液压油缸的发展历史和未来趋势简介

液压油缸缸是液压机中最早使用的液压元件之一。从外观上看，似乎基本结构没变，但实际上液压缸有了很大的发展。这不仅体现在液压缸作业功能的进步、作业规模的扩大、品类标准的提高和结构的改进上，还体现在液压缸研究的深化和计划会计理论的逐步完善上。

高压化是液压缸发展的主要趋势之一。目前液压缸最大工作压力已经超过140MPa。高压是减小液压缸径向尺寸的有效方法。一台30吨，工作压力70MPa的压力机，可以做得像台钻一样精致。2000~3000吨水压机采用100MPa以上的超高压液压缸，比普通高压水压机重量减轻1/2~2/3。

通过改进结构和工艺，液压缸的操作功能有了很大的进步。目前超高功能液压缸能在极低转速下稳定工作，高速功能已超过1500mm/s，工作温度范围扩展到-60~+200℃。使用寿命最长的液压缸要求运行6000公里以上，没有任何故障或零件损坏。为了提高液压彩虹车的战备完好性，防止行驶结束时的倒车冲击，对缓冲装置进行了探讨。

近年来，国外许多厂家选择了匀速减速平稳制动的缓冲结构，如抛物线环隙节省、台阶环隙节省、笛孔节省缓冲装置等。从国内外的技术资料和专利可以看出，各种新颖结构的液压缸不断出现，最重要的特点就是复合。比如以液压缸为主体，将泵、阀、马达等部件组装成一个整体，形成独立的液压设备；将气缸和液压缸安装在一起，利用气动推动液压缸工作，将摆动液压缸和推力液压缸组装在一起，完成多自由度的动作要求，将几个行程的液压缸串联起来，通过不同的动作组合进行各种长度的点控制；将液压缸分成三个工作油腔，利用差动运算原理完成六种不同速度的运动，将步进电机、带反作用机构的滑阀和液压缸组装成电液步进液压缸，用于机床和其它由数字程序控制的机械设备等。这不仅使机械设备的结构紧凑，而且使用方便。此外，还有许多特殊结构的液压缸。比如钢索液压缸，用包覆尼龙外皮的钢索代替活塞杆传递动力，借助滑轮可以任意改变动力的传递方向，缸筒弯曲的液压缸可以减少工作时占用的空间；大部分带自钡设备的液压缸在停止运动时可以防止外力跳跃等等。

能源危机的出现，迫使业界不得不关注能耗问题，这必然会加深对水力机械的影响。由于液压机械不仅需要动力，而且需要液压油作为传递动力的工作介质，因此如何提高动力和节能也是液压缸研究的重要课题之一。此外，正在进行许多关于防止污染、降低噪音、降低成本和提高可靠性的研究。

近年来，国内外发表的许多论文讨论了液压缸的稳定性、强度和局部应力，液压缸的运动特性和缓冲理论，液压垫的寿命。由于电子会计机的使用，液压缸的强度用有限元法计算，以零部件和成本为策略函数的优化规划日益增多。然而，与机械传动部件相比，液压缸的结构和强度规划理论还处于初级阶段。比如对齿轮的研究要适当加深，很多看起来很细微的问题都有专门的注释，构成了更精细的核算方法。

但在液压缸的规划运算中，目前常用的一些基本公式并不合理，只能粗略核算。有时候，我们会选择保存的核算方法，或者选择一个更大的安全系数来弥补核算中的一些不足。例如，在校核液压缸的稳定性时，将液压缸视为所有等截面的杆件，直接引用欧拉公式进行核算。结果相对保留，导致数据消耗、体积、组件增加。另一方面。由于缺乏对液压缸混沌应力状态的估计，所以选择的安全系数虽然大，但必然不安全。因此，有必要在今后做大量的实验和讨论，以进一步充分和完善液压缸的规划理论。