活塞

由于活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此，它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的滑动配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄漏，降低容积效率，使液压缸达不到要求的设计性能。液压力的大小与活塞的有效工作面积有关，活塞直径应与缸筒内径一致。设计活塞时，主要任务就是确定活塞的结构型式

(1)活塞结构型式

根据密封装置型式来选用活塞结构型式(密封装置则按工作条件选定)。通常分为整体活塞和组合活塞两类。整体活塞在活塞圆周上开沟槽，安置密封圈，结构简单，但给活塞的加工带来困难，密封圈安装时也容易拉伤和扭曲。组合活塞结构多样，主要由密封型式决定。组合活塞大多数可以多次拆装，密封件使用寿命长。随着耐磨的导向环的大量使用，多数密封圈与导向环联合使用，大大降低了活塞的加工成本

表1　　　　　　　　　　　　　　　　　　活塞结构型式

整体活塞

组合活塞

无活塞(整套密封件代替活塞)

适用于2.5MPa以下液压油密封，结构简单，更换容易

注：1—活塞；2—密封装置；3—导向套；4—活塞杆。

(2)活塞与活塞杆连接型式

活塞与活塞杆连接有多种型式，所有型式均需有锁紧措施，以防止工作时由于往复运动而松开。同时在活塞与活塞杆之间需设置静密封

表2　　　　　　　　　　　　　　　常用的活塞与活塞杆连接型式

卡

环

型

两半卡环卡入卡环槽后会松脱，需套上卡环帽，再装上弹性挡圈。装拆方便，低速时使用广泛。注意，不应使弹性挡圈承受大的轴向力

轴

套

型

螺钉固定式不便于设计缓冲柱塞，活塞杆缩回撞击缸底时，螺钉易损坏，所以螺钉头不宜凸出活塞端面

螺

母

型

锁

紧

螺

母

型

焊

接

型

注：1—卡环；2—轴套；3—弹性挡圈；4—活塞杆；5—活塞；6—螺钉；7—钎焊点。

(3) 活塞密封结构

活塞的密封型式与活塞的结构有关，可根据液压缸的不同作用和不同工作压力来选择

表3　　　　　　　　　　　　　　　　　　常用活塞密封结构

密

封

圈

密

封

O

型

密

封

圈

Y

形

密

封

圈

Y_x

形

密

封

圈

V

型

密

封

圈

1，4，5—尼龙环(尼龙1010)；

2，3—橡胶密封圈

车

氏

组

合

密

封

氟橡胶材料制作的滑环及Ｏ形圈组合，结构简单，摩擦阻力小，密封性能好，多次拆卸可重复使用

活

塞

环

密

封

使用活塞环密封，摩擦阻力小，耐磨，寿命长，适用于高温、高速工况，但是活塞环制造工艺复杂，内部泄漏较大，密封效果差，对于内泄漏要求较严的液压缸不宜采用

间

隙

密

封

这种密封不用密封件，在活塞上开出几个小沟槽，完全依靠活塞与缸筒间的精密配合保证密封效果。因此，它与缸筒的尺寸公差等级、形位公差等级要求很高，表面粗糙度值小，一般均需配研。这种活塞多用于精度高、直径小、速度低的液压缸。对于需要通过孔、槽的活塞采用这种结构有独特的优点，因为它没有容易刮伤的密封件，不会因密封件的损坏而发生泄漏

(4) 活塞材料

无导向环活塞：高强度铸铁HT200~HT300或球墨铸铁

有导向环活塞：优质碳素钢20、35及45，有的在外径套尼龙或聚四氟乙烯＋玻璃纤维和聚三氟氯乙烯材料制成的支承环，装配式活塞外环可用锡青铜

还有用铝合金作为活塞材料

(5) 活塞尺寸及加工公差

活塞宽度一般为活塞外径的0.6~1.0倍，但也要根据密封件的型式、数量和安装导向环的沟槽尺寸而定。有时，可以结合中隔圈的布置确定活塞宽度

活塞外径的配合一般采用f9，外径对内孔的同轴度公差不大于0.02mm，端面与轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，外表面的圆度和圆柱度公差一般不大于外径公差之半，表面粗糙度视结构型式不同而异