1　上移式油压机的油缸及其系统简介

　　在选定液压系统其它元件的情况下，油压机的工作效率取决于油缸的快进、压制、回程三个过程中的功率利用情况。采取上移式、子母缸的结构为各厂家所共识，已较好地解决了油缸的快进、压制过程的高效工作问题，但在解决回程速度问题上，各厂家方法不同，效果都不理想。这种油缸的结构及液压系统原理图见图1，图1（a）为定量泵系统，只适用于无保压要求的工况，图1（b）为限压式变量泵系统，不论有无保压要求的工况都适用，效率高。

（a）　　　　　　（b）

图1

2　现有厂家油压机油缸设计存在的问题

　　下表为省内几个主要厂家的油缸结构、参数及回程速度表（以200吨油压机为例，各厂家均采用电动机Y132M-4，国产10MCY14-1B高压柱塞泵（定量泵），Q=253750mm3/s=15.255L/min。
　　从下表中可以看出：A厂采用柱塞缸，为自重回程方式，结构简单，但回程速度太慢，而且受油缸柱塞和工作台自重的限制；B、C二厂都采取油压回程方式，B厂油缸动作正常，但回程速度仍比C厂慢，C厂油缸回程速度虽较理想，但使用中却经常出现回程不稳定，有时甚至活塞不能落下，有卡死的现象，动作可靠性差。
　　如何进行图1系统的油缸的结构设计和参数选择，才能既保证油缸动作可靠，又能达到理想的回程速度，就是本文所要研究和解决的问题。

略去预紧力后，为确保计算参数的安全可靠，K和μ应分别取其上限值，即K＝0.9，μ＝0.1。
　　从式中可以看出，当设计此种类型油压机的油缸时，在已知最大工作负载条件下，选定了系统压力，油缸缸径D可随之确定，查手册可得相应的H值，d也就可以确定。
　　目前，省内各主要厂家油压机大都采用上海或邵阳生产的高压柱塞泵，使用压力为20～27MPa,油缸直径D为Φ300mm～Φ360mm，采用的橡胶密封圈的宽度H＝20mm，考虑回程时必须克服两个密封圈的磨擦力。
　　因此，要在保证动作可靠性的前提下尽可能提高回程速度，油缸设计参数必须满足（2）式要求。

4　设计实例

　　前面提及的B厂产品如按本文的方法设计，由式（2）算得d应为：

　　取d＝332mm。
　　C厂产品如按本文的方法设计，由式（2）算得d应为：

　　取d＝356mm。

图2

　　我们根据上述原则设计生产的200吨快速上移式油压机的油缸，选定D＝328mm缸径（见图2），由式（2）算得：

　　取d＝320mm。
　　我们仍采用10MCY14-1B泵，回程速度为：

　　v回＝Q/［π（D²－d²）/4］
　　　　＝253750/［3.14×（328²－320²）/4］＝62mm/s

　　快进速度为：

　　v进＝Q／（πd²₀/4）＝253750／（3．14×80²／4）＝50mm/s

　　最大工作压力为：

　　pmax＝Gmax／（πD²/4）
　　　　＝2×10^６/（3.14×0.3282／4）
　　　　＝23681687.8Pa≈23.68MPa

　　电动机功率为：
　　N＝p_maxQ／（61．2η）
　　　＝23.68×15．225／（61．2×0．85）＝6.93kW
　　我们同样采用Y132M-4型7.5kW电机。在实际工作中，动作平稳、可靠,较好地解决了油缸结构和速度、动作可靠性之间的关系问题，自投放市场以来，深得用户好评。