液压缸全套图纸说明书-★★

1、第1章液压传动的根底知识第4页1.1 液压传动系统的组成第4页1.2 液压传动的优缺点第4页1.3 液压传动技术的开展及应用第6页第2章液压传动系统的执行元件液压缸第8页2.1 液压缸的类型特点及结构形式第8页2.2 液压缸的组成第11页第3章D G型车辆用液压缸的设计第19页3.1 简介第19页3.2 DG 型液压缸的设计 第20页第4章液压缸常见故障分析与排除方法第27页总结第29页第一章 液压传动的根底知识液压传动系统的组成液压传动系统由以下四个局部组成：1动力兀件一一液压泵 其功能是将原动 机输出的机械能转换成液体的压力能，为 系统提 供动力。2 执行元件液压缸、液压马达。它们的功能是

2、将液体的压力能转换成机械能，以带 动负载进行直线运动或者旋转运动。3 控制元件压力、流量和方向控制阀。它们的作用是控制和调节系统中液体的动 力、流量和流动方向，以保证执行元件到达所要 求的输出力或力矩、运动速度和运动方向。4 辅助元件保证系统正常工作所需要的辅助装置。包括管道、管接头、油箱过滤器 和指示仪表等。5 工作介质-工作介质即传动液体，通 常称液压油。液压系统就是通过工作介质实现运 动和动力传递的1.2液压传动的优缺点优点：1 体积小、重量轻，单位重量输出的功 率大一般可达32MPa,个别场合更高。2可在大范围内实现无级调速。3操纵简单，便于实现自动化。特别是 和电气控制联合使用时，易

3、于实现复 杂的自开工作循环。4惯性小、响应速度快，起动、制动和换 向迅速。液压马达起动只需0.1s5易于实现过载保护，平安性好；采用矿 物油作为工作介质，自润滑性好。6液压元件易于实现系列化 标准化和通 用化。缺点：1由于液压传动系统中存在的泄漏和油液 的压缩性，影响了传动的准确性，不易 实现定比传动。2不适应在温度变化范围较大的场合工作。3由于受液体流动阻力和泄漏的影响，液 压传动的效率还不是很咼，不易远距 离传动。4 液压传动出现故障不易查找液压传动技术的开展及应用液压技术，从17 9 5年英国制造出世界上第一台水压机诞生算起，已经有20 0多年的历史了，然而在工业上的真正推广使用却是20

4、世纪中叶的事情了。第二次世界大战期间，在一些 武器装备上用上了功率大、反响快、动作准的液 压传动和控制装置，大大的提高了武器装备的性 能。同时，也加速了液压技术本身的开展。战后， 液压技术迅速由军事转入民用，在机械制造、工 程机械、锻压机械、冶金机械、汽车、船舶等行 业中得到了广泛的应用和开展。20世纪6 0年代以后，原子能技术、空间技术、电子技术等的 迅速开展，再次将液压技术向前推进，使其在各 个工业领域得到了更加广泛的应用。现代液压技术与微电子技术、电脑技术、传 感技术的紧密结合已经形成并开展成为一种包 括传动、控制、检测在内的自动化技术。当前， 液压技术在实现咼压、咼速、大功率、经久耐用

5、、 高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进 展，在完善开展比例控制和伺服控制、开发数字 控制技术上也有许多新成果。同时，液压元件和 液压系统的电脑辅助设计CAD和测试CAT、微 机控制、机电一体化、液电一体化、可靠性、污 染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液压 技术开展和研究的方向。继续扩大应用效劳领 域，采用更先进的设计和制造技术，将使液压技 术开展成为内涵更加丰富完整的综合自动化技 术。目前，液压技术已广泛应用于各个工业领域 的技术装备上，例如机械制造、工程、建筑、矿 山、冶金、船舶等机械，上至航空、航天工业， 下至地矿、海洋开发工程，几乎无处不见液压技 术的踪迹。液压技术的应用领域

6、大致上可以归纳 为以下几个主要方面：1各种举升、搬运作业。尤其在行走机械 和较大驱动功率的场合，液压传动已经成为一种 主要方式。如起重机、起锚机等。2各种需要作用力大的推、挤、挖掘等作 业装置。例如，各种液压机、塑料注射成型机等3高响应、高精度的控制。飞机和导弹的 姿态控制等装置。4多种工作程序组合的自动操作与控制。如组合机床、机械加工自动线5特殊工作场合。例如地下水下、防爆等。第二章液压传动系统的执行元件液压缸2. 1 液压缸的类型及结构形式液压缸有多种类型。按作用方式可分为单作 用式和双作用式两种；按结构形式可分为活塞 式、柱塞式、组合式和摆动式四大类。其中，单作用液压缸分为：单活塞杆液压

7、缸、 双活塞杆液压缸、柱塞式液压缸、差动液压缸和 伸缩液压缸。但是，差动式液压缸和柱塞式液压 缸只能单作用而不能双作用。组合液压缸包括： 弹簧复位式、齿条式、串联式和增压式四种。摆 动液压缸又分为：单叶片式和双叶片式两种。下 面以一种典型液压缸为例，说明液压缸的根本组 成。r25 24 P3 SP 21 2019181716图4.6空心活塞杆式液压缸结构15-活塞杆2-堵头3-托架4、J 17-密封圈5-排气孔6-导向套8-活塞9-锥销10-缸筒11-压板12-钢丝环13、23-纸垫14-排气孔16“ 25-压羞18. 24-缸盖19-导向套压板21-钢丝环22-谁销空心活塞式液压缸如上图所示

8、。它由缸筒10, 活塞8,活塞杆1、15,缸盖18、24,密封圈4、7、 17,导向套6、19，压板11、20等主要零件组成。 这种液压缸活塞杆固定，缸筒带开工作台作往复运 动。活塞用锥销9、22与空心活塞杆连接，并用堵 头2堵死活塞杆的一头。缸筒两端外圆上套有钢丝 环12、21，用于阻止压板11、20向外移动，从而 通过螺栓将缸盖1 8、24与压板相连图中没有画 出，并把缸盖压紧在缸筒的两端。为了减少泄漏， 在液压缸中可能发生泄漏的结合面安放了密封圈 和纸垫。空心活塞杆和其上的油口 a、c提供了液 压缸的进、出油口。当缸筒移动到左、右终端时， 油口 a、c的开度逐渐减小，造成回油阻力逐渐增大

9、，对运动部件起到制动缓冲作用。在缸盖上设有 与排气阀图中没有画出相连的排气孔5、14 ,可以排出液压缸中的空气，使运动更加平稳。表2-1液压缸的类型和特点类型速度作用力特点单 作 用 液 压 缸双活塞杆液压缸U=q/A3F=p1A1活塞的两侧都装有活塞 杆，只能向活塞一侧供给 压力油，由外力使活塞反 向运动单活塞杆液压缸U=q/A3F1=p1A1活塞仅单向运动，返回行 程利用自重或负荷将活塞 推回柱塞式液压缸U=q/A3F1=p1A1柱塞仅单向运动，由外力 使柱塞反向运动差动液压缸U3=q/A3F3=p1A1可使速度加快，但作用力 相应减小伸缩液压缸-以短缸获得长行程；缸由 大到小逐节推出，靠

10、外力 由小到大逐节缩回双 作 用 液 压 缸双活塞杆液压缸U1=q/A3U2=q/A2F1= p1-p2 A1F2=p2-p1A2双边有杆，双向液压驱动， 双向推力和速度均相等单活塞杆液压缸U1=q/A3U2=q/A2F1= p1-p2 A1F2=p2-p1A2单边有杆，双向液压驱动，u1 V U2， F1 F2伸缩液压缸双向液压驱动，由大到小 逐节推出，由小到大逐节 缩回组合液压弹簧复位液压缸单向由液压驱动，回程弹 簧复位串联液压缸U1= q/ A1+A2U2=q2A2F1= p1 A1-A2-2qA2F1=2p2A2-A2-q1 A1+A2用于缸的直径受限制，而 长度不受限制处，可获得 在

11、的推力增压缸-由活塞缸和柱塞缸组合而 成，低压油送入 A腔，B 腔输出高压油缸齿条液压缸-活塞的移动通过传动机构 变成齿轮的往复回转运动摆 动 液 压 缸单叶片液压缸W=8q/ b D2-d2T=p DA2-dA2b/8把液压能变为回转的机械 能，输出轴摆动角 300 度双叶片液压缸W=4q/ b D2-d2T=p DA2-dA2b/4把液压能变为回转的机械 能，输出轴摆动角 150 度注：b叶片宽度；D叶片的底端 、顶 端 直径；w叶片轴的角速度；T-理论转矩液压缸的组成从以上液压缸的结构形式上可知：液压缸 可以分为缸体组件、活塞组件、密封装置、缓冲 装置和排气装置五大局部。(1)缸体组件缸

12、筒组件有缸筒和缸盖组成。缸筒和缸盖的 连接形式与其工作压力有关。当工作压力 pvlOMPa时，缸筒使用铸铁；工作压力 p20MPa时， 使用铸钢或锻钢。以下是几种常见的缸筒与缸盖 的联接形式：图2- 2 1 ( a)所示为法兰连接式，结构简单，容 易加工，也容易装拆，但外形尺寸和重量都较大， 常用于铸铁制的缸筒上。图2-21(b)所示为半环连 接式，它的缸筒壁部因开了环形槽而削弱了强度， 为此有时要加厚缸壁，它容易加工和装拆，重量较 轻，常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。图2-21(c) 所示为螺纹连接式，它的缸筒端部结构复杂，外径 加工时要求保证内外径同心，装拆要使用专用工 具，它的外形尺寸和

13、重量都较小，常用于无缝钢管 或铸钢制的缸筒上。图2-21(d)所示为拉杆连接式， 结构的通用性大，容易加工和装拆，但外形尺寸较 大，且较重。图2- 21 ( e)所示为焊接连接式，结构 简单，尺寸小，但缸底处内径不易加工，且可能引 起变形。图2-21缸筒和缸盖结构(a)法兰连接式(b)半环连接式(c)螺纹连接式(d)拉杆连接式(e)焊接连接式由此可见，缸筒的材料一般要求有足够的强度 和冲击韧性，对焊接的缸筒，还要求有良好的焊接 性能。为了能够最大限度的满足用户对产品性能的 需求和产品设计的经济合理以及保证工人人身和 设备平安，改善操作者工作环境，洛阳强力液压股 份所生产的液压缸缸筒毛坯件选择由

14、专业厂方提 供内圆已经过衍磨和外圆已加工的高精度冷拔无 缝钢管，能满足以下要求：a、缸筒内径的圆度和圆柱度可选取8级。b、缸筒端面的垂直度选取7级精度。c、缸筒端部用螺纹连接时，螺纹应选取6级 精度的细牙螺纹。(2)活塞组件活塞组件有活塞、活塞杆和连接件等组.成活塞与活塞杆连接形式决疋于工作压力、安装形式、工作条件等。由于活塞在缸筒内作往复运动必须选用优质材料。对于整体式活塞一般采用35号钢或45号钢；装配式的活塞采用灰口铸铁、耐磨铸铁或铝合金等材料有特殊要求时可在钢活塞坯外面装上青铜、黄铜和尼龙等耐磨套以延长活塞的使用寿命。活塞杆无论是空心的还是实心的其材料常采用35号钢或45号钢等材料当冲

15、击振动很大时也可采用55号钢或40Cr钢。图2-22所示为几种常见的活塞与活:塞杆的:连扌妾形彳式:图 2- 22(a)所:示:为1活塞与活塞杆之间采用螺母连接，它适用负载较小，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，但在活塞 杆上车螺纹将削弱其强度。图图2-22 ( b)和(c)所示为卡环式连接方式。图2-22(b)中活塞杆5上开 有一个环形槽，槽内装有两个半圆环3以夹紧活塞 4，半环3由轴套2套住，而轴套2的轴向位置用 弹簧卡圈1来固定。图2- 22 ( c)中的活塞杆，使用 了两个半圆环4，它们分别由两个密封圈座2套住， 半圆形的活塞3安放在密封圈座的中间。图2- 2

16、2 ( d) 所示是一种径向销式连接结构，用锥销1把活塞2 固连在活塞杆3上。这种连接方式特别适用于双出 杆式活塞。嘿母连接I活塞2螺母3TS塞杆山汗环式理搖I-訓密氏2轴音3半环4祜寒一姑家杆(c)咏连按1 一恬囉杆2犠M圈座3活塞4一半环I 23(d)八旳式连接1惟悄2-8# ?一活束杆图2- 22 常见的活塞组件结构形式(3)密封装置密封装置主要用来防止液压油的泄漏。液压缸因为是依靠密闭油液容积的变化来传递动力 和速度，故密封装置的优劣，将直接影响液压缸 的工作性能。根据两个需要密封的偶合面间有无 相对运动，可把密封圈分为动密封和静密封两 类。设计或选用密封装置的根本要求是：具有良 好的

17、密封性能，并 随着压力的增加 能自动提高其 密封性能，摩擦阻力小，密封件耐油性，抗腐蚀 性好，使用寿命长，使用的温度范围广，制造简 单，装拆方便等。通常液压缸的密封有间隙密封、 活塞环密封、O型密封圈、Y型密封圈、V型密 封圈等密封方式来防止漏油。图2-23密封装置a间隙密封b摩擦环密封c O形圈密封d V形圈密封液压缸中常见的密封装置如上图2-23所示。 图2- 23 a所示为间隙密封，它依靠运动间的微小 间隙来防止泄漏。为了提高这种装置的密封能力， 常在活塞的外表上制出几条细小的环形槽，以增大 油液通过间隙时的阻力。它的结构简单，摩擦阻力 小，可耐高温，但泄漏大，加工要 求高，磨损后无 法

18、恢复原有能力，只有在尺寸较小、压力较低、相 对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。图2-23 ( b) 所示为摩擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环 (尼龙或其他高分子材料制成)在0形密封圈弹力作 用下贴紧缸壁而防止泄漏。这种材料效果较好，摩 擦阻力较小且稳定，可耐高温，磨损后有自动补偿 能力，但加工要求高，装拆较不便，适用于缸筒和活 塞之间的密封。图2-23 (c)、图2-23 (d)所示为 密封圈(0形圈、V形圈等)密封，它利用橡胶或塑 料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面 之间来防止泄漏。它结构简单，制造方便，磨损后 有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、 缸盖和活塞杆之间、活塞

19、和活塞杆之间、缸筒和缸 盖之间都能使用。对于活塞杆外伸局部来说，由于它很容易把脏 物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因 此常需在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活 塞杆外伸的一端。(4)缓冲装置当运动部件拖动质量较大的部件作往复运 动时、运动速度较高时(v12m/mi n)。运动部件 惯性力较大，活塞运动到终端会与缸盖发生机械 碰撞，产生冲击、噪声，严重时影响加工精度， 甚至引起破坏性事故。因此，在液压缸内两端部 应设置缓冲装置。一般缓冲装置由缓冲柱塞、缓冲油腔、三角 节流槽、单向阀、节流阀组成。组合的缓冲形有 圆柱形环隙式、圆 锥形环隙式、节流口可变式节流 口可调式。缓冲装置的工作

20、 原理是利用活 塞或缸筒在其 走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的局部油液， 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，到达防 止活塞和缸盖相互撞击的目的。如以下列图2- 24( a)所示，当缓冲柱塞进入与其 相配的缸盖上的内孔时，孔中的液压油只能通过间 隙S排出，使活塞速度降低。由于配合间隙不变， 故随着活塞运动速度的降低，起缓冲作用。当缓冲 柱塞进入配合孔之后，油腔中的油只能经节流阀1 排出，如图2- 24 ( b)所示。由于节流阀1是可调的， 因此缓冲作用也可调节，但仍不能解决速度减低后 缓冲作用减弱的缺点。如图2- 24 ( c)所示，在缓冲 柱

21、塞上开有三角槽，随着柱塞逐渐进入配合孔中， 其节流面积越来越小，解决了在行程最后阶段缓冲 作用过弱的问题。图2-24液压缸的缓冲装置1节流阀(5)排气装置液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时， 液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行 元件出现爬行，噪声和发热等不正常现象，需把缸 中和系统中的空气排出。对于要求不高的液压缸往 往不设专门的排气装置，而是将油口布置在缸茼两 端的最高处，这样也能使空气随油液排往油箱，在 从油面逸出；对于速度稳定性要求较高的液压缸或 大型液压缸，常在液压缸的最高处设置进出油口把 气带走，也可在最高处设置放气孔或专门的放气 阀。间(b)(c)图2-25放气装置

22、1 缸盖2 放气小孔3 缸体4 活塞杆第三章 DG型液压缸的设计3. 1简介DG型液压缸是液压系统中活塞杆作往复运 动的工作机构。其结构形式均为单活塞杆双作用 耳环安装式。主要用于工程机械、运输机械、矿 山机械及车辆等的液压传动。DG型液压缸结构如 下：名称：单沽塞杆双作用液压缸DG型液压缸的设计液压缸的设计计算：由于液压执行元件与主机结构 有着直接关系，因此所需要的液压缸和在结构上千 变万化。尽管有一些标准件可供选用，但有时还必 须根据实际需要自行设计。下面介绍液压缸的设计(一)主要尺寸的计算液压缸的主要尺寸包括缸筒内径D、活塞杆 直径d和缸筒长度L。根据负载大小和液压缸的工作压力确定活 塞

23、的有效工作面积，再根据液压缸的不同结构形式 计算出缸筒的内径。活塞杆直径是按受力情况决定 的，可按表3. 1初步选取。缸筒长度确实定要考虑 活塞最大行程、活塞厚度、导向和密封所需长度等 因素。通常情况L (2030)d。计算结果要圆整成 国家标准中的推荐值。主要尺寸初步确定后，还要 按速度要求进行验证。同时满足力和速度的要求后 才可以确定下来。表3. 1 液压缸工作压力与活塞杆直径液压缸工作压力p/MPa7推存活塞杆直径d(0.5 0.55)D(0.6 0.7)D二强度校核强度校核的工程包括缸筒壁厚3、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径ds。在中、低压系统中，缸筒壁厚由结构工艺决定， 般不做校核

24、。在高压系统中需按以下情况进行校核。1.缸筒壁厚的校核当D/ 5 10寸为薄壁，3按下式校核:十 A PjD式中，D-缸筒内径；可一缸筒材料的许用应力，(t = (Tb/ n , (Tb是材料 的抗拉强度，一般取平安系数n = 5 ;py 试验压力，当缸的额定压力Pn 1 6 M pa 时，Pyn。当D/ 310时为厚壁，5按下式校核:(4.25)2.活塞杆直径d(4.26)式中，F 活塞杆上的作用力；可一活塞杆材料的许用应力，T = Tb/1. 4。3. 缸盖固定螺栓直径ds丽(4.27)式中，F 活塞杆上的作用力；k 螺纹拧紧系数，；z固定螺栓个数；T 螺栓材料的许用应力，T二Ts/丨,T

25、s为材料的屈服点。T 活塞杆材料的许用应力，三活塞杆稳定性校核当活塞杆受轴向压缩负载时有压杆稳定性问题，即 压缩力F超过某一临界Fk值时活塞杆就 会失去稳定性。活塞杆稳定性按下式进行校核式中，n k 平安系数，一般取n k = 24。当活塞杆的细长比，一I时，I2I安装长度；人一活塞杆截面最小回转半径，山一柔性系数；血一由液压缸支承方式决定的末端系数；E活塞杆材料的弹性模量，钢材：亠“；J活塞杆横截面惯性矩；A活塞杆横截面积；f由材料强度决定的试验值;a 系数缸筒的设计1缸筒材料的选择及加工工艺参阅?郑州强盛液压制造产品样本?以下简 称?产品样本?第1 5页可知，DG型液压缸的最 大推力和拉力

26、为1 6MPa，即：工作压力p20MPa ； 所以，缸筒材料可选用无缝钢管；结合本公司生 产车间的实际加工水平，在选购缸筒原材料时， 一般都是直接从钢材厂订购经过冷拔后的2 0号 钢的缸筒毛坯件。即：内圆已经过衍磨、外圆已 加工的高精度冷拔无缝钢管。2确定缸筒的总体尺寸查?产品样本?第16页图表可得，DG型液 压缸缸筒的内径为90 mm,外径为1 08mm。即：厚 度为1 8 mm。参考?产品样本?第17页图表可得：缸筒总 长度L由活塞杆两端活塞宽度、导向筒的宽度以 及在满足本液压缸的行程后来确定。在整个液压 缸的设计中，缸筒的长度属于不确定因素。在此， 先不予考虑。活塞杆的设计下面是整体式活塞杆的几种联接结构如以下列图：1.、耳环连接2、端部铰轴连接5 +吕圻丁视3、中部铰轴连接2M)4、端部法兰连接6