式；按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式、柱塞式、多級伸縮套筒式，齒輪齒條式等；按安裝形式可分為拉桿、耳環(huán)、底腳、鉸軸等；按壓力等級可分為16Mpa、25Mpa、31.5Mpa等。
活塞式
單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進出口油口A和B都可通壓力油或回油，以實現(xiàn)雙向運動，故稱為雙作用缸。
活塞僅能單向運動，其反方向運動需由外力來完成。但其行程一般較活塞式液壓缸大。
活塞式液壓缸可分為單桿式和雙桿式兩種結(jié)構(gòu)，其固定方式由缸體固定和活塞桿固定兩種，按液壓力的作用情況有單作用式和雙作用式。在單作用式液壓缸中，壓力油只供液壓缸的一腔，靠液壓力使缸實現(xiàn)單方向運動，反方向運動則靠外力（如彈簧力、自重或外部載荷等）來實現(xiàn)；而雙作用液壓缸活塞兩個方向的運動則通過兩腔交替進油，靠液壓力的作用來完成。
如圖所示為單桿雙作用活塞式液壓缸示意圖。它只在活塞的一側(cè)設(shè)有活塞桿，因而兩腔的有效作用面積不同。在供油量相同時，不同腔進油，活塞的運動速度不同；在需克服的負載力相同時，不同腔進油，所需要的供油壓力不同，或者說在系統(tǒng)壓力調(diào)定后，環(huán)衛(wèi)垃圾車液壓缸兩個方向運動所能克服的負載力不同。
柱塞式
（1）柱塞式液壓缸是一種單作用式液壓缸，靠液壓力只能實現(xiàn)一個方向的運動，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；
（2）柱塞只靠缸套支承而不與缸套接觸，這樣缸套極易加工，故適于做長行程液壓缸；
（3）工作時柱塞總受壓，因而它必須有足夠的剛度；
（4）柱塞重量往往較大，水平放置時 容易因自重而下垂，造成密封件和導(dǎo)向單邊磨損，故其垂直使用更有利。
伸縮式
伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實現(xiàn)較長的行程，而縮回時長度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機械和農(nóng)業(yè)機械上。有多個一次運動的活塞，各活塞逐次運動時，其輸出速度和輸出力均是變化的。
雙作用單活塞桿式液壓缸
擺動式
擺動式液壓缸是輸出扭矩并實現(xiàn)往復(fù)運動的執(zhí)行元件，有單葉片、雙葉片、螺旋擺動等幾種形式。葉片式式：定子塊固定在缸體上，而葉片和轉(zhuǎn)子連接在一起。根據(jù)進油方向，葉片將帶動轉(zhuǎn)子作往復(fù)擺動。螺旋擺動式又分單螺旋擺動和雙螺旋兩種，現(xiàn)在雙螺旋比較常用，靠兩個螺旋副降液壓缸內(nèi)活塞的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動與自轉(zhuǎn)運動的復(fù)合運動，從而實現(xiàn)擺動運動。
緩沖裝置
在液壓系統(tǒng)中使用液壓缸驅(qū)動具有一定質(zhì)量的機構(gòu)，當液壓缸運動至行程終點時具有較大動能，如未作減速處理，液壓缸活塞與缸蓋將發(fā)生機械碰撞，產(chǎn)生沖擊、噪聲，有破壞性。為緩和及防止這種危害發(fā)生，因此可在液壓回路中設(shè)置減速裝置或在缸體內(nèi)設(shè)緩沖裝置。
缸筒加工
缸筒作為液壓缸、礦用單體支柱、液壓支架、炮管等產(chǎn)品的主要部件，其加工質(zhì)量的好壞直接影響整個產(chǎn)品的壽命和可靠性。缸筒加工要求高，其內(nèi)表面粗糙度要求為Ra0.4～0.8&um，對同軸度、耐磨性要求嚴格。缸筒的基本特征是深孔加工，其加工一直困擾加工人員。
采用滾壓加工，由于表面層留有表面殘余壓應(yīng)力，有助于表面微小裂紋的封閉，阻礙侵蝕作用的擴展。從而提高表面抗腐蝕能力，并能延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生或擴大，因而提高缸筒疲勞強度。通過滾壓成型，滾壓表面形成一層冷作硬化層，減少了磨削副接觸表面的彈性和塑性變形，從而提高了缸筒內(nèi)壁的耐磨性，同時避免了因磨削引起的燒傷。滾壓后，表面粗糙度值的減小，可提高配合性質(zhì)。
油缸是工程機械主要部件，傳統(tǒng)的加工方法是：拉削缸體——精鏜缸體——磨削缸體。采用滾壓方法是：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。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Ra3.2～6.3um減小為Ra0.4～0.8&um，孔的表面硬度提高約30%，缸筒內(nèi)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(shù)據(jù)說明，滾壓工藝是的，能大大提高缸筒的表面質(zhì)量。
油缸經(jīng)過滾壓后，表面沒有鋒利的微小刃口，長時間的運動摩擦也不會損傷密封圈或密封件，這點在液壓行業(yè)特別重要。
更多詳情，請見：美國Vickers™ 威格士液壓缸的工作原理及分類