波纹管式液压缸的设计与制造

　　金属波纹管是一种挠性元件, 具有伸缩特性。工业上利用该特性制成的波纹管膨胀节是由一个或几个波纹管及结构件组成, 用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道、设备的尺寸变化。利用波纹管的伸缩特性, 还可以设计一种新型的液压缸——波纹管式液压缸。

　　1 波纹管式液压缸结构

　　1.1 基本结构

　　波纹管式液压缸的基本结构如图1所示。基体1 起固定液压缸的作用, 液压缸也可以视使用场合的需要固定在其它形式的结构件上。波纹管2一端焊接在底板4上, 另一端焊接在推板5上, 与其它结构件形成液压腔3。3只限位钉6 焊接于推板5上并通过焊接于底板4上的密封罩组件7, 起到限制行程的作用。密封板8焊接在推板5上, 扰流组件9焊接在密封板8上。两根钢管10一端焊接在底板4上, 另一端焊接在基体1上, 起到固定液压缸的作用并成为工作介质进出液压腔3的通道。垫板11联接在推板5上, 根据工作状况可以设置或不设置该件。密封环装在推板上的密封槽中, 并与焊接或联接于基体1上的缸筒13相接触。管接头14焊接或联接在基体1上。

　　1.2 衍生结构

　　上述的结构只是一种基本结构, 根据其工作原理可以演变成若干种结构。

　　1.2.1 介质进出通道

　　基本结构中的介质流经基体1, 起冷却或加热基体的作用, 基体本身还可以增设流体通道来加强冷却或加热。另外液压缸的介质进出通道可以单独设置, 介质不流经基体, 这样在卸压时对基体的冷却或加热的影响要小些,效果较好。

　　1.2.2 波纹管的形式

　　波纹管可以是整体成型波纹管( 最常用的截面呈U形或Ω形) , 也可以由盘形或S 形的波纹膜片焊接而成的膜片式波纹管。从伸缩能力来衡量, 整体成型波纹管占用的空间最大, 盘形膜片式的次之, S形膜片式的最小。因此在相同的空间里, 能容纳更多的S形波纹膜片, 从而使液压缸的行程增大, 而波纹管受拉伸相应产生的应力却较小, 这是很好的优点, 可以减少液压缸的轴向尺寸。盘形或S形的波纹膜片因设计的需要, 有的比较薄, 造成焊接困难, 可以在膜片之间增加厚度比膜片厚的空心过渡垫片, 以利于焊接。波纹管的设计可以参考国家标准《金属波纹管膨胀节通用技术条件》(GB/T12777-1999)进行设计。

　　1.2.3 双作用结构

　　如果要求推板回缩的行程较大的话, 波纹管的回弹量就显得不够, 设计时可以在另一侧增设一个波纹管式液压缸, 如图2所示。该液压缸的介质进出通道独立设置, 不流经基体1。同时通过加大缸筒和波纹管外表面间的空间来设置若干根导柱3来联接两个液压缸, 通过换向阀的换向或其它形式使推板7伸出和缩回。由于有导柱3的导向作用, 如果工作环境允许的话, 可以不用设置缸筒4和密封环5。