液壓缸最常見的失效形式是泄露,很多人都覺得液壓缸泄露是密封設(shè)計(jì)有問題,其實(shí)并不盡然,液壓缸泄露的因素很多,密封是直接原因,但是根本原因有可能是設(shè)計(jì)中考慮欠缺導(dǎo)致的,有三種可能造成密封泄露的原因,很多人在液壓缸設(shè)計(jì)時都忽視了,下面我們咱們一一列舉
1.液壓缸緩沖設(shè)計(jì),緩沖壓力沒有校驗(yàn)
當(dāng)液壓油缸質(zhì)量較大或負(fù)載較大,運(yùn)動速度較高(>12m/s)時,由于慣性力較大,具有很大的動量。在這種情況下,活塞運(yùn)動到缸筒的終端時,會與端蓋發(fā)生機(jī)械碰撞,產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲,嚴(yán)重影響設(shè)備強(qiáng)度,甚至引起破壞性事故,因此需要設(shè)計(jì)緩沖裝置來消除或減小這種撞擊
可以設(shè)計(jì)不同的緩沖裝置來減小這種沖擊的影響,常用的緩沖形式有如下幾種,可以根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇合適的緩沖形式。
設(shè)計(jì)了緩沖的液壓缸,在行程末端速度會慢下來,但是由于緩沖間隙很小,油液通過速度很慢,活塞桿又在慣性力(活塞和外部工作件慣性聯(lián)合作用)作用下,對緩沖腔內(nèi)的油液擠壓,從而在緩沖腔內(nèi)形成很高的壓力,有時甚至比額定工作壓力高很多,這時就需要對緩沖壓力進(jìn)行計(jì)算并做相應(yīng)的校驗(yàn)工作
緩沖腔壓力計(jì)算,緩沖形式及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢,可以用如下公式進(jìn)行緩沖壓力的計(jì)算,比較復(fù)雜的緩沖形式需要用數(shù)值方法進(jìn)行計(jì)算
密封的設(shè)計(jì)也需要考慮是否能承受緩沖壓力,同時緩沖壓力也會對缸筒的強(qiáng)度和端蓋的連接強(qiáng)度產(chǎn)生影響,也要一并考慮
2.液壓缸導(dǎo)向環(huán)設(shè)計(jì)
液壓缸工作時做往復(fù)直線運(yùn)動,在某些特定情況下,可能會承受徑向載荷,這時就需要特別考慮了,我們都知道,活塞桿與端蓋之間的間隙很小,受到徑向力就可能使活塞桿與端蓋產(chǎn)生金屬摩擦接觸,從而導(dǎo)致活塞桿被刮傷,產(chǎn)生的金屬屑也會損毀密封圈,最終導(dǎo)致泄漏
因此需要設(shè)計(jì)導(dǎo)向套,并計(jì)算導(dǎo)向套是否能滿足工況要求,下面是計(jì)算過程示例
3.設(shè)計(jì)液壓缸端蓋密封卸荷孔
在液壓缸設(shè)計(jì)時,我們一般都會設(shè)計(jì)防塵密封,在活塞桿來來回回的工作過程中,很容易在高壓密封和防塵密封之間形成液壓油累積,時間久了形成高壓,尤其是液壓油缸形程比較長時,更容易形成高壓油腔,防塵圈在快速形成的高壓油作用下,很容易失效
這時如果在高壓密封和防塵密封之間設(shè)計(jì)一個卸油口通往油箱就很好地解決了這個問題。