加工精度對液壓油缸受力的影響

i液壓油缸結構組成
    重慶液壓油缸維修隨著(zhù)現代工業(yè)的發(fā)展，液壓傳動(dòng)技術(shù)在交通道路工程機械行業(yè)中得到了極大應用和發(fā)展。液壓傳動(dòng)設備通常由動(dòng)力、執行、控制和輔助等四種元件組成，液壓缸是液壓系統中應用廣泛的主要執行元件，液壓油缸的主要組成部件有缸體、活塞、活塞桿、導向套、卡鍵等，各部件之間的結構配合關(guān)系如圖i，其中卡鍵結合處是其結構的薄弱環(huán)節。

2油缸的使用行程
    在道路復拌機上應用的液壓系統，主要用于頂升整個(gè)設備的重量，整個(gè)復拌設備與頂升橫梁相連接，當整個(gè)設備需要被頂升時(shí)，液壓油泵工作，對油缸的無(wú)桿腔注油，活塞桿伸展上部結構向上運動(dòng)，此時(shí)，缸體的卡鍵槽底面不受力。當油缸處于最大行程時(shí)，難以確定已達到最大行程，操作人員往往用溢流閥溢流作為判斷準則，即無(wú)桿腔充油活塞桿伸展到底時(shí)，繼續加壓，系統壓力會(huì )上升直到溢流壓力，此時(shí)導向套在活塞作用下對卡鍵產(chǎn)生壓力，該壓力通過(guò)卡鍵傳遞到缸體的卡鍵槽底面上。整個(gè)液壓油缸的整個(gè)流程形式見(jiàn)圖2。

3卡鍵結合處配合[X31
    從目前多個(gè)油缸廠(chǎng)家的技術(shù)資料來(lái)看，各個(gè)廠(chǎng)家油缸卡鍵結合處配合尺寸略有不同，其配合的緊密程度會(huì )影響到卡鍵結合處受力情況，以下是兩家油缸廠(chǎng)家卡鍵結合處的配合尺寸對比。圖3為卡鍵結合處配合間隙較大，周向尺寸配合間隙理論最大值為0.40mm，公差配合要求較低，在卡鍵受力時(shí)，認為其周向與油缸內側面非接觸.不能為其提供限位;圖4為卡鍵結合處緊密配合情況，周向尺寸配合間隙理論最大值為0.2mm，公差配合要求較高，在卡鍵受力時(shí)，可認為其周向與油缸內側面接觸，為其提供限位。

  應用通用有限元仿真軟件ALGOR對模型進(jìn)行受力分析，對于油缸卡鍵結合處周向間隙較大情況，因卡鍵為分離體，在外力的作用下將形成一定力矩使卡鍵繞某軸轉動(dòng)趨勢，使鍵的兩端壓力大于中間，而且中間部分卜部會(huì )形成向下的壓力。這種情況在有限元分析時(shí)，很難進(jìn)行完全模擬一下面以卡鍵底面與油缸卡槽卜表面做粘合處理，卡鍵周l句不施加約束來(lái)進(jìn)行模擬。該種模擬存在一定的誤差，其計算應力將比實(shí)際情況小油缸底槽的應力分

布見(jiàn)圖6
    油缸底槽夕陋組Von Miles Stress最幻立力分布在290MPa區域，大于20鋼的，--245MPa，導致油缸底槽斷裂二油缸底槽內側Von Mises Stress最大應力分布在510MPa左右，遠大于20鋼的擠壓應力。=1.5Q} 367MPa，根據第四強度理論，材料產(chǎn)生塑性變形，導致油缸的擠壓破壞6、
4.2油缸卡鍵結合處周向間隙較小情況
    對于油缸卡鍵結合處周向間隙較小，卡鍵結合處公差配合要求較高情況，其外力形成的力矩由導向套和缸體形成的反力抵消，對缸體的受力影響較小?？ㄦI結合處公差配合要求較高。下面以卡鍵底面與油缸卡槽上表面做粘合處理，卡鍵的外圓周面限制其水平的位移和轉動(dòng)。油缸底槽的應力分布(見(jiàn)圖7)

    油缸底槽Von Mises Stress最大應力分布在200MPs區域以上，接近20鋼的二廠(chǎng)245MPa，但不會(huì )導致油缸底槽斷裂。其Von Mises Stress應力遠小于20鋼的擠壓應力，}=1.S}r,--367MPa，根據第四強度理論，不會(huì )導致油缸的擠壓破壞
    從對比中可以看出:卜鍵結合處緊密配合情況下，若周向尺寸配合間隙最大值小于0.2mm，在卡鍵受力時(shí)，可認為卡鍵外圓周與油缸內側面完全接觸，其油缸卜槽處的受力會(huì )明顯減小
5結論
    卡鍵處的加工精度影響卡鍵結合處受力情況，在油缸的設計和加工中應保證周向配合間隙較小，建議周向尺寸配合間隙小于0.2mm，以確保外力形成的力矩由導向套和缸體形成的反力抵消