第五章液压执行机构第二节

1、2015年4月第二节第二节 液压缸的典型结构液压缸的典型结构2015年4月1、液压缸缸体安装连接形式、液压缸缸体安装连接形式2015年4月2、活塞杆端安装连接形式、活塞杆端安装连接形式2015年4月3、双杆活塞缸的典型结构：、双杆活塞缸的典型结构： 由活塞杆由活塞杆1，前、后压盖，前、后压盖2 ，前、前、 后缸盖（底）后缸盖（底）3，缸筒，缸筒4，活塞，活塞5，两套两套V形密封圈形密封圈6、导向套、导向套7、开口销、开口销8组成等主要部分组成。组成等主要部分组成。 782015年4月4、单杆活塞缸的典型结构：、单杆活塞缸的典型结构： 缸体组件缸体组件 活塞组件活塞组件 密封装置密封装置 缓冲装

2、置缓冲装置 排气装置排气装置l液压缸主要结构包括：由前端盖、后端盖、缸筒、导向套液压缸主要结构包括：由前端盖、后端盖、缸筒、导向套等组成的等组成的缸体组件缸体组件 ，以及由活塞杆、活塞等组成的，以及由活塞杆、活塞等组成的活塞活塞组件。组件。l为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有前端盖之间均设置有密封装置密封装置，在前端盖外侧，还装有，在前端盖外侧，还装有防尘装置防尘装置；l为防止活塞快速退回到行程终端（两侧）时撞击缸盖，为

3、防止活塞快速退回到行程终端（两侧）时撞击缸盖，液压缸端部还设置液压缸端部还设置缓冲装置缓冲装置；l有时设置有时设置排气装置排气装置。2015年4月一、缸体组件一、缸体组件拉杆连接式：拉杆连接式：结构的通用性大，结构的通用性大，容易加工和装拆，但外形尺寸容易加工和装拆，但外形尺寸较大，且较重。较大，且较重。 2015年4月一、缸体组件一、缸体组件焊接连接式：焊接连接式：结构简单，尺寸小，结构简单，尺寸小，但易出现焊接变形。但易出现焊接变形。 法兰式：法兰式：结构简单，容易加结构简单，容易加工，也容易装拆，但外形尺工，也容易装拆，但外形尺寸和重量都较大，常用于铸寸和重量都较大，常用于铸铁制的缸筒上

4、。铁制的缸筒上。 2015年4月一、缸体组件一、缸体组件半环连接式半环连接式：它的缸筒壁部因它的缸筒壁部因开了环形槽而削弱了强度，为开了环形槽而削弱了强度，为此有时要加厚缸壁，但它容易此有时要加厚缸壁，但它容易加工和装拆，重量较轻。半环加工和装拆，重量较轻。半环连接应用广，常用于无缝钢管连接应用广，常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。或锻钢制的缸筒上。1-1-缸盖；缸盖；2-2-缸筒；缸筒；3-3-压环；压环；4-4-半环半环 螺纹连接式：螺纹连接式：缸筒端部结构复缸筒端部结构复杂，外径加工时要求保证内外杂，外径加工时要求保证内外径同心，装拆要使用专用工具，径同心，装拆要使用专用工具，它的外形尺寸

5、和重量都较小，它的外形尺寸和重量都较小，常用于无缝钢管或铸钢制的缸常用于无缝钢管或铸钢制的缸筒上。筒上。 2015年4月缸筒、端盖和导向套的基本要求 （1）缸筒内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在 0.10.4m，使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损。（2）缸筒要承受很大的液压力，因此，应具有足够的强度和刚度。（3）端盖与缸筒形成封闭油腔，同样承受很大的液压力，因此缸盖及其连接件都应有足够的强度。（4）导向套对活塞杆或柱塞起导向和支承作用，有些液压缸不设导向套，直接用端盖孔导向，这种结构简单，但磨损后必须更换端盖。（5）缸筒、端盖和导

6、向套的材料选择和技术要求可参考液压工程手册。一、缸体组件一、缸体组件2015年4月二、活塞组件二、活塞组件（1）螺母连接适用负载较小，受力无冲击的液压缸中。）螺母连接适用负载较小，受力无冲击的液压缸中。螺纹连接虽然结构简单，安装方便可靠，但一般需备螺螺纹连接虽然结构简单，安装方便可靠，但一般需备螺母防松装置；母防松装置； （2）卡环式连接方式中，活塞杆）卡环式连接方式中，活塞杆5上开有一个环形槽，上开有一个环形槽，槽内装有两个半圆环槽内装有两个半圆环3以夹紧活塞以夹紧活塞4，半环，半环3由轴套由轴套2套住，套住，而轴套而轴套2的轴向位置用弹簧卡圈的轴向位置用弹簧卡圈1来固定。安装拆卸不便，来固

7、定。安装拆卸不便，多用于高压和振动较大的场合。多用于高压和振动较大的场合。2015年4月三、密封装置三、密封装置 2015年4月 活塞密封装置主要用来活塞密封装置主要用来防止液压油的泄漏防止液压油的泄漏。对密封装置的基本要求是具有良好的密封性能，对密封装置的基本要求是具有良好的密封性能，并随压力的增加能自动并随压力的增加能自动 提高密封性。除此以外，提高密封性。除此以外，摩擦阻力要小，耐油，磨损后能够自动补偿。摩擦阻力要小，耐油，磨损后能够自动补偿。 油缸主要采用密封圈密封油缸主要采用密封圈密封，密封圈有，密封圈有O形、形、Y形、形、V 型及组合式等，其材料为耐油橡胶、尼龙、型及组合式等，其材

8、料为耐油橡胶、尼龙、聚氨脂等。聚氨脂等。三、密封装置三、密封装置2015年4月三、密封装置三、密封装置端盖密封端盖密封2活塞密封活塞密封端盖密封端盖密封 任何形状的密封圈在安装时，必须保证适当的预压缩量，任何形状的密封圈在安装时，必须保证适当的预压缩量，过小不能密封，过大则摩擦力增大，且易于损坏。因此，安过小不能密封，过大则摩擦力增大，且易于损坏。因此，安装密封圈的沟槽尺寸和表面精度必须按有关手册给出的数据装密封圈的沟槽尺寸和表面精度必须按有关手册给出的数据严格保证。严格保证。防尘圈2015年4月三、密封装置三、密封装置 （1 1）O O形密封圈形密封圈 O形密封圈的截面为圆形。在无液压力时，

9、靠O形圈的弹性对接触面产生预接触压力，实现初始密封，当密封腔充入压力油后，在液压力的作用下，O 形圈挤向槽一侧，密封面上的接触压力上升，提高了密封效果。 2015年4月三、密封装置三、密封装置 （1 1）O O形密封圈形密封圈 在动密封中，当压力大于10MPa时，O形圈就会被挤入间隙中而磨损，为此可在O形圈低压侧设置聚四氟乙烯或尼龙制成的挡圈，双向受高压时，两侧都要加挡圈。O形密封圈主要用于静密封和速度较低的滑动密封。静密封32MPa；动密封10MPa。2015年4月三、密封装置三、密封装置 （2 2）Y Y形密封圈形密封圈 Y形密封圈的截面为Y 形，也称为唇形密封圈。密封性、稳定性和耐压性较

10、好，摩擦阻力小，寿命较长，故应用很普遍。Y形圈主要用于往复运动的密封形圈主要用于往复运动的密封。工作压力：p50MPa、温度-4080的条件下工作。三、密封装置三、密封装置 （3 3）V V形密封圈形密封圈2015年4月三、密封装置三、密封装置 （4 4）组合密封圈）组合密封圈2015年4月l间隙密封依靠相对运动零件配合面间的微小间隙来防止泄漏，由环形缝隙轴向流动理论可知：漏量与间隙的三次方成正比，因此可用减小间隙的办法来减小泄漏。一般间隙为 0.010.05mm，这就要求配合面有很高的加工精度。l适用于低压，小直径、快速运动的液压缸。三、密封装置三、密封装置 （5 5）间隙密封）间隙密封20

11、15年4月 在活塞的外圆表面一般开几道宽0.30.5mm、深0.5lmm、间距 25mm的环形沟槽，作用是：（1）做平衡槽，使得径向油压力趋于平衡，使活塞能够自动对中，减小了摩擦力。同时，由于同心环缝的泄漏要比偏心环缝小得多，活塞的对中减少了油液的泄漏量，所以提高了密封性能（2）自润滑作用，油液储存在平衡槽内，使活塞能自动润滑.三、密封装置三、密封装置 （5 5）间隙密封）间隙密封2015年4月三、密封装置三、密封装置6 6、活塞环密封、活塞环密封 活塞环密封依靠装在活环形槽内的弹性金属环紧贴缸筒内壁实现密封，它能自动补偿磨损和温度变化的影响，能在高速条件下工作，摩擦力小。2015年4月四、缓

12、冲装置四、缓冲装置 当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，由于运动部件具有很大的动能，因此当活塞运动到液压缸终端时，会与端盖碰撞，并产生冲击和噪声。这种机械冲击不仅引起液压缸的有关部分的损坏，而且会引起其它相关机械的损伤。 为了防止这种危害，保证安全，应采取缓冲 措施，对液压缸运动速度进行控制。2015年4月四、缓冲装置四、缓冲装置 缓冲装置基本原理：缓冲装置基本原理： 液压缸中的缓冲装置是利液压缸中的缓冲装置是利用活塞或缸筒在其行程终用活塞或缸筒在其行程终端时在活塞和缸盖之间封端时在活塞和缸盖之间封住一部分油液住一部分油液,强迫它从小强迫它从小孔或细缝中挤出孔或细缝中挤出,以产生很以产

13、生很大的阻力（背压）大的阻力（背压）,逐渐减逐渐减慢运动速度慢运动速度,达到避免活塞达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。和缸盖相互撞击的目的。 2015年4月四、缓冲装置四、缓冲装置 在缓冲过程中，由于在缓冲过程中，由于其节流面其节流面积不变积不变，故缓冲开始时，产生的缓，故缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，随着活塞运动速度冲制动力很大，随着活塞运动速度的降低，制动力很快降低，柱塞仍的降低，制动力很快降低，柱塞仍以较大的力撞击缸盖。因此其缓冲以较大的力撞击缸盖。因此其缓冲效果较差，但这种装置结构简单，效果较差，但这种装置结构简单，制造成本低。制造成本低。1、圆柱形环隙式缓冲装置、圆柱形环隙式缓冲

14、装置2015年4月四、缓冲装置四、缓冲装置 由于缓冲柱塞为圆锥形，所以缓冲环形间隙随位移量而改变；即节流面积随缓冲行程的增大而缩小，其缓冲效果较圆柱形柱塞好。2、圆锥形环隙式缓冲装置、圆锥形环隙式缓冲装置2015年4月四、缓冲装置四、缓冲装置 在缓冲柱塞上开有由浅渐深的三角节流槽，节流面积随着缓冲行程的增大而逐渐减小，缓冲压力变化平缓。3、可变节流槽式缓冲装置、可变节流槽式缓冲装置2015年4月四、缓冲装置四、缓冲装置 在缓冲过程中，缓冲腔油液经小孔节流排出，调节节流孔的大小，可控制缓冲腔内缓冲压力的大小，以适应液压缸不同的负载和速度工况对缓冲的要求，同时当活塞反向运动时，高压油从单向阀进入液

15、压缸内，活塞也不会因推力不足而产生启动缓慢或困难等现象。4、可调节流孔式缓冲装置、可调节流孔式缓冲装置2015年4月 液压传动系统中往往会混入空气，使系统工作不稳定，液压传动系统中往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、爬行或前冲等现象；严重时会使系统不能正常产生振动、爬行或前冲等现象；严重时会使系统不能正常工作。因此，设计液压缸时，必须考虑空气的排除，对于工作。因此，设计液压缸时，必须考虑空气的排除，对于要求不高的液压缸，往往不设计专门的排气装置，而是要求不高的液压缸，往往不设计专门的排气装置，而是将将油口布置在缸筒两端的最高处油口布置在缸筒两端的最高处，这样也能使空气随油液排，这样也能

16、使空气随油液排往油箱，再从油箱溢出。往油箱，再从油箱溢出。 对于速度稳定性要求较高的液压缸和大型液压缸，常在对于速度稳定性要求较高的液压缸和大型液压缸，常在液压缸的最高处设置专门的排气装置，如排气塞、排气液压缸的最高处设置专门的排气装置，如排气塞、排气 阀阀等。当松开排气塞或阀的锁紧螺钉后，低压往复运动几等。当松开排气塞或阀的锁紧螺钉后，低压往复运动几 次，次，带有气泡的油液就会排出，带有气泡的油液就会排出，空气排完后拧紧螺钉，液空气排完后拧紧螺钉，液 压缸压缸便可正常便可正常。五、排气装置五、排气装置2015年4月1、选择题、选择题（1）如果要使机床工作往复运动速度相同，那么应采用）如果要使

17、机床工作往复运动速度相同，那么应采用 类型的液压缸。类型的液压缸。A、双杆活塞缸；、双杆活塞缸；B、单杆活塞缸；、单杆活塞缸；C、柱塞缸。、柱塞缸。（2）若要实现差动连接应采用）若要实现差动连接应采用 类型的液压缸类型的液压缸A、双杆活塞缸；、双杆活塞缸；B、单杆活塞缸；、单杆活塞缸；C、柱塞缸。、柱塞缸。2、填空题、填空题（1）液压缸的典型结构包括）液压缸的典型结构包括 组件、组件、 组件、组件、 装置、装置、 装置、装置、 装置。装置。（2）油缸主要采用密封圈密封，密封圈有）油缸主要采用密封圈密封，密封圈有 形、形、 形、形、 形及组合式等。形及组合式等。（3）液压缸是液压系统的）液压缸是液压系统的 装置，作用是将装置，作用是将 转换