液压缸常见问题及修理

液压缸常见缓冲装置及修理

摘要:分析了液压缸常见的缓冲装置的作用与方法，缓冲装置特征结构，通过实际工作总结出缓冲装置常见故障产生的原因及修理方法。

主题词：液压缸缓冲装置故障修理

1概述

液压缸是液压系统中最常见的执行元件,在实际应用中经常会出现液压缸而产生冲击的故障。通过现场的工作经验，对液压缸在实际应用中常见的缓冲装置的作用、方法及特征结构进行阐述，并根据实际经验，对液压缸缓冲装置常见故障产生的原因进行分析，提出液压缸常见缓冲装置的修理方法。

2缓冲装置

2．1缓冲的作用与方法

液压缸运行时，通常负载较大的质量作快速往复运动，具有很大的动量。当行程至终端时

活塞往往会发生与缸盖的机械碰撞，都会产生很大的冲击和噪音。这些冲击现象的产生，不仅会影响机械设备的工作性能而且会引起液压缸本身的损坏以及系统中的配管、阀类、仪表等相关部位的损伤，具有很大的危害性。为了减除因活塞部件的惯性力和液压力造成的活塞与端盖之间的撞击和噪声，作为缓和这种冲击的手段，人们常采取以下方法：

1、液压缸本身设置缓冲装置（这是本文主要探讨的内容）。

2、液压系统中设置缓冲回路。

3、控制元件本身结构的完善与改进。

以上三种方法根据不同的场合要求，可以单独使用，也可以联合使用。

液压缸中所设置的缓冲装置，其工作原理是使液压缸的缓冲柱塞进入工作部分（即缓冲导向腔）时，低压腔（此即缓冲腔）内油液因节流作用产生压力，这时，继续运动的活塞部件的机械动能被该缓冲腔的油液所吸收，缓冲腔内产生的内压力和惯性力相对抗，这样就达到了减速而缓冲的效果。

根据缓冲过程中油液通道是否改变其节流截面积，缓冲装置常分为恒节流型，变节流型和自调节流型三大类，其中恒节流型应用最为普遍。

2．2恒节流型缓冲装置

2．2．1

特征与结构

恒节流式缓冲装置的特征是缓冲柱塞为圆柱形。当其进入缓冲导向腔A2（即节流区）时，A腔的油液被活塞挤压而通过缓冲柱塞与导向腔之间的环形间隙流出从而起到缓冲作用（见图1-1）或通过如图1-2中的缓冲节流阀4，这样，液压缸中的环形缓冲腔A内的压力上升到高于供油腔A1内的工作油压使活塞部件得以减速。有时还采用（见图1-2）密封圈8，是为了缓冲柱塞3进入导向腔A2后密封之用。

图1-3为带单向节流阀的恒节流缓冲装置动作时油液通过节流阀的流向示意图。

图1-1和图1-2这两种恒节流型缓冲装置，在缓冲过程中，由于其节流面积不变，圆柱头状的缓冲柱塞一进入导向腔，液压缸的排油通道随即缩小为所设计的恒定面积，因而，立即产生很大的缓冲制动力（见图1-5）。但缓冲性能、效果较差。

在实际应用中，因负载工作参数及使用条件、环境等不一致情况，无法制造出符合各自

理想需要的缓冲器，因此，这两种结构简单、加工方便、成本低廉的缓冲装置得到广泛的应用。尤其是图1-2的带单向节流阀的恒节流型缓冲器，得到更为普遍的应用。

带单向节流阀的缓冲装置，可根据液压缸的实际负载和运动速度情况，调节节流阀节流口的大小，即可以控制缓冲腔内缓冲压力Pc的大小，而当活塞反向运动时，压力油从单向阀进入液压缸（见图1-2），此单向阀起着返程快速供油的作用，活塞得以顺利工作。

2．3变节流型缓冲装置

由于恒节流型缓冲装置存在着缓冲初期，A腔内缓冲制动压力猛然陡峭上升，然后又迅速猛跌，存在曾缓冲效果差、易引起冲击压力等缺点，所以，一种新型的变节流型缓冲装置就应运而生。它能随缓冲行程的增大面逐步缩小节流面积，使动能吸收的强度比较均匀，缓冲效果好，又能避免过大的缓冲冲击压力，因此，使用日渐增多。

图1-4为几种变节流的缓冲装置型式。

图1-4（a）为抛物线缓冲柱塞，其凹形抛物线形状的柱塞头部在缓冲效果倾向曲线上（见图1-5）反映最令人满意，几乎近于恒减速运动（理想抛物线轨迹）线形基本水平，且缓冲压力Pc峰值不高，线形过渡也比较平滑，但是，该形状柱塞头加工比较麻烦，需要数控机床或液压仿形车床，成本较高。图1-4（b）为弧形节流槽形，直接由铣床铣出，加工方便

图1-4（c）为梯阶形，在缓冲柱塞上，车制三个直径不同的台阶，缓冲效果倾向曲线上，相应地形成三个吸接能量的缓冲压力波峰，但峰值较小，不到恒节流圆柱形的一半；图1-4（d）为大圆锥形，不是圆柱形柱塞的锥度倒角，其反映的缓冲效果与梯阶形相差不多；图1-4（e）为具二段圆锥头部的双圆锥形较大圆锥形略好：图1-4（f）为缸盖上对于缓冲柱塞的位置相应地也制成双梯阶状，形成二级缓冲的态式，效果亦可。以上缓冲效果对一般通用机械来说已能满足要求。

对于精度要求更高的液压设备，也可采用图1-4（g）所示多孔缸筒型或图1-4（h）中所示的多孔缓冲柱塞，合理布置小孔的数量或各排间的距离，节流缓冲效果可更接近于理想抛物线的水平。变节流型缓冲装置一般均需设置返程快速供油单向阀，利于返程的快速启动。

2．4浮动自调节流型缓冲装置

浮动自调节流型缓冲装置的结构如图1-6（a）所示，缸盖5内装有一只可以轴向浮动的节流圈2，采用青铜或特种合金钢制成；缸内的缓冲柱塞为圆锥形，并铣有多条纵向斜槽，斜槽的深度由前向后，逐渐递减，斜槽数根据需要从二、三条到若干条不等缓冲柱塞材料应具有一定的硬度。

如图1-6b、c所示，当缓冲柱塞1的头部刚进入节流圈2内时（A向移动）节流面积较大，浮动节流圈2尚未移动，Pc压力很低，此时，缓冲柱塞1、因惯性力的作用继续前进，缓冲腔压力Pc随之上升，当Pc值达到一定数值以后，节流圈2轴向移动，随即靠位在缸盖5的肩台中若活塞动能尚未被大部吸收，则缓冲柱塞继续伸入节流圈2内，使油液几乎全部通过斜槽排出，节流面积因斜槽深度的变化逐渐缩小，Pc值较平缓地维持在相应的数值间活塞动能大量而均匀地被吸收，直至缓冲过程结束。

在液压系统中，因各种因素会引起油液温度的升高，从而油液粘度随之发生较大的减小，油液粘度下降后吸收能量会显著减少，为此，恒节流型缓冲器和变节流型缓冲装置的缓冲性能均会明显下降；与此显著不同的是浮动自调节流型缓冲装置，油液粘度、变化因素对其缓冲性能的影响很小，这是因为节流圈的移动是取决于一定的Pc值，油液稠也好，稀也好

不达到一定的Pc值节流圈2即不移动只有节流圈2移动后才真正进一步产生缓冲作用，也就是缓冲柱塞真正开始了有效行程Sc，节流圈2的移动快慢、时间、随负载不同，而具一定的自动调节作用。

当活塞反向运动时，见图1-6a、b所示B向移动工作压力油将缓冲柱塞1和节流圈2一齐推动，浮动节流圈2被推开后，油液不仅通过斜槽，还通过浮动节流阀（见图1-6b）或卡键（见图16c）的小孔流入缸筒，推动活塞，加速了返程运动的启动，从而可取消恒节流型缓冲装置中的快速补油单向阀。为增强缸筒刚性在缓冲腔相应部位的缸筒外壁上还可加设缸筒加强环4。当然这种近期出现的浮动自调节流型缓冲装置，在实践中还将会不断地得到改进、完善和推广。

3缓冲装置常见事故与修理措施

现以带单向节流阀的缓冲装置（见图1-7）作为典型，将实际应用中常见的故障及处理措施，叙述如下：