第二节_液压缸-LL

1、第二节第二节 液压缸液压缸 液压缸：液压缸：液压传动系统中用于实现直线往复运动或摆动的液压传动系统中用于实现直线往复运动或摆动的执行元件的总称，其作用是将油液的执行元件的总称，其作用是将油液的压力能压力能转变成对外做功的转变成对外做功的机械能机械能。分类：分类：按结构特点分：按结构特点分：活塞式、柱塞式、摆动式活塞式、柱塞式、摆动式 按其作用分：按其作用分：双作用、单作用双作用、单作用一、液压缸的类型和速度推力特性一、液压缸的类型和速度推力特性(一一)活塞式液压缸活塞式液压缸1.双杆式活塞缸双杆式活塞缸液压缸液压缸液压缸液压缸活塞杆固定活塞杆固定双活塞杆液压缸的计算双活塞杆液压缸的计算)(4)

2、()(421222122ppdDAppFdDqAqvFfFF2F1液压缸液压缸双作用单杆活塞式液压缸双作用单杆活塞式液压缸无杆腔进油时，活塞的运动速度和推无杆腔进油时，活塞的运动速度和推力为力为)(4)(422212122111211pdDpDFpApAFDqAqv液压缸液压缸双作用单杆式活塞缸双作用单杆式活塞缸有杆腔进油时，活塞缸的运动速度和推力为：有杆腔进油时，活塞缸的运动速度和推力为：)(4)()(4221222211222222pDpdDFpApAFdDqAqv液压缸液压缸v活塞杆只从一端伸出，活塞杆只从一端伸出，液压缸在两腔的有效面积液压缸在两腔的有效面积不相等。不相等。v分别向两腔

3、供油，且油压分别向两腔供油，且油压和流量不变时，活塞在两方和流量不变时，活塞在两方向的速度和推力都不等向的速度和推力都不等液压缸液压缸双作用单活塞杆油缸的差动作用双作用单活塞杆油缸的差动作用221323134)(dqAAqvAvqqqAv2112134)(dppAAF特点：特点：柱塞多为空心结构。柱塞多为空心结构。 一般为单作用缸，垂直或倾钭安装。一般为单作用缸，垂直或倾钭安装。 柱塞和内壁不接触，筒内壁不需精加工。柱塞和内壁不接触，筒内壁不需精加工。应用：应用： 用于工作行程较长或垂直举升要求刚度较大的场合用于工作行程较长或垂直举升要求刚度较大的场合液压缸液压缸(二二)柱塞式液压缸柱塞式液压

4、缸组成：缸筒、柱塞等组成：缸筒、柱塞等液压缸液压缸(二二)柱塞式液压缸柱塞式液压缸2121134)(dpAApF234dqv液压缸液压缸单叶片摆动缸单叶片摆动缸11固定叶片；固定叶片；22缸体；缸体；33摆动轴；摆动轴；44叶片叶片(三三)摆动式液压缸摆动式液压缸分类：分类：叶片式、啮轮齿条叶片式、啮轮齿条式式1.单叶片摆动液压缸单叶片摆动液压缸 只有一个工作叶片，只有一个工作叶片，液压油推动叶片带动输出液压油推动叶片带动输出轴回转，输出扭矩，对外轴回转，输出扭矩，对外做功。做功。液压缸液压缸)(2212122ppRRbT 摆动式缸输出扭矩摆动式缸输出扭矩 摆动液压缸输出角速度摆动液压缸输出角

5、速度)(222122RRbqn液压缸液压缸2.双叶片式摆动液压缸双叶片式摆动液压缸液压缸液压缸( (四四) )组合油缸组合油缸1.1.增压油缸增压油缸根据力平衡原理有根据力平衡原理有1222112122211pddpAAppApA或因为因为A1大于大于A2，所以，所以p2大于大于p1，从而压强被放大，从而压强被放大。增压比液压缸液压缸2.多级液压缸多级液压缸液压缸液压缸3.齿轮缸齿轮缸二、液压缸的典型结构和组成二、液压缸的典型结构和组成液压缸液压缸液压缸液压缸液压缸液压缸(一一)液压缸的典型结构液压缸的典型结构液压缸液压缸法兰式法兰式半环式半环式外螺纹式外螺纹式结构简单，加工方便，结构简单，加

6、工方便，连接可靠，是一种常连接可靠，是一种常用用 的连接方式。的连接方式。工艺性好，连接可靠，工艺性好，连接可靠，但对缸体有削弱作用，但对缸体有削弱作用，常用于无缝钢管缸筒和常用于无缝钢管缸筒和端盖的连接。端盖的连接。体积小，重量轻，结体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部构紧凑，但缸筒端部较复杂，常用于要求较复杂，常用于要求外形尺寸小，重量轻外形尺寸小，重量轻的场合。的场合。1.缸筒与缸盖的连接缸筒与缸盖的连接液压缸液压缸结构简单，装拆方便结构简单，装拆方便结构简单，装拆方便，强结构简单，装拆方便，强度高，多用于高压及振动度高，多用于高压及振动较大的场合较大的场合2.活塞与活塞杆的连接活塞与活

7、塞杆的连接液压缸液压缸(二二)液压缸的缓冲液压缸的缓冲n执行元件端部的冲击现象：执行元件端部的冲击现象：热行元件的活塞运动到端部时，由于热行元件的活塞运动到端部时，由于速度的剧变，而产生刚性冲击，负载越大、速度越高，冲击越大。速度的剧变，而产生刚性冲击，负载越大、速度越高，冲击越大。n解决的措施：解决的措施：缓冲缓冲n缓冲原理：缓冲原理：在活塞接近行程终端时，增大回油阻力在活塞接近行程终端时，增大回油阻力(使回油压力使回油压力提高提高)，降低活塞的运动速度。，降低活塞的运动速度。n常用的缓冲装置有：常用的缓冲装置有：n柱塞缓冲柱塞缓冲n行程节流缓冲行程节流缓冲液压缸液压缸1.柱塞式缓冲柱塞式缓

8、冲1)环隙式节流缓冲环隙式节流缓冲结构特征：结构特征：缓冲圆柱柱塞和柱塞孔缓冲圆柱柱塞和柱塞孔之间形成的环形缝隙实现节流缓冲。之间形成的环形缝隙实现节流缓冲。属固定节流缓冲。属固定节流缓冲。缓冲原理：缓冲原理：活塞运动到油缸端部活塞运动到油缸端部时，柱塞进入柱塞孔中，油液只能从两者形成的间隙中通过，增加了回油时，柱塞进入柱塞孔中，油液只能从两者形成的间隙中通过，增加了回油阻力，回油压力升高，活塞运动速度降低。阻力，回油压力升高，活塞运动速度降低。特点：特点：属固定节流缓冲，结构简单，制造成本低，但其液压冲击较大属固定节流缓冲，结构简单，制造成本低，但其液压冲击较大应用场合：应用场合：小行程低负

9、载液压缸小行程低负载液压缸特点：特点：结构简单，制造成本低，缓冲效果较好结构简单，制造成本低，缓冲效果较好应用场合：应用场合：缓冲行程小，低负载液压缸缓冲行程小，低负载液压缸2)轴向三角沟槽节流缓冲轴向三角沟槽节流缓冲结构特征：结构特征：带轴向三角槽的圆带轴向三角槽的圆柱。当柱塞进入柱塞孔后，堵柱。当柱塞进入柱塞孔后，堵塞柱塞孔，靠塞柱塞孔，靠 三角沟槽的节三角沟槽的节流作用实现缓冲。属可变节流流作用实现缓冲。属可变节流缓冲的一种。缓冲的一种。液压缸液压缸液压缸液压缸3)锥形圆柱缓冲锥形圆柱缓冲结构特征：结构特征：锥形缓冲圆柱。锥形缓冲圆柱。当柱塞进入柱塞孔时，在当柱塞进入柱塞孔时，在柱塞和柱

10、塞孔之间形成环柱塞和柱塞孔之间形成环形缝隙，实现节流缓冲，形缝隙，实现节流缓冲，属可变节流缓冲的一种。属可变节流缓冲的一种。特点：特点：结构简单，制造成本低，缓冲效果较好结构简单，制造成本低，缓冲效果较好应用场合：应用场合：缓冲行程小，低负载液压缸缓冲行程小，低负载液压缸液压缸液压缸特点：特点：可根据速度、负载和工作可根据速度、负载和工作要求调节，达到最佳缓冲效果要求调节，达到最佳缓冲效果应用场合：应用场合：小行程低负载液压缸小行程低负载液压缸2.液压回路缓冲液压回路缓冲(在讲基本回路时在讲基本回路时讲讲)4)可调节流缓冲可调节流缓冲结构特征：结构特征：通过柱塞和节流装通过柱塞和节流装置配合实

11、现缓冲。属可调节流置配合实现缓冲。属可调节流缓冲的一种。缓冲的一种。液压缸液压缸(三三)液压缸的排气液压缸的排气n混入液压油中的空气会使系统工作不稳定，产生振动、混入液压油中的空气会使系统工作不稳定，产生振动、爬行、气蚀等现象，应设置排气装置。爬行、气蚀等现象，应设置排气装置。n要求不高的液压缸可不设排气装置，只将油口布置在要求不高的液压缸可不设排气装置，只将油口布置在缸筒两端的高位处，缸筒两端的高位处，n速度稳定性要求高的液压缸和大型液压缸，常在缸的速度稳定性要求高的液压缸和大型液压缸，常在缸的最高处设置专门的排气塞、排气阀等。最高处设置专门的排气塞、排气阀等。液压缸液压缸三 液压缸的设计和

12、计算n 在分析液压系统的设计内容：分析工况、编制负载图和确定最大负载力后，综合使用要求以确定结构类型、安装形式和安装空间，根据负载值、速度和最大行程决定液压缸的主要尺寸。n 一般来说，液压缸是标准件，可根据标准的产品目录进行选型，但有时也需要参考有关设计手册自行设计。液压缸设计步骤n 1、液压缸工作压力的确定：n 根据负载计算工作压力，也可根据用途查表。n 2、液压缸内径和活塞杆直径的确定：n 内径根据工作负载和工作压力确定。必要时校核强度。n 3、液压缸主要尺寸的确定：n 工作载荷情况，按前面的计算公式设计。n 4、液压缸其它部位尺寸的确定：n 5、液压缸的强度和刚度校核：1、液压缸主要尺寸

13、确定n 1).缸筒内径D按前面的公式计算后查表。n 2).活塞杆直径d可按受力情况初选，然后根据校核最后确定。vvDd11、液压缸主要尺寸确定3).液压缸缸筒长度L:由最大行程长度决定1、液压缸主要尺寸确定4).最小导向长度 隔套的长度220DLH220DLHBAHC213、液压缸的强度校核n1）缸筒壁厚校核n2）活塞杆直径校核n3）液压缸盖固定螺栓直径校核： 3、液压缸的强度校核1）缸筒壁厚校核 液压缸缸筒壁厚校核时分薄壁和厚壁两种情况。当时 为薄壁，壁厚按下式进行校核 。 当 时，壁厚按下式进行校核10/D 2Dpy10/D 13 . 14 . 02yyppD3、液压缸的强度校核2)活塞杆直径校核 活塞杆直径的校核按下式进行 3）液压缸盖固定螺栓直径校核 液压缸