一、故障现象

某产品上选用的两级套筒伸缩式双作用液压缸，活塞与套筒采用螺纹嵌套式，在加工工艺上与活塞式单作用油缸相同，质量上易保证，可靠性好，但结构复杂。某次顶升作业后检修，发现活塞杆拉伤，出现泄漏；同时油缸出现卡阻，一级活塞杆缩不回的现象。为避免更大事故的发生，对该多级油缸进行拆检，发现导向限位部分已产生塑性变形，平坦的台阶边沿损坏，尖锐的铁屑将活塞杆的镀铬层划伤，进一步损坏了密封圈，引起了油缸的泄漏；同时空载缩缸时回油背压较高，压力损失很大。

二、原因分析

对油缸进行了分析，多级套筒伸缩式双作用油缸出于白身结构的考虑，其缸径和活塞杆直径的选择都偏大。一级缸径和杆径分别为φ200mm、φ190mm，二级缸径和杆径分别为φl60mm、φ150mm。每级油缸每边只有5mm的间隙，通常油缸从最大的一级开始逐级伸出，即φ200mm油缸带着套在其内的第二级最先移动，在一级行程完全伸出后，下一级才开始伸出；而在缩回时，最小的一级完全缩进以后，下一级才开始移动，逐级缩回到缸筒内。由于每一级活塞与导向限位接触面非常小，如果油缸伸出速度较快，活塞就会与限位处发生碰撞，长期碰撞会引起导向限位部位发生塑性变形，导致活塞杆发卡，划伤镀铬层，油缸的反复伸缩会进一步损伤密封圈，从而造成卡阻和泄漏。所选用油缸第一级速比10.5，二级速比8.25，当第一级伸出到位后，相同流量进人第二级，其伸出速度增大，而油缸没有设计缓冲装置，快速伸出的活塞在行程末端会撞击导向部位，该部位未经特殊处理，时间长后就产生了故障。至于缩缸时回油背压高，主要是由于多级缸的速比较大引起，同样的油量进入有杆腔，无杆腔排油量成数十倍的扩大，而在系统设计时，大都是按泵的供油量进行选择的，忽略了由速比引起的流量增加，油缸级数越多，影响越大，系统背压的增加也就越大，从而出现空载缩缸时需要加大发动机油门或消耗功率的怪现象。

三、处理措施

如果能降低油缸伸出速度，让其平缓到达行程终点，就可解决碰撞问题。因此对液压原理进行了改进设计，原理如图1所示。

多级缸伸出时，电磁换向阀3处于右位，节流阀2先对泵的来油进行了调节，有杆腔的回油通过单向节流阀6的单向阀回油箱，同时高压油将液控单向阀4封闭，使油缸的伸出速度可控，避免发生高速撞击。当多级缸缩回时，电磁换向阀3处于左位，节流阀2先对泵的来油进行了调节，单向节流阀6根据速度要求对流量进行二次调节，同时高压油通往液控单向阀4的控制口，将液控阀打开，使其反向流通，无杆腔的回油一路经液控阀4和节流阀5回油箱，节流阀5可调节背压，防止缩回太快而在无杆腔产生真空，引起系统振动和噪声；无杆腔排出的另一路液压油可经电磁换向阀，经T1口回油箱。

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