ZYG气液增压缸的原理及其应用

　　随着现代工业自动化的发展,冲压成型的零部件越来越多,要实现冲压或注塑成型必须具备一种输出力很大的部件来挤压金属、橡胶或塑料。由于单一的气液增压缸速度不易控制,在载荷变化较大情况下,极易发生“爬行”或“自走”现象。而液动增压系统虽然具有输出力大的特点,但需要一个独立的有电动机、油泵、阀、邮箱、滤油器等液压元件组成的液压站,制造成本高、功耗大、噪声大,系统泄漏和油温控制在液压增压驱动系统中很难解决,不易满足工业需求^[1]。ZYG气液增压缸根据流体力学及气动、液压技术的原理,综合气压传动、液压传动的优点,利用液体的不可压缩与力的平衡原理,通过输入低工作气压获得较大输出作用力。满足了如压延金属、铆接板材、挤压成型各种容器等行业的作业要求。

　　1 ZYG气液增压缸的结构原理

　　ZYG气液增压缸的结构原理图如图1所示。

　　ZYG气液增压缸主要由油缸A,气缸B和气液转换缸C组成。气缸B是带后缓冲的普通气缸,其活塞面积与活塞杆面积之比是气液增压缸的增压比B,即B=活塞面积/活塞杆面积=D₂/d (D₂、d分别为气缸B的活塞A1与活塞杆B的直径)。中盖D连接着油缸A,气缸B和气液转换缸C,为了防止气体和液压油互串,内部沟槽的设计加工精度高,其密封件的选择合理。

　　密封件的性能决定了其用途,对于中盖左侧的密封件主要考虑耐磨密封,故选用聚氨酯,型号为B32028P5008的派克圈;对于中盖右侧的密封件,其密封性能要好,而YX形密封圈是依靠其张开的唇部紧贴于密封表面而保持密封,密封性能较好,摩擦阻力较小,耐压性能及工作稳定性好,使用寿命长,单独使用时不翻滚^[2],因此中盖右侧的密封圈选用了YX密封圈,保证了气缸内气体不串位到中盖与油液混合。安装时,活塞杆B的左端在中盖中的长度以不超过中盖与油缸连接的通孔为宜,保证了油缸A中的液压油通过中盖进入气液转换缸C,以推动活塞杆A向前运动;活塞杆A的右端与活塞A2的右端平齐;为了便于安装把气液转换缸C中的活塞分为活塞A2和活塞A3两部分。缸筒的选材上,由于气液转换缸C承受较大压力,需要的强度比油缸A和气缸B都大,所以气液转换缸C选择了强度较大的20号钢;油缸A主要起存储作用,气缸B缸径大,压力小,缸筒A、B的强度要求都不高,故选用材料为A6063D-T5的钢。ZYG气液增压缸使用纯气压为动力,利用气缸B内活塞A1与活塞杆d的直径截面积比例,将低压提高数倍供给气液转换缸C使用,使其达到增压的目的。

　　ZYG气压增压缸的工作系统图如图2所示。