液压缸机械锁紧技术新发展

　　液压缸是一种驱动并承受大载荷的执行元件， 通常要求它在运动停止时能长时间稳定地承受外负载而无任何位移，即需要具有锁紧定位功能、无“软腿”现象.例如，某机动雷达天线座车的自动调平系统，要求液压缸在 4 t 载荷下每 24 h 的下沉量小于 2 mm.实现液压缸锁紧定位功能的方法有两个：一是采用液压锁定回路，即利用 O 型或 M 型三位换向阀、单向阀、液控单向阀、双向液压锁等组成液压锁紧回路，实现单向或双向锁紧定位功能；二是采用机械锁紧方法实现液压缸的锁紧定位功能［1］.但是液压锁定回路因无法解决液压缸不可避免存在的内泄漏而产生的活塞滑移和稳定性问题， 所以只能用于锁紧定位要求不高的场合.对于一些锁紧定位要求较高的场合，特别是要求在载荷作用下长期可靠锁定的场合，就必须采用机械式锁紧液压缸.这是一种特殊的液压缸，采用机械结构实现活塞在外部载荷下在任意位置的长时间、高精度的锁紧定位，即可避免因液压缸内部泄漏而产生的活塞滑移，并且有的锁定装置结构简单，无单独的锁定、解锁回路，简化了液压系统设计，降低了成本，得到了广泛应用［2］.目前液压缸机械式锁紧技术得到了长足发展.本文针对液压缸机械锁紧技术，分析归纳了其技术现状，阐述了目前存在的问题及发展趋势.

　　1 液压缸机械锁紧方式最新发展

　　目前液压缸机械式锁紧方法有很多，常用的有套筒式、刹片式、钢球摩擦式、滚子摩擦式、内涨式、卡环式、楔块-卡环式和锥面-碟簧式锁紧方法等，分述如下.

　　1.1 套筒式锁紧

　　其结构如图 1 所示， 在活塞杆外伸部分，装一个固定在液压缸端盖上一个锁紧套筒，其内孔与活塞杆的外圆为过盈配合，可使活塞杆被锁紧在任意位置.锁紧套筒内孔有螺旋槽，槽的两端装有密封圈.锁紧套筒较薄且具有一定弹性.当解锁高压油进入螺旋槽后， 在高压油压力的作用下， 锁紧套筒径向向外膨胀从而使其与活塞杆的过盈配合变为间隙配合，松开活塞杆，这时活塞杆即可如普通液压缸一样自由移动.若解锁压力油卸除之后活塞杆又被立即自动锁紧在锁紧套筒内［2］.这种机构结构简单、性能可靠，在轴线方向和圆周方向均可锁定.目前锁紧负载可达到5 MN［3］.

　　1.2 刹片式锁紧

　　刹片式锁紧装置如图 2 所示，在液压缸的端盖上有一制动刹片 2，它在碟形弹簧 1 的作用下被紧紧地压在活塞杆 3 上，依靠摩擦力抵消活塞杆的轴向负载， 从而使活塞杆锁紧在任意位置. 解锁时， 压力油进入 A腔，在液压力的作用下碟形弹簧被压缩，并带动制动刹片松开活塞杆，这时活塞杆即可自由移动.当油压卸去后，又立即自动锁紧活塞杆.这种锁紧液压缸结构简单，使用寿命长，锁紧力不受环境温度影响，可在（-45～50）℃条件下正常工作［4］.但锁紧时制动块必须与活塞杆抱紧，可能使活塞杆表面磨损，从而影响其伸缩运动.