第五章液壓執(zhí)行機構第二節(jié)

第二節(jié)液壓缸的典型結構1、液壓缸缸體安裝連接形式2、活塞桿端安裝連接形式3、雙桿活塞缸的典型結構：

由活塞桿1，前、后壓蓋2，前、后缸蓋（底）3，缸筒4，活塞5，兩套V形密封圈6、導向套7、開口銷8組成等主要部分組成。

784、單桿活塞缸的典型結構：

缸體組件活塞組件密封裝置緩沖裝置排氣裝置液壓缸主要結構包括：由前端蓋、后端蓋、缸筒、導向套等組成的缸體組件，以及由活塞桿、活塞等組成的活塞組件。為防止油液向液壓缸外泄漏或由高壓腔向低壓腔泄漏，在缸筒與端蓋、活塞與活塞桿、活塞與缸筒、活塞桿與前端蓋之間均設置有密封裝置，在前端蓋外側，還裝有防塵裝置；為防止活塞快速退回到行程終端（兩側）時撞擊缸蓋，液壓缸端部還設置緩沖裝置；有時設置排氣裝置。一、缸體組件拉桿連接式：結構的通用性大，容易加工和裝拆，但外形尺寸較大，且較重。

一、缸體組件焊接連接式：結構簡單，尺寸小，但易出現(xiàn)焊接變形。

法蘭式：結構簡單，容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和重量都較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。

一、缸體組件半環(huán)連接式：它的缸筒壁部因開了環(huán)形槽而削弱了強度，為此有時要加厚缸壁，但它容易加工和裝拆，重量較輕。半環(huán)連接應用廣，常用于無縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。1-缸蓋；2-缸筒；3-壓環(huán)；4-半環(huán)

螺紋連接式：缸筒端部結構復雜，外徑加工時要求保證內外徑同心，裝拆要使用專用工具，它的外形尺寸和重量都較小，常用于無縫鋼管或鑄鋼制的缸筒上。

缸筒、端蓋和導向套的基本要求（1）缸筒內孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，要求表面粗糙度在0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能順利滑動，從而保證密封效果，減少磨損。（2）缸筒要承受很大的液壓力，因此，應具有足夠的強度和剛度。（3）端蓋與缸筒形成封閉油腔，同樣承受很大的液壓力，因此缸蓋及其連接件都應有足夠的強度。（4）導向套對活塞桿或柱塞起導向和支承作用，有些液壓缸不設導向套，直接用端蓋孔導向，這種結構簡單，但磨損后必須更換端蓋。（5）缸筒、端蓋和導向套的材料選擇和技術要求可參考《液壓工程手冊》。一、缸體組件二、活塞組件（1）螺母連接適用負載較小，受力無沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結構簡單，安裝方便可靠，但一般需備螺母防松裝置；（2）卡環(huán)式連接方式中，活塞桿5上開有一個環(huán)形槽，槽內裝有兩個半圓環(huán)3以夾緊活塞4，半環(huán)3由軸套2套住，而軸套2的軸向位置用彈簧卡圈1來固定。安裝拆卸不便，多用于高壓和振動較大的場合。三、密封裝置

活塞密封裝置主要用來防止液壓油的泄漏。對密封裝置的基本要求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。除此以外，摩擦阻力要小，耐油，磨損后能夠自動補償。

油缸主要采用密封圈密封，密封圈有O形、Y形、V型及組合式等，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨脂等。三、密封裝置三、密封裝置端蓋密封2活塞密封端蓋密封任何形狀的密封圈在安裝時，必須保證適當?shù)念A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手冊給出的數(shù)據(jù)嚴格保證。防塵圈三、密封裝置（1）O形密封圈O形密封圈的截面為圓形。在無液壓力時，靠O形圈的彈性對接觸面產(chǎn)生預接觸壓力，實現(xiàn)初始密封，當密封腔充入壓力油后，在液壓力的作用下，O形圈擠向槽一側，密封面上的接觸壓力上升，提高了密封效果。三、密封裝置

（1）O形密封圈在動密封中，當壓力大于10MPa時，O形圈就會被擠入間隙中而磨損，為此可在O形圈低壓側設置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈，雙向受高壓時，兩側都要加擋圈。O形密封圈主要用于靜密封和速度較低的滑動密封。靜密封<32MPa；動密封<10MPa。三、密封裝置（2）Y形密封圈Y形密封圈的截面為Y形，也稱為唇形密封圈。密封性、穩(wěn)定性和耐壓性較好，摩擦阻力小，壽命較長，故應用很普遍。Y形圈主要用于往復運動的密封。工作壓力：p<20MPa（寬型）或32MPa（窄型）三、密封裝置（2）Y形密封圈（1）Y形圈的密封作用取決于它的唇邊對耦合圓的緊密接觸程度，在壓力油作用下，唇邊對耦合面產(chǎn)生較大的接觸壓力，從而達到密封的目的；當液壓力升高時，唇邊與藕合面貼得更緊，接觸壓力更高，密封性能更好。（2）Y形圈安裝時，唇口端面應對著液壓力高的一側。當壓力變化較大，滑動速度較高時，要使用支承環(huán)，以固定密封圈。三、密封裝置（3）V形密封圈V形圈的截面為V形，密封裝置是由壓環(huán)、V形圈和支承環(huán)組成。當工作壓力高于10MPa時，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果。安裝時，V形圈的開口也應面向壓力高的一側。V形圈密封性能良好，耐高壓，壽命長，通過調節(jié)壓緊力，可獲得最佳的密封效果，但V形密封裝置的摩擦阻力及結構尺寸較大，主要用于活塞桿與缸蓋間的往復運動密封，它適宜在工作壓力p>50MPa、溫度-40~80℃的條件下工作。三、密封裝置（3）V形密封圈三、密封裝置（4）組合密封圈間隙密封依靠相對運動零件配合面間的微小間隙來防止泄漏，由環(huán)形縫隙軸向流動理論可知：漏量與間隙的三次方成正比，因此可用減小間隙的辦法來減小泄漏。一般間隙為0.01～0.05mm，這就要求配合面有很高的加工精度。適用于低壓，小直徑、快速運動的液壓缸。三、密封裝置（5）間隙密封在活塞的外圓表面一般開幾道寬0.3~0.5mm、深0.5~lmm、間距2~5mm的環(huán)形溝槽，作用是：（1）做平衡槽，使得徑向油壓力趨于平衡，使活塞能夠自動對中，減小了摩擦力。同時，由于同心環(huán)縫的泄漏要比偏心環(huán)縫小得多，活塞的對中減少了油液的泄漏量，所以提高了密封性能（2）自潤滑作用，油液儲存在平衡槽內，使活塞能自動潤滑.三、密封裝置（5）間隙密封三、密封裝置6、活塞環(huán)密封活塞環(huán)密封依靠裝在活環(huán)形槽內的彈性金屬環(huán)緊貼缸筒內壁實現(xiàn)密封，它能自動補償磨損和溫度變化的影響，能在高速條件下工作，摩擦力小。四、緩沖裝置

當液壓缸帶動質量較大的部件作快速往復運動時，由于運動部件具有很大的動能，因此當活塞運動到液壓缸終端時，會與端蓋碰撞，并產(chǎn)生沖擊和噪聲。這種機械沖擊不僅引起液壓缸的有關部分的損壞，而且會引起其它相關機械的損傷。

為了防止這種危害，保證安全，應采取緩沖措施，對液壓缸運動速度進行控制。四、緩沖裝置

緩沖裝置基本原理：液壓缸中的緩沖裝置是利用活塞或缸筒在其行程終端時在活塞和缸蓋之間封住一部分油液,強迫它從小孔或細縫中擠出,以產(chǎn)生很大的阻力（背壓）,逐漸減慢運動速度,達到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。

四、緩沖裝置

在緩沖過程中，由于其節(jié)流面積不變，故緩沖開始時，產(chǎn)生的緩沖制動力很大，隨著活塞運動速度的降低，制動力很快降低，柱塞仍以較大的力撞擊缸蓋。因此其緩沖效果較差，但這種裝置結構簡單，制造成本低。1、圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置四、緩沖裝置

由于緩沖柱塞為圓錐形，所以緩沖環(huán)形間隙δ隨位移量而改變；即節(jié)流面積隨緩沖行程的增大而縮小，其緩沖效果較圓柱形柱塞好。2、圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置四、緩沖裝置

在緩沖柱塞上開有由淺漸深的三角節(jié)流槽，節(jié)流面積隨著緩沖行程的增大而逐漸減小，緩沖壓力變化平緩。3、可變節(jié)流槽式緩沖裝置四、緩沖裝置

在緩沖過程中，緩沖腔油液經(jīng)小孔節(jié)流排出，調節(jié)節(jié)流孔的大小，可控制緩沖腔內緩沖壓力的大小，以適應液壓缸不同的負載和速度工況對緩沖的要求，同時當活塞反向運動時，高壓油從單向閥進入液壓缸內，活塞也不會因推力不足而產(chǎn)生啟動緩慢或困難等現(xiàn)象。4、可調節(jié)流孔式緩沖裝置液壓傳動系統(tǒng)中往往會混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、爬行或前沖等現(xiàn)象；嚴重時會使系統(tǒng)不能正常工作。因此，設計液壓缸時，必須考慮空氣的排除，對于要求不高的液壓缸，往往不設計專門的排氣裝置，而是將油口布置在缸筒兩端的最高處，這樣也能使空氣隨油液排往油箱，再從油箱溢出。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置專門的排氣裝置，如排氣塞、排氣閥等。當松開排氣塞或閥的鎖緊螺釘后，低壓往復運動幾次，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。五、排氣裝置1、選擇題（1）如果要使機床工作往復運動速度相同，那么應采用

類型的液壓缸。A、雙桿活塞缸；B、單桿活塞缸；C、柱塞缸。（2）若要實現(xiàn)差動連接應采用

類型的液壓缸A、雙桿活塞缸；B、單桿活塞缸；C、柱塞缸。2、填空題（1）液壓缸的典型結構包括

組件、

組件、

裝置、

裝置、

裝置。（2）油缸主要采用密封圈密封，密封圈有

形、

形、

形及組合式等。（3）液壓缸是液壓系統(tǒng)的

裝置，作用是將

轉換為

能。（4）對于差動液壓缸，若使其往返