ATOS阿托斯漲緊油缸的失效分析和改進設計
某20噸履帶式挖掘機導入市場后，發生了多起漲緊油缸漏油的不良，直接影響了客戶的使用，市場影響很大。在對失效漲緊裝置上的油缸外徑漲缸后的尺寸進行測量，檢驗缸筒基體硬度、抗拉強度、屈服強度、延伸率、收縮率等發現：油缸材質屈服強度低于設計要求強度是造成油缸漲缸的原因。

ATOS阿托斯漲緊油缸的失效分析和改進設計
漲緊油缸同時根據受力分析計算得出：可通過增強油缸壁的屈服強度或者增加油缸壁厚，來提升油缸的性能。 首先通過對失效漲緊裝置上的油缸外徑漲缸后的尺寸進行測量，檢驗缸筒基體硬度、抗拉強度、屈服強度、延伸率、收縮率等發現：油缸材質屈服強度低于設計要求強度是造成油缸漲缸的原因。對現有的熱處理工藝參數進行了分析，水溫、噴水壓力、淬火介質冷卻性能以及加熱溫度和時間是合理的，通過改變工件冷卻入水姿勢，可以提高缸筒的屈服強度，其中單支入水時屈服強度zui高，達到686Mpa。 其次選用新材料STKM780進行試制，但是其焊接熱影響區比較大，使用過程中過大的焊接熱影響區帶來的質量風險較大，另由于受其內徑尺寸的制約其焊接時的工藝性不好無法保證焊縫底部焊接質量。因此不能使用STKM780進行漲緊油缸缸筒的試制。 然后進行了單體油缸受力分析，油缸壁厚越小，受到的zui大應力越人。本文通過計算和試驗證明，設計漲緊時，在整機參數、漲緊總成參數不變的情況下，可通過增強油缸壁的屈服強度或者改變油缸壁厚，來優化油缸的性能。通過增加壁厚，內徑不變，外徑由100mm增加至107.1mm,材料不變，zui終達到了設計要求。zui后通過AYSYS進行了有限元模擬分析和試驗驗證：油缸改進后，缸體受到的zui大應力為143MPa,小于材料許用應力，滿足設計要求，滿足使用要求，正常工況下不會發生屈服失效。
該套定心彈性漲夾具，是專為DW型外注式單體漲緊支柱油缸車削加工開發設計的，共兩件，分別裝于車床主軸和尾座錐孔之內。加工時，先將油缸裝入主軸端定心彈性漲夾具上，然后將尾座端定心彈性漲夾具推入油缸內，再分別擰緊兩端定心彈性漲夾具上的夾緊圓螺母，推動彈性漲套漲緊油缸，使油缸兩端的車削加工在一次裝夾中就可以完成。同時，油缸內徑為珩磨表面，用該表面做裝夾基準面，精度較高，使油缸車削加工時的定位基準與油缸零件的設計基準重合，消除了因裝夾而產生的基準轉換誤差，提高了油缸車削加工時的裝夾精度，從而有效地保證了油缸車削加工的尺寸精度和形位公差的要求。本文的主要工作和創新點總結如下：首先對現有的漲緊式標準力源的基本原理及其誤差因素進行了詳細的分析：漲緊式力標準機以大、小油缸構成的連通器為主體，根據帕斯卡原理工作，它基于力的動力學效應，將已知質量砝碼的重力經漲緊放大來復現基準力值。影響其提高技術性能的關鍵難題是缸塞系統的摩擦和環形間隙泄漏。經研究發現為了減小柱塞之間的摩擦力，人們總是在圍繞如何減小兩個運動件的滑動接觸摩擦而做工作的。接著針對目前這種情況，本文*創新性的提出了用滾動摩擦代替滑動摩擦的思想，即設計出一種滾動摩擦油缸的結構，用以替代原來的滑動摩擦油缸。其次本文對滾動摩擦油缸的結構設計進行了詳細的闡述，以發明的滾動摩擦柱塞式漲緊缸為核心，運用兩個滾動摩擦柱塞式漲緊缸形成一連通器，構成漲緊式力標準機的主體。同時本文還設計了漲緊控制系統。它由兩個差動連接的柱塞式漲緊缸構成補油漲緊泵，配以伺服驅動控制系統、漲緊回路組成。此外本系統采用了超高壓無摩擦密封技術和無脈動柱塞油缸自動穩壓技術，對提高漲緊式力標準機的力值測量精度有很大的幫助。

ATOS阿托斯漲緊油缸的失效分析和改進設計
再次本文論述了滾動摩擦油缸漲緊式力標準機的不確定度分析的相關原理，推導出滾動摩擦油缸漲緊式力標準機力值和各個影響量之間的不確定度關系。zui終通過靜力學分析表明運用滾動摩擦油缸有可能制作誤差在0.01%級的機器。通過對漲緊油缸的流體結構耦合分析可以看出采用新結構的滾動摩擦漲緊式力標準機在防止泄露上有很好的效果。將本文所設計的機械裝置和漲緊控制系統配以機電控制系統就可組成完整的滾動摩擦油缸漲緊式力標準機。 總之，滾動摩擦油缸漲緊式力標準機是一種新型的標準力源裝置。它簡化了油缸的結構，大幅度降低了摩擦力和造價，工作效率高，無需高壓漲緊泵，也沒有壓力和流量脈動現象。*滿足國家工業生產對標準力源裝置的需求，對我國計量工作的發展有重要的意義。