第五章 液压缸

1、第一节类型、工作原理及特点,第五章 液压缸,第三节液压缸的设计计算,第二节 液压缸的典型结构和组成,5-1 类型、工作原理及特点,直线运动,摆动运动,活塞缸,单杆,双杆,双作用,差动,柱塞缸,单作用,伸缩缸,摆动缸（摆动马达）,齿轮缸,一、活塞式液压缸,（一）、单杆活塞缸 1.结构：,缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等,2. 工作原理：,工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等， 活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。,职能符号：,单杆单作用活塞缸,单杆双作用活塞缸,双向液压驱动,单向液压驱动， 回程靠外力。,3. 基本参数,1）推力,式中： p1进油压力 p2回油压力,2）速度,特点：同样

2、q ，v1 F2 。,4. 应用：往返运动速度及推力不同的场合。,例：液压刨床,差动缸,推力：,速度：,结论：差动连接后，速度大，推力小。,代入上式：,活塞只有一个，设此时的速度为v3,特点：v3 v1 ；F3 F1 。,差动缸,如令：,则有：,结论：当,时，快进、快退速度相等。,或,1. 结构特点：两侧有效工作面积一样。,（二） 双杆活塞缸,2.基本参数：,3）应用：,职能符号：,l活塞有效工作行程。,4.安装方式,缸固定 L=3 l 杆固定 L=2 l,两个方向力和速度一样的场合。,缸固定,L = 3 l,杆固定,杆固定时、缸移动,软管 空心杆,L = 2 l,(三）活塞式液压缸典型结构,

3、1缸底 2卡键 3、5、9、11密封圈 4活塞 6缸筒 7活塞杆 8导向套 10缸盖 12防尘圈 13耳轴,二、柱塞缸,（一）单柱塞缸,单向液压驱动，回程靠外力。,（二）双柱塞缸,双向液压驱动,（三）参数计算,推力：,速度：,应用：行程较长的场合。,职能符号：,柱塞粗、受力好。 简化加工工艺（缸体内孔和柱塞没有配合，不需精加工柱塞外圆面比内孔加工容易。）,三、伸缩液压缸,1一级缸筒 2一级活塞 3二级缸筒 4二级活塞,四、液压缸的安装、调整与维护,1.安装方法： （1）液压缸只能一端固定，另一端自由，使热胀冷缩不受限制。 （2）底脚形和法兰形液压缸的安装螺栓不能直接承受推力载荷。 （3）耳环形

4、液压缸活塞杆顶端连接头的轴线方向必须与耳轴的轴线方向一致。,2.液压缸的调整,（1）排气装置的调整 （2）缓冲装置的调整 （3）注意事项,3.液压缸的维护,（1）在拆卸液压缸前，先松开溢流阀，将系统压力降为零，再切断电源。 （2）放掉液压缸两腔油液，一般应先松开端盖的连接螺栓，然后按顺序拆卸。 （3）拆卸时，不能损伤进、出油口螺纹，活塞杆表面和头部螺纹。 （4）拆卸后，应检查各配合表面及密封 （5）组装液压缸前，将各部分用汽油或煤油洗净晾干。 （6）组装液压缸时特别注意密封元件的安装 （7）耐压试验后应再次紧固有关螺栓。,第二节 液压缸的典型结构和组成,液压缸的组成：,液压缸的结构基本可分为缸

5、桶和缸盖,活塞和活塞杆,密封装置,缓冲装置和排气装置五个装置。,(一)缸筒和缸盖 一般说来,缸筒和缸盖的结构形式和使用的材料有关,工作压力p20MPa时使用铸钢或锻钢,(二) 活塞和活塞杆 活塞和活塞杆的结构形式很多,除了锥销式连接外还有螺纹式连接和半环式连接螺纹式连接结构简单,装拆方便,但在高压大负载下需备有骡帽防松装置,半环式连接结构较负杂,装拆不便,但工作较可靠。 此外,活塞和活塞杆也有制成整体结构的,但它只适用与尺寸较小的场合.活塞一般用耐磨铸铁制成 .活塞杆则不论是实心的还是空心的,大多用钢料制成。,密封装置 简洁密封,摩擦环密封,O型密封,V型密封。,缓冲装置 液压缸中的缓冲装置是

6、利用活塞或缸筒在其走向行程终端时在活塞和缸盖之间缝住一部分油液,强迫它从小孔或细缝中挤出,以产生很大的阻力,使工作部件受到制动,逐渐减慢运动速度,达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。,一、基本参数计算,.总阻力：,5-3 液压缸的设计计算,式中：Fl 工作载荷 Ff 摩擦阻力 Fa 惯性阻力,速比：,v的选择：p，选v ; p ,选v。,2.速度和速比,对速度要求高时：由v、q ,确定D ； 或已知v、D ,确定q 。 对速度没有要求：由q、D、d 确定v 。,v2、d 由速比v 确定,3.缸筒内径D,按推力计算：,按拉力计算：,按国标圆整为标准尺寸。,4.活塞杆直径 d,1）按v 确定,2）按

7、工作压力确定,按国标圆整为标准尺寸。,时，为薄壁筒（无缝钢管）,式中：py 实验压力,1.缸筒壁厚,二、结构计算和校核,n 安全系数 n = 5,pn 缸的额定压力, 许用应力，b 抗拉强度,注意：圆整为标准壁厚 1）铸造：满足最小尺寸 2）无缝钢管：查手册 (无缝钢管外径不需加工）,时，为厚壁筒（铸造）,缸筒外径：,2.活塞杆的校核,1）强度校核,式中： 活塞杆材料的许用应力,n 安全系数 n = 1.4 2,b 抗拉强度,2）稳定性校核,时，强度校核即可,时，要进行稳定性计算,稳定条件：,式中：F 活塞杆所受最大压力 Fk 活塞杆的稳定临界力,nk 稳定安全系数,nk= 2 4,式中：l 活塞杆的计算长度 rk 活塞杆截面