第四章液壓執(zhí)行元件液壓缸與液壓馬達(dá)

1、1第四章第四章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件（液壓缸與液壓馬達(dá)）（液壓缸與液壓馬達(dá)）2本章提要本章提要本章提要本章提要本章提要本章提要 液壓缸的類型及特點液壓缸的類型及特點 液壓缸的設(shè)計計算液壓缸的設(shè)計計算 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 液壓缸的密封液壓缸的密封 通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握液壓缸設(shè)計中應(yīng)考慮的主要問題，包括和等，為液壓缸設(shè)計打下基礎(chǔ)。本章主要內(nèi)容為：3 液壓缸液壓缸（油缸）主要用于實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的直線往復(fù)運動，也可以實現(xiàn)擺動，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，應(yīng)用廣泛。液壓缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是速度和力。液壓缸和液壓馬達(dá)都是液壓執(zhí)行元件， 其職能是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。p1p2FV

2、dQ21pppA液壓缸壓力p 流量Q液壓功率作用力F 速度V機(jī)械功率44.1 4.1 液壓缸的類型及特點液壓缸的類型及特點按供油方向分：單作用缸和雙作用缸。按結(jié)構(gòu)形式分：活塞缸、柱塞缸、伸縮套筒缸、擺動液壓缸。按活塞桿形式分：單活塞桿缸、雙活塞桿缸。AFQPv單桿液壓缸單桿液壓缸AFQPv雙桿液壓缸雙桿液壓缸AFQPv柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸5缸分類缸普特，普單雙單活柱，雙單雙特伸串，增回齒6理想液壓缸理想液壓缸AFQPv理想單桿液壓缸理想單桿液壓缸PQ=FvAFQPv理想雙桿液壓缸理想雙桿液壓缸PQ=FvFQPvA1理想油缸理想油缸數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型A/()A單位位移排量油缸有效工作面積_AA

3、QvPFvFQP74.1.4.1.1 1 活塞式液壓缸活塞式液壓缸 活塞式液壓缸可分為雙桿式和單桿式兩種結(jié)構(gòu)形式，其安裝又有缸筒固定和活塞桿固定兩種方式。4.1.1.1 4.1.1.1 雙桿活塞式液壓缸雙桿活塞式液壓缸 雙桿活塞式液壓缸的活塞兩端都帶有活塞桿，分為缸體固定和活塞桿固定兩種安裝形式，如圖。AFqv(a)缸筒固定式缸筒固定式1P2PAFqv(b)活塞桿固定式活塞桿固定式1P2P8910 因為雙桿活塞式液壓缸的兩活塞桿直徑相等兩活塞桿直徑相等，所以當(dāng)輸入流量和油液壓力不變時，其往返運動速度和推力相等。則缸的運動速度V和推力F分別為：vvdDqAqv)(422（4.1）mppdDF)(

4、42122（4.2）式中:、1p2p分別為缸的進(jìn)、回油壓力；vm分別為缸的容積效率和機(jī)械效率；、D、d 分別為活塞直徑和活塞桿直徑；q 輸入流量；A活塞有效工作面積。這種液壓缸常用于要求往返運動速度相同的場合。這種液壓缸常用于要求往返運動速度相同的場合。114.1.1.2單桿活塞式液壓缸單桿活塞式液壓缸 單活塞桿液壓缸的活塞僅一端帶有活塞桿，活塞雙向運動可以獲得不同的速度和輸出力，其簡圖及油路連接方式如圖3.2所示。2A1F1v(a)無桿腔進(jìn)油無桿腔進(jìn)油1P2P1ADdq2A2F(b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油1P2P1A2vq12131)無桿腔進(jìn)油vvDqAqv2114（4.3）mmpdDpDAp

5、ApF)(4)(2221222111（4.4）1v1F活塞的運動速度 和推力 分別為:2A1F1v(a)無桿腔進(jìn)油無桿腔進(jìn)油1P2P1ADdq142)有桿腔進(jìn)油活塞的運動速度 和推力 分別為:2v2F2A2F(b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油1P2P1A2vqvvdDqAqv)(42222（4.5）mmpDpdDApApF )(4)(1222211222 （4.6）15 比較上述各式，可以看出： , ；液壓缸往復(fù)運動時的速度比為： 2v1v1F2F22212dDDvv（4.7） 上式表明：當(dāng)活塞桿直徑愈小時，速度比接近，當(dāng)活塞桿直徑愈小時，速度比接近，在兩個方向上的速度差值就愈小。在兩個方向上的速度差

6、值就愈小。2A1F1v(a)無桿腔進(jìn)油無桿腔進(jìn)油1P2P1ADdq2A2F(b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油1P2P1A2vq163)兩腔進(jìn)油,差動聯(lián)接2A3F(c)差動聯(lián)接差動聯(lián)接1P1A3vq 當(dāng)單桿活塞缸兩腔同時通入壓力油時，由于無桿腔有效作用面積大于有桿腔的有效作用面積，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右運動，活塞桿向外伸出；與此同時，又將有桿腔的油液擠出，使其流進(jìn)無桿腔，從而加快了活塞桿的伸出速度，單活塞桿液壓缸的這種連接方式被稱為差動連接差動連接。1718兩腔進(jìn)油,差動聯(lián)接2A3F(c)差動聯(lián)接差動聯(lián)接1P1A3vqvvdqAAqv22134（4.8）mmpdAApF12

7、21134)(（4.9） 在忽略兩腔連通油路壓力損失的情況下，差動連接液壓缸的推力為：3F1P21AA 3vq等效活塞的運動速度為：1920兩腔進(jìn)油,差動聯(lián)接2A3F(c)差動聯(lián)接差動聯(lián)接1P1A3vq3F1P21AA 3vq等效 差動連接差動連接時時,液壓缸液壓缸的的有效作用面積有效作用面積是是活塞桿的橫截面積活塞桿的橫截面積，工作臺運動速度比無桿腔進(jìn)油時的大，而輸出力則較小。 差動連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實現(xiàn)差動連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實現(xiàn)快速運動的有效辦法?？焖龠\動的有效辦法。 快快進(jìn)進(jìn)(差差動連接動連接) 工工進(jìn)進(jìn)(無無桿腔進(jìn)油桿腔進(jìn)油) 快快退退(有有

8、桿腔進(jìn)油桿腔進(jìn)油)21 差動液壓缸計算舉例差動液壓缸計算舉例 例4.1：已知單活塞桿液壓缸的缸筒內(nèi)徑已知單活塞桿液壓缸的缸筒內(nèi)徑D=100mm，活，活塞桿直徑塞桿直徑d=70mm，進(jìn)入液壓缸的流量，進(jìn)入液壓缸的流量q=25mL/min，壓力，壓力P1=2Mpa，P2=0。液壓缸的容積效率和機(jī)械效率分別為。液壓缸的容積效率和機(jī)械效率分別為0.98、0.97，試求在圖，試求在圖4.2(a)、(b)、4.3(c)所示的三種工況下，所示的三種工況下，液壓缸可推動的最大負(fù)載和運動速度各是多少？并給出運液壓缸可推動的最大負(fù)載和運動速度各是多少？并給出運動方向。動方向。)(1523797.01021 .04

9、462121NpDFm)/(052.0601 .098.01025442321smDqvv 解：解：在圖4.2（a）中，液壓缸無桿腔進(jìn)壓力油，回油腔壓力為零，因此，可推動的最大負(fù)載為： 液壓缸向左運動，其運動速度為：22)(777197. 0102)07. 01 . 0(4)(46221222NpdDFm)/(102. 060)07. 01 . 0(98. 010254)(4223222smdDqvm)(6466097. 010207. 04462123NpdFm)/(106.06007.098.01025442323smdqvv 在圖4.2（b）中，液壓缸為有桿腔進(jìn)壓力油，無桿腔回油壓力為零

10、，可推動的負(fù)載為： 液壓缸向左運動，其運動速度為： 在圖4.3（c）中，液壓缸差動連接，可推動的負(fù)載力為： 液壓缸向左運動，其運動速度為：234.1.1.2 柱塞式液壓缸圖4.3柱塞式液壓缸 當(dāng)活塞式液壓缸行程較長時，加工難度大,使得制造成本增加。 某些場合所用的液壓缸并不要求雙向控制,柱塞式液壓缸正是滿足了這種使用要求的一種價格低廉的液壓缸。柱塞pq 缸筒A（a）24柱塞pq 缸筒A（a）圖4.3柱塞式液壓缸 如圖如圖4.34.3（a a）所示，柱塞缸由）所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、缸筒、柱塞、導(dǎo)向套、密封圈和壓蓋導(dǎo)向套、密封圈和壓蓋等零件組成，柱塞和缸筒等零件組成，柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，因此

11、缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性內(nèi)壁不接觸，因此缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，成本低。好，成本低。25 柱塞式液壓缸是柱塞式液壓缸是單作用的，它的回程單作用的，它的回程需要借助自重或彈簧需要借助自重或彈簧等其它外力來完成。等其它外力來完成。如果要獲得雙向運動，如果要獲得雙向運動，可將兩柱塞液壓缸成可將兩柱塞液壓缸成對使用為減輕柱塞的對使用為減輕柱塞的重量，有時制成空心重量，有時制成空心柱塞。柱塞。圖4.3柱塞式液壓缸QQVdd24dQV2214)(dppF式中：d柱塞直徑，p1進(jìn)油壓力，p2另一缸的回油壓力。p1p226274.1.2特殊液壓缸4.1.2.1增壓缸P2=（D/d）2P1 式中D/d為

12、增壓比；D=2 d 時P2=4P1 ，即壓力可增大4倍。本身不能直接當(dāng)執(zhí)行元件，所以安裝時盡量使它靠近執(zhí)行元件。28缸體4.1.2.24.1.2.2伸縮式液壓缸伸縮式液壓缸伸出伸出縮回縮回套筒活塞活塞伸縮式單作用缸伸縮式單作用缸2930伸出伸出縮回縮回 伸縮式液壓缸的特點特點是：活塞桿伸出的行程長，收縮后的結(jié)構(gòu)尺寸小，適用于翻斗汽車，起重機(jī)的伸縮臂等。31伸縮式雙作用缸伸縮式雙作用缸伸出伸出BA二級活塞 缸體兩端有進(jìn)、出油口A和B。當(dāng)A口進(jìn)油，B口回油時，先推動一級活塞向左運動。一級活塞左行至終點時，二級活塞在壓力油的作用下繼續(xù)向左運動。3233伸出伸出BA二級活塞344.1.2.3 擺動式（

13、回轉(zhuǎn)式）液壓缸圖4.4擺動液壓缸Dd1234432411 擺動液壓缸能實現(xiàn)小于360角度的往復(fù)擺動運動，由于它可直接輸出扭矩，故又稱為擺動液壓馬達(dá)，主要有單葉片式和雙葉片式兩種結(jié)構(gòu)形式。35圖4.4擺動液壓缸Dd1234432411 單葉片擺動液壓缸單葉片擺動液壓缸主要由定子塊1、缸體2、擺動軸3、葉片4、左右支承盤和左右蓋板等主要零件組成。定子塊固定在缸體上，葉片和擺動軸固連在一起，當(dāng)兩油口相繼相繼通以壓力油時，葉片即帶動擺動軸作往復(fù)擺動。36圖4.4擺動液壓缸Dd1234432411當(dāng)考慮到機(jī)械效率時，單葉片缸的擺動軸輸出轉(zhuǎn)矩為p1p2mppdDbT)(82122（4.10）D 缸體內(nèi)孔直

14、徑； d 擺動軸直徑； b 葉片寬度；37圖4.4擺動液壓缸Dd1234432411q根據(jù)能量守恒原理,結(jié)合式(4.10)得輸出角速度為D 缸體內(nèi)孔直徑； d 擺動軸直徑； b 葉片寬度；)(822dDbqv（4.11）38Dd1234432411q 單葉片擺動液壓缸單葉片擺動液壓缸的擺角一般不超過的擺角一般不超過 ，雙葉雙葉片擺動液壓缸片擺動液壓缸的擺角一般不超過的擺角一般不超過 。 當(dāng)輸入壓力和流量不變時，雙葉片擺動液壓缸擺動軸當(dāng)輸入壓力和流量不變時，雙葉片擺動液壓缸擺動軸輸出轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩是相同參數(shù)單葉片擺動缸的兩倍，而擺動角速度是相同參數(shù)單葉片擺動缸的兩倍，而擺動角速度則是單葉片的一半。

15、則是單葉片的一半。39Dd1234432411q 擺動缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，擺動缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復(fù)擺動，轉(zhuǎn)位或間一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復(fù)擺動，轉(zhuǎn)位或間歇運動的地方。歇運動的地方。404.1.2.4 齒條活塞缸 齒條活塞缸由帶有齒條桿的雙作用活塞缸和齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成，活塞往復(fù)移動經(jīng)齒條、齒輪機(jī)構(gòu)變成齒輪軸往復(fù)轉(zhuǎn)動。876543211211109行程圖4.6齒條活塞液壓缸的結(jié)構(gòu)圖1 緊固螺帽；2 調(diào)節(jié)螺釘；3 端蓋；4 墊圈；5 O形密封圈；6 擋圈；7 缸套；8 齒條活塞；9 齒輪；l0 傳動軸；11 缸體；12 螺釘q41424.

16、24.2液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 圖 4.7雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖l 缸底；2 卡鍵；3、5、9、11 密封圈；4 活塞；6 缸筒；7 活塞桿；8 導(dǎo)向套；10 缸蓋；12 防塵圈；13 耳軸43 圖 4.7 雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖l 缸底；2 卡鍵；3、5、9、11 密封圈；4 活塞；6 缸筒；7 活塞桿；8 導(dǎo)向套；10 缸蓋；12 防塵圈；13 耳軸 單活塞桿液壓缸主要由缸底1、缸筒6、缸蓋10、活塞4、活塞桿7和導(dǎo)向套8等組成。缸筒一端與缸底焊接，另一端與缸蓋采用螺紋連接?；钊c活塞桿采用卡鍵連接。為了保證液壓缸的可靠密封，在相應(yīng)部位設(shè)置了密封圈3、5、9、11和防塵圈

17、12。44 法蘭連接， 半環(huán)連接， 螺紋連接， 拉桿連接， 鋼絲連接， 焊接。4.2.14.2.1缸缸筒筒與缸與缸蓋蓋的的連連接接筒蓋連，筒蓋連，法半螺，法半螺，拉鋼焊。拉鋼焊。45圖4.8缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)法蘭連接半環(huán)連接外螺紋連接拉桿連接焊接內(nèi)螺紋連接46（2）半環(huán)式連接）半環(huán)式連接，分為外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接兩種連接形式。 (1）法蘭式連接）法蘭式連接47（3）螺紋式連接）螺紋式連接外螺紋連接內(nèi)螺紋連接48（5）焊接式連接）焊接式連接（4）拉桿式連接）拉桿式連接49 缸筒缸筒 是液壓缸的主體，其內(nèi)孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，要求表面粗造度在0.1m0.4m。 端

18、蓋端蓋 裝在缸筒兩端，與缸筒形成封閉油腔，同樣承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。 導(dǎo)向套導(dǎo)向套 對活塞桿或柱塞起導(dǎo)向和支承作用，有些液壓缸不設(shè)導(dǎo)向套，直接用端蓋孔導(dǎo)向。504.2.24.2.2活活塞塞與活塞與活塞桿桿的的連連接接活塞組件由活塞、密封件、活塞桿和連接件等組成。 如圖4.10所示，活塞與活塞桿的連接最常用的有錐銷連接、螺紋連接和半環(huán)連接方式。塞桿連，錐螺半。塞桿連，錐螺半。12345(a)(b) 1一活塞桿；2一活塞；3一密封圈；4一彈簧圈；5一螺母1一卡鍵；2一套環(huán)；3一彈簧卡圈51密間圈，環(huán)組合。密間圈，環(huán)組合。活塞裝置主要用來防止液壓油的泄漏。對密封裝置

19、的對密封裝置的基本要求基本要求是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加能自動是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加能自動提高密封性提高密封性。除此以外，摩擦阻力要小，耐油。4.2.34.2.3液壓缸液壓缸的的密密封封4.2.3.14.2.3.1間間隙密封隙密封間隙密封是通過精密加工，使具有相對運動的零件配合之間存在極微小的間隙，由此產(chǎn)生液阻來防止泄露的一種密封方式間隙密封僅用于尺寸較小、壓力較低、運動速度較高的液壓缸與活塞孔間的密封。52 油缸主要采用密封圈密封，密封圈有O形、V形、Y形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨脂等。 （1 1）O O形密封圈形密封圈O形密封圈的截面為圓形，由耐油

20、合成橡膠制成。結(jié)構(gòu)緊湊，具有良好的密封性能，動力摩擦阻力小，內(nèi)外側(cè)和端面都能起密封作用，運動件的摩擦阻力??；此外，具有制造容易、拆裝方便、成本低的特點，且高、低壓均可使用。因此應(yīng)用范圍廣泛。4.2.3.24.2.3.2密封密封圈圈密封密封53 （1）O形密封圈(a) 圖4.9 O型密封圈的結(jié)構(gòu)原理 （a）普通型（b)（b）有擋板型54 O形圈密封的原理：任何形狀的密封圈在安裝時，必須保證適當(dāng)?shù)念A(yù)壓縮量，過小不能密封，過大則摩擦力增大，且易于損壞。因此，安裝密封圈的溝槽尺寸和表面精度必須按有關(guān)手冊給出的數(shù)據(jù)嚴(yán)格保證。 在動密封中，當(dāng)壓力大于10MPa時，O形圈就會被擠入間隙中而損壞，為此需在O形

21、圈低壓側(cè)設(shè)置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈，雙向受高壓時，兩側(cè)都要加擋圈。(a) （b) （a）普通型 （b）有擋板型圖4.9 O型密封圈的結(jié)構(gòu)原理 55 Y形密封圈的截面為Y形，屬唇形密封圈。它是一種摩擦阻力小、壽命較長的密封圈，應(yīng)用普遍。Y形圈主要用于往復(fù)運動的密封。根據(jù)截面長寬比例的不同，Y形圈可分為寬斷面和窄斷面兩種形式，圖4.10所示為寬斷面Y形密封圈。（2） Y（Yx）形密封圈 (a)(b)圖4.10 Y形密封圈56(a)(b)圖4.10Y形密封圈 一般用于軸、孔作用相對往復(fù)運動且運動速度較高的場合。即可作軸用密封圈，也可作孔用密封圈。 Y形圈安裝時，唇口端面應(yīng)對著液壓力高的一側(cè)。當(dāng)壓

22、力變化較大，滑動速度較高時，要使用支承環(huán)，以固定密封圈，如圖4.10（b）所示。57（3）V形密封圈（a ) （b ) （c） a)壓環(huán) b)V型圈 c)支承環(huán)圖4.11 V形密封圈 V形圈的截面為V形，如圖4.11所示，V形密封裝置是由壓環(huán)、V形圈和支承環(huán)組成。當(dāng)工作壓力高于10MPa時，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果。安裝時，V形圈的開口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)。 接觸面大，密封性能可靠，但密封摩擦阻力較大，應(yīng)用在運動速度不高的場合。58 4.2.3.3活塞環(huán)密封 活塞環(huán)密封是利用鑄鐵等材料制成的金屬環(huán)的彈力變形力壓緊在密封表面而實現(xiàn)密封的一種密封方式。594.2.3.4組合式密封圖為滑環(huán)式組

23、合密封圈，它由滑環(huán)和O形密封圈組成的新型密封圈。組合式密封圈主要用于要求啟動摩擦小、滑動阻力小，且動作循環(huán)頻率很高的場合。604.2.4緩沖裝置 當(dāng)液壓缸帶動質(zhì)量較大的部件作快速往復(fù)運動時，由于運動部件具有很大的動能，因此當(dāng)活塞運動到液壓缸終端時，會與端蓋碰撞，而產(chǎn)生沖擊和噪聲。這種機(jī)械沖擊不僅引起液壓缸的有關(guān)部分的損壞，而且會引起其它相關(guān)機(jī)械的損傷。 為了防止這種危害，保證安全，應(yīng)采取緩沖措施，對液壓缸運動速度進(jìn)行控制。1）圓柱形環(huán)隙式 2）圓錐形環(huán)隙式 3）可變節(jié)流式 4）可調(diào)節(jié)流式 緩沖裝，環(huán)柱錐，可變調(diào)。緩沖裝，環(huán)柱錐，可變調(diào)。61udu(b)u(a)（c）u(d)圖4.12 液壓缸緩

24、沖裝置4.2.4緩沖裝置與排氣裝置4.2.4.1緩沖裝置圓柱形環(huán)隙式圓錐形環(huán)隙式可變節(jié)流式可調(diào)節(jié)流式62udu(b)u(a)（c）u(d) 當(dāng)活塞移至端部，緩沖柱塞開始插入缸端的緩沖孔時，活塞與缸端之間形成封閉空間，該腔中受困擠的剩余油液只能從節(jié)流小孔或緩沖柱塞與孔槽之間的節(jié)流環(huán)縫中擠出，從而造成背壓迫使運動柱塞降速制動，實現(xiàn)緩沖。圓柱形環(huán)隙式圓錐形環(huán)隙式可變節(jié)流式可調(diào)節(jié)流式634.2.4.24.2.4.2排氣裝置排氣裝置 液壓傳動系統(tǒng)往往會混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，液壓傳動系統(tǒng)往往會混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)重時會使系統(tǒng)不能正常產(chǎn)生振動、爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)

25、重時會使系統(tǒng)不能正常工作。工作。 因此，設(shè)計液壓缸時，必須考慮空氣的排除。方法有：因此，設(shè)計液壓缸時，必須考慮空氣的排除。方法有：排氣閥，排氣塞。（排氣閥，排氣塞。（排閥塞排閥塞） 對于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設(shè)置專門的排氣裝置，如排氣塞、排氣閥等。當(dāng)松開排氣塞或閥的鎖緊螺釘后，低壓往復(fù)運動810次，帶有氣泡的油液就會排出，空氣排完后擰緊螺釘，液壓缸便可正常。6465 缸典構(gòu)缸典構(gòu) 筒蓋連，法半螺，筒蓋連，法半螺， 拉鋼焊。拉鋼焊。塞桿連，塞桿連， 錐螺半。錐螺半。密間圈，密間圈， ，環(huán)組合。，環(huán)組合。 緩沖裝，環(huán)柱錐，緩沖裝，環(huán)柱錐， 可變調(diào)?？勺冋{(diào)。排閥塞

26、。排閥塞。66 4.3 4.3 液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計液壓缸的計算及驗算方法 首先根據(jù)使用要求確定液壓缸的類型，再按負(fù)載和運首先根據(jù)使用要求確定液壓缸的類型，再按負(fù)載和運動要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，必要時需進(jìn)行強(qiáng)度驗動要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，必要時需進(jìn)行強(qiáng)度驗算，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。算，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 液壓缸的主要尺寸包括液壓缸的內(nèi)徑液壓缸的主要尺寸包括液壓缸的內(nèi)徑D D、缸的長度、缸的長度L L、活塞桿直徑活塞桿直徑d d。主要根據(jù)液壓缸的負(fù)載、活塞運動速度和。主要根據(jù)液壓缸的負(fù)載、活塞運動速度和行程等因素來確定上述參數(shù)。行程等因素來確定上述參數(shù)。674.3.1

27、液壓缸工作壓力的確定 液壓缸要承受的負(fù)載包括有效工作負(fù)載、摩擦阻力和慣性力等。液壓缸的工作壓力按負(fù)載確定。對于不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，采用的壓力范圍也不同。設(shè)計時，液壓缸的工作壓力可按負(fù)載大小及液壓設(shè)備類型參考表4-2、4-3來確定。68 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 1、動力較小的液壓設(shè)備 整理（4.7）得出， 若已知液壓缸的速比 ，再按結(jié)構(gòu)要求選取活塞桿直徑d,就可以計算出液壓缸的內(nèi)徑D.4.3.2液壓缸主要尺寸的確定22212dDDvv （4.7）ddDvvv1221（4.12）69 2、動力較大的液壓設(shè)備 液壓缸內(nèi)徑液壓缸內(nèi)徑D D和活塞桿直徑和活塞桿直徑d d可根據(jù)

28、最大總負(fù)載和選取的工作壓力來定，對單桿缸而言，有：pFD)1 (42有桿腔進(jìn)油時：有桿腔進(jìn)油時：（4.14）pFD 4 （4.13）無桿腔進(jìn)油時無桿腔進(jìn)油時式中 ，可由下表4-4查出。Dd 70 利用上述方法計算所得的液壓缸內(nèi)經(jīng)D和活塞桿直經(jīng)d應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列，按照QB2348-1980取標(biāo)準(zhǔn)值詳見表4-5、表4-6；或參見新編液壓工程手冊。714.3.3液壓缸、活塞桿等尺寸的確定 液壓缸的缸筒長度由活塞最大行程、活塞長度、活塞桿導(dǎo)向套長度、活塞桿密封長度和特殊要求的長度確定。其中活塞長度B=（0.6-1.0）D，導(dǎo)向套長度為（0.6-1.5）d。為減少加工難度，一般液壓缸缸筒長度L(20-3

29、0)D。 對于工作行程中受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿長度對于工作行程中受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿長度L L與其與其直徑直徑D D之比大于之比大于1515時，應(yīng)對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。時，應(yīng)對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。 關(guān)于穩(wěn)定性驗算的內(nèi)容可查閱液壓設(shè)計手冊關(guān)于穩(wěn)定性驗算的內(nèi)容可查閱液壓設(shè)計手冊。724.3.4缸筒壁厚的驗算 中、高壓液壓缸一般用無縫鋼管做缸筒，大多屬薄壁筒，即/D0.08。此時，可根據(jù)材料力學(xué)中薄壁圓筒的計算公式驗算缸筒的壁厚，即 2 Dpy （4.19） 當(dāng)/D0.3時，可用下式校核缸筒壁厚)13 . 14 . 0(2 yyppD (4.20)73 當(dāng)液壓缸采用鑄造缸筒時，壁厚由鑄造工藝確

30、定，這時應(yīng)按厚壁圓筒計算公式驗算壁厚。當(dāng)/D=0.08-0.3時，可用下式校核缸筒的壁厚yypDp3 3 . 2(4.21)maxp式中: 缸筒內(nèi)的最高工作壓力 缸筒材料的許允應(yīng)力 液壓缸用于實現(xiàn)往復(fù)直線運動和擺動，是液壓系液壓缸用于實現(xiàn)往復(fù)直線運動和擺動，是液壓系統(tǒng)中最廣泛應(yīng)用的一種液壓執(zhí)行元件。液壓缸有時需統(tǒng)中最廣泛應(yīng)用的一種液壓執(zhí)行元件。液壓缸有時需專門設(shè)計。專門設(shè)計。1根據(jù)需要的推力計算液壓缸內(nèi)徑及活塞桿根據(jù)需要的推力計算液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑等主要參數(shù)；直徑等主要參數(shù)；2對缸壁厚度、活塞桿直徑、螺紋連接對缸壁厚度、活塞桿直徑、螺紋連接的強(qiáng)度及油缸的穩(wěn)定性等進(jìn)行必要的校核；的強(qiáng)度及油缸的穩(wěn)定性等進(jìn)行必要的校核；3確