详解液压缸缓冲装置的结构、作用及缓冲力计算
详解液压缸缓冲装置的结构、作用及缓冲力计算
液压缸缓冲装置是液压系统中的重要组成部分，主要用于减缓活塞杆在行程终点时的冲击和振动。本文将详细介绍液压缸缓冲装置的结构、作用及缓冲力计算方法。
液压油缸缓冲装置的结构
液压油缸缓冲装置通常由缓冲柱塞、缓冲腔和节流孔等部分组成。
缓冲柱塞：一般安装在油缸的活塞杆端部或缸盖处。当油缸运动到接近行程终点时，缓冲柱塞首先进入缓冲腔。
缓冲腔：是一个特殊设计的空间，与油缸的工作腔相连。当缓冲柱塞进入缓冲腔时，会压缩缓冲腔内的油液，从而产生缓冲力。
节流孔：设置在缓冲腔与工作腔之间，或者在缓冲柱塞上。节流孔的大小和数量可以调节缓冲力的大小和缓冲效果。
图中标注：
1.活塞 2.锥形缓冲套 3.缸底 4.活塞腔 5.阻尼孔 6.可调节流阀 7.螺钉 8.锁紧螺母 9.单向阀 10.排气阀螺钉
活塞(1)通过缓冲套安装在活塞杆上，当锥形缓冲套(2)进入缸底(3)的孔时，随着其开口逐步减小，离开活塞腔(4)的液流最后为零。活塞腔(4)的流体只能由孔(5)和可调节流阀(6)流出。缓冲的效果要通过节流阀来设置。流动截面积越小，末端缓冲的效果就越好。
设定缓冲位置时，采用节流阀可防止螺钉(7)松脱通过锁紧螺母(8)可对缓冲设定进行保护。
使用单向阀(9)有助于液压缸启动时外伸动作的完成因此，液压缸外伸时液流绕过节流口。而液压缸中的气体可通过排气阀螺钉(10)排出。
无未端缓冲的液压缸,可以只安装排气阀螺钉
液压油缸缓冲装置的作用
- 减少冲击和振动
在液压油缸的运动过程中，如果没有缓冲装置，当活塞杆运动到行程终点时，会以较大的速度撞击缸盖或其他部件，产生巨大的冲击和振动。这不仅会对油缸本身造成损坏，还会影响整个液压系统的稳定性和可靠性。
而缓冲装置通过压缩油液产生缓冲力，可以有效地减缓活塞杆的运动速度，降低冲击和振动，保护油缸和液压系统。
- 延长设备使用寿命
巨大的冲击和振动会使油缸的密封件、活塞杆、缸筒等部件受到过度的应力，从而加速磨损和损坏。缓冲装置的使用可以减少这种应力，延长油缸和相关部件的使用寿命。
同时，对于与油缸连接的其他机械设备，如起重机的起重臂、挖掘机的斗杆等，也能起到保护作用，减少因冲击而导致的设备故障和维修成本。
- 提高工作效率和安全性
平稳的运动可以提高液压油缸的工作效率，减少因冲击和振动而导致的能量损失和工作中断。
此外，缓冲装置还可以提高设备的安全性。在一些对安全性要求较高的场合，如起重设备、电梯等，缓冲装置可以防止意外事故的发生，保障人员和设备的安全。
液压油缸缓冲装置缓冲力的计算
水平方向的液压缸制动力可计算如下：
伸出F=m*a+Ak*p
复位F=m*a+Ar*p
F=制动力 (N)
m=运动质量 (kg)
a= 减速度(m/s²) (a=V²/(2*s))
V =行程速度(m/s)
s=缓冲长度(m)
Ak=活塞截面积(cm²)
Ar= 环形面积(cm²)
p= 系统压力(N/cm²)
1 bar = 10 N/cm
对于垂直的运动液压缸，必须根据运动方向，把重力(包括外负载的,活塞和活塞杆的)加到制动力F中，或从制动力F中减去这部分重力值以上的计算忽略了缸体内的摩擦力。