新型螺旋自锁紧液压缸设计

赵红

(山东轻工职业学院 机电工程系 ，山东 淄博255300)

    从液压缸定位的机械式锁紧发展趋势出发，基于液压缸锁紧技术的现状，将螺纹自锁的功能巧妙地设计到液压缸的活塞杆上，在原有液压缸上设计一对可以自锁的螺纹副，利用螺纹的自锁功能，实现液压缸带负荷的精确可靠定位。该设计在拥有现有的机械式锁紧优势的同时，结构更加简洁，几乎不改变原有液压缸的结构和体积，加工、制造、装配容易，成本低，效率更高，适合广泛推广。

1研究背景及意义

    液压缸作为一种液压执行器，需要它在运动及停止工作时都能承受大载荷，而且要求它具有精确的定位功能，即无“软腿”现象发生。

    a.实现液压缸锁紧定位功能的两种方法。

    第一种是运用方向控制阀组成液压锁紧回路，实现锁紧、定位功能。常用的方向控制阀有三位换向阀（O型或M型中位）、单向阀（包括液控单向阀）及液控单向阀组合成的双向液压锁等［1］。

    第二种是采用机械锁紧方式完成定位与锁紧。常用的有套筒装置、刹片装置、钢球摩擦装置、卡环装置、楔块-卡环装置和锥面-碟簧装置、滚子摩擦装置、内涨装置等机械结构［2］。  b.两种液压缸锁紧定位功能的适用场合。

锁紧定位要求不高的场合可选用液压锁定回路。由于液压缸本身的结构特点，液压缸内部的油泄漏问题一直无法避免，导致液压缸活塞因此而产生滑移，定位可靠性得不到保证。

    对于锁紧定位要求较高的场合，机械式锁紧液压缸的活塞杆就可以实现长期带负荷情况下的精确定位。虽然液压缸内部泄漏问题仍然存在，但因为机械机构锁定了液压缸的活塞杆，所以不会出现活塞滑移问题。

    c.螺旋自锁紧液压缸的优势及意义。

    新型螺旋自锁紧液压缸装置，具有机械式锁紧的优点，即：无需设计锁定、解锁回路；解锁力随着外加载荷的消失而消失；锁紧力在承受大载荷的同时，可以可靠夹紧并能在任意位置精确定位；液压缸筒内壁或活塞杆外圆不存在额外的摩擦损耗；液压缸结构简单而且紧凑，加工制造容易、成本低；可以在多种环境甚至恶劣环境下可靠工作；使用寿命长。

    该机械锁紧设计，结构更加简洁，几乎不改变原有液压缸的结构和体积，构件的加工、制造、装配容易，成本更低，效率更高，是一项值得广泛推广的设计创新作品。

2设计方案

2.1总体设计构想

    该设计创新从液压缸机械锁紧技术的发展趋势出发，运用机械螺纹的自锁功能，根据液压缸内部实际结构，把以往实心式的活塞杆改造成三角形内螺纹的空心结构，通过增加的三角形螺纹副本身的自锁功能与液压传动相结合，实现了液压缸的精确可靠定位，是对现有机械式锁紧方式的改良和创新。

2.2其他常用机械锁紧液压缸的原理及特点分析

    目前，有以下几种常见的机械锁式液压缸：筒式锁紧液压缸、刹片式锁紧液压缸、钢球摩擦式锁紧液压缸、滚子式锁紧液压缸、内涨式锁紧液压缸、楔块式液压缸、锥面式液压缸、卡环式液压缸。

    综观以上常见机械锁紧装置，有以下的共同......

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作者简介：赵红（1970—），女，山东淄博人，山东轻工职业学院讲师，硕士，主要研究方向为机械制造与自动化。

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