​液压缸的发展趋势动向

液压缸是液压设备中最早和最常使用(yòng)的液压元件之一。表面看来，基本结构似乎没有(yǒu)什么变化，实际上液压缸已有(yǒu)很(hěn)大的发展，人们对液压缸的工作性能(néng)、构造、使用(yòng)范围、制造精度、外观设计、材料、品种不断提出新(xīn)要求，不断推动着液压缸技术的进步，主要表现為(wèi)以下几个方面。

1．高压化和小(xiǎo)型化

高压化是减小(xiǎo)液压缸径向尺寸和缩小(xiǎo)整套液压装置體(tǐ)积的有(yǒu)效途径和主要方法。目前，超高压液压泵的工作压力已高达250MPa。一台工作压力為(wèi)70MPa的30t的压力机能(néng)制造得像台钻一样精巧，一台工作压力為(wèi)l00MPa的15t的轻型压力机可(kě)制造成手電(diàn)筒一般大小(xiǎo)。

2．新(xīn)材料和轻量化

对航空航天领域而言，轻量化的重要性是不言而喻的。据资料介绍，日本在20世纪90年代，采用(yòng)新(xīn)型铝合金，从液态开始即进行新(xīn)的热处理(lǐ)工艺，所制铝合金材料的抗拉强度等力學(xué)性能(néng)已达到45号优质碳素钢的水平，可(kě)使现代液压缸的重量减轻2/3以上，不能(néng)不令人特别关注。

國(guó)外在航空航天工业中已采用(yòng)高弹性碳素纤维复合树脂塑料制作液压缸缸筒和活塞杆。据资料记载，其重度為(wèi)钢的1/5左右，强度為(wèi)钢的2倍；此外，还具有(yǒu)高的疲劳强度、低温下耐冲击、耐腐蚀、非磁性、减震性等特点，但价格昂贵，形成工艺复杂，目前仅在航空航天领域使用(yòng)。可(kě)以相信，随着社会需求量的增加和技术的进步，价格下降后，将会应用(yòng)到其他(tā)机械中去。

3．高性能(néng)和多(duō)品种

高速和低速性能(néng)及密封件的寿命是评价液压缸的重要指标。國(guó)外，高速液压缸在最高速度2000mm/s的工况下能(néng)够均匀运动。低速液压缸在小(xiǎo)于8mm/s的最容易发生液压震荡的區(qū)间不存在爬行现象。液压缸的使用(yòng)温度范围已扩大到-600C～2000C，超長(cháng)寿命的液压缸在运行6000h后不发生任何故障或零件损坏。

4．环保化和耐腐蚀

随着人们对生态环境的日益重视和技术的进步，纯水液压缸已在西方國(guó)家得到成功的应用(yòng)，國(guó)内也对用(yòng)于海洋开发的耐腐蚀液压缸和其他(tā)纯水液压缸进行了开发性的研究。耐腐蚀的纯水液压缸必将在海洋开发工程中扮演重要角色。

5．新(xīn)结构和复合化

从國(guó)内外的技术资料和专利中可(kě)以看出，各种新(xīn)颖结构的液压缸不断出现，最主要的特点是复合化。例如以液压缸為(wèi)主體(tǐ)将液压泵、控制阀、電(diàn)动机和其他(tā)元件组装成一體(tǐ)，构成独立液压装置；计算机控制技术与液压缸相结合，出现了步进電(diàn)机控制的数字液压缸、伺服阀控和比例阀控液压缸，这些控制器都与液压缸组装成一體(tǐ)，用(yòng)于各种液压控制系统中。除此之外，还出现了不少特殊结构的液压缸、如钢丝绳液压缸、蠕动式液压缸、膜片式液压缸、自锁液压缸和旋转一伸缩式液压缸。

6．液压缸设计理(lǐ)论和方法有(yǒu)待进一步完善

近年来，國(guó)内外发表的不少论文(wén)中，研究了液压缸的稳定性、强度和局部应力问题，研究了液压缸运动特性和缓冲理(lǐ)论以及寿命问题。随着计算机技术的发展和应用(yòng)，用(yòng)有(yǒu)限元法计算液压缸的强度，以重量及成本為(wèi)目标的优化设计也日益增多(duō)。但与机械传动零件相比，液压缸的结构和强度设计理(lǐ)论还比较滞后。在液压缸的设计中，某些常见的基本公式尚不尽合理(lǐ)，只能(néng)用(yòng)来做粗略计算。有(yǒu)时则采用(yòng)保守的计算方法，或取较大的安全系数，以弥补计算中的某些不足。例如在校核液压缸稳定性时，将液压缸看成等截面积整體(tǐ)杆件而直接引用(yòng)欧拉公式计算比较保守，导致材料消耗，體(tǐ)积和重量都有(yǒu)所增加。另一方面，对液压缸受力情况估计不足，尽管选的安全系数较大，仍难免出现不安全情况。因而，进一步完善液压缸的计算机自动设计和校核有(yǒu)待研究和开拓。

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