液壓缸是液壓系統(tǒng)的重要組成部分，是其主要的執(zhí)行元件之一，因其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，在現(xiàn)代化大型機(jī)械系統(tǒng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。而對于液壓缸來說，其質(zhì)量的好壞又直接影響著整機(jī)的工作效率，同時(shí)內(nèi)泄漏又是其最突出的質(zhì)量問題，至今仍沒有得到很好的解決，因此該文將針對液壓缸內(nèi)泄漏問題，從泄漏原因、理論計(jì)算兩方面再結(jié)合間隙式活塞密封結(jié)構(gòu)，進(jìn)行分析與研究，并提出相應(yīng)的措施。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.mp99x.cn/)認(rèn)為其思路和方法可以為分析其他類密封結(jié)構(gòu)的液壓缸提供一定的借鑒，同時(shí)也可以為液壓缸的間隙設(shè)計(jì)和實(shí)際使用提供一定的參考依據(jù)。

　　引言

　　隨著國內(nèi)液壓行業(yè)的快速發(fā)展，作為液壓系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓缸也取得了良好的發(fā)展態(tài)勢，并占穩(wěn)了一定的市場。與此同時(shí)各主要應(yīng)用機(jī)械對液壓缸的性能要求也變得越來越嚴(yán)格，因?yàn)槠湫阅艿膬?yōu)劣直接影響到整機(jī)的使用情況，關(guān)系到整機(jī)的工作可靠性及其市場競爭力。為此，各液壓元件生產(chǎn)廠家對液壓缸質(zhì)量問題的研究也投入了越來越多的人力和財(cái)力，但作為液壓缸主要難題之一的內(nèi)泄漏問題，至今仍是沒有得到十分有效的解決。

　　同時(shí)，整個(gè)行業(yè)對此方面的探索，也是層出不窮，針對此種情況，本文將在此對其產(chǎn)生原因及理論研究進(jìn)行一定程度的剖析。

1、內(nèi)泄漏的危害及產(chǎn)生原因

　　作為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，嚴(yán)格控制內(nèi)泄漏量對液壓缸使用極其重要，因?yàn)橐坏┰诠ぷ鬟^程中，液壓缸產(chǎn)生內(nèi)泄漏情況：如果在伸縮運(yùn)動(dòng)過程中，輕則會(huì)影響其工作效率，重則直接導(dǎo)致整機(jī)無法正常工作；而如果是在保壓過程時(shí)，輕則會(huì)導(dǎo)致活塞桿緩慢回縮，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成如吊重急落、主機(jī)傾翻等重大事故。因此有必要對其進(jìn)行深入的研究，而影響液壓缸內(nèi)泄漏的因素是多方面的，如由于磨損、變形等造成的密封間隙的改變，密封件的磨損老化，氣體、水及顆粒狀雜質(zhì)對液壓油的污染，液壓缸工作溫度和密封兩端壓力差的極化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合程度以及零部件的加工裝配精度等等。

2、理論分析

　　在此，以間隙式密封結(jié)構(gòu)的液壓缸為例。其活塞與缸筒配合結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 間隙式活塞密封結(jié)構(gòu)

　　2.1、內(nèi)泄漏的計(jì)算方法

　　根據(jù)流體在環(huán)形縫隙中流量的計(jì)算公式，可有：間隙式密封結(jié)構(gòu)液壓缸的內(nèi)泄漏量：

　　由(1)式分析，易知，對于基本參數(shù)已定的液壓缸來說，影響其內(nèi)泄量的主要因素有間隙δ 、液壓油動(dòng)力粘度μ 、壓差Δp 以及相對速度u0 ，其中尤以間隙δ 影響最大。

　　而對于這些變量，本文將從彈性變形、工作溫度、混入氣體以及液壓沖擊等方面進(jìn)行分析。

3、改善措施

　　通過以上對液壓缸內(nèi)泄漏原因及其理論的分析，可以找到泄漏量與各主要影響因素之間的大致關(guān)系，從而提出如下幾方面的改善措施：

　　(1)液壓缸在設(shè)計(jì)初期，應(yīng)考慮油壓造成的缸筒變形，可以適當(dāng)?shù)臏p小密封設(shè)計(jì)間隙或者加大缸筒壁厚；

　　(2)缸筒材料的選擇，在考慮生產(chǎn)能力及經(jīng)濟(jì)成本的前提下，盡量提高材料的彈性模量；

　　(3)選擇液壓油時(shí)，不僅要考慮液壓缸工作時(shí)的溫度范圍，并且增加排氣孔等裝置，嚴(yán)格控制液壓油的含氣量及水分；

　　(4)盡可能增加改善緩沖裝置，減緩速度變化強(qiáng)度，尤其是對動(dòng)作頻繁的液壓缸，以此減小其沖擊造成的壓力增大；

　　(5)根據(jù)速度方向與壓差方向的關(guān)系，在主機(jī)上使用時(shí)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整活塞伸出與縮回的速度大小。

4、結(jié)束語

　　本文通過間隙式密封結(jié)構(gòu)和環(huán)形縫隙流量公式的結(jié)合，從彈性變形、溫度、含氣量、液壓沖擊等方面進(jìn)行了簡要的分析，從而得出一些初步的改善對策，可以為以后進(jìn)一步的研究，打下一定的基礎(chǔ)。同時(shí)也可為液壓缸的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主機(jī)上的合理應(yīng)用提供些許依據(jù)。