钢绞线拉伸液压缸的设计与制造

　　1 前言

　　建筑、桥梁等工程上用的钢绞线、钢筋、纲索或钢构件经过适量拉伸变形可产生一定的预应力;预应力的产生可提高钢绞线、钢筋、纲索或钢构件的强度,以改善混凝土结构或钢构件的使用性能。预应力钢绞线、钢筋、纲索或钢构件在房屋建筑、桥梁、道路等工程中越来越得到广泛的应用。

　　钢绞线拉伸液压缸主要用于钢绞线、钢筋、纲索预应力的拉制。该液压缸的主要特点是结构上属穿心式的二级液压缸;缸径250~470 mm,属大缸径系列;工作压力41 MPa,压力较高,根据液压缸内孔孔径的不同可产生250~700 t的张拉力。由于液压缸结构比一般液压缸复杂,且工作压力高,因此在结构设计、密封形式、零件材料选用、制造工艺等方面有着特殊的要求。

　　目前国内和东南亚市场上使用的钢绞线拉伸液压缸大多从欧美和澳大利亚等国进口,研制和开发钢绞线拉伸液压缸具有很好的市场前景。我们根据市场需求,成功研制了钢绞线拉伸系列液压缸,并已批量出口新加坡等东南亚国家。

　　2 液压缸设计

　　结构特点：钢绞线拉伸液压缸结构示意图如图1所示。由图1中可以看出,钢绞线拉伸液压缸与普通液压缸比较,结构上有不少独特之处。

　　(1)类似于二级液压缸 由于被拉伸的多股钢绞线必须从液压缸的心部穿过,因此液压缸心部设置有空心内套12。活塞杆2在缸筒7和内套之间滑动,缸筒和活塞杆分别设置有两套轴用密封圈4、防尘圈3和支承环10,这种结构类似于二级液压缸;

　　(2)导向防转动装置 钢绞线拉伸过程中在高压作用下会导致活塞杆发生转动而影响液压缸正常工作,故在缸筒左右方向上焊有两个导向座5,运行中活塞杆上的二支导向杆6在导向座中往复移动,以防止活塞杆转动;

　　(3)缸筒与导向套、活塞与活塞杆设计成一体 缸筒与导向套、活塞与活塞杆设计成一体,其目的是制造中尽可能保证缸筒轴用密封面和导向支承面与缸筒内孔之间、活塞孔用密封面和支承面与活塞杆外圆之间较高的同轴度要求,减少零件与零件配合间隙产生的累计误差;同时,尽可能地减少零件数量以便于装配;

　　(4)非焊接式缸底结构 缸底11采用内外螺纹结构,分别与缸筒和内套连接,由O形圈密封;这种设计不同于一般液压缸的缸底焊接结构,这样便于拆装和便于更换密封件和易损件;

　　(5)高压密封系统钢绞线拉伸液压缸的一个显著特点是设置有高压密封系统。密封系统由一套孔用密封圈9和2套轴用密封组成;孔用密封是由导向环、密封体和弹性体3部分组成,轴用密封由防挤垫圈和密封体2部分组成。这2种密封件均由聚甲醛、聚氨脂材料制成,其结构专为超高压动密封系统设计。经过试验和实际使用表明,本密封系统具有优越的静态和动态密封性能且耐久可靠。