第4章液壓執(zhí)行元件4

1、Chapter 4Hydraulic Execute Elements第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容4.3 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)4.4 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2 液壓缸的類型與特點(diǎn)液壓缸的類型與特點(diǎn)4.1 液壓執(zhí)行元件概述液壓執(zhí)行元件概述第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.1 液壓執(zhí)行元件概述液壓執(zhí)行元件概述Introduction of Hydraulic Execute Elements 液壓執(zhí)行元件包括液壓執(zhí)行元件包括液壓缸液壓缸和和液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)。 液壓執(zhí)行元件的功用是將液壓泵及液壓控

2、制元件提液壓執(zhí)行元件的功用是將液壓泵及液壓控制元件提供的液壓油的液壓能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)形式或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形供的液壓油的液壓能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)形式或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能，克服負(fù)載對(duì)外做功。式的機(jī)械能，克服負(fù)載對(duì)外做功。 液壓缸輸出直線形式的運(yùn)動(dòng)，液壓馬達(dá)輸出回轉(zhuǎn)形液壓缸輸出直線形式的運(yùn)動(dòng)，液壓馬達(dá)輸出回轉(zhuǎn)形式的運(yùn)動(dòng)。式的運(yùn)動(dòng)。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 作為能量轉(zhuǎn)換裝置，液壓缸和液壓馬達(dá)也存在能量作為能量轉(zhuǎn)換裝置，液壓缸和液壓馬達(dá)也存在能量轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題。轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題。了解液壓執(zhí)行元件了解液壓執(zhí)行元件液壓缸液壓缸壓力壓力p 流量流量q液壓功率液壓功率作用力作用力F 速度速度v機(jī)械功率機(jī)械功率壓力

3、壓力p 流量流量q液壓功率液壓功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T 速度速度機(jī)械功率機(jī)械功率液壓液壓馬達(dá)馬達(dá)第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.2 液壓缸的類型與特點(diǎn)液壓缸的類型與特點(diǎn)Types of Hydraulic Cylinder and Their Characteristics4.2.1 液壓缸的類型液壓缸的類型 活塞式活塞式 柱塞式柱塞式 擺動(dòng)式擺動(dòng)式 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分 按作用方式分按作用方式分 單作用單作用 雙作用雙作用第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件液壓缸的類型與簡(jiǎn)圖液壓缸的類型與簡(jiǎn)圖第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件第第4章章 液壓執(zhí)行元件液

4、壓執(zhí)行元件液壓缸與液壓馬達(dá)的圖形符號(hào)液壓缸與液壓馬達(dá)的圖形符號(hào)第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.2.2 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、端蓋等主要活塞式液壓缸由缸筒、活塞和活塞桿、端蓋等主要部件組成。部件組成。 活塞式液壓缸有單活塞桿和雙活塞桿兩種形式。其活塞式液壓缸有單活塞桿和雙活塞桿兩種形式。其固定方式又有缸筒固定、活塞移動(dòng)與活塞桿固定、缸筒固定方式又有缸筒固定、活塞移動(dòng)與活塞桿固定、缸筒移動(dòng)兩種。移動(dòng)兩種。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 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，其固雙桿活塞式液壓缸的活塞兩端都帶有活

5、塞桿，其固定方式有缸體固定和活塞桿固定兩種。定方式有缸體固定和活塞桿固定兩種。雙活塞桿式液壓缸雙活塞桿式液壓缸第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件缸筒固定，活塞桿運(yùn)動(dòng)缸筒固定，活塞桿運(yùn)動(dòng)第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件活塞桿固定，缸體運(yùn)動(dòng)活塞桿固定，缸體運(yùn)動(dòng)第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 2122214ppdDApApF 輸出推力輸出推力 224dDqAqv 運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度 21ppqFvPo 輸出功率輸出功率2p回油壓回油壓力，背壓力，背壓第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 單桿活塞式液壓缸單桿活塞式液壓缸 單桿活塞式液壓缸左右兩腔的活塞有效作用面積不相單桿活塞式液壓缸左右兩腔

6、的活塞有效作用面積不相等，所以，這種液壓缸具有三種連接方式。在三種不同的等，所以，這種液壓缸具有三種連接方式。在三種不同的連接方式中，即使輸入液壓缸油液的壓力和流量相同，其連接方式中，即使輸入液壓缸油液的壓力和流量相同，其輸出的推力和速度大小也各不相同。輸出的推力和速度大小也各不相同。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔回油無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔回油2114DqAqv 運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度 222212211144dDpDpApApF 輸出推力輸出推力第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔回油有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔回油 222211221244DpdDpApApF 輸出推

7、力輸出推力 22224dDqAqv 運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 差動(dòng)連接差動(dòng)連接液壓缸兩腔同時(shí)接壓力油液壓缸兩腔同時(shí)接壓力油 22134dpAApF 輸出推力輸出推力2134dqAqqv 運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件等效于等效于第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件對(duì)于差動(dòng)連接對(duì)于差動(dòng)連接DDd707. 02 若欲使差動(dòng)連接時(shí)的往返速度相等，則應(yīng)使若欲使差動(dòng)連接時(shí)的往返速度相等，則應(yīng)使11222232 dDdDdvv 22221211 DddDDvv 速度比速度比第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.2.3

8、其他液壓缸其他液壓缸 柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸 活塞缸內(nèi)孔和尺寸精度很高，并且要求表面光滑，大活塞缸內(nèi)孔和尺寸精度很高，并且要求表面光滑，大型或超長(zhǎng)行程的液壓缸不易實(shí)現(xiàn)這種要求，在這種情況下型或超長(zhǎng)行程的液壓缸不易實(shí)現(xiàn)這種要求，在這種情況下可以采用柱塞缸。可以采用柱塞缸。柱塞柱塞pq 缸筒缸筒A24dppAF 輸出推力輸出推力24dqAqv 運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件柱塞式液壓缸的結(jié)構(gòu)柱塞式液壓缸的結(jié)構(gòu)l 缸筒；缸筒；2 柱塞；柱塞；3 導(dǎo)向套；導(dǎo)向套；4 密封圈；密封圈；5 壓蓋壓蓋 柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，因此缸筒內(nèi)孔不需精加工，工柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，因此缸筒內(nèi)孔

9、不需精加工，工藝性好，成本低。藝性好，成本低。 活塞缸為單作用缸，回程需借助外力?；钊诪閱巫饔酶祝爻绦杞柚饬?。 柱塞工作時(shí)受壓，因此要具有足夠的剛度和壓桿穩(wěn)定性。柱塞工作時(shí)受壓，因此要具有足夠的剛度和壓桿穩(wěn)定性。 常垂直使用，柱塞做成中空。常垂直使用，柱塞做成中空。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件qqVdd柱塞式液壓缸的成對(duì)使用柱塞式液壓缸的成對(duì)使用以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)qqVdd第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件柱塞柱塞pq 缸筒缸筒A中空柱塞式液壓缸中空柱塞式液壓缸第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 擺動(dòng)式液壓缸擺動(dòng)式液壓缸 擺動(dòng)液壓缸能實(shí)現(xiàn)小于擺動(dòng)液壓缸能實(shí)現(xiàn)小于36

10、0角度的角度的往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，由于它可直接輸出扭矩，往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，由于它可直接輸出扭矩，故又稱為故又稱為擺動(dòng)液壓馬達(dá)擺動(dòng)液壓馬達(dá)，主要有，主要有單葉片單葉片式式和和雙葉片式雙葉片式兩種結(jié)構(gòu)形式。兩種結(jié)構(gòu)形式。Dd1234432411單葉片式單葉片式雙葉片式雙葉片式第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件輸出轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩 mppdDzbT 21228 Dd1234432411 ,T ,T輸出轉(zhuǎn)速（角速度）輸出轉(zhuǎn)速（角速度） VdDzbq 228 第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件Dd1234432411 ,T ,T 受結(jié)構(gòu)的限制，單葉片擺動(dòng)缸的擺角一般不超過(guò)受結(jié)構(gòu)的限制，單葉片擺動(dòng)缸的擺角一般不超過(guò)

11、280 ，雙葉片擺動(dòng)缸，雙葉片擺動(dòng)缸的擺角一般不超過(guò)的擺角一般不超過(guò)150 。 當(dāng)輸入壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)缸擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩是相同參數(shù)當(dāng)輸入壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)缸擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩是相同參數(shù)單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度則是單葉片擺動(dòng)缸的一半。單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度則是單葉片擺動(dòng)缸的一半。 擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封性差，一般只用于中、低壓系擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封性差，一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復(fù)擺動(dòng)、轉(zhuǎn)位或間歇運(yùn)動(dòng)的地方，如機(jī)床的送料機(jī)構(gòu)、間歇進(jìn)給機(jī)統(tǒng)中往復(fù)擺動(dòng)、轉(zhuǎn)位或間歇運(yùn)動(dòng)的地方，如機(jī)床的送料機(jī)構(gòu)、間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)夾具等。構(gòu)、回轉(zhuǎn)夾具等。第第4

12、章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 增壓液壓缸增壓液壓缸由于由于4422dpDpba 因此因此abpdDp2 第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 伸縮式液壓缸伸縮式液壓缸 伸縮缸由兩級(jí)或多級(jí)活塞缸套裝而成，它的前一級(jí)活伸縮缸由兩級(jí)或多級(jí)活塞缸套裝而成，它的前一級(jí)活塞缸的活塞就是后一級(jí)的缸體塞缸的活塞就是后一級(jí)的缸體 。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 活塞伸出的順序是從大到小，相應(yīng)的推力也是從大到活塞伸出的順序是從大到小，相應(yīng)的推力也是從大到小，而伸出的速度則是由慢變快?？s回時(shí)則相反。小，而伸出的速度則是由慢變快?？s回時(shí)則相反。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 齒條活塞式液壓缸齒條活塞式

13、液壓缸 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)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(dòng)經(jīng)齒條、齒輪機(jī)構(gòu)變成齒輪軸往復(fù)轉(zhuǎn)構(gòu)組成，活塞往復(fù)移動(dòng)經(jīng)齒條、齒輪機(jī)構(gòu)變成齒輪軸往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)。齒條活塞液壓缸的結(jié)構(gòu)圖齒條活塞液壓缸的結(jié)構(gòu)圖1 緊固螺帽；緊固螺帽；2 調(diào)節(jié)螺釘；調(diào)節(jié)螺釘；3 端蓋；端蓋；4 墊圈；墊圈；5 O形密封圈；形密封圈；6 擋圈；擋圈；7 缸套；缸套；8 齒條活塞；齒條活塞；9 齒輪；齒輪；l0 傳動(dòng)軸；傳動(dòng)軸；11 缸體；缸體；12 螺釘螺釘q第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.3 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)Typical Constru

14、ction of Hydraulic Cylinder雙作用單活塞桿液壓缸的結(jié)構(gòu)雙作用單活塞桿液壓缸的結(jié)構(gòu) 液壓缸的基本結(jié)構(gòu)主要由活塞組件、缸體組件、密封裝液壓缸的基本結(jié)構(gòu)主要由活塞組件、缸體組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置等五部分組成。置、緩沖裝置和排氣裝置等五部分組成。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件單桿活塞式液壓缸的基本結(jié)構(gòu)單桿活塞式液壓缸的基本結(jié)構(gòu)第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.3.1 活塞組件活塞組件 活塞組件由活塞、活塞桿和連接件等組成?；钊M件由活塞、活塞桿和連接件等組成。 活塞與活塞桿活塞與活塞桿活塞活塞活塞桿活塞桿活塞材料：耐磨鑄鐵、灰鑄鐵、鋁合金、活塞材料：耐

15、磨鑄鐵、灰鑄鐵、鋁合金、35鋼、鋼、45鋼等。鋼等?；钊麠U材料：活塞桿材料：35鋼、鋼、45鋼或這些材料的無(wú)縫鋼管。鋼或這些材料的無(wú)縫鋼管。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 活塞與活塞桿的連接方式活塞與活塞桿的連接方式活塞與活塞桿的連接方式活塞與活塞桿的連接方式(a)整體式整體式(b)焊接式焊接式(c)錐銷式錐銷式(d)螺紋式螺紋式(e)螺紋式螺紋式(f)半環(huán)式半環(huán)式(g)半環(huán)式半環(huán)式第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.3.2 缸體組件缸體組件 缸體組件主要指的是缸筒和缸蓋。缸體組件主要指的是缸筒和缸蓋。 缸體組件與活塞組件構(gòu)成密封的容腔承受油壓。因此缸體組件與活塞組件構(gòu)成密封的容腔承

16、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。性。 缸體組件所使用材料、連接方式與工作壓力有關(guān)，當(dāng)缸體組件所使用材料、連接方式與工作壓力有關(guān)，當(dāng)工作壓力工作壓力p10MPa 時(shí)使用鑄鐵缸筒，當(dāng)工作壓力時(shí)使用鑄鐵缸筒，當(dāng)工作壓力10MPap20MPa 時(shí)使用無(wú)縫鋼管，時(shí)使用無(wú)縫鋼管，p20MPa時(shí)使用鑄時(shí)使用鑄鋼或鍛鋼。鋼或鍛鋼。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件(a)法蘭式法蘭式 (b)半環(huán)式半環(huán)式 (c)外螺紋式外螺紋式(d)內(nèi)螺紋式內(nèi)螺紋式 (e)拉桿式拉桿式 (f)焊接式焊接式缸體組件的連接方式缸體組件的連接方式第第

17、4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.3.3 密封裝置密封裝置 密封裝置的作用是用來(lái)阻止有壓工作介質(zhì)的泄漏（內(nèi)密封裝置的作用是用來(lái)阻止有壓工作介質(zhì)的泄漏（內(nèi)泄漏和外泄漏），防止外界空氣、灰塵、污垢與異物的侵泄漏和外泄漏），防止外界空氣、灰塵、污垢與異物的侵入。起密封作用的元件稱密封件。入。起密封作用的元件稱密封件。 對(duì)密封裝置的基本要求是：具有良好的密封性能，隨對(duì)密封裝置的基本要求是：具有良好的密封性能，隨壓力的增加能自動(dòng)提高密封性。除此以外，摩擦阻力要小，壓力的增加能自動(dòng)提高密封性。除此以外，摩擦阻力要小，耐油。耐油。 液壓缸的密封主要指活塞、活塞桿處的動(dòng)密封和缸蓋液壓缸的密封主要指活塞、活塞

18、桿處的動(dòng)密封和缸蓋等處的靜密封。常用的密封方法有以下三種。等處的靜密封。常用的密封方法有以下三種。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 間隙密封間隙密封 依靠?jī)蛇\(yùn)動(dòng)件配合面之間很小依靠?jī)蛇\(yùn)動(dòng)件配合面之間很小的間隙，來(lái)產(chǎn)生液體摩擦阻力來(lái)的間隙，來(lái)產(chǎn)生液體摩擦阻力來(lái)防止泄漏。防止泄漏。 適用于直徑較小、壓力較低的適用于直徑較小、壓力較低的液壓缸與活塞之間、柱塞式液壓液壓缸與活塞之間、柱塞式液壓泵（馬達(dá)）中柱塞與缸體之間、泵（馬達(dá)）中柱塞與缸體之間、圓柱滑閥與閥座之間的密封。圓柱滑閥與閥座之間的密封。 在圓柱外表面上開幾條等距離的壓力平衡槽，其作用是提在圓柱外表面上開幾條等距離的壓力平衡槽，其作用是

19、提高對(duì)中性，減小液壓卡緊力，增大密封能力，減輕磨損。高對(duì)中性，減小液壓卡緊力，增大密封能力，減輕磨損。 間隙密封摩擦阻力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，間隙密封摩擦阻力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，仍存在少量泄漏。仍存在少量泄漏。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 活塞環(huán)密封活塞環(huán)密封 利用彈性金屬環(huán)的彈性使其貼緊在缸筒內(nèi)表面上來(lái)實(shí)現(xiàn)利用彈性金屬環(huán)的彈性使其貼緊在缸筒內(nèi)表面上來(lái)實(shí)現(xiàn)密封。密封。 密封效果比間隙密封好，能自動(dòng)補(bǔ)償磨損和溫度的影響，密封效果比間隙密封好，能自動(dòng)補(bǔ)償磨損和溫度的影響，摩擦力小，工作可靠，壽命長(zhǎng)。適用于高壓、高速、高溫摩擦力小，工作可靠，壽命長(zhǎng)。適用于高壓、

20、高速、高溫的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。 不能完全密封，活塞環(huán)加工復(fù)雜，缸筒內(nèi)表面加工精度不能完全密封，活塞環(huán)加工復(fù)雜，缸筒內(nèi)表面加工精度要求高。要求高。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 密封圈密封密封圈密封 密封圈密封是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種密封方式。密封圈密封是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種密封方式。常用的密封圈有常用的密封圈有O形、形、V形、形、Y形和組合式幾種，它們的材形和組合式幾種，它們的材料主要是橡膠和尼龍。料主要是橡膠和尼龍。 O形密封圈形密封圈 截面為圓形，裝截面為圓形，裝配后密封圈有一定的配后密封圈有一定的預(yù)壓縮量，工作時(shí)被預(yù)壓縮量，工作時(shí)被壓力油壓

21、向縫隙，使壓力油壓向縫隙，使密封性更好。密封性更好。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 對(duì)溝槽的尺寸精度要求高。對(duì)溝槽的尺寸精度要求高。 密封性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦阻力小，裝卸方便，容易密封性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦阻力小，裝卸方便，容易制造，價(jià)格便宜。制造，價(jià)格便宜。 適用于壓力適用于壓力32MPa的靜密封和壓力的靜密封和壓力10MPa的場(chǎng)合時(shí)，需在的場(chǎng)合時(shí)，需在O形圈低壓側(cè)設(shè)置聚形圈低壓側(cè)設(shè)置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈；雙向受高壓時(shí)，兩側(cè)都要加四氟乙烯或尼龍制成的擋圈；雙向受高壓時(shí)，兩側(cè)都要加擋圈。擋圈。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 V形密封圈形密封圈 安裝時(shí)，安裝時(shí)，V形圈的開口應(yīng)

22、面向壓力高的一側(cè)。形圈的開口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)。 壓力壓力10MPa時(shí)，可增加時(shí)，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果。形圈的數(shù)量，提高密封效果。 密封性好，耐高壓，壽命長(zhǎng)，但摩擦阻力和結(jié)構(gòu)尺寸較大。密封性好，耐高壓，壽命長(zhǎng)，但摩擦阻力和結(jié)構(gòu)尺寸較大。 適用于壓力適用于壓力10MPa時(shí)，可增加時(shí)，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果。形圈的數(shù)量，提高密封效果。 密封性好，耐高壓，壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性好，但摩擦阻力較大。密封性好，耐高壓，壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性好，但摩擦阻力較大。 適用于壓力適用于壓力20MPa、-30+100的往復(fù)滑動(dòng)密封。的往復(fù)滑動(dòng)密封。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.3.4 緩沖裝置緩沖

23、裝置 緩沖裝置的作用緩沖裝置的作用 當(dāng)質(zhì)量較大的活塞及運(yùn)動(dòng)件以較高的速度運(yùn)動(dòng)到缸筒當(dāng)質(zhì)量較大的活塞及運(yùn)動(dòng)件以較高的速度運(yùn)動(dòng)到缸筒的終端時(shí)，由于動(dòng)量很大，將會(huì)與端蓋發(fā)生機(jī)械碰撞，產(chǎn)的終端時(shí)，由于動(dòng)量很大，將會(huì)與端蓋發(fā)生機(jī)械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲，從而嚴(yán)重影響運(yùn)動(dòng)精度，甚至?xí)p生很大的沖擊和噪聲，從而嚴(yán)重影響運(yùn)動(dòng)精度，甚至?xí)p壞液壓缸及主機(jī)設(shè)備。為避免這些不利情況的發(fā)生，一般壞液壓缸及主機(jī)設(shè)備。為避免這些不利情況的發(fā)生，一般的液壓缸上常設(shè)有緩沖裝置。的液壓缸上常設(shè)有緩沖裝置。 緩沖裝置的工作原理緩沖裝置的工作原理 當(dāng)活塞及運(yùn)動(dòng)件快速接近端蓋時(shí)，通過(guò)節(jié)流使回油阻當(dāng)活塞及運(yùn)動(dòng)件快速接近端蓋時(shí)，通過(guò)

24、節(jié)流使回油阻力逐漸增大，從而在液壓缸的回油腔產(chǎn)生較大的緩沖壓力，力逐漸增大，從而在液壓缸的回油腔產(chǎn)生較大的緩沖壓力，活塞受阻而制動(dòng)，避免了與缸蓋快速碰撞?；钊茏瓒苿?dòng)，避免了與缸蓋快速碰撞。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 常用的緩沖裝置常用的緩沖裝置 固定節(jié)流緩沖固定節(jié)流緩沖圓柱形圓環(huán)縫隙式圓柱形圓環(huán)縫隙式圓錐形圓環(huán)縫隙式圓錐形圓環(huán)縫隙式第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 可變節(jié)流緩沖（三角槽式）可變節(jié)流緩沖（三角槽式）第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 可調(diào)節(jié)流緩沖可調(diào)節(jié)流緩沖第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.3.5 排氣裝置排氣裝置 氣體的來(lái)源氣體的來(lái)源 液壓系統(tǒng)在安裝過(guò)

25、程中或長(zhǎng)時(shí)間停止工作之后會(huì)滲入液壓系統(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)有空氣進(jìn)去，況且油液中也含有空氣，另外，密封不好會(huì)有空氣進(jìn)去，況且油液中也含有氣體（無(wú)論何種油液，本身總是溶解有氣體（無(wú)論何種油液，本身總是溶解有3%10%的空氣）。的空氣）。 液壓缸中的氣體對(duì)系統(tǒng)工作的影響液壓缸中的氣體對(duì)系統(tǒng)工作的影響 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?？諝夥e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，會(huì)使執(zhí)行元件產(chǎn)生爬行。壓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)產(chǎn)生絕熱壓縮而造成局部高溫，有可能燒壞力增大時(shí)還會(huì)產(chǎn)生絕熱

26、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，換向時(shí)降低精度。因此密封件。啟動(dòng)時(shí)引起振動(dòng)和噪聲，換向時(shí)降低精度。因此在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，要保證及時(shí)排除積留在缸中的氣體。在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，要保證及時(shí)排除積留在缸中的氣體。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 排氣裝置排氣裝置 對(duì)于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常對(duì)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(yùn)動(dòng)幾閥等。當(dāng)松開排氣塞或閥的鎖緊螺釘后，低壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，帶有氣泡的油液就會(huì)排出

27、，空氣排完后擰緊螺釘，液次，帶有氣泡的油液就會(huì)排出，空氣排完后擰緊螺釘，液壓缸便可正常。壓缸便可正常。 一般利用空氣比重較油輕的特點(diǎn)，在液壓缸內(nèi)腔的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)置排氣孔或?qū)ｉT的排氣裝置。最高部位設(shè)置排氣孔或?qū)ｉT的排氣裝置。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.4 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算Design of Hydraulic Cylinder4.4.1 液壓缸設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟液壓缸設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟 根據(jù)主機(jī)的動(dòng)作要求確定液壓缸的類型根據(jù)主機(jī)的動(dòng)作要求確定液壓缸的類型 根據(jù)負(fù)載及運(yùn)動(dòng)需求確定液壓缸的工作參數(shù)和

28、主要結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)載及運(yùn)動(dòng)需求確定液壓缸的工作參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)尺寸尺寸 液壓缸的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性校核液壓缸的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性校核 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（參照液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（參照4.3節(jié)）節(jié)） 繪制液壓缸的零件圖、選擇標(biāo)準(zhǔn)件、繪制液壓缸的裝配繪制液壓缸的零件圖、選擇標(biāo)準(zhǔn)件、繪制液壓缸的裝配圖、編制設(shè)計(jì)計(jì)算書、審核等圖、編制設(shè)計(jì)計(jì)算書、審核等第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.4.2 液壓缸類型的選擇液壓缸類型的選擇 主要考慮主機(jī)所要求的動(dòng)作特點(diǎn)、行程長(zhǎng)短、運(yùn)動(dòng)性主要考慮主機(jī)所要求的動(dòng)作特點(diǎn)、行程長(zhǎng)短、運(yùn)動(dòng)性能等要求，同時(shí)還要考慮到主機(jī)的結(jié)構(gòu)特征所能給液壓缸能等要求，同時(shí)還要考慮到主機(jī)的結(jié)構(gòu)特征所

29、能給液壓缸提供的安裝空間和位置。提供的安裝空間和位置。 往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)直接選用直線式液壓缸；回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)選用液往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)直接選用直線式液壓缸；回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)選用液壓馬達(dá)；往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)既可以選用擺動(dòng)液壓缸，也可選用壓馬達(dá)；往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)既可以選用擺動(dòng)液壓缸，也可選用直線式液壓缸加連桿機(jī)構(gòu)或齒輪齒條機(jī)構(gòu)。直線式液壓缸加連桿機(jī)構(gòu)或齒輪齒條機(jī)構(gòu)。 要求往返運(yùn)動(dòng)速度一致時(shí)可選用雙桿活塞式液壓缸。要求往返運(yùn)動(dòng)速度一致時(shí)可選用雙桿活塞式液壓缸。 有快速運(yùn)動(dòng)需求時(shí)可選用單桿活塞式雙作用液壓缸，通有快速運(yùn)動(dòng)需求時(shí)可選用單桿活塞式雙作用液壓缸，通過(guò)差動(dòng)連接實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。過(guò)差動(dòng)連接實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。 行程較長(zhǎng)時(shí)可選用柱塞式液壓缸，

30、以降低加工難度。行程較長(zhǎng)時(shí)可選用柱塞式液壓缸，以降低加工難度。 行程較長(zhǎng)但負(fù)載不大時(shí)，也考慮與其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一起擴(kuò)行程較長(zhǎng)但負(fù)載不大時(shí)，也考慮與其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一起擴(kuò)大行程。大行程。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件4.4.3 液壓缸主要參數(shù)的確定與設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸主要參數(shù)的確定與設(shè)計(jì)計(jì)算 工作壓力工作壓力 液壓缸要克服的負(fù)載包括有效工作負(fù)載、摩擦阻力和液壓缸要克服的負(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(duì)于不同用途慣性力等。液壓缸的工作壓力按負(fù)載確定。對(duì)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。的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，采用的壓力范圍也不同。

31、設(shè)計(jì)時(shí)，液壓缸的工作壓力可按負(fù)載大小及液壓設(shè)備類型設(shè)計(jì)時(shí)，液壓缸的工作壓力可按負(fù)載大小及液壓設(shè)備類型來(lái)確定。來(lái)確定。總負(fù)載總負(fù)載aflFFFF 式中式中l(wèi)F工作載荷工作載荷fF摩擦阻力摩擦阻力aF慣性阻力慣性阻力第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件注意：注意： 工作壓力選得高，執(zhí)行元件和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，但對(duì)工作壓力選得高，執(zhí)行元件和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，但對(duì)元件的強(qiáng)度、剛度及密封性要求高，且需要較高公稱壓力元件的強(qiáng)度、剛度及密封性要求高，且需要較高公稱壓力的液壓泵、閥；工作壓力選得低，會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行元件和系統(tǒng)的液壓泵、閥；工作壓力選得低，會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行元件和系統(tǒng)的尺寸、結(jié)構(gòu)龐大。的尺寸、結(jié)構(gòu)龐大。負(fù)載和工作

32、壓力之間的關(guān)系負(fù)載和工作壓力之間的關(guān)系各類液壓設(shè)備常用的工作壓力各類液壓設(shè)備常用的工作壓力第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 包括公稱壓力在內(nèi)的液壓缸主要參數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)包括公稱壓力在內(nèi)的液壓缸主要參數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)須根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系列值中選取。計(jì)時(shí)須根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系列值中選取。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件D 液壓缸內(nèi)徑（活塞直徑）液壓缸內(nèi)徑（活塞直徑） d 活塞桿直徑活塞桿直徑L 缸筒長(zhǎng)度缸筒長(zhǎng)度 缸筒壁厚缸筒壁厚l 活塞桿長(zhǎng)度活塞桿長(zhǎng)度液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 液壓缸內(nèi)徑（活塞直徑）液壓缸內(nèi)徑（活塞直徑） D 根據(jù)最大總負(fù)

33、載和選定的工作根據(jù)最大總負(fù)載和選定的工作壓力來(lái)計(jì)算（不考慮機(jī)械效率）壓力來(lái)計(jì)算（不考慮機(jī)械效率） 無(wú)桿腔進(jìn)油為工作行程時(shí)無(wú)桿腔進(jìn)油為工作行程時(shí) 222212211144dDpDpApApF 根據(jù)根據(jù)若無(wú)背壓，則若無(wú)背壓，則114pFD 有有 21222114pppdppFD 第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 前面的設(shè)計(jì)計(jì)算公式中包括著活塞桿直徑前面的設(shè)計(jì)計(jì)算公式中包括著活塞桿直徑 d ，通?？蓞ⅲǔ？蓞⒄障卤磉x取：照下表選?。?有桿腔進(jìn)油為工作行程時(shí)有桿腔進(jìn)油為工作行程時(shí)若無(wú)背壓，則若無(wú)背壓，則2124dpFD 21122124pppdppFD 第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 根據(jù)

34、液壓缸的速度要求和選定的液壓泵流量來(lái)計(jì)算（不根據(jù)液壓缸的速度要求和選定的液壓泵流量來(lái)計(jì)算（不考慮容積效率）考慮容積效率） 無(wú)桿腔進(jìn)油為工作行程時(shí)無(wú)桿腔進(jìn)油為工作行程時(shí) 有桿腔進(jìn)油為工作行程時(shí)有桿腔進(jìn)油為工作行程時(shí)224dvqD 14vqD 計(jì)算得到的活塞直徑計(jì)算得到的活塞直徑 D 應(yīng)圓整應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列值，見下表。為標(biāo)準(zhǔn)系列值，見下表。第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 活塞桿直徑活塞桿直徑 d 一般情況下按下表確定：一般情況下按下表確定： 1 Dd 對(duì)往返速度比對(duì)往返速度比 有要求時(shí)按下式確定：有要求時(shí)按下式確定： 差動(dòng)連接且要求往返速度相同時(shí)按下式確定：差動(dòng)連接且要求往返速度相同時(shí)按下式確定：DDd707. 02 第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件 缸筒長(zhǎng)度缸筒長(zhǎng)度 L 缸筒長(zhǎng)度缸筒長(zhǎng)度L由活塞最大工作行程由活塞最大工作行程E、活塞寬度、活塞寬度B、活塞、活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度桿導(dǎo)向長(zhǎng)度H、活塞桿密封長(zhǎng)度、活塞桿密封長(zhǎng)度A 和特殊要求的其他長(zhǎng)度和特殊要求的其他長(zhǎng)度（例如隔套長(zhǎng)度（例如隔套長(zhǎng)度C）確定，其中：）確定，其中：活塞寬度活塞寬度B DB0 . 16 . 0 活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度H220DEH 活塞桿密封長(zhǎng)度活塞桿密封長(zhǎng)度A mm800 . 16 . 0mm800 . 16 . 0DdDDA為減少加