第三章液压缸

1、 第三章第三章 液液 压压 缸缸 液压缸的基本类型和特点液压缸的基本类型和特点 液压缸的构造液压缸的构造 液压缸结构设计中应注意的问题液压缸结构设计中应注意的问题 3 3-1 -1 液压缸的基本类型和特液压缸的基本类型和特点 执行元件：能量转换装置（液压能机械能） 实现运动：直线往复运动或摆动（360） 常见基本类型 参见参见表表3-1 3-1 液压缸的类型液压缸的类型摆动式液压缸：摆动复运动柱塞式液压缸：直线往复运动活塞式液压缸：直线往3 3-1 -1 液压缸的基本类型和特液压缸的基本类型和特点2122214ppdDppAF一、一、活塞式液压缸活塞式液压缸1.双出杆液压缸（活塞两端都有活塞杆

2、）两种不同的安装方式（图3-1 ）： 活塞固定、活塞杆固定 缸筒固定式双杆活塞缸 活塞杆固定式双杆活塞缸 推力和速度的计算：224()QvDd（3-1）（3-2）3 3-1 -1 液压缸的基本类型和特液压缸的基本类型和特点 2.单出杆液压缸（活塞一端带活塞杆） 三种不同的连接方式：参见图3-2 推力和速度的计算：2224QvDd22221221124Fp Ap ADdpD p124vQD22211122124Fp Ap AD pDdp（3-5）（3-3） （3-4） （3-6）3 3-1 -1 液压缸的基本类型和特液压缸的基本类型和特点 差动连接：见图3-2c 单出杆液压缸在其左、右两腔都接通

3、压力油时称为“差动连接”，这时液压缸称作差动缸。差动连接时输出的推力和速度为： （3-8） 整理得： （3-9） 1241)22(24)21(13pdpdDDAApF2d43Qv 423)2d2(4423DvDQDQQv3 3-1 -1 液压缸的基本类型和特液压缸的基本类型和特点结论:推力比非差动连接时小,速度比非差动连接时大。应用:在不加大油源流量的情况下得到机床工作台快速进、退和慢速进给的运动循环。例:如果使快进和快退的速度相等，则活塞和活塞杆的尺寸为： dD23 3-1 -1 液压缸的基本类型和特液压缸的基本类型和特点二、柱塞式液压缸（二、柱塞式液压缸（图3-3）图3-3(a)所示为单柱

4、塞缸，它只能实现一个方向的运动，反向运动要靠外力。通常成对反向布置组成双柱塞缸图3-3(b)使用，可以实现两个方向的液压驱动。 柱塞式液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不须精加工。它特别适用行程较长的场合。 3 3-1 -1 液压缸的基本类型和特液压缸的基本类型和特点 柱塞缸输出的推力和速度各为柱塞缸输出的推力和速度各为: (3-11) (3-12) 式中 d-柱塞直径; p-缸内油液压力; Q-输入液压缸的流量。 pdF2424dQv3 3-1 -1 液压缸的基本类型和特液压缸的基本类型和特点 三、三、摆动液压缸摆动液压缸（图3-4(a)）所示为单叶片摆

5、动液压缸，其结构简单，摆动角度大。但有两个缺点：一是输出转矩小；二是心轴受单向径向液压力大。图3-4（b）所示为双叶片摆动缸，其转矩比单叶片摆动缸大1倍，且径向液压力得到平衡，但转角小。 摆动液压缸主要用来驱动作间歇回转运动的工作机构,例如回转夹具、分度机构、送料、夹紧等机床辅助装置，也有用于需要周期性进给的系统中。3 3-1 -1 液压缸的基本类型和特液压缸的基本类型和特点 叶片摆动缸的转矩T 和角速度的计算如下：(3-13) (3-14) 式中 b -叶片宽度 r -叶片径向长度； -叶片底部、顶部的回转半径；Q -进入摆动缸的流量； -工作腔、回油腔的液压力 D d -缸体内径、转轴外径

6、；。212212211212RRTzbpprdrbzRRpp2222842dDbzQbzdDQ1R2R1p2p3 3-2 -2 液压缸的构造液压缸的构造液压缸典型构造举例液压缸典型构造举例 缸筒和缸盖缸筒和缸盖 活塞和活塞杆活塞和活塞杆 密封装置密封装置 缓冲装置缓冲装置 排气装置排气装置 3 3-2 -2 液压缸的构造液压缸的构造 典型结构举例参见图3-5：单出杆活塞式液压缸结构 组成 高部位排气装置：液压缸的最之间缓冲装置：活塞与端盖活塞杆和端盖之间之间密封装置：活塞和缸体杆活塞组件：活塞与活塞缸体组件：缸筒和端盖3 3-2 -2 液压缸的构造液压缸的构造 一、缸体组件一、缸体组件 是指缸

7、筒与端盖。机床上常见的缸体组件机构如图3-6，选择不同结构要考虑工作压力、缸体材料和具体的工作条件。 (1)低压环境常用铸铁缸体，多用法兰连接， 如图3-6(a); (2)高压环境常用无缝钢管缸体，连接方式 如图3-6(b)(c)(d)半环链接，螺纹连接，焊接3 3-2 -2 液压缸的构造液压缸的构造二、活塞组件二、活塞组件活塞组件主要是指活塞与活塞杆，如图3-7。常见的结构形式： (1)螺纹连接如图3-7(a),适用于负载较小，受力 平稳的场合。 (2)非螺纹连接如图3-7(b)(c)(d),半环连接，锥销连接，适用于环境不稳定的场合。3 3-2 -2 液压缸的构造液压缸的构造三、三、密封装

8、置密封装置液压缸中的密封面主要指： 活塞和缸体之间(防止内泄漏) 活塞杆和端盖之间(防止外泄漏) 密封要求：良好的密封性； 摩擦力小，稳定； 耐磨，能自动补偿； 维护简单，制造稳定，成本低。3 3-2 -2 液压缸的构造液压缸的构造液压缸中常见的密封形式： 1、间隙密封： 如图3-8 2、活塞环密封： 如图3-9 3、密封圈密封： 如图3-10，图3-11，图3-12密封圈常见的形式：型密封圈、唇形密封圈。3 3-2 -2 液压缸的构造液压缸的构造四、四、缓冲装置缓冲装置机床液压缸上常用的缓冲装置有： 间隙缓冲： 如图3-13（a）可调节流缓冲：如图3-13（b）可变节流缓冲：如图3-13（c

9、）3 3-2 -2 液压缸的构造液压缸的构造五、五、排气装置排气装置 液压系统长时间停止工作，系统油液中会混入空气，使得液压缸运动不平稳，因此需要通过排气装置将气体排出。常见的排气装置如图3-14所示。3-3 3-3 液压缸结构设计中应注意的问题液压缸结构设计中应注意的问题 液压缸的设计和使用正确与否，直接影响到它的性能和是否发生故障。在这方面，经常碰到的是液压缸安装不当、活塞杆承受偏载、液压缸或活塞下垂以及活塞杆的压杆失稳等问题。 3-3 3-3 液压缸结构设计中应注意的问题液压缸结构设计中应注意的问题 所以，在设计液压缸时，必须注意如下几点：(1)尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在

10、受压状态下具有良好的纵向稳定性。(2)考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题。缸内如无缓冲装置和排气装置，系统中需有相应的措施。但是并非所有的液压缸都要考虑这些问题。 3-3 3-3 液压缸结构设计中应注意的问题液压缸结构设计中应注意的问题(3)正确确定液压缸的安放、固定方式。如承受弯曲的活塞杆不能用螺纹连接，要用止口连接；液压缸不能在两端用键或销定位，只能在一端定位，为的是不致阻碍它在受热时的膨胀；如冲击载荷使活塞杆压缩，定位件须设置在活塞杆端，如为拉伸则设置在缸盖端。 (4)液压缸各部分的结构须根据推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽可能做到结构简单、紧凑、加工、装配和维修方便。 本章重点掌握内容本章重点掌握内容1.常见三种形式液压缸输出参数(推力、转矩、速度、角速度)计算；2.活塞式液压缸由哪几个主要组成部分？他们分别包含什么内容？3.液压缸的常见密封方式有哪几种？4.液压缸的常见缓冲方式有哪几种？课堂练习：3-6，3-7课后作业：3-9习题习题1.已知液压缸活塞的有效面积为A，运动速度为v，有效负载为F，供给液压缸的理论流量为Q，压力为p，液压缸的总泄漏流量