第四章液壓缸

1、 液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它是將液體的液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成工作機(jī)構(gòu)的機(jī)械能，用來(lái)實(shí)現(xiàn)直線往壓力能轉(zhuǎn)換成工作機(jī)構(gòu)的機(jī)械能，用來(lái)實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于360360的擺動(dòng)。液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、配制的擺動(dòng)。液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、配制靈活、設(shè)計(jì)、制造比較容易、使用維護(hù)方便，所以靈活、設(shè)計(jì)、制造比較容易、使用維護(hù)方便，所以得到了廣泛的應(yīng)用。得到了廣泛的應(yīng)用。4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算 液壓缸的類型液壓缸的類型名稱名稱圖型圖型說(shuō)明說(shuō)明活活塞塞式式液液壓壓缸缸單單桿桿單作用單作用活塞單向作用，依靠彈簧使活塞單向作用，依

2、靠彈簧使活塞復(fù)位活塞復(fù)位 雙作用雙作用活塞雙向作用，左、右移動(dòng)活塞雙向作用，左、右移動(dòng)速度不等，差動(dòng)連接時(shí)，可速度不等，差動(dòng)連接時(shí)，可提高運(yùn)動(dòng)速度提高運(yùn)動(dòng)速度 雙雙 桿桿活塞左、右運(yùn)動(dòng)速度相等活塞左、右運(yùn)動(dòng)速度相等 柱柱塞塞式式液液壓壓缸缸 單柱塞單柱塞 柱塞單向作用，依靠外力柱塞單向作用，依靠外力使柱塞復(fù)位使柱塞復(fù)位 雙柱塞雙柱塞 雙柱塞雙向作用雙柱塞雙向作用 擺擺動(dòng)動(dòng)式式液液壓壓缸缸單葉片單葉片 輸出轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)角度小于輸出轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)角度小于300300 雙葉片雙葉片 輸出轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)角度小于輸出轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)角度小于150150 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參

3、數(shù)計(jì)算其其他他液液壓壓缸缸增力液壓缸增力液壓缸 當(dāng)液壓缸直徑受到限制而當(dāng)液壓缸直徑受到限制而長(zhǎng)度不受限制時(shí)，可獲得長(zhǎng)度不受限制時(shí)，可獲得大的推力大的推力 增壓液壓缸增壓液壓缸 由兩種不同直徑的液壓缸由兩種不同直徑的液壓缸組成，可提高組成，可提高B B腔中的液腔中的液壓力壓力 伸縮液壓缸伸縮液壓缸 由兩層或多層液壓缸組成，由兩層或多層液壓缸組成，可增加活塞行程可增加活塞行程 多位液壓缸多位液壓缸 活塞活塞A A有三個(gè)確定的位置有三個(gè)確定的位置 齒條液壓缸齒條液壓缸 活塞經(jīng)齒條帶動(dòng)小齒輪，活塞經(jīng)齒條帶動(dòng)小齒輪，使它產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使它產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸

4、的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算活塞式液壓缸活塞式液壓缸 活塞式液壓缸由缸筒、活塞和活塞桿、端蓋等活塞式液壓缸由缸筒、活塞和活塞桿、端蓋等主要部件組成。主要部件組成。 活塞式液壓缸通常有單桿和雙桿兩種形式。又活塞式液壓缸通常有單桿和雙桿兩種形式。又有缸筒固定、活塞移動(dòng)與活塞桿固定、缸筒移動(dòng)兩有缸筒固定、活塞移動(dòng)與活塞桿固定、缸筒移動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。種運(yùn)動(dòng)方式。 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算1.1.單桿活塞式液壓缸單桿活塞式液壓缸4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算 單桿活塞式液壓缸有缸體固定和活塞桿固單桿活

5、塞式液壓缸有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺(tái)移動(dòng)范圍都是活定兩種形式，但它們的工作臺(tái)移動(dòng)范圍都是活塞運(yùn)動(dòng)行程的兩倍。由于單桿液壓缸左右兩腔塞運(yùn)動(dòng)行程的兩倍。由于單桿液壓缸左右兩腔的活塞有效作用面積的活塞有效作用面積A A1 1和和A A2 2不相等，所以，這種不相等，所以，這種液壓缸具有三種連接方式，如圖所示。液壓缸具有三種連接方式，如圖所示。 DdDdDd v1 A1 A2 A2 A1 F1qq p2 p1 p2 p1 v21v F2v31v F3A1 A2 qq qq q+q qq 單桿活塞式液壓缸單桿活塞式液壓缸4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特

6、點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算1.1.單桿活塞式液壓缸單桿活塞式液壓缸(1) 當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)油、有桿腔回油時(shí)當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)油、有桿腔回油時(shí) F1推力；推力； 1運(yùn)動(dòng)速度；運(yùn)動(dòng)速度； p1進(jìn)油壓力；進(jìn)油壓力； p2回油壓力?；赜蛪毫Α?式中式中 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算2221112212()44Fp Ap ApDpDd1214qqAD若回油腔直接接油箱，若回油腔直接接油箱，p20，則：，則： 211114Fp ApD211114Fp ApD(2) 當(dāng)有桿腔進(jìn)油、無(wú)桿腔回油時(shí)當(dāng)有桿腔進(jìn)油、無(wú)桿腔回油時(shí) 若回油腔直接接油箱，若回油腔直接接油箱，p20，則：，則：

7、122221()4Fp ApDdF1推力；推力； 運(yùn)動(dòng)速度；運(yùn)動(dòng)速度； p1進(jìn)油壓力；進(jìn)油壓力； p2回油壓力?；赜蛪毫?。 式中式中 24.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算1222222112()44Fp Ap ApDdpD22224()qqADd122221()4Fp ApDd與與 之比稱為液壓缸的速度比之比稱為液壓缸的速度比 ，即：，即： 2v14.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算2v2111dD(3) 液壓缸左右兩腔同時(shí)進(jìn)入壓力油，即差動(dòng)連接液壓缸左右兩腔同時(shí)進(jìn)入壓力油，即差動(dòng)連接 在差動(dòng)連接時(shí)，液壓

8、缸左右兩腔同時(shí)進(jìn)入壓力油，但因在差動(dòng)連接時(shí)，液壓缸左右兩腔同時(shí)進(jìn)入壓力油，但因?yàn)閮汕坏挠行ё饔妹娣e不等，故活塞向右運(yùn)動(dòng)。為兩腔的有效作用面積不等，故活塞向右運(yùn)動(dòng)。 在差動(dòng)連接時(shí)，在差動(dòng)連接時(shí)， 差動(dòng)缸活塞推力差動(dòng)缸活塞推力F3和運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)速度 3為：為： 整理得：整理得： 由上述可知，差動(dòng)連接比非差動(dòng)連接時(shí)的推力小而運(yùn)動(dòng)速度快，由上述可知，差動(dòng)連接比非差動(dòng)連接時(shí)的推力小而運(yùn)動(dòng)速度快，所以，這種連接形式是以減小推力為代價(jià)而獲得快速運(yùn)動(dòng)的。所以，這種連接形式是以減小推力為代價(jià)而獲得快速運(yùn)動(dòng)的。4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算231121()4Fp

9、 AApd223321()44qDdqqAD324qd2.2.雙桿活塞式液壓缸雙桿活塞式液壓缸lllll v F A v F v F v F A A A q p2 p1 q p1 q q p2 雙桿活塞式液壓缸及其安裝形式雙桿活塞式液壓缸及其安裝形式 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算 雙桿活塞式液壓缸，活塞兩側(cè)都裝有活塞桿，由于兩腔的有雙桿活塞式液壓缸，活塞兩側(cè)都裝有活塞桿，由于兩腔的有效面積相等，故活塞往返的作用力和運(yùn)動(dòng)速度都相等，即效面積相等，故活塞往返的作用力和運(yùn)動(dòng)速度都相等，即 ：4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類

10、型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算此種形式的液壓缸在機(jī)床中常用。此種形式的液壓缸在機(jī)床中常用。 221212()()()4FA ppDdpp224()qqADd柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算 活塞式液壓缸的內(nèi)壁要求精加工，當(dāng)液壓缸較活塞式液壓缸的內(nèi)壁要求精加工，當(dāng)液壓缸較長(zhǎng)時(shí)加工就顯得比較困難，因此在行程較長(zhǎng)時(shí)多采長(zhǎng)時(shí)加工就顯得比較困難，因此在行程較長(zhǎng)時(shí)多采用柱塞缸。柱塞缸的內(nèi)壁不需要精加工，只需要對(duì)用柱塞缸。柱塞缸的內(nèi)壁不需要精加工，只需要對(duì)柱塞桿進(jìn)行精加工，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本柱塞桿進(jìn)行精加工，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低

11、。低。 p q v F v F v F 柱塞式液壓缸示意圖柱塞式液壓缸示意圖 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算 柱塞缸的結(jié)構(gòu)如圖所示。它由缸體、柱塞、導(dǎo)套、密封圈、壓蓋柱塞缸的結(jié)構(gòu)如圖所示。它由缸體、柱塞、導(dǎo)套、密封圈、壓蓋等零件組成。等零件組成。 擺動(dòng)式液壓缸擺動(dòng)式液壓缸4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算 擺動(dòng)式液壓缸又稱為擺動(dòng)液壓電動(dòng)機(jī)或回轉(zhuǎn)液壓缸，它把油液擺動(dòng)式液壓缸又稱為擺動(dòng)液壓電動(dòng)機(jī)或回轉(zhuǎn)液壓缸，它把油液的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閿[動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能。常用的擺動(dòng)式液壓缸有單葉片的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閿[動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能

12、。常用的擺動(dòng)式液壓缸有單葉片和雙葉片兩種。和雙葉片兩種。 單葉片擺動(dòng)式液壓缸單葉片擺動(dòng)式液壓缸 221212() d()()2RrbTbpp r rRrpp轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩 2222 ()qnb Rr角速度角速度 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算11隔板隔板 22缸體缸體 33轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸 44葉片葉片 (a) (a) 單葉片式單葉片式 (b) (b) 雙葉片式雙葉片式 擺動(dòng)式液壓缸結(jié)構(gòu)圖擺動(dòng)式液壓缸結(jié)構(gòu)圖 其他液壓缸其他液壓缸Dpqd增力缸結(jié)構(gòu)圖增力缸結(jié)構(gòu)圖 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算1.1.增力缸

13、增力缸 圖示為由兩個(gè)單桿活塞缸串聯(lián)在一起的增力缸，當(dāng)壓力油通入兩圖示為由兩個(gè)單桿活塞缸串聯(lián)在一起的增力缸，當(dāng)壓力油通入兩缸左腔時(shí)，串聯(lián)活塞向右運(yùn)動(dòng)，兩缸右腔的油液同時(shí)排出，這種油缸左腔時(shí)，串聯(lián)活塞向右運(yùn)動(dòng)，兩缸右腔的油液同時(shí)排出，這種油缸的推力等于兩缸推力的總和。由于增加了活塞的有效面積，因而缸的推力等于兩缸推力的總和。由于增加了活塞的有效面積，因而使活塞桿上的推力或拉力得到增加。設(shè)進(jìn)油壓力為使活塞桿上的推力或拉力得到增加。設(shè)進(jìn)油壓力為p p，活塞直徑為，活塞直徑為D D，活塞桿直徑為活塞桿直徑為d d，不考慮摩擦損失，增力缸的牽引力為不考慮摩擦損失，增力缸的牽引力為4.1 4.1 液壓缸的類

14、型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算22222()(2)444FpDpDdpDdDd p2 q2 p1 q1 增壓缸結(jié)構(gòu)圖增壓缸結(jié)構(gòu)圖 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算2.2.增壓缸增壓缸 圖示為由活塞缸和柱塞缸組合而成的增壓缸，用以使液壓圖示為由活塞缸和柱塞缸組合而成的增壓缸，用以使液壓系統(tǒng)中的局部區(qū)域獲得高壓。在這里活塞缸中活塞的有效工作系統(tǒng)中的局部區(qū)域獲得高壓。在這里活塞缸中活塞的有效工作面積大于柱塞的有效工作面積，所以向活塞缸無(wú)桿腔送入低壓面積大于柱塞的有效工作面積，所以向活塞缸無(wú)桿腔送入低壓油時(shí)，可以在柱塞缸那里得到高

15、壓油，它們之間的關(guān)系為：油時(shí)，可以在柱塞缸那里得到高壓油，它們之間的關(guān)系為： 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算2.2.增壓缸增壓缸 其中：其中：D、d活塞、柱塞的直徑；活塞、柱塞的直徑； K增壓比增壓比K=D2/d2221244D pd p2211DppKpd 1 2 3 B A 伸縮式液壓缸示意圖伸縮式液壓缸示意圖 11活塞活塞 22活塞活塞 33缸體缸體 4.1 4.1 液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算液壓缸的類型、特點(diǎn)和基本參數(shù)計(jì)算3. 3. 伸縮式液壓缸伸縮式液壓缸 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 圖示為單桿液壓缸的結(jié)構(gòu)

16、圖，它主要由缸筒圖示為單桿液壓缸的結(jié)構(gòu)圖，它主要由缸筒4 4、活塞、活塞6 6、活塞桿、活塞桿7 7、前后端蓋、前后端蓋8 8、1 1、密封件、密封件5 5等主要部件組成。缸筒與端蓋用螺栓連等主要部件組成。缸筒與端蓋用螺栓連接，活塞與缸筒，活塞桿與端蓋之間有兩種密封形式，即為橡塑組接，活塞與缸筒，活塞桿與端蓋之間有兩種密封形式，即為橡塑組合密封與唇形密封；該液壓缸具有雙向緩沖功能，工作時(shí)壓力油經(jīng)合密封與唇形密封；該液壓缸具有雙向緩沖功能，工作時(shí)壓力油經(jīng)進(jìn)油口，單向閥進(jìn)入工作腔，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞臨近終點(diǎn)時(shí)，進(jìn)油口，單向閥進(jìn)入工作腔，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞臨近終點(diǎn)時(shí)，緩沖套切斷油路，排油只能經(jīng)節(jié)

17、流閥排出，起節(jié)流緩沖作用。緩沖套切斷油路，排油只能經(jīng)節(jié)流閥排出，起節(jié)流緩沖作用。 從上面所述的液壓缸典型結(jié)構(gòu)中看出，液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可從上面所述的液壓缸典型結(jié)構(gòu)中看出，液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置等五以分為缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置等五部分。部分。 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 單桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖單桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖 11后端蓋后端蓋 22緩沖節(jié)流閥緩沖節(jié)流閥 33進(jìn)出油口進(jìn)出油口 44缸筒缸筒 55密封件密封件 66活塞活塞 77活塞桿活塞桿 88前端蓋前端蓋 99導(dǎo)向套導(dǎo)向套

18、 1010單向閥單向閥 1111緩沖套緩沖套 1212導(dǎo)向環(huán)導(dǎo)向環(huán) 1313無(wú)桿端緩沖套無(wú)桿端緩沖套 1414螺栓螺栓 缸體組件缸體組件4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 缸體組件與活塞組件構(gòu)成密封的容腔，承受油壓。因此缸體組缸體組件與活塞組件構(gòu)成密封的容腔，承受油壓。因此缸體組件要有足夠的強(qiáng)度、較高的表面精度和可靠的密封性。缸體組件指件要有足夠的強(qiáng)度、較高的表面精度和可靠的密封性。缸體組件指得是缸筒與缸蓋，其使用材料、連接方式與工作壓力有關(guān)，當(dāng)工作得是缸筒與缸蓋，其使用材料、連接方式與工作壓力有關(guān)，當(dāng)工作壓力壓力p p1010MPa時(shí)使用鑄鐵缸筒，當(dāng)工作壓力時(shí)使用鑄鐵缸筒，當(dāng)工

19、作壓力1010MPap p2020MPa時(shí)時(shí)使用無(wú)縫鋼管，使用無(wú)縫鋼管，p p20MPa時(shí)使用鑄鋼或鍛鋼。時(shí)使用鑄鋼或鍛鋼。 (a) (b) (c) 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)缸筒和端蓋結(jié)構(gòu)圖缸筒和端蓋結(jié)構(gòu)圖 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 采用法蘭連接采用法蘭連接( (圖圖a a所示所示) )，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、連接可靠，但，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、連接可靠，但要求缸筒端部有足夠的壁厚，用以安裝螺栓或旋入螺釘。缸筒端部要求缸筒端部有足夠的壁厚，用以安裝螺栓或旋入螺釘。缸筒端部一般用鑄造、鐓粗或焊接方式制成粗大的外徑。一般用鑄造、鐓粗或焊接方式制成粗大的外

20、徑。 采用半環(huán)連接采用半環(huán)連接( (圖圖b b所示所示) )，工藝性好、連接可靠、結(jié)構(gòu)緊湊，但，工藝性好、連接可靠、結(jié)構(gòu)緊湊，但削弱了缸筒強(qiáng)度。這種連接常用于無(wú)縫鋼管缸筒與缸蓋的連接中。削弱了缸筒強(qiáng)度。這種連接常用于無(wú)縫鋼管缸筒與缸蓋的連接中。 采用螺紋連接采用螺紋連接( (圖圖c c所示所示) )，特點(diǎn)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，但，特點(diǎn)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，但缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜。常用于無(wú)縫鋼管或鑄鋼的缸筒上。缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜。常用于無(wú)縫鋼管或鑄鋼的缸筒上。 拉桿連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、通用性強(qiáng)，但端蓋的體積和重拉桿連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、通用性強(qiáng)，但端蓋的體積和重量較大，拉桿受力后會(huì)變形，

21、影響密封效果，適用于長(zhǎng)度較小的中量較大，拉桿受力后會(huì)變形，影響密封效果，適用于長(zhǎng)度較小的中低壓缸。低壓缸。 焊接式連接強(qiáng)度高，制造簡(jiǎn)單，但焊接時(shí)易引起缸筒變形，且焊接式連接強(qiáng)度高，制造簡(jiǎn)單，但焊接時(shí)易引起缸筒變形，且無(wú)法拆卸。無(wú)法拆卸。 活塞組件活塞組件(a) (a) 螺紋式連接結(jié)構(gòu)螺紋式連接結(jié)構(gòu) (b) (b) 半環(huán)式連接結(jié)構(gòu)半環(huán)式連接結(jié)構(gòu) 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 活塞組件由活塞、活塞桿和連接件等組成?；钊突钊麠U的連活塞組件由活塞、活塞桿和連接件等組成。活塞和活塞桿的連接方式很多，但無(wú)論采用哪種連接方式，都必須保證連接可靠。接方式很多，但無(wú)論采用哪種連接方式，都必

22、須保證連接可靠。 密封裝置密封裝置4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 密封裝置的作用是用來(lái)阻止有壓工作介質(zhì)的泄漏；防止外界空密封裝置的作用是用來(lái)阻止有壓工作介質(zhì)的泄漏；防止外界空氣、灰塵、污垢與異物的侵入。其中起密封作用的元件稱密封件。氣、灰塵、污垢與異物的侵入。其中起密封作用的元件稱密封件。通常在液壓系統(tǒng)或元件中，存在工作介質(zhì)的內(nèi)泄漏和外泄漏，內(nèi)泄通常在液壓系統(tǒng)或元件中，存在工作介質(zhì)的內(nèi)泄漏和外泄漏，內(nèi)泄漏會(huì)降低系統(tǒng)的容積效率，惡化設(shè)備的性能指標(biāo)，甚至使其無(wú)法正漏會(huì)降低系統(tǒng)的容積效率，惡化設(shè)備的性能指標(biāo)，甚至使其無(wú)法正常工作。外泄漏導(dǎo)致流量減少，不僅污染環(huán)境，有可能引起火災(zāi)，常

23、工作。外泄漏導(dǎo)致流量減少，不僅污染環(huán)境，有可能引起火災(zāi)，嚴(yán)重時(shí)可能引起設(shè)備故障和人身事故。所以為了保證液壓設(shè)備工作嚴(yán)重時(shí)可能引起設(shè)備故障和人身事故。所以為了保證液壓設(shè)備工作的可靠性及提高工作壽命，密封裝置與密封件不容忽視。液壓缸的的可靠性及提高工作壽命，密封裝置與密封件不容忽視。液壓缸的密封主要指活塞、活塞桿處的動(dòng)密封和缸蓋等處的靜密封。密封主要指活塞、活塞桿處的動(dòng)密封和缸蓋等處的靜密封。 間隙密封示意圖間隙密封示意圖 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)間隙密封間隙密封 1. 間隙密封間隙密封 2. 密封圈密封密封圈密封 常用的密封方法有：常用的密封方法有： 4.2 4.2 液壓

24、缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)密封圈密封密封圈密封 O形密封圈是由耐油橡膠制成的截面為圓形的圓環(huán)，它具有形密封圈是由耐油橡膠制成的截面為圓形的圓環(huán)，它具有良好的密封性能，且結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力小、裝卸方良好的密封性能，且結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力小、裝卸方便、容易制造、價(jià)格便宜，故在液壓系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。便、容易制造、價(jià)格便宜，故在液壓系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。 (1) O形密封圈形密封圈 O形密封圈形密封圈 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)O形密封圈結(jié)構(gòu)圖形密封圈結(jié)構(gòu)圖 V V形密封圈形密封圈 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) V形密封圈由純耐油橡膠或多層夾織物橡膠壓

25、制而成，通常由支承形密封圈由純耐油橡膠或多層夾織物橡膠壓制而成，通常由支承環(huán)、密封環(huán)和壓環(huán)組成。當(dāng)壓環(huán)壓緊密封環(huán)時(shí)，支撐環(huán)使密封環(huán)產(chǎn)生變環(huán)、密封環(huán)和壓環(huán)組成。當(dāng)壓環(huán)壓緊密封環(huán)時(shí)，支撐環(huán)使密封環(huán)產(chǎn)生變形而起密封作用。形而起密封作用。 (2) V形密封圈形密封圈 Y形密封圈形密封圈 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) Y形密封圈主要用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封。是一種密封性、穩(wěn)定性和耐壓性形密封圈主要用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封。是一種密封性、穩(wěn)定性和耐壓性較好、摩擦阻力小、壽命較長(zhǎng)的密封圈。較好、摩擦阻力小、壽命較長(zhǎng)的密封圈。Y形圈的密封作用依賴于它的唇形圈的密封作用依賴于它的唇邊對(duì)偶合面的緊密接觸，

26、并在壓力油作用下產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，達(dá)到密邊對(duì)偶合面的緊密接觸，并在壓力油作用下產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，達(dá)到密封目的。封目的。 (3) Y形密封圈形密封圈 緩沖裝置緩沖裝置 緩沖裝置的工作原理：利用活塞或缸筒在其走向行程終端時(shí)，在緩沖裝置的工作原理：利用活塞或缸筒在其走向行程終端時(shí)，在活塞和缸蓋之間封住一部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或縫隙中擠出，以產(chǎn)活塞和缸蓋之間封住一部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或縫隙中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)逐漸減慢運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避免活生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)逐漸減慢運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。塞和缸蓋相互撞擊的目的。 4.2 4.2 液壓缸的典型

27、結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)固定節(jié)流緩沖固定節(jié)流緩沖 圖圖a a是縫隙節(jié)流，當(dāng)活塞移動(dòng)到其端部，活塞上的凸臺(tái)進(jìn)入缸蓋的凹是縫隙節(jié)流，當(dāng)活塞移動(dòng)到其端部，活塞上的凸臺(tái)進(jìn)入缸蓋的凹腔，將封閉在回油腔中的油液從凸臺(tái)和凹腔之間的環(huán)狀縫隙腔，將封閉在回油腔中的油液從凸臺(tái)和凹腔之間的環(huán)狀縫隙中擠壓出去，中擠壓出去，從而造成背壓，迫使運(yùn)動(dòng)活塞降速制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)緩沖。這種緩沖裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)從而造成背壓，迫使運(yùn)動(dòng)活塞降速制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)緩沖。這種緩沖裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緩沖效果好，但沖擊壓力較大。單，緩沖效果好，但沖擊壓力較大。 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)可變節(jié)流緩沖可

28、變節(jié)流緩沖 可變節(jié)流緩沖油缸有多種形式，圖可變節(jié)流緩沖油缸有多種形式，圖b b在活塞上開(kāi)有橫截面為三在活塞上開(kāi)有橫截面為三角形的軸向斜槽，當(dāng)活塞移近液壓缸缸蓋時(shí)，活塞與缸蓋間的油角形的軸向斜槽，當(dāng)活塞移近液壓缸缸蓋時(shí)，活塞與缸蓋間的油液需經(jīng)三角槽流出，從而在回油腔中形成背壓，達(dá)到緩沖的目的。液需經(jīng)三角槽流出，從而在回油腔中形成背壓，達(dá)到緩沖的目的。 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)流緩沖可調(diào)節(jié)流緩沖 圖圖c c在缸蓋中裝有針形節(jié)流閥在缸蓋中裝有針形節(jié)流閥1 1和單向閥和單向閥2 2。當(dāng)活塞移近缸蓋時(shí)，凸臺(tái)。當(dāng)活塞移近缸蓋時(shí)，凸臺(tái)進(jìn)入凹腔，由于它們之間間隙較小，所以回油腔中

29、的油液只能經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入凹腔，由于它們之間間隙較小，所以回油腔中的油液只能經(jīng)節(jié)流閥流出，從而在回油腔中形成背壓，達(dá)到緩沖的目的。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)口流出，從而在回油腔中形成背壓，達(dá)到緩沖的目的。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)口大小，就能調(diào)節(jié)制動(dòng)速度。大小，就能調(diào)節(jié)制動(dòng)速度。 排氣裝置排氣裝置4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)氣體的來(lái)源氣體的來(lái)源 氣體對(duì)液壓系統(tǒng)的影響氣體對(duì)液壓系統(tǒng)的影響 液壓系統(tǒng)在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停止工作液壓系統(tǒng)在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停止工作之后會(huì)滲入空氣，另外，密封不好會(huì)有空之后會(huì)滲入空氣，另外，密封不好會(huì)有空氣進(jìn)去，況且油液中也含有氣體氣進(jìn)去，況且油液中也含有氣體( (無(wú)論何無(wú)論何

30、種油液，本身總是溶解有種油液，本身總是溶解有3%3%10%10%的空氣的空氣) )。 空氣積聚使得液壓缸運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，低速時(shí)空氣積聚使得液壓缸運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，低速時(shí)產(chǎn)生爬行。由于氣體有很大的可壓縮性，產(chǎn)生爬行。由于氣體有很大的可壓縮性，會(huì)使執(zhí)行元件產(chǎn)生爬行。壓力增大時(shí)還會(huì)會(huì)使執(zhí)行元件產(chǎn)生爬行。壓力增大時(shí)還會(huì)產(chǎn)生絕熱壓縮而造成局部高溫，有可能燒產(chǎn)生絕熱壓縮而造成局部高溫，有可能燒壞密封件。啟動(dòng)時(shí)引起振動(dòng)和噪聲，換向壞密封件。啟動(dòng)時(shí)引起振動(dòng)和噪聲，換向時(shí)降低精度。時(shí)降低精度。 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 一般利用空氣比重較油輕的特點(diǎn)，在液壓缸內(nèi)腔的最高部位設(shè)置一般利用空氣比重較油輕

31、的特點(diǎn)，在液壓缸內(nèi)腔的最高部位設(shè)置排氣孔或?qū)ｉT的排氣裝置。排氣孔或?qū)ｉT的排氣裝置。 下圖采用排氣塞和排氣閥：當(dāng)松開(kāi)排氣閥螺釘時(shí)帶著空氣的油液下圖采用排氣塞和排氣閥：當(dāng)松開(kāi)排氣閥螺釘時(shí)帶著空氣的油液，便通過(guò)錐面間隙經(jīng)小孔溢出，待系統(tǒng)內(nèi)氣體排完后，便擰緊螺釘，便通過(guò)錐面間隙經(jīng)小孔溢出，待系統(tǒng)內(nèi)氣體排完后，便擰緊螺釘，將錐面密封，也可在缸蓋的最高部位處開(kāi)排氣孔，用長(zhǎng)管道向遠(yuǎn)，將錐面密封，也可在缸蓋的最高部位處開(kāi)排氣孔，用長(zhǎng)管道向遠(yuǎn)處排氣閥排氣。所有的排氣裝置都是按此基本原理工作的。處排氣閥排氣。所有的排氣裝置都是按此基本原理工作的。 4.2 4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)排氣裝置示意圖排氣

32、裝置示意圖 排氣裝置排氣裝置4.3 4.3 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 主要尺寸計(jì)算主要尺寸計(jì)算 液壓缸的主要尺寸包括缸的內(nèi)徑液壓缸的主要尺寸包括缸的內(nèi)徑D、活塞桿直徑、活塞桿直徑d、液壓缸的長(zhǎng)、液壓缸的長(zhǎng)度和活塞桿的長(zhǎng)度等。度和活塞桿的長(zhǎng)度等。 液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑的確定方法與使用的液壓缸設(shè)備類液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑的確定方法與使用的液壓缸設(shè)備類型有關(guān)，通常根據(jù)液壓缸的推力型有關(guān)，通常根據(jù)液壓缸的推力(牽引力牽引力)和液壓缸的有效工作壓力來(lái)和液壓缸的有效工作壓力來(lái)決定。決定。 本節(jié)主要介紹液壓缸的主要尺寸的計(jì)算及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的驗(yàn)算本節(jié)主要介紹液壓缸的主要尺寸的計(jì)算及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

33、、剛度的驗(yàn)算方法。方法。 對(duì)于單出桿的液壓缸而言對(duì)于單出桿的液壓缸而言 ：無(wú)桿腔進(jìn)油并且不考慮機(jī)械效率時(shí)無(wú)桿腔進(jìn)油并且不考慮機(jī)械效率時(shí)： 有桿腔進(jìn)油并且不考慮機(jī)械效率時(shí)：有桿腔進(jìn)油并且不考慮機(jī)械效率時(shí)： 液壓缸內(nèi)徑液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑和活塞桿直徑d可根據(jù)液壓系統(tǒng)中的最大總負(fù)載和可根據(jù)液壓系統(tǒng)中的最大總負(fù)載和選取的工作壓力來(lái)確定。選取的工作壓力來(lái)確定。 4.3 4.3 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算主要尺寸計(jì)算主要尺寸計(jì)算對(duì)于對(duì)于單出桿的液壓缸而言單出桿的液壓缸而言21212124Fd pDpppp22112124Fd pDpppp 上式中，一般選取回油背壓上式中，一般選取回油背壓p2=0

34、，于是便可簡(jiǎn)化，即無(wú)桿腔、有，于是便可簡(jiǎn)化，即無(wú)桿腔、有桿腔進(jìn)油時(shí)分別為：桿腔進(jìn)油時(shí)分別為： 或或 上式中的活塞桿直徑上式中的活塞桿直徑d可根據(jù)工作壓力或設(shè)備類型選取，也可查可根據(jù)工作壓力或設(shè)備類型選取，也可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。4.3 4.3 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算主要尺寸計(jì)算主要尺寸計(jì)算114FDp2214FDdp 液壓缸缸筒長(zhǎng)度由活塞最大行程液壓缸缸筒長(zhǎng)度由活塞最大行程L、活塞長(zhǎng)度、活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度、活塞長(zhǎng)度、活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度H和特殊要求的其他長(zhǎng)度確定，如圖。和特殊要求的其他長(zhǎng)度確定，如圖。導(dǎo)向長(zhǎng)度導(dǎo)向長(zhǎng)度 4.3 4.3 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算主要尺寸計(jì)算主要尺寸計(jì)算一般液壓缸的鋼筒長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的一般液壓缸的鋼筒長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的2030倍。倍。4.3 4.3 液壓