加工精度对液压油缸受力的影响

i液压油缸结构组成
    重庆液压油缸维修随着现代工业的发展，液压传动技术在交通道路工程机械行业中得到了极大应用和发展。液压传动设备通常由动力、执行、控制和辅助等四种元件组成，液压缸是液压系统中应用广泛的主要执行元件，液压油缸的主要组成部件有缸体、活塞、活塞杆、导向套、卡键等，各部件之间的结构配合关系如图i，其中卡键结合处是其结构的薄弱环节。

2油缸的使用行程
    在道路复拌机上应用的液压系统，主要用于顶升整个设备的重量，整个复拌设备与顶升横梁相连接，当整个设备需要被顶升时，液压油泵工作，对油缸的无杆腔注油，活塞杆伸展上部结构向上运动，此时，缸体的卡键槽底面不受力。当油缸处于最大行程时，难以确定已达到最大行程，操作人员往往用溢流阀溢流作为判断准则，即无杆腔充油活塞杆伸展到底时，继续加压，系统压力会上升直到溢流压力，此时导向套在活塞作用下对卡键产生压力，该压力通过卡键传递到缸体的卡键槽底面上。整个液压油缸的整个流程形式见图2。

3卡键结合处配合[X31
    从目前多个油缸厂家的技术资料来看，各个厂家油缸卡键结合处配合尺寸略有不同，其配合的紧密程度会影响到卡键结合处受力情况，以下是两家油缸厂家卡键结合处的配合尺寸对比。图3为卡键结合处配合间隙较大，周向尺寸配合间隙理论最大值为0.40mm，公差配合要求较低，在卡键受力时，认为其周向与油缸内侧面非接触.不能为其提供限位;图4为卡键结合处紧密配合情况，周向尺寸配合间隙理论最大值为0.2mm，公差配合要求较高，在卡键受力时，可认为其周向与油缸内侧面接触，为其提供限位。

  应用通用有限元仿真软件ALGOR对模型进行受力分析，对于油缸卡键结合处周向间隙较大情况，因卡键为分离体，在外力的作用下将形成一定力矩使卡键绕某轴转动趋势，使键的两端压力大于中间，而且中间部分卜部会形成向下的压力。这种情况在有限元分析时，很难进行完全模拟一下面以卡键底面与油缸卡槽卜表面做粘合处理，卡键周l句不施加约束来进行模拟。该种模拟存在一定的误差，其计算应力将比实际情况小油缸底槽的应力分

布见图6
    油缸底槽夕陋组Von Miles Stress最幻立力分布在290MPa区域，大于20钢的，--245MPa，导致油缸底槽断裂二油缸底槽内侧Von Mises Stress最大应力分布在510MPa左右，远大于20钢的挤压应力。=1.5Q} 367MPa，根据第四强度理论，材料产生塑性变形，导致油缸的挤压破坏6、
4.2油缸卡键结合处周向间隙较小情况
    对于油缸卡键结合处周向间隙较小，卡键结合处公差配合要求较高情况，其外力形成的力矩由导向套和缸体形成的反力抵消，对缸体的受力影响较小。卡键结合处公差配合要求较高。下面以卡键底面与油缸卡槽上表面做粘合处理，卡键的外圆周面限制其水平的位移和转动。油缸底槽的应力分布(见图7)

    油缸底槽Von Mises Stress最大应力分布在200MPs区域以上，接近20钢的二厂245MPa，但不会导致油缸底槽断裂。其Von Mises Stress应力远小于20钢的挤压应力，}=1.S}r,--367MPa，根据第四强度理论，不会导致油缸的挤压破坏
    从对比中可以看出:卜键结合处紧密配合情况下，若周向尺寸配合间隙最大值小于0.2mm，在卡键受力时，可认为卡键外圆周与油缸内侧面完全接触，其油缸卜槽处的受力会明显减小
5结论
    卡键处的加工精度影响卡键结合处受力情况，在油缸的设计和加工中应保证周向配合间隙较小，建议周向尺寸配合间隙小于0.2mm，以确保外力形成的力矩由导向套和缸体形成的反力抵消