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(1.江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學院 機電工程學院, 江蘇 徐州　221008； 2.江蘇徐州金楓液壓技術(shù)開發(fā)有限公司, 江蘇 徐州　221004)

引言

在液壓傳動的機械中，有些工作部份的運動需要按嚴格的順序依次動作。例如液壓傳動的機床常要求先夾緊工件，然后使工作臺移動以進行切削加工，這就要求驅(qū)動工作臺的液壓缸能按先后順序要求來動作。這樣在設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)時常采用順序動作回路來實現(xiàn)。

實現(xiàn)順序動作的液壓回路按照控制方式不同，可以分為行程控制和壓力控制兩種。

1　行程控制順序動作回路

圖1為行程閥控制的動作回路，在圖示狀態(tài)下，1、2兩液壓缸活塞均在左端。當推動手柄，使閥3左位工作，缸1的活塞右行，完成動作①;當缸1的活塞運動到終點后擋塊壓下行程閥4,缸2右行，完成動作②;手動換向閥C復位后，實現(xiàn)動作③; 隨著擋塊的后移，閥4復位，缸2活塞退回，實現(xiàn)動作④。

1.液壓缸1　2.液壓缸2　3.二位四通手動換向閥4.二位四通機動換向閥圖1　行程閥控制的順序動作回路

圖2為行程開關(guān)控制的動作回路。在圖示狀態(tài)下，1、2兩液壓缸活塞均在左端。電磁閥1YA通電時使閥左位工作，缸1的活塞右行，完成動作①;當缸1的活塞運動到終點后觸動行程開關(guān)2S，使電磁閥2YA通電換到左位，缸2的活塞右行，完成動作②;當缸2的活塞運動到終點后觸動行程開關(guān)4S，電磁閥1YA斷電復位，實現(xiàn)動作③;液壓缸1的活塞運動到終點后觸動行程開關(guān)1S，電磁閥2YA斷電復位，缸2的活塞退回實現(xiàn)動作④。

1.液壓缸1　2.液壓缸2　3.二位四通電磁換向閥4.二位四通電磁換向閥圖2　行程開關(guān)控制的順序動作回路

2　壓力控制順序動作回路

圖3為順序閥控制的動作回路。當換向閥左位接入回路且順序閥4的調(diào)定壓力大于液壓缸活塞伸出最大的左腔，缸1的右腔經(jīng)順序閥3的單向閥回油，實工作壓力時，順序閥4關(guān)閉，壓力油進入液壓缸1現(xiàn)動作①;當缸1的伸出行程結(jié)束到達終點后，壓力升高，壓力油打開順序閥4進入液壓缸2的左腔，缸2的右腔回油，實現(xiàn)動作②;同樣道理， 當換向閥右位接入回路且順序閥3的調(diào)定壓力大于液壓缸活塞縮回最大供油壓力時，順序閥3關(guān)閉，壓力油進入缸2的右腔，缸2的左腔經(jīng)順序閥2的單向閥回油，實現(xiàn)動作③;當液壓缸2的縮回行程結(jié)束到達終點后，壓力升高，壓力油打開順序閥3進入缸1的右腔，缸1的左腔回油，實現(xiàn)動作④。

1.液壓缸1　2.液壓缸2　3.單向順序閥　4.單向順序閥圖3　順序閥控制的順序動作回路

圖4為壓力繼電器控制的順序動作回路。其工作過程如下:當電磁鐵1YA通電時，換向閥5左位接人油路，壓力油進入液壓缸的1左腔，缸1的右腔回油，實現(xiàn)動作①;當液壓缸1的伸出行程結(jié)束到達終點后，壓力升高，繼電器3發(fā)出電信號，使電磁鐵3YA通電，壓力油進入液壓缸2的左腔，缸2的右腔回油，實現(xiàn)動作②;同樣道理，當3YA斷電、 4YA通電時，換向閥6右位接入油路，壓力油進入液壓缸2右腔，實現(xiàn)動作③;當缸2的縮回行程結(jié)束到達終點后，壓力升高，繼電器4發(fā)出電信號，使電磁鐵2YA通電，壓力油進入液壓缸1的右腔，實現(xiàn)動作④。

1.液壓缸1　2.液壓缸2　3.壓力繼電器　4.壓力繼電器5.三位四通電磁換向閥　6.三位四通電磁換向閥圖4　壓力繼電器控制的順序動作回路

從以上順利控制的原理可看出，利用液壓回路控制液壓缸的順序動作，回路復雜，應用的元件多，管路多，接頭多，極會造成控制的不可靠，空間的占用，泄漏的增加。

為減少利用液壓回路來控制液壓缸順利動作的弊端，同時精減結(jié)構(gòu)，提高可靠性，本文從執(zhí)行元件液壓缸本身結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，設(shè)計并研制了一種可以實現(xiàn)順序動作的雙出桿復合液壓缸，來實現(xiàn)上述順序動作的要求。

3　一種可以實現(xiàn)順序動作的雙出桿復合液壓缸

3.1　雙出桿復合液壓缸結(jié)構(gòu)說明

復合液壓缸是由采用特殊結(jié)構(gòu)的兩腔油路和4個順序閥組合來實現(xiàn)兩個活塞桿動作先后順序的。具體為一件外缸體、兩件內(nèi)缸體，和通過一件活動缸底及兩端端蓋組成的雙出桿復合液壓缸結(jié)構(gòu)。其中，一腔進油推動一端活塞桿1伸出，此端伸出到底后，打開順序閥，另一端活塞桿2伸出；另一腔進油；油液經(jīng)過特殊結(jié)構(gòu)的油路，推動活塞桿2縮回，縮回到底后，打開順序閥，另一端活塞桿1縮回。

3.2　雙出桿復合液壓缸結(jié)構(gòu)圖形

圖5為這種可以實現(xiàn)順序動作的雙出桿復合液壓缸的示意圖：

1.外缸體　2.上內(nèi)缸體　2.1.上活塞桿　2.2.上端蓋　3.下內(nèi)缸體3.1.下活塞桿　3.2.下端蓋　4.油路A　5.油路B　5.1.油路口C5.2.油路口D　6.油腔E　7.沉頭螺釘　8.密封配置　9.缸底a.順序閥I　b.順序閥II圖5　雙出桿復合液壓缸

如圖5所示，這一能實現(xiàn)順序動作的雙出桿復合液壓缸包括一件外缸體1、在外缸體1內(nèi)的上部固定一上內(nèi)缸體2，在外缸體1內(nèi)的下部固定一下內(nèi)缸體3，在上內(nèi)缸體2和下內(nèi)缸體3之間設(shè)有缸底9，缸底9固定在外缸體1內(nèi)，在缸底9上開設(shè)能連通上內(nèi)缸體進油腔和下內(nèi)缸體進油腔的順序閥Ⅱ，所述的順序閥Ⅱ設(shè)有兩個，沿液壓缸中心軸線對稱布置。在下內(nèi)缸體3中安裝與之配合的下活塞桿3.1，在下內(nèi)缸體3和外缸體1的下端安裝有下端蓋3.2，下內(nèi)端蓋3.2和下活塞桿3.1之間裝有密封配置8；在上內(nèi)缸體2中安裝與之配合的上活塞桿2.1，在上內(nèi)缸體2和外缸體1的上端安裝有上端蓋2.2，上端蓋2.2和上活塞桿2.1之間裝有密封配置8，上端蓋2.2和下端蓋3.2由沉頭螺釘7固定在外缸體1上。在上活塞桿2.1內(nèi)開設(shè)連通外部與上內(nèi)缸體進油腔的油路A4和連通外部與上內(nèi)缸體回油腔的油路B5， 油路B5和上內(nèi)缸體回油腔之間設(shè)有油路口C5.1和油路口D5.2。在上內(nèi)缸體2、下內(nèi)缸體3和外缸體1之間開有連通上內(nèi)缸體回油腔和下內(nèi)缸體回油腔的油腔E6，在上活塞缸2.1處于完全伸出狀態(tài)時，油路口C5.1可連通油路B和油腔E，在上內(nèi)缸體回油腔上部與油腔E6之間設(shè)有順序閥Ⅰ，順序閥Ⅰ設(shè)有兩個，沿液壓缸中心軸線對稱布置。

3.3　工作原理

油路A4進油，油液作用于上活塞桿2.1下端面，上內(nèi)缸體2回油腔油液通過油路B5回油，上活塞桿2.1伸出，此端伸出到底后，順序閥Ⅱ打開，油液作用于下活塞桿3.1上端面，下內(nèi)缸體3回油腔油液通過油腔E6、有路口C5.1、油路B5回油，下活塞桿伸出。

油路B5進油(此時上、下活塞桿全伸狀態(tài))，油液經(jīng)過油路口C5.1和油腔E6作用于下活塞桿3下端面，下內(nèi)缸體3進油腔油液通過順序閥Ⅱ和油路A4回油，下活塞桿3.1縮回，縮回到底后，順序閥Ⅰ打開，油液作用于上活塞桿2.1上端面，上內(nèi)缸體2進油腔油液經(jīng)油路A4回油，上活塞桿2.1縮回。

順序閥3和順序閥4的作用是油液回油和活塞桿穩(wěn)定。

4　結(jié)論

這種結(jié)構(gòu)簡單實現(xiàn)了兩個液壓缸的組合；規(guī)定了復合缸兩活塞桿的動作順序，防止了順序錯亂，并使得活塞桿在兩端部都能保持穩(wěn)定；同時液壓缸兩腔油路設(shè)計緊湊，使液壓缸的動作可靠性得到了保證。這種雙出桿復合液壓缸可以在有動作先后順序要求的工作裝置上使用。

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