液压缸(也称为线性液压马达)是一种机械执行器,能透过单向行程提供单向力。这项技术在工程车辆、制造机械、电梯及土木工程等领域广泛应用,扮演着关键的角色。液压缸的工作原理与肌肉相似,当机器的液压系统启动时,液压缸负责实现运动,这就是为何它被称作「机械肌肉」的原因。
液压系统中的能量是如何转换成机械运动的?
液压缸的力量来自于加压的液压油,这种液体是不易被压缩的。制造液压缸的常用液体是油。液压缸由一个缸筒组成,活塞与活塞杆相连,能够在缸筒内部前后移动。缸筒一端由缸底(也叫盖)封闭,而另一端则是缸头(也叫腺体),纵使活塞杆从缸内伸出。活塞内部配备滑动环和密封装置,将缸内部分为上下两个腔室,分别为底部腔室(盖端)和活塞杆侧腔室(杆端/头端)。
液压缸是液压系统的执行器或「马达」部分,而液压泵则是系统的「发电机」。泵将固定或调节流量的油送至液压缸以推动活塞。常见的液压泵有手动泵、空气驱动泵和电动泵。
液压缸广泛应用于需要高力量的机器,如地球动作设备(挖土机、反铲和拖拉机等),以提升或降低吊臂、臂和斗等部件。在制造业中,液压缸也被应用于弯曲机、金属板剪切机及刨花板或胶合板的压制。
缸筒的主要功能是容纳缸内的压力。通常由经过磨光的无缝钢管制成。缸筒表面光滑且耐磨,有效率地支持活塞的运转。
盖的主要功能是封闭压力腔的一端,并可用作缸的安装部件。通常透过焊接、螺纹或螺栓固定到缸身。
活塞用来分隔缸内的压力区域。其设计使得活塞能够在高压下有效运作。
活塞杆是由硬铬镀层的冷轧钢制成,与活塞相连,并从缸头伸出,与工件连接.
密封装置用于防止液压油沿着活塞杆的接口泄漏,在缸头内的密封沟槽中起着关键作用。
不同的密封材料适用于不同的应用场景,尼龙、聚氨酯及氟碳材料是常见的选择,他们能够抵抗不同的液压工作压力及温度。
液压缸分为单作用和双作用两种设计。单作用缸一般较为经济,泵送液体使活塞伸出,而透过外部力量或重力来回收;双作用缸则在两端都有进油口,可控制活塞的伸缩。
液压缸的结构设计主要分为两种:拉杆式和焊接式。拉杆式液压缸透过坚固的螺纹钢杆连接端盖,方便维修和服务;而焊接式则结构更为紧凑,适合在空间受限的地方使用。
液压缸在重型机械建设中的重要性不言而喻,但是未来的技术发展将会使这一技术向何方向演进呢?