超高温旋转夹紧油缸优化设计论文

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1超高温旋转夹紧缸的设计

1.1液压缸旋转机构的结构设计

带控制阀高温旋转夹紧液压缸的工作原理:当左端进油，液压缸无杆腔进油，推动活塞杆3往上运动，定位销6上开设了一条槽(由两根槽和一根螺旋槽组成，直线距离短，约长于导向轴的直径)，活塞相对定位销作直线运动，固定在活塞下端孔的导向轴18绕着定位销6作微距离直线运动—旋转—微距离直线运动，从而带动整体活塞杆3作微距离直线运动—旋转—微距离直线运动，实现夹具的松开旋转运动。当有杆腔进油时，推动整体活塞杆3往下运动，活塞上的导向轴18在槽里运动，从而带动活塞杆3作微距离直线运动—旋转—微距离直线运动，当液压系统中液压油保压时，实现了活塞杆的夹紧。由于直线段距离较短，导向轴在槽中有自锁功能，完全能保证夹具的夹紧功能。要实现以上运动，需要有液压系统进行支撑，提供动力源及控制系统，配以PLC(可编程控制器技术)，可以实现智能控制，有效、安全地保证液压旋转夹紧动作的可靠性与安全性。

1.2液压缸活塞导向装置的设计

在此产品中，导向轴是关键零件，它在螺旋槽中的运动较为重要，不能太过于松动，松动会造成锁紧功能消失，并且间隙过大会影响旋转的准确角度，因此要保证导向轴在槽内运动自如，又要保证间隙小。经过一段时间的试验，最后采用将导向轴的外形设计成椭圆形(已获专利)，采用数控车削加工，效果较好，完全保证其在旋转槽中顺利运动。定位销中螺旋槽采用带圆弧形状设计，由于此螺旋槽的加工难度大，采用一般机床难以加工，采用数控车铣中心加工效果较好，且表面光洁。将此夹具装配后，转动灵活、定位准确。

1.3液压缸密封结构的设计

用于旋转夹紧油缸的液压油防渗装置在液压缸的工作过程中相当重要，作者采用的是对导向套内部进行改进，在防尘圈内侧增加一槽，并装入“O”型密封圈。装配好后的液压缸，外界灰尘进入缸内的可能性减少，液压油不产生渗漏现象，运动自如，液压系统的寿命提高3倍。此装置已获专利。稳定旋转活塞杆。由于活塞杆长期作往复运动，其失稳现象较为频繁，现在活塞杆外圆处增加一支撑环，并填入支撑环材料。装配好后的旋转夹紧机构，往上提升稳定，未发生失稳现象，运动自如，使整个液压系统的寿命提高3倍。

1.4液压缸密封材料的设计

氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶，具有优异的耐热性、耐氧化性、耐油性和耐药品性，它主要用于航空、化工、石油、汽车等工业部门，作为密封材料、耐介质材料以及绝缘材料。分子结构中含有氟原子的合成橡胶，通常以共聚物中含氟单元的氟原子数目来表示，如氟橡胶23是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。由于氟橡胶耐高温、耐油、耐化学腐蚀，采用氟胶作为防尘圈，对高温的适应性增强，外界灰尘不易进入缸内，使液压缸在超高温状态(大约200℃)下工作可靠。

2应用效果

此产品能在高温环境(相对于液压缸来讲200℃较高)中工作，可用较轻质量的液压缸提升金属冶炼中的炉盖及高端装备的动作，产生的压力较大，效果显著。

3结论

由于此产品开发中采用了液压与机械相结合的技术，利用了两者的优点，避免了两者的缺点，特总结如下:

(1)操作方便省力，大大降低工人劳动强度。采用旋转夹紧液压缸，为炉盖的起升提供了稳定的动力与控制;

(2)使用这种旋转夹紧液压缸，满足产品的需要的同时成本大大减少;

(3)节省辅助时间，提高效率。这种高温旋转夹紧缸节省了较大的空间(传统产品空间较大)和减少了较多的成本。

(4)为在高温环境中工作的类似夹具提供理论与实际参考。

作者：任小鸿 陈丽 单位：四川化工职业技术学院机械工程系 泸州华西机械有限责任公司