液壓油缸的案例
技術 | 液壓油缸綜合試驗臺的研制與應用
摘要
液壓油缸因結構簡單、運行平穩、故障率低的特點，被廣泛應用在水泥生產設備中。液壓油缸的密封元器件既是易損件，也是核心零部件，直接影響著油缸的穩定運行。而更換維修密封元器件需要委外進行打壓試驗，很不方便，因此，利用液壓千斤頂所配套的油站，研制開發簡易液壓油缸打壓綜合試驗臺，通過模擬油缸需要進行的型式試驗和出廠試驗，分別選取5 MPa、12 MPa和25 MPa三種液壓頂油站來分段完成各項試驗。試驗證明了該試驗臺工作可靠，性能良好，完全滿足各種類型的液壓油缸檢驗。
液壓油缸被廣泛地應用在水泥生產中的回轉窯、篦冷機、輥壓機、堆取料機等主機設備上。液壓油缸的密封元器件既是易損件，也是液壓油缸的核心零部件，直接影響著油缸的穩定運行。為了長時間的穩定運行，需要定期進行維修保養，更換密封件。針對水泥企業自主維修更換密封元器件后需要委外進行打壓試驗這一現狀，某水泥企業成立項目攻關小組，利用液壓千斤頂所配套的油站研制開發簡易的液壓油缸打壓綜合試驗臺，通過模擬油缸需要進行的型式試驗和出廠試驗，分別選取5 MPa、12 MPa和25 MPa三種液壓頂油站來分段完成各項試驗。試驗證明了該試驗臺工作可靠，性能良好，運行平穩，完全滿足各種類型的液壓油缸檢驗。本文就液壓油缸打壓綜合試驗臺的研制開發與應用情況進行詳細描述，與同行分享。
展開 液壓油缸測試臺基礎知識
液壓油缸測試臺，是油缸的測試設備，用于液壓油缸的出廠試驗，也可用于油缸的維修檢測。
0
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液壓油缸測試臺的分類
按用途的廣度，試驗臺習慣上分為專用試驗臺和通用試驗臺。型式試驗測試臺大都只能在其上進行試驗對象的一項或幾項試驗。通用試驗臺，實際上其通用性也是相對的，只不過使用范圍更廣些，能進行更多的試驗項目而已。
1.測試內容不同
通用測試臺的測試項目有：油缸基本參數測試，啟動壓力、耐壓測試、保壓測試、泄漏測試等；
型式試驗測試臺的測試項目主要是：油缸性能參數測試，耐壓測試、耐久性測試、泄漏測試、緩沖特性測試、負載效率測試等。
2.測試目的不同
通用測試臺：油缸的出廠檢驗，測試產品是否合格
型式試驗測試臺：油缸的性能參數、耐久性，產品力
3.適合的場合和對象不同
通用測試臺：適用是油缸廠家、油缸用戶等大部分客戶
型式試驗測試臺：適宜于具有一定批量的工廠使用，油缸生產廠家、以及實驗設備等較專業的客戶
。
02
液壓油缸測試臺的組成
液壓油缸測試臺主要包括以下組成部分：
①臺面及油缸支撐架，油缸支撐架安裝在臺面上，用于放置油缸
② 儀表安裝板
③ 電控臺
④試驗臺本身的油路系統，包括液壓源供油管路系統、試驗回油管路系統、臺面回油系統等。
展開 液壓油缸日常維護保養
液壓系統需要的是穩定可靠。液壓系統的工作原理是依靠液壓油作為動力傳輸介質，通過主泵將液壓油加壓，并通過控制閥的轉換傳遞至各個工作裝置進行做功，為整機的能量傳輸起到關鍵作用。
為實現精確控制和性能穩定，要求液壓元件必須精密，對油品品質和清潔度要求極高。因此一般我們在液壓系統中選用吸油過濾器、高壓過濾器和回油過濾器，如同人體的肝臟能把血液中有害物質消除掉一樣，過濾器濾芯能夠去除液壓系統中的雜質，以保證液壓系統正常工作。如果缺乏過濾器濾芯的有效過濾，雜質將直接進入液壓系統，加速液壓元件的磨損，造成系統壓力不足，動作異常，最終致使車輛無法施工，提前大修，進而產生不必要的修理費和停工損失。
液壓油缸日常維護保養要點：
一、油缸在使用過程中應定期更換液壓油，清洗系統濾網，保證清潔度，延長使用壽命。
二、油缸在每次使用時，要進行全伸全縮的試運轉5個行程然后再帶載運行。這樣做可以排盡系統中的空氣，預熱各系統，能夠有效地避免系統中存在空氣或水，在油缸缸體造成氣體爆炸(或焦燒)現象，這樣會損害密封件，造成油缸內泄等故障。
三、控制好系統溫度，油溫過高會減少密封件的使用壽命，長期油溫高使密封件發生永久變形，甚至完全失效。
四、防護好活塞桿外表面，防止磕碰和劃傷對密封件的損傷，經常清理油缸密封防塵圈部位和裸露的活塞桿上的泥沙，防止粘在活塞桿表面上的不易清理的污物進入油缸內部損傷活塞、缸筒或密封件。
五、經常檢查各螺紋、螺栓等連接部位，發現松動立即緊固好。
六、經常潤滑聯接部位，防止無油狀態下銹蝕或非正常磨損。
展開 液壓將被電動驅動取代？液壓系統在機器人領域將大有可為
相對電動驅動系統，傳統液壓驅動系統具有較高的輸出功率、同功率下體積更緊湊、三防理想。因此，液壓系統在大功率機器人的應用被普遍認可。
隨著液壓技術與控制技術的發展，各種液壓控制機器人已廣泛應用。液壓驅動的機器人結構簡單，動力強勁，操縱方便，可靠性高。其控制方式多式多樣，如仿形控制、操縱控制、電液控制、無線遙控、智能控制等。
比較成功的應用該數，波士頓動力公司的大狗機器人，大狗機器人攜帶一套機載動力系統，執行，感知，控制，交互系統，15匹的2沖程引擎提供動力，引擎驅動液壓泵，液壓泵產生高壓流體驅動機器人腿部的執行器（液壓油缸），液壓油缸由2級航空級私服調節，每一個液壓油缸執行器都配備有位置傳感器和力傳感器，每一個腿裝有四個執行油缸。保證每一個腿都能靈活運動。
大狗機器人大約裝備了50個傳感器，慣性傳感器監測機器人的姿態和加速度，關節傳感器監測裝在大狗腿部關節的液壓油缸的運動和力，計算機控制器對2級伺服閥的控制調節腿部液壓油缸的伸縮，從而控制大狗機器人的步態和速度。
大狗機器人中的液壓系統
麻雀雖小，但五臟俱全。BigDog基本具備了液壓系統的所有特征：
1. 緩沖補油：蓄能器，吸收系統壓力沖擊和波動，補充瞬時流量提高頻響。
2. 回油冷卻：風冷機
3. 過濾：過濾器，為伺服系統凈化液壓油
4. 安全保護：安全閥，保護液壓系統
5. 卸荷：卸荷閥
6.管路連接：管路大量使用旋轉接頭
7.壓力調節：插裝溢流閥
8. 流量監測：流量計，監測系統總流量
9. 液壓力監測：壓力傳感器，監測液壓系統控制壓力
10. 油溫監測：溫度傳感器
11.
展開 
液壓缸油口種類及選型
在使用液壓油缸的過程中，為了保證其工作效果，需要關注油口尺寸的選擇問題。液壓油缸進出油口的確定，主要在設計上要與管件接口相匹配，因為其主要是與管件進行連接。此外，其還要與使用場合和環境相結合，以便選擇合適結構。關注公眾號“液壓說”，獲取更多液壓知識。
1.油口直徑
一般情況下，油口尺寸的主要參照指標是液壓系統的流量。如果油口小了，不僅造成進油時流量供不應求，影響液壓缸的活塞運動速度，而且會造成回油時受阻，形成背壓，影響活塞的退回速度，減少液壓缸的負載能力。對液壓缸往復速度要求較嚴的設計，一定要計算孔徑的大小。
為了提高設備的工作效率，同時達到減輕振動和噪聲，油管的有效通油直徑大小，應滿足油液流速在2-4.5m/s以下。
2.油口位置
液壓油缸的油口位置通常設置在缸筒、缸蓋或活塞桿上，具體來說，對于活塞桿固定的液壓缸，進出油口可以設在活塞桿端部；如果液壓缸無專用的排氣裝置，進出油口應設在液壓缸的最高處，以便空氣能首先從液壓缸排出。
3.油口連接形式
液壓油缸在安裝時還要考慮到油口的特性。
螺紋連接雖然制造簡單、安裝方便，但是由于安裝方向性不好，特別是直角接頭，擰緊后方向不一定正合適。螺紋連接的耐沖擊性稍差，擰得過緊又會發生斜楔效應，會把油口擠裂。關注公眾號“液壓說”，獲取更多液壓知識。
通常情況下，60°圓錐管螺紋的密封性能比55°圓錐管螺紋更好一些，前者多用于高壓系統，后者多用于低壓系統。一般情況下，液壓油缸對于設備的密封性要求較高，這也是其能否正常工作的一個指標，因此，常常需要提高圓錐管螺紋的密封性能，因此，需要將其與聚四氟乙烯薄膜或密封膠配合使用。
圓柱管螺紋一般與密封圈或密封墊配合使用。目前普遍采用普通細牙螺紋，已有逐漸代替英制螺紋的趨勢。
展開 『轉貼』階梯澆注在液壓機油缸鑄件生產上的應用
階梯澆注在液壓機油缸鑄件生產上的應用
徐德安
(中天創展球鐵有限公司)
關鍵詞：球黑鑄鐵、縮松、階梯澆注、油缸
1 概述
油缸是油壓機的核心部件，油缸品質的好壞直接影響到油壓機的整機質量和使用壽命。油缸鑄件屬厚大類球墨鑄鐵件，又是壓力容器鑄件，不允許有縮松等引起油缸漏油的鑄件缺陷。油缸的縮松漏油是大多鑄造廠家的攔路虎，也是困擾各油壓機生產廠家的課題。
2 油缸的鑄件結構及其缺陷分析
目前我司生產的油缸按鑄件結構大致可分為二大類：一類是分體式油缸（桶式油缸）（圖1）；另一類是底座連體式油缸。機型從80噸到2000噸油壓機的油缸，其鑄件單重從幾百公斤到十噸左右，鑄件壁厚從70毫米到200毫米，鑄件材質為QT500-7，我司每月大約有50噸的油缸鑄件。
油缸鑄件存在的主要缺陷是疏松，嚴重時還有縮孔，其結果是導致鑄件漏油。產生缺陷的部位一般在孔“A”、孔“B”和桶底轉角“C”處（圖1），嚴重時形成縮孔，很明顯；輕微時加工后肉眼觀察，看不出有缺陷，待裝機試壓，就產生漏油。
從鑄件結構分析造成縮松缺陷主要有二個方面的原因：
（1） 鑄件壁厚大，一般最小壁厚都大于
70毫米
，極易在壁厚中心部位產生縮松等導致油缸漏油的鑄造缺陷；
（2） 壁厚相差懸殊，缸壁厚度（見圖1）t1大約有70
-100毫米
厚，而缸底厚度t2一般在120
-170毫米
之間，在澆注時，造成型腔內溫度場分布不均勻，在鑄件凝固過程中，厚大部位和熱節等后凝固部位容易產生縮松等鑄造缺陷。
展開 液壓缸為什么會漏油？
3，液壓油臟了。
大量雜質進入油缸將活塞密封磨損至壞，一般為鐵屑或者是其它異物。
發黑的液壓油
通過上面簡單的介紹，我們可以發現，除了油封長期使用導致的老化以外，其它只要在我們平常工作時注意保養，液壓油缸漏油的問題是可以避免的。
避免油缸漏油的解決方法將在下期分享給大家，持續關注我們吧！
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▌編輯：陳小花
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液壓缸爬行的19個原因及對應排除方法
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你可知道液壓油缸在航天飛機中具體承擔什么職責嗎？
液壓新人開單啦！
展開 液壓缸爬行的19個原因及對應排除方法
液壓油缸運行中時常出現跳躍式時停時走的運動狀態，我們把這種狀態稱之為爬行現象。
這種現象尤其在低速運動時容易發生，這也是液壓缸最主要的故障之一。
油缸爬行現象
要想解決油缸爬行的問題要從產生這種現象的原因入手，經過總結，我們發現，發生液壓缸爬行現象的原因有液壓缸自身的原因也有油缸以外的原因，今天我們就展開說說。
液壓缸自身原因
造成油缸運行時磕頭或抖動現象有其自身的原因，可能是以下 7 種情況。
大家可以逐一對照，然后按照以下方法一一排除：
①油缸內有殘留空氣,工作介質形成彈性體。
排除方法:充分排除空氣;檢查液壓泵吸油管直徑是否太小,吸油管接頭密封要好，防止泵吸入空氣。
②密封摩擦力過大。
展開 液壓缸活塞常用密封圈及選用
04
液壓缸活塞密封圈的選用
液壓缸活塞密封一般情況下選擇Y型密封圈。
如果油缸速度比較快，中高壓的情況下，選用格來圈——一個橡膠O型圈及聚四氟乙烯圈組合而成。
如果油缸壓力高，速度不是太快，對內泄要求比較嚴，如有保壓要求，可選擇V型組合密封圈。
如果速度快，壓力高，對保壓又有要求，就要設計密封方案了，具體的方案要根據具體的情況確定。
低壓油缸，有保壓要求的，要選擇橡膠材料。
文章來源：液壓說
實例說明如何計算和選擇比例/伺服閥（轉自 液壓傳動與控制）
Step 3：計算執行器需要的最大流量
執行器所需的最大流量Q
Q = Vmax * A = 0.2 * (1.53 x 10-3)= 3.06 x 10-4m3/s = 18.4 L/min
Step 4：計算執行器的最大自然頻率
我們認為所有液壓油都是可以壓縮的，其像彈簧一樣工作。因此油缸可認為是液壓彈簧-質量系統。等效圖如下，油缸的負載假定只有質量部分的影響，沒有考慮機械彈簧-質量系統的存在。
液壓缸就像一個線性彈簧，其總剛度K等于各腔受壓液體產生的液壓彈簧剛度之和。當活塞處于中位時，體積V1 = V2 = V / 2，此時的總剛度為最小，頻率最低，系統性能最差。
液壓油缸固有角頻率計算
式中：
K，液壓彈簧剛度
m，油缸質量系統，考慮等效值，此處為900Kg
β，液壓體積彈性模量，取值1.4x 109Pa
A，油缸活塞腔有效環形作用面積，此處為1.53x 10-3m2
V，油缸的總容積，V = A * H = 6.12 x 10-4 m3
液壓缸自然頻率計算
Step 5：選擇合適的比例/伺服閥
選擇伺服閥時，我們需要考慮所用的伺服閥是用在什么樣的控制系統，是位置/速度控制，還是力/壓力控制？或者兩者有之？
如果是位置和速度控制，我們這樣選擇伺服閥：
伺服閥規格不宜過大，實際流量越接近額定流量越好
伺服閥的頻寬應該在液壓油缸自然頻率的3倍以上。
展開 液壓系統密封圈結構介紹
Y 形密封圈適應性強，密封性能隨壓力升高而提高，并且磨損后有一定的自動補償能力，主要用在運動快速的油缸的密封、液壓油缸和活塞密封以及液壓油缸和活塞桿的密封。
總之Y 形密封圈與V形密封圈的密封是通過壓力油的作用，使Y 形密封圈和V形密封圈的唇邊張緊在密封表面而實現的。油壓愈大密封性能愈好。
但是也存在摩擦力大、結構尺寸大、檢修和拆卸更換不方便等缺陷還要有安裝方向，一般唇邊面向壓力高的一側進行安裝但是對于差動連接方式的油缸管路，常采用背對背，面對面的方式安裝密封圈，以保證油缸的推力和行程速度。
在注塑成型中，關于液壓油缸的使用
1、油缸的活塞是非常的輕薄，通常都是由航空鋁做成，容易損壞，模具設計在設計油缸的時候，活塞在向前和向后運動的時候都留有5.00-10.00m的避空余量，防止撞壞活塞。而在我們維修和使用的時候，要注意不要空運行油缸避免磕碰損傷。
2、當模具下機停產的時候，要記得堵住油缸的進油管，防止積存的液壓油泄露和雜物掉入油缸內對其損壞。
3、油缸的油封是易損器件，當達到一定的使用次數，在維修模具拆洗油缸的時候，對其更換。
4、模具在安裝完成后，剛開始的壓力速度是緩慢提升的，并對油缸多做反復運動，排出油缸內的空氣，方可正常試模調試。
五、在我們注塑成型時油缸都易出現哪些問題？
1、油缸漏油，產品油污。
1）及時停機，避免污染產品,液壓油流入鑲件縫隙中。
2）檢查油缸的油嘴接頭是否配合不嚴密/損壞。
3）拆卸油缸維修密封裝置。
2、油缸同時進/退，不同步。
1）通常我們在兩組油缸同時運動，將油缸并聯接在注塑機的液壓閥A/B組上，時?？赡馨l生兩組油缸在芯子進/芯子退的時候不同步，可以將并聯的油路，使用三通串聯接在一組液壓閥A上，可以解決油缸不同步的情況發生。
2）注塑機的液壓閥控制器，開關、線路接觸不良。
3）天地側分別一組油缸，受重力作用，天側的滑塊會先進入模具，地側的會先退出模具?？杉哟?em>油缸速度，使中子進/退速度一致。
3、油缸進/退，無動作。
1）油缸在生產的時候，有的時候會油缸無動作，使用重物敲一下模具就有動作了，滑動部位可能存在“壓扁擠堆”的情況而產生的倒扣，需要拆解對滑動部位研磨重新飛模。
2）注塑機液壓油不干凈/變質，液壓閥堵塞或者損壞。
3）產品打的過滿，油缸包裹力太大，無法抽動。
4）注塑機的液壓閥控制器，開關、線路接觸不良。
展開 Idroteck公司采用CADENAS技術推出全新的數字目錄
知名的液壓油缸制造商Idroteck公司在CADENAS平臺上推出了全新的數字產品目錄。此次發布標志著公司在創新和數字化可訪問性方面邁出了重要一步，為設計工程師提供了重要的技術規劃資源。
Idroteck的全新在線目錄包括：
緊湊型短行程氣缸：多樣化的進料和安裝類型。
雙作用液壓桿油缸：可用于要求執行器在中等壓力下運行的行業。
專用液壓缸：可按照特定客戶要求進行定制。
專注于CAD數據的在線發布
通過與CADENAS合作，Idroteck能夠在線輕松提供3D CAD模型，易于客戶訪問，使設計人員能夠快速將這些組件集成到他們的設計中。CAD數據的數字發布對工程師來說具有很大的優勢，他們只需單擊幾下鼠標即可訪問詳細的技術信息和3D模型。
對設計人員的益處
即時訪問3D CAD模型：設計師和工程師們可以直接在其設計軟件中下載和使用 CAD模型，從而節省時間并提高效率。
縮短設計時間：由于CAD模型隨時可用，設計開發時間顯著縮短。
與主要CAD軟件的兼容性：模型與各種CAD軟件兼容，可輕松集成到現有設計中。
多語種咨詢：該目錄提供多種語言版本，可供全球受眾訪問。
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Idroteck為什么選擇CADENAS呢？
Idroteck的技術總監Isacco Guerra表示：通過與CADENAS合作，Idroteck可以不斷提高創新力，只需點擊幾下，客戶就可以訪問各種設計用模型。通過這種方式，我們鞏固了我們公司的關鍵優勢：數據反饋的精確性、速度和質量。
展開 伺服運動控制時油缸中的壓力是如何變化的（ 液壓傳動與控制）
研究油缸兩腔的瞬時壓力非常有趣，因為它揭示了液壓伺服系統某些固有特性或者叫奇怪現象。為了驗證運動控制系統的特性，我們研究了一個帶位置閉環控制的閥控缸的測試結果，見圖1。
該機構被設計用于一個特殊的電液運動培訓項目，油缸缸徑為2英寸，桿徑為1 3/8英寸，行程為6英寸，另外配置一個磁致伸縮線性位移傳感器用于位置反饋。負載為一個厚4英寸，直徑16英寸，重達250lb的飛輪。當3.5英寸的扭力桿垂直于活塞桿時，飛輪在油缸活塞桿端產生將近1500lb的等效質量。油缸與飛輪通過曲柄連接，如圖1右下所示。這樣的機械結構產生大約20Hz的自然頻率。曲柄機構的約束限定了油缸的最大動作行程在6英寸以下。
PC帶模擬量輸入和輸出的數據接口，利用其控制油缸運動。加速度，速度和位移曲線見圖1所示。利用PC程序的VCCM（Valve Control Cylinder Motion）指令中的曲線合成模塊（Profile Synthesizer module）對運動控制過程進行合成處理。采用比例控制，無積分或者微分控制環節。
圖1 位移，速度和加速度曲線
圖示左邊，用于示意在整個周期中如何控制伺服機構。右上圖，液壓原理示意解釋，而右下圖是一個簡化了的機械結構?？刂瞥跏茧A段，存在一個0.6s的初始駐留區（速度為零）。在接下來的0.28s，以18in./sec.2的加速度平穩加速。接著，有0.5s的勻速區，速度5.1in./sec（覆蓋大約2.5英寸的油缸行程）。接近油缸活塞桿伸出的終點，是0.28s的減速。終點位置保持0.5s。油缸活塞桿縮回的過程周期是對稱的，然而，其在停止運動后持續約0.5s。
盡管圖1示出了三條曲線，但是只有位置曲線是作為指令信號用的。計算機就是一個通用函數發生器。
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盡管圖1示出了三條曲線，但是只有位置曲線是作為指令信號用的。計算機就是一個通用函數發生器。
展開 