直通式多级缸设计

　　前言：

　　前推多级液压缸是用于重型自卸车的单作用套筒液压缸，它具有结构简单、布置空间宽敞、举升吨位大等优点。 该系列产品2000年开始在我国应用，现已成为我国大吨位自卸车的主要配置油缸。

　　国外前推多级液压缸的知名生产商主要有美国的卡斯特姆、意大利的比利多、荷兰的海沃等。现卡斯特姆和比利多在国内开发了代理商， 而海沃建立了海沃扬州公司，形成了年产2万多支多级缸的能力，且建立了完善的销售和售后服务体系，成为中国市场前推自卸车油缸及液压系统的最强势品牌。

　　国内前推多级液压缸的生产厂家主要集中在湖北十堰和山东临清、德州，已形成两个产业群体。经过2003-2009年的不断优化改进， 国产前推多级液压缸的品质和市场占有率得到很大的提高。

　　随着市场的成熟和竞争的加剧， 前推多级液压缸的单位销售价格出现整体下降的趋势， 为应对市场，进一步优化产品结构，改善加工工艺，降低单位产品的成本，显得尤为迫切。正是在这种情况下，我厂启动了直通式前推液压缸的开发。

　　1 原有缸筒结构分析

　　从单作用伸缩式多级缸的使用特性来说，多级缸中伸出的每一级缸筒的外圆和内孔必须能限位，原有的多级缸的缸筒的基本结构就是限位装置与缸筒为一体化设计，具体结构见下面简图（图1）：

　　该结构缸筒有以下特点：

　　1） 缸筒限位与缸体为一整体的一体式结构，限位可靠。

　　2） 内孔和外圆的限位台阶部分的长度占缸筒总长的例不到10%，材料利用率低，加工效率低下。

　　3）因为外圆和内孔限位台阶的存在，大大提高了加工难度。

　　4）材料成本和加工成本一直居高不下。

　　2 直通式缸筒结构简介

　　针对上述问题， 能否在设计过程中将缸筒的限位台阶与缸筒本身一分为二呢？ 这样缸筒的毛坯余量可以大大减小， 同时提高材料的利用率和加工效率，答案是可以的，下面的简图就是改进后的直通式的多级缸的缸筒简图（见图2）：

　　从上图可看出，图2中的限位台阶与缸筒一分为二， 这样缸筒的内孔和外圆上的凸起的台阶全部取消，内孔和外圆仅加工一些嵌入式沟槽，限位功能仅是增加了两个零件来实现，图中件2（2件）采用两半式结构进行嵌入式安装， 既起限位功能同时又能在缸筒的运行过程中实现导向功能，件2的材料采用合金球墨铸铁， 材料的抗拉强度可达500MPa，屈服强度可达320MPa（接近45#钢的屈服强度），限位强度完全可靠；件3开口弹性挡圈也是嵌入式安装，在油缸的运行过程中仅起限位功能。