双作用多级液压缸设计分析

　　双作用多级液压缸是一种区别于传统液压缸的新型液压机器，与后者相比，前者的优点是结构非常紧凑，且外形很小，可以满足空间不大的环境，还能够满足外伸内缩时带动负载的功能。但相比普通液压缸，其结构又比较复杂，成本与加工难度很高，都必须由专业的工厂设计。

　　1.液压结构设计

　　在系统对负载的运动速度没有具体要求，而只是对其推力和行程有要求的情况下，对液压缸的结构进行了设计。其结构设计图如图1所示。此液压缸是双作用两级活塞式的。由第一级活塞，第二级活塞还有缸筒构成，其中1为缸筒，2为第一级活塞，3为第二级活塞。首先将第一级的活塞筒部做成双层的结构，并在外层的左端开有一个小孔（D），内层的右侧开有小孔E，液压缸的油口A在第二级的活塞杆上面，并在第二级活塞杆上开一小孔C，且C与B相通，B口通过其通道与液压缸的右半部分相连[1]。

　　2.双作用多级液压缸工作过程

　　我们将第一级的活塞左半部分的有效面积称为S1，右半部分面积为S2，第二级活塞左端部分的面积为S2，有端部分的有效面积为S2a.一般情况下，我们将液压缸活塞向外伸展时分为两种情况，第一种为第二级活塞不动，第一级活塞运动，两级活塞一起向外翻。第二种是每当第一级到达右面的点时，其所受的压力等于第二级活塞左半部分所受的压力，将第二级活塞推到第一级活塞的右半部分。在上述分析活塞外伸过程中，考虑到活塞的右端有效面积相对于左端面积比较小，而且外伸时有杆腔的压力比较低，忽略了作用在活塞右端上的液压力，这与实际是符合的[2]。我们从多级液压缸的工作过程可以看出这种液压缸较单级液压缸的效率更高，需注意方面更多。

　　3.二级双作用液压缸的设计注意点

　　在二级双作用液压缸中，其一级活塞杆制作过程比较复杂，在设计时要详细地考虑合理的设置。首先应注意在焊缝的设计时要留有足够的空间，其次要注意应该在磨平打光之前对左右油口进行加工；第三在设计内外钢管间的间隙时通常有两种设计方法，一种是内外管的外表面设置轴向槽；另一种是在内钢管外表设置螺旋槽，在螺旋槽和轴向槽的设置中必须在保证油量的前提下进行。第四在选择密封的材料时，要根据实际情况进行选择。其一般分为U和Y型（字母型），孔用组合，轴用组合三种情况。最后由于多级伸缩液压缸的活塞在整个系统里起着支撑作用。因此对于活塞和导向套的选择则要求其摩擦的阻力小，耐磨性强，承受压力大。

　　4.设计后的工作原理