耳轴液压缸比耳环式转得更大,但用错了耳轴可能断掉
耳轴液压缸是液压缸安装方式里最灵活的一种。它通过缸体上伸出的一根轴(耳轴)卡在支座的U型槽里,让油缸可以绕着耳轴摆动。吊车变幅、挖掘机臂架、自卸车举升的油缸,用的大多是耳轴式。耳环式只能跟着销轴转,耳轴式是整根缸绕着轴心转,活动幅度更大。今天把耳轴液压缸的三种安装形式、受力特点和安装禁忌说清楚。
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一、耳轴液压缸长什么样?
耳轴就是一根从缸体两侧伸出来的短轴,通常是圆柱形,和缸体轴线垂直。油缸就靠这根轴卡在支座的槽里,工作时可以绕着耳轴转动。耳轴液压缸有三种形式,区别在于耳轴装在缸体的位置:
头部耳轴式:耳轴在缸头端,摆动幅度小但稳定性好,适合摆动角度不大、要求平稳的场合。
尾部耳轴式:耳轴在缸底端,摆动幅度大但稳定性差,适合需要大角度摆动的机构。
中间耳轴式:耳轴在缸体中间,摆动幅度和稳定性介于两者之间,水平安装时对重心负荷最有利。
二、耳轴液压缸的安装禁忌
耳轴式安装看起来灵活,但用不对地方,耳轴可能断掉。
第一,耳轴与缸体轴线必须成直角。安装时缸体轴心线必须和摆动方向成90度,偏差会导致两个耳轴受力不均,严重时可能断裂。
第二,耳轴只能承受剪切力,不能承受弯曲力。耳轴销只能承受剪切载荷,弯曲应力必须最小化。它的设计就是靠“剪断”的力来支撑,不是靠“掰弯”的力。
第三,支座的间隙不能大于1mm。耳轴支座内侧应尽量靠近耳轴根部,最大间隙不能超过1mm。间隙越大,耳轴承受的弯矩越大,应力越大。
第四,不要用球面轴承。球面轴承自身能微调倾斜,对轴承本身有利,但对耳轴是灾难——除了剪切应力,还会附加弯矩,受力恶化,容易断。
三、耳轴式液压缸用在哪?
工程机械和起重设备:吊车的变幅油缸、挖掘机的臂架油缸,需要随着臂架摆动调整角度,耳轴式是最常见的选择。
船舶舵机:舵机需要油缸随舵柄摆动,耳轴式正好满足。
坑道升降设备:专利技术里专门设计了U型槽耳套结构,让耳轴可以从上方放入,拆装时不用把整个支撑体吊出来,大幅提高检修效率。
四、选型建议
耳轴液压缸的工作压力一般在2.5MPa到32MPa之间,是定制产品,价格从几百到上万都有。选型的时候先确认耳轴位置:摆角大选尾部,稳定性要求高选头部,水平安装重心大选中部。安装时注意耳轴方向和摆动方向垂直、支座间隙控制在1mm以内、耳轴只受剪切力不受弯曲力。
总结
耳轴液压缸比耳环式转得更灵活,整根缸可以绕着耳轴摆动。头部、尾部、中间三种形式对应不同工况。但耳轴的受力条件比耳环苛刻——只能承受剪切力,受弯了就容易断。搞清楚了它的安装禁忌和选用要点,该用的时候才知道怎么用、怎么装。
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