《重型机械科技}2002年第2期液压缸任意位置的自动闭锁技术赵旭明(内蒙古北方重工业集团有限公司，内蒙古014033)摘要介绍了液压缸在任意位置自动闭锁的三种方式，分析了各自特点并着重介绍了侧向机械锁方式。关键词自动闭锁机械锁解锁1前言液压缸作为液压系统的执行元件，在工程上应用非常广泛。一般情况下，由于系统中有液压锁(液控单向阀或双向锁)，可以实现液压缸在任意位置闭锁功能，但油腔的前后腔及液压阀总有少量泄漏，尤其在长时间工作时，液压缸的闭锁性能是不可靠的。对于一般的液压缸来说影响并不大，如工程中用的液压缸等，但对一些重要的系统来说却是致命的，如调平系统要求长时间保持调平精度，会由于闭锁的不可靠而失去调平精度，使整个系统失去基准。因此，研究液压缸的任意位置自动可靠闭锁技术对保证系统正常工作非常重要。在产品设计中，遇到此类问题。系统要求必须保持长时间、可靠性高的调平精度，且自动化程度要高，并能满足恶劣环境要求。而单纯靠液压锁来保证调平精度的可靠性是不够的，无法满足使用要求，必须采用新型的闭锁技术。针对系统要求可采用几种锁紧方式。本文介绍了三种自动闭锁方式，分析各自特点，最后采用了侧向机械锁方式，取得了较好的实用效果。2三种自动闭锁方式简介2．1侧向机械锁式结构简图见图1。主要结构持点：为使液压缸在轴向任意位置闭锁，可从径向上施加一定的作用力。作用力的产生可采用碟簧，解锁可采用液压方式，与整个液压系统相统一。此结构是应用摩擦和变形应力理论共同作用来产生闭锁力(见后面的受力分析图)。此结构在一些进口设备中有过应用，但缸径较小。14虽然应用摩擦和变形应力两种理论来产生闭锁力，其数值仍然很大，对活动缸筒的强度、韧性及耐磨性要求较高，对活动缸筒和固定缸筒问的间隙要求较严格。由于主要靠摩擦起作用，不能充分润滑，存在活动缸筒和固定缸筒“抱死”隐患。从其应用范围来看，所需闭锁的轴向载荷不宜过高。一般应控制在100kN以内，否则，闭锁力过大，对活动缸筒强度、韧性要求过高，产生永久变形使结构失效，且解锁力太大，若以液压方式解锁，造成解锁压力过高，给整个系统造成困难。2．2弹簧锥套夹紧式l_2]结构简图见图2。采用弹簧锥套夹紧式实现液压缸在任意位置闭锁，类似锥套夹紧工件结构。弹簧夹套与活动缸筒位“硬对硬”接触，易造成划伤。但可使固定缸筒与活动缸筒件有导向件，零件不刚性接触，从而可彻底解除“抱死”隐患。由于靠纯摩擦起作用，锁紧力相当大，对材料要求很高。其径向尺寸大，结构复杂，但因解锁面积相对较大，对降低解锁压力有利。2．3缸内径向锁紧式此结构可认为是弹簧锥套夹紧式的改进，采用摩擦系数大的摩擦材料(如粉末冶金石棉摩擦材料)，并采用增力结构如锥套结构，从而降低锁紧力，但必须有可靠的防油措施。应该讲此结构解决了上述两种方式的缺点，但结构复杂，适用于缸径较大的液压缸，否则，锁紧力的产生很困难，且解锁压力过高(结构简图略)。3侧向机械闭锁结构分析3．1理论上的先进性《重型机械科技~2002年第2期图1侧向机械锁式l一缸底塞2一缸简3一防尘帽4一锁座5一外缸筒6一压圈7一磉簧8一压圈9一制动块lO一解锁活塞儿一压块l2一密封圈l3一解锁缸体l4一解锁油口l5一螺钉l6一调整垫圈l7一活塞l8一密封圈l9一导向环2O一活塞杆从理论上看侧向机械锁式是较先进的。它不仅应用摩擦原理，更主要是应用了弹性变形应力来闭锁．这对降低锁紧力是很重要的。按纯摩擦理论计算，要载荷90kN能闭锁，所需的锁紧力要达220kN~800kN(与摩擦系数有关)，使结构无法实现。而本结构可大大降低锁紧力。3．2锁紧力和解锁力的产生锁紧力和解锁力是相辅相成的，他们的产生由相对独立的机械锁(见图3)来实现，可保证互换性。给调试和维护保养带来方便。由于所需锁紧力较大，由压缩碟簧来产生，解锁力不仅要克服现有的碟簧力，还必须高于其值若干。从而完全解锁，保证缸筒的活动自由。因机械锁的径向尺寸不可能很大，对碟簧的尺寸有限制。可两片碟簧叠合使用，以增加力量。解锁力由液压方式来实现，解锁压力要高于系统压力许多，在液压系统中可采用高压泵或增压缸，也可采用现代“一泵...
