液压缸龙水根液压传动介绍实用教案

1、会计学1液压缸龙水根液压传动液压缸龙水根液压传动(chundng)介绍介绍第一页，共25页。 液压缸是将液压能转变为机械液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并复运动时，可免去减速装置，并且没有传动且没有传动(chundng)(chundng)间隙，运间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。系统中得到广泛应用。第1页/共25页第二页，共25页。根据常用液压缸的结构根据常用

2、液压缸的结构(jigu)形形式，可将其分为四种类型：式，可将其分为四种类型：活塞式活塞式柱塞式柱塞式伸缩式伸缩式摆动摆动(bidng)式式单活塞杆式单活塞杆式双活塞杆式双活塞杆式第2页/共25页第三页，共25页。 单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口油口A A和和B B都可通压力油或回油，以实现双向都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为运动，故称为(chn wi)(chn wi)双作用缸。双作用缸。1 1、单活塞杆液压缸、单活塞杆液压缸1-缸底 2-弹簧挡圈 3-套环 4-卡环

3、5-活塞 6- 型密封圈 7-支承环 8-挡圈 9-形密封圈 10-缸筒 11-管接头 12-导向套 13-缸盖 14-防尘圈 15-活塞杆 16-定位螺钉 17-耳环 第3页/共25页第四页，共25页。参照下图，当供给液压缸的流量参照下图，当供给液压缸的流量Q Q一定时，活塞两一定时，活塞两个方向的运动速度个方向的运动速度(sd)(sd)为：为：V1=Q/A1=4Q/D2 (V1=Q/A1=4Q/D2 (向左）向左） V2= Q/A2=4Q/(D2-d2) V2= Q/A2=4Q/(D2-d2) ( (向右）向右） 当供油压力当供油压力p p一定，回油压力为一定，回油压力为零时零时 作用力：

4、作用力： F1=p.A1=p.D2/4 ( F1=p.A1=p.D2/4 (向右）向右）F2=p.A2=p.(D2-d2)/4 (F2=p.A2=p.(D2-d2)/4 (向左）向左）第4页/共25页第五页，共25页。当其差动连接时，作用力为：当其差动连接时，作用力为： F3=p(A1-A2)=p.(d2/4) F3=p(A1-A2)=p.(d2/4) 速度速度(sd):v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1 (sd):v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1 所以所以 v3=Q/(A1-A2)=4Q/d2 v3=Q/(A1-A2)=4Q/d2图4-3 差动连接的单活塞杆

5、液压缸符号符号(fho)(fho)意义参阅下图意义参阅下图第5页/共25页第六页，共25页。 单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论运动；也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间(kngjin)长度都是两倍行程。（见下图）长度都是两倍行程。（见下图）单 活 塞 杆 液 压 缸 运 动 所 占 空 间第6页/共25页第七页，共25页。 双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端等，活塞两端(lin dun)有效面积相同。如有

6、效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方向的作用力和速度相等。方向的作用力和速度相等。v=Q/A=4Q/(D2-d2) , F=p.A=p. (D2-d2)/4 v活塞（或缸筒）运动速度；活塞（或缸筒）运动速度；Q供油流量；供油流量；F活塞（或缸筒）上的作用力；活塞（或缸筒）上的作用力； p供油压力；供油压力；A活塞有效面积；活塞有效面积； D活塞直径；活塞直径；d活塞杆直径。活塞杆直径。 这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，多数用于机床。多数用于机床。第7页/共25页第八页，共25页。 双活塞杆液压缸的两

7、端都有活塞伸出，双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如图所示。其组成如图所示。其组成(z chn)(z chn)与单活塞杆与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。1活塞杆 2压盖 3缸盖 4缸筒 5活塞 6密封圈双活塞杆液压缸结构第8页/共25页第九页，共25页。双活塞双活塞(husi)缸机构示意缸机构示意第9页/共25页第十页，共25页。 将缸筒固定在床身上，活塞杆和工作台将缸筒固定在床身上，活塞杆和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为活塞相联接时，工作台运动所占空间长度为活塞有效

8、有效(yuxio)行程的三倍（见图行程的三倍（见图A）。一般多）。一般多用于小机床；反之，将活塞杆固定在床身上，用于小机床；反之，将活塞杆固定在床身上，缸筒和工作台相联接时，工作台运动所占空缸筒和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为液压缸有效间长度为液压缸有效(yuxio)行程的两倍行程的两倍（见图（见图B），适用于中型及大型机床。），适用于中型及大型机床。第10页/共25页第十一页，共25页。柱塞式液压缸结构柱塞式液压缸结构(jigu)第11页/共25页第十二页，共25页。（）它是一种单作用式液压缸，靠（）它是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱液压力只能实现一个方向的

9、运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；（）柱塞只靠缸套支承而不与缸套（）柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工接触，这样缸套极易加工(ji gng)，故适于做，故适于做长行程液压缸；长行程液压缸；（）工作时柱塞总受压，因而它必须（）工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；有足够的刚度；（）柱塞重量往往较大，水平放置时（）柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。单边磨损，故其垂直使用更有利。柱塞式液压缸特点柱塞式液压缸特点(tdin)：第12页/共25页第十三页，共

10、25页。柱塞上有效作用力柱塞上有效作用力F为：为：F=p.A=柱塞运动速度柱塞运动速度(sd)为：为：v= = 式中式中 d柱塞直径；其它符号意义同柱塞直径；其它符号意义同前。前。A d2 p . d2 4Q4Q第13页/共25页第十四页，共25页。 伸缩伸缩(shn su)(shn su)式液压缸具有二级或式液压缸具有二级或多级活塞，如图所示。伸缩多级活塞，如图所示。伸缩(shn su)(shn su)式式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩(shn su)(shn su)缸可实现较长

11、的行程，而缩回缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。常用于工程机械和农业机械上。1 活 塞 2 套 筒 3 O形 密 封 圈 4 缸 筒 5 缸 盖伸 缩 式 液 压 缸 结 构 示 意 图第14页/共25页第十五页，共25页。 摆动式液压缸是输出扭矩并实现摆动式液压缸是输出扭矩并实现(shxin)(shxin)往复运动的执行元件，也称摆动式往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。图液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。图中定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接中定子块固定在缸体上，而

12、叶片和转子连接在一起。根据进油方向，在一起。根据进油方向， 叶片将叶片将 带动转带动转 子作往子作往 复摆动。复摆动。摆 动 式 液 压 缸 A A A A1 定 子 块 2 缸 体 3 弹 簧 4 密 封 镶 条 5 转 子 6 叶 片 7 支 承 盘 8 盖 板第15页/共25页第十六页，共25页。 如图所示，若输入液压油的流量为如图所示，若输入液压油的流量为Q和摆和摆动轴输出的角速度动轴输出的角速度之间的关系之间的关系(gun x)为：为：Q=/4(D2-d2)b.n=(b/8)(D2-d2)所以所以 8Q/b(D2-d2)式中式中 n摆动轴的转速摆动轴的转速(n= /2)；b叶片宽度；

13、叶片宽度； D、d见图。见图。单叶片式摆动液压缸计算简图结束结束(jish)第16页/共25页第十七页，共25页。一、液压缸主要尺寸一、液压缸主要尺寸(ch cun)(ch cun)的确定的确定 液压缸的设计和计算是在对整个液压系液压缸的设计和计算是在对整个液压系统进行工况分析，计算了最大负载力，先定统进行工况分析，计算了最大负载力，先定了工作压力的基础上进行的（详见第十一了工作压力的基础上进行的（详见第十一章）。因此，首先章）。因此，首先(shuxin)要根据使用要求要根据使用要求确定结构类型，在按照负载情况，运动要求确定结构类型，在按照负载情况，运动要求决定液压缸的主要结构尺寸，最后进行结

14、构决定液压缸的主要结构尺寸，最后进行结构设计。设计。二、液压缸结构设计中的几个基本问题二、液压缸结构设计中的几个基本问题第17页/共25页第十八页，共25页。1 1、工作压力的选取、工作压力的选取 根据液压缸的实际工况，计算出外负根据液压缸的实际工况，计算出外负载大小，然后载大小，然后(rnhu)(rnhu)参考下表选取适参考下表选取适当的工作力。当的工作力。 液压缸工作压力的确定负载 缸工作压力 P1( b a r ）00 . 76 07 01 4 01 0 01 4 01 4 02 5 01 8 02 1 02 5 03 2 0一、液压缸主要一、液压缸主要(zhyo)(zhyo)尺寸的确定

15、尺寸的确定第18页/共25页第十九页，共25页。2 2、活塞杆直径、活塞杆直径d d与缸筒内径与缸筒内径(ni (ni jn)Djn)D的计算的计算 受拉时：受拉时： d=(0.3-0.5)D d=(0.3-0.5)D 受压时：受压时： d=(0.5-0.55)D (p15mpa) d=(0.5-0.55)D (p15mpa) d=(0.6-0.7)D (5mpa p17mpa) d=(0.6-0.7)D (5mpa p17mpa)d=0.7D (p17mpa)3 3、液压缸缸筒壁厚和外径的计算、液压缸缸筒壁厚和外径的计算(j (j sun) sun) 缸筒最薄处壁厚：缸筒最薄处壁厚：pyD/

16、2() pyD/2() 缸筒壁厚；缸筒壁厚；DD缸筒内径；缸筒内径； pypy缸筒度验压力，当额定压缸筒度验压力，当额定压Pn160 x105PaPn160 x105Pa时，时，Py=1.25Pn Py=1.25Pn ； ()()缸筒材料许用应力。缸筒材料许用应力。()=b/n()=b/n。第19页/共25页第二十页，共25页。5 5、液压缸缸筒长度的确定、液压缸缸筒长度的确定 缸筒长度根据所需最大工作行程而定。缸筒长度根据所需最大工作行程而定。活塞杆长度根据缸筒长度而定。对于工作活塞杆长度根据缸筒长度而定。对于工作行程受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞行程受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞杆直径

17、杆直径(zhjng)(zhjng)之比大于之比大于1515时，应按材料时，应按材料力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算。4 4、活塞杆的计算、活塞杆的计算直径强度校核：直径强度校核：d4F/()1/2d4F/()1/2dd活塞杆直径；活塞杆直径；FF液压缸的负载；液压缸的负载； ()()活塞杆材料活塞杆材料(cilio)(cilio)许用应力，许用应力，()=b/n()=b/n。第20页/共25页第二十一页，共25页。1 1、液压缸的缓冲、液压缸的缓冲 液压缸中使用的缓冲装置，常见的有液压缸中使用的缓冲装置，常见的有环状间隙式，节流口可调式或外加环状间隙式，节流口可调式或外加(wiji)(wiji)缓冲回路等。缓冲回路等。i环状间隙式缓冲装置节流口可调式缓冲机构第21页/共25页第二十二页，共25页。2 2、液压缸的排气、液压缸的排气为了排除聚集为了排除聚集(jj)(jj)在液压缸内的空在液压缸内的空气，可在缸的两端最高部位各装一只气，可在缸的两端最高部位各装一只排气塞。排气塞。排气塞结