一种耐高温液压缸制造工艺的制作方法

一种耐高温液压缸制造工艺的制作方法
【专利摘要】一种耐高温液压缸制造工艺，包括以下步骤：第1步，材料选择；第2步，产品加工；第3步，工艺设计。液压缸的材料根据工作介质的压力大小及工作缸的尺寸大小来选择。液压缸的材料，选择范围为40锻钢、45锻钢或者碳素钢STKM13C，活塞杆材质为S45C碳钢。液压缸表面为无缝冷抽加工，内径为高精度斜度交叉镗孔加工，内径公差为H7～H9，表面粗度为0.8～2.0S，引张强度为5.2MPa以上；活塞杆外径为研磨及硬质镀铬加工，外表公差为f7～f8，表面硬度为HV700以上，表面粗度为0.8～1.6S，硬铬厚度为20微米。本发明的耐高温性能较好，可延长其密封装置的使用寿命，因此需要备品备件数量少，还可减少更换周期，从而减轻工人的劳动强度；结构比较简单，而且安全可靠。
【专利说明】一种耐高温液压缸制造工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于机械液压设备制造【技术领域】，具体涉及一种用于冶金行业的耐高温液压缸制造工艺，尤其涉及一种耐高温液压缸制造工艺。
【背景技术】
[0002]随着液压技术的广泛应用，对液压元件的性能要求越来越高，对于执行元件-液压缸，影响其使用寿命的主要因素为缓冲效果和密封效果，传统的设计存在诸多缺陷，不能满足连续性生产的要求。浙江奥斯液压气动设备有限公司和天津优瑞纳斯液压机械有限公司针对目前国内液压缸结构设计中存在的缺陷，提出了一种新型油缸缓冲设计-阶梯缓冲，并对油缸的密封结构作了改进，从而延长了油缸的使用寿命，但是寿命只提高了一倍，仍不能满足用户的需求；德国博世力乐士(Rexroth)公司生产的拉杆型液压缸在国际上都处于领先地位，活塞杆的材料标准化地采用的是镀硬铬的、淬硬的、拥有高弹性值的钢，这种材料保证拥有高抗机械冲击的性能和最佳使用寿命，在缸筒、缸头和缸底之间由于密封的安装空间为闭式，密封的两侧都有相对缸筒的定心直径，特别是在长行程的液压缸中，拥有最佳的密封性。因此，力乐士的液压缸在产品质量上是比较稳定的，但是因为造价高，所以产品比较昂贵。
[0003]随着冶金行业的不断发展，液压缸的应用越来越广泛，工况对液压缸的要求也越来越高。在某些特殊工况下，环境温度非常高，因此对液压缸的耐高温要求异常严格。例如，大包滑动水口缸等，由于受到中间包钢水及水口近距离热辐射，环境温度高达400°C。因此，特殊工况条件对液压缸的性能要求提出了严峻考验。传统的超高温液压缸一般采用加水套或使用硅橡胶密封的方法来实现产品的耐高温工作特性，但加水套方法一般不易实现生产应用中快速更换的要求，同时结构复杂，有时还不易实现现场尺寸要求，所以实际应用有一定限制因素(原因钢水的温度在1300°C以上，如果水飞溅到钢水里，水会瞬间气化膨胀发生爆炸，存在非常大的危险)；采用硅橡胶密封，实际耐高温性能仅在240°C左右，也不能完全满足实际需要。目前，很多冶金行业钢铁厂中间包快换机构大多采用传统的超高温液压缸，部分采用传统的超高温液压缸增加一块阻挡热辐射钢板或者在高温液压缸外表直接缠绕耐热带，但这也不能完全满足实际需要，而且由于耐高温性能差，需要备品备件数量多，经常更换影响生产。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于设计一种耐高温液压缸制造工艺，解决上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]一种耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，包括以下步骤:
[0007]第I步，材料选择；
[0008]兎2步，广品加工；
[0009]第3步,工艺设计。[0010]第I步中所述材料选择，液压缸的材料根据工作介质的压力大小及工作缸的尺寸大小来选择。
[0011]所述液压缸的材料，选择范围为40锻钢、45锻钢或者碳素钢STKM13C，活塞杆材质为S45C碳钢。
[0012]所述液压缸表面为无缝冷抽加工，内径为高精度斜度交叉镗孔加工，内径公差为H7?H9，表面粗度为0.8?2.0S，引张强度为5.2MPa以上；所述活塞杆外径为研磨及硬质镀铬加工，外表公差为f7?f8，表面硬度为HV700以上，表面粗度为0.8?1.6S，硬铬厚度为20微米。
[0013]第2步中所述产品加工，加工液压缸缸筒工艺为冷拔工艺，经所述冷拔工艺加工后的缸筒预留有0.2?0.5mm的精加工量进行珩磨加工，同时，在焊接后采用的处理工艺为特殊热处理工艺；各项零配件为经CNC车床、CNC铣床精密加工完成的零配件，所述零配件尺寸公差符合JIS标准。
[0014]第3步中所述工艺设计，在液压缸表面设计有隔热罩并在所述隔热套外表缠绕有耐热带，所述液压缸与所述隔热罩之间形成有空气腔层，并采用压缩空气在空气腔层内流动带走热量排出，排气方向与活塞杆伸出方向同向，排出气体对活塞杆进行冷却，使液压缸整体得到充分冷却。
[0015]第3步中所述工艺设计，所述隔热罩的一侧安装有能够反射热辐射的反射挡板。
[0016]第3步中所述工艺设计，在活塞部件前端设计有工字形的推头，所述工字形推头与中间钢水包的滑块机构连接。
[0017]第3步中所述工艺设计，在缸体部件的前端设计有快换挂钩，所述快换挂钩与中间钢水包上的插槽相连。
[0018]一种耐高温液压缸制造工艺，包括缸筒、缸盖、活塞部件、后端盖、密封装置、导向套、隔热罩、反射挡板、推头和快换挂钩；所述活塞部件位于所述缸筒内，所述后端盖为带有进油孔的后端盖；所述缸筒与所述缸盖构成集成为一体的缸体部件，所述导向套安装于活塞体前端与所述缸体部件之间；所述导向套与所述缸体部件的内表面之间设置有环形空气腔，所述导向套的前端设置有排气槽，所述排气槽与所述环形空气腔连通；所述隔热罩套接于所述缸体部件外，所述隔热罩上设置有压缩空气进气口，所述隔热罩与所述缸体部件的外表面设置有环形压缩空气腔，所述缸体部件设置有通气孔，所述通气孔贯通于所述环形压缩空气腔和所述环形空气腔。所述隔热罩的外表面缠绕有耐热带。所述隔热罩的一侧安装有反射挡板，所述反射挡板为能够反射热辐射的反射挡板。所述推头安装于所述活塞部件前端，所述推头与中间钢水包的滑块机连接。所述推头为工字形推头。所述快换挂钩安装于所述缸体部件前端，所述快换挂钩与中间钢水包上的插槽相连。
[0019]本发明提供一种液压缸制造技术，改变了传统冶金液压缸的结构设计、生产方法及工艺流程，从而生产制造出一种耐高温液压缸，以克服现有技术存在的上述耐高温性能差、需要备品备件数量多、经常更换影响生产的不足之处，提高液了压缸使用寿命，使产品液压缸能在400°C的高温下使用可达6至7个月。
[0020]本发明的有益效果可以总结如下:
[0021]I，金属材料利用率高:
[0022]传统方式加工液压缸缸筒一般采用“镗-辊”切削工艺，受原材料自身直线度和管壁不均匀性影响，需根据实际情况预留不同的加工余量，造成金属材料浪费大，其材料的利用率只有70%?80%，甚至更低。而采用冷拔工艺加工液压缸缸筒，金属管材是在冷挤压状态下缩小外径、扩大内径的方法达到所要求的尺寸精度，无金属切削现象发生，为进一步降低缸筒内壁的粗糙度、提高尺寸精度，冷拔后的缸筒只需预留0.2?0.5mm的精加工量进行珩磨，因此，冷拔技术加工液压缸缸筒的材料利用率在95%以上。
[0023]2，耐高温性能好:
[0024]由于本发明将缸筒和缸盖集成一体，在导向套与缸体部件内表面之间设有一环形空气腔，导向套的前端设有与环形空气腔连通的排气槽；在隔热罩上设有压缩空气进气口，并隔热罩与缸体部件外表面之间设有环形压缩空气腔，缸体部件上还开有贯通环形压缩空气腔和环形空气腔的通气孔。这种结构设计可使压缩空气从隔热罩上的压缩空气进气口进入隔热罩与缸体部件之间的环形压缩空气腔，该空气流流经导向套与缸体部件之间的环形空气腔，两个空气腔内的气体可带走液压缸表面的大部分热量，从而形成热空气流，最后从导向套的前端的排气槽中排出。因此，本发明可实现采用流动的压缩空气作为冷却源的风冷方式将液压缸外表面的温度带走，从而可使液压缸内部温度降到密封装置的密封件正常使用的温度范围内，其耐高温性能非常好。
[0025]3，使用寿命长:
[0026]传统结构的液压缸在中间包钢水及水口近距离热辐射，环境温度高达400°C的工况下，使用寿命为一个月，长一些的一个半月左右，其使用寿命较短，而本发明由于其耐高温性能较好，使用寿命可达六、七个月，大大延长了其使用寿命。
[0027]4，减少更换周期，减轻工人的劳动强度:
[0028]由于本发明的耐高温性能较好，可延长其密封装置的使用寿命，因此需要备品备件数量少，还可减少更换周期，从而减轻工人的劳动强度。
[0029]5，结构简单、能满足现场的实际需求:
[0030]本发明的结构比较简单，而且安全可靠，此外，本发明还安装有推头、快换挂钩和反射挡板，其中推头的作用是与中间钢水包的滑块机构连接，其液压推力是现有冶金液压缸的2倍以上，可达22吨；快换挂钩作用是通过与中间钢水包括槽的连接，以便在液压缸出现故障时，可进行快速更换液压缸；而反射挡板则是用于反射热辐射，因此，本发明完全能满足现场的实际需求。
【专利附图】

【附图说明】
[0031]图1为传统冶金液压缸结构图；
[0032]图2为本发明结构图。
[0033]图中:1-推头；2-快换挂钩；3-热空气排气口 ；4_缸体部件；5-导向罩；6-隔热罩；7_活塞杆；8_空气腔层；9_压缩空气进口 ；10_活塞；11-反射挡板。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0035]如图2所示的一种耐高温液压缸制造工艺，包括以下步骤:
[0036]第I步,材料选择；
[0037]第2步，产品加工；
[0038]第3步,工艺设计。
[0039]第I步中所述材料选择，液压缸的材料根据工作介质的压力大小及工作缸的尺寸大小来选择。所述液压缸的材料，选择范围为40锻钢、45锻钢或者碳素钢STKM13C，活塞杆7材质为S45C碳钢。所述液压缸表面为无缝冷抽加工，内径为高精度斜度交叉镗孔加工，内径公差为H7?H9，表面粗度为0.8?2.0S，引张强度为5.2MPa以上；所述活塞杆7外径为研磨及硬质镀铬加工，外表公差为f7?f8，表面硬度为HV700以上，表面粗度为0.8?
1.6S，硬铬厚度为20微米。
[0040]第2步中所述产品加工，加工液压缸缸筒工艺为冷拔工艺，经所述冷拔工艺V加工后的缸筒预留有0.2?0.5_的精加工量进行珩磨加工，同时，在焊接后采用的处理工艺为特殊热处理工艺；各项零配件为经CNC车床、CNC铣床精密加工完成的零配件，所述零配件尺寸公差符合JIS标准。
[0041]第3步中所述工艺设计，在液压缸表面设计有隔热罩6并在所述隔热罩6外表缠绕有耐热带，所述液压缸与所述隔热罩6之间形成有空气腔层8，并采用压缩空气在空气腔层8内流动带走热量排出，排气方向与活塞杆7伸出方向同向,排出气体对活塞杆7进行冷却，使液压缸整体得到充分冷却。所述隔热罩的一侧安装有能够反射热辐射的反射挡板11。在活塞部件前端设计有工字形的推头1，所述工字形推头I与中间钢水包的滑块机构连接。在缸体部件4的前端设计有快换挂钩2，所述快换挂钩2与中间钢水包上的插槽相连。
[0042]本发明“一种耐高温液压缸制造工艺”，该技术所涉及一种液压缸，包括缸筒、缸盖、位于缸筒内的活塞部件、带有进油孔的后端盖、密封装置，该液压缸还包括有导向套5、隔热罩6、反射挡板11、推头1、快换挂钩2 ;所述的缸筒和缸盖集成一体为缸体部件4，导向套5安装在活塞10体前端与缸体部件4之间，并在导向套5与缸体部件4内表面之间设奇一环形空气腔，导向套5的前端设有与环形空气腔连通的排气槽；所述的隔热罩6套接在缸体部件4外，并在隔热罩6上设有压缩空气进气口 9，隔热罩6与缸体部件4外表面之间设有环形压缩空气腔，缸体部件4上还开有贯通环形压缩空气腔和环形空气腔的通气孔。其技术特征为:
[0043](I)材料选择:
[0044]液压缸的材料可根据工作介质的压力大小及工作缸的尺寸大小来选择，选择范围宜采用常用40、45锻钢，或机械构造用碳素钢STKM13C，经过表面无缝冷抽，内径再经过高精度斜度交叉镗孔加工后，内径公差在H7?H9，表面粗度在0.8?2.0S，引张强度达
5.2MPa以上；活塞杆7材质是机械构造用的S45C碳钢，外径经过研磨及硬质镀铬后，外表公差在f7?f8，表面硬度HV700以上，表面粗度在0.8?1.6S，硬铬厚度20微米；油封使用进口高级精制品，耐油、耐蚀、耐磨耗及耐压力。
[0045](2)产品加工:采用冷拔工艺加工液压缸缸筒，减少延伸塑性变形尺寸精度高，无金属切削现象发生，冷拔后的缸筒只需预留0.2?0.5_的精加工量进行珩磨，提高了材料利用率，同时，在焊接后采用特殊热处理工艺，保证了产品的各项综合性能；各项零配件，皆经CNC车床、CNC铣床精密加工完成，尺寸公差符合JIS标准，互换性佳，寿命长、保养维修容易。
[0046](3)工艺设计:
[0047]①项目利用空气不是热的良导体的特性，在液压缸表面增加隔热罩6并在隔热套外表缠绕耐热带，使液压缸与隔热罩6之间形成空气腔层8，并采用压缩空气在空气腔层8内流动带走热量排出，排气方向与活塞杆7伸出方向同向，排出气体对活塞杆7进行冷却，使液压缸整体得到充分冷却，保护密封件不受热辐射直接影响，提高液压缸使用寿命，在400 0C的高温下使用可达6至7个月；
[0048]②在液压缸隔热罩6的一侧安装可反射热辐射的反射挡板11，用于反射热辐射，除了起到有效的隔热作用外，整体优势均要优于现有的冶金液压缸，其使用寿命是现有冶金液压缸的6倍以上；
[0049]③在活塞部件前端安装有工字形的推头1，该推头I与中间钢水包的滑块机构连接，除起到与外部的衔接作用外，液压推力是现有冶金液压缸的2倍以上，可达22吨；
[0050]④在缸体部件4的前端安装有快换挂钩2，该快换挂钩2与中间钢水包上的插槽相连，以便在液压缸出现故障时，可进行快速更换液压缸。
[0051]以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，包括以下步骤: 第I步，材料选择； 第2步，产品加工； 第3步，工艺设计。
2.根据权利要求1所述的耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，第I步中所述材料选择，液压缸的材料根据工作介质的压力大小及工作缸的尺寸大小来选择。
3.根据权利要求2所述的耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，所述液压缸的材料，选择范围为40锻钢、45锻钢或者碳素钢STKM13C，活塞杆材质为S45C碳钢。
4.根据权利要求3所述的耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，所述液压缸表面为无缝冷抽加工，内径为高精度斜度交叉镗孔加工，内径公差为H7~H9，表面粗度为0.8~2.0S，引张强度为5.2MPa以上；所述活塞杆外径为研磨及硬质镀铬加工，外表公差为f7~f8，表面硬度为HV700以上，表面粗度为0.8~1.6S，硬铬厚度为20微米。
5.根据权利要求1所述的耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，第2步中所述产品加工，加工液压缸缸筒工艺为冷拔工艺，经所述冷拔工艺加工后的缸筒预留有0.2~0.5_的精加工量进行珩磨 加工，同时，在焊接后采用的处理工艺为特殊热处理工艺；各项零配件为经CNC车床、CNC铣床精密加工完成的零配件，所述零配件尺寸公差符合JIS标准。
6.根据权利要求1所述的耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，第3步中所述工艺设计， 在液压缸表面设计有隔热罩并在所述隔热套外表缠绕有耐热带，所述液压缸与所述隔热罩之间形成有空气腔层，并采用压缩空气在空气腔层内流动带走热量排出，排气方向与活塞杆伸出方向同向，排出气体对活塞杆进行冷却，使液压缸整体得到充分冷却。
7.根据权利要求6所述的耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，第3步中所述工艺设计，所述隔热罩的一侧安装有能够反射热辐射的反射挡板。
8.根据权利要求1所述的耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，第3步中所述工艺设计，在活塞部件前端设计有工字形的推头，所述工字形推头与中间钢水包的滑块机构连接。
9.根据权利要求1所述的耐高温液压缸制造工艺，其特征在于，第3步中所述工艺设计，在缸体部件的前端设计有快换挂钩，所述快换挂钩与中间钢水包上的插槽相连。
【文档编号】B23P15/00GK104014985SQ201310065269
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】莫如贤, 李书忠 申请人:柳州威力士液压设备有限公司