第四章液压执行元件

第四章液压执行元件§3.1液压缸的类型和特点液压缸是将液压能转变为机械能的装置，输出往复直线运动。液压缸的分类按结构形式分：活塞缸又分单杆活塞缸、双杆活塞缸柱塞缸摆动缸又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸按作用方式分：单作用液压缸油液只通缸的一腔，油液驱动活塞杆单方向运动，反向靠弹簧力、重力等驱动；双作用液压缸双向运动都依靠油压力驱动；复合式缸活塞缸与活塞缸组合、活塞缸与柱塞缸组合、活塞缸与机械结构组合。双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出。安装方式：活塞杆固定式和缸筒固定式。双活塞杆缸的应用当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的三倍；当活塞杆固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的两倍。双杆活塞缸的速度推力特性油缸在左右两个方向上输出的速度相等。油缸在左右两个方向上输出的推力相等。P1——进油压力、P2——回油腔背压力、ηm——液压缸机械效率、A——活塞有效作用面积、D——活塞直径、d——活塞杆直径、ηV——液压缸容积效率。油缸在左右两个方向上输出的推力相等，ηm为缸的机械效率。双作用单杆活塞缸一端带活塞杆，有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，运动部件移动范围为活塞有效行程的两倍。双向运动速度不同，推力也不同。双作用单杆活塞缸单杆活塞缸只有一端带活塞杆，有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，运动部件移动范围为活塞有效行程的两倍。双向运动速度不同，推力也不同。单杆活塞缸速度推力特点无杆腔进油有杆腔进油单杆活塞缸差动连接的速度推力特性差动连接：单活塞杆缸两腔同时通压力油，p1=p2。差动连接的液压缸只能向一个方向运动。如果要求差动缸向右运动速度v3＝非差动连接向左运动速度v2，则伸出速度较快，而推力较小，用于机构快进，不增加泵的流量和功率。柱塞缸的特点柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心。柱塞缸只能作单作用缸，需借重力缩回。柱塞缸的速度推力特性伸缩液压缸结构：由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。伸缩液压缸的速度推力特性1.伸出时，依次从大到小、从外到内伸出。2.缩回时，依次从小到大、从内到外缩回。双作用伸缩液压缸特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。单作用伸缩液压缸与双作用伸缩液压缸不同点是回程靠外力，而双作用靠液压作用力。此外，还有齿条活塞缸、增速缸、增压缸、摆动式液压缸等。ξ4.2液压缸的典型结构1.双作用单活塞杆液压缸缸体组件包括缸筒、缸盖、缸底等零件。活塞组件包括活塞与活塞杆等零件。密封装置活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封。缓冲装置、排气装置液压缸安装连接形式：脚架式，耳环式，铰轴式2.自卸汽车伸缩式液压缸3.汽车起重机伸缩臂液压缸（顺序伸缩）第一节臂为双作用活塞缸（缸1、换向阀A动作）第二节、第三节由双级缸2驱动，第一级双作用活塞缸驱动第二节臂，第二级柱塞缸驱动第三节臂。第一节伸出：进油：换向阀A→a口→活塞杆11油管油道→无杆腔→缸筒、第一节臂伸出回油：有杆腔→11油管油道→b口→换向阀A第二级臂伸出：换向阀B动作。进油：c口→缸1活塞杆中心油道→缸2d口→一级缸活塞杆30内孔→二级柱塞缸内腔→二级柱塞缝隙→一级无杆腔→二节臂伸出回油：一级有杆腔→30内油道→e口→缸1有杆腔→b口→换向阀b第三节臂伸出：一级缸筒29完全伸出→油压上升→二级柱塞24伸出→第三节臂伸出4.3油缸细部结构1缸筒材料：无缝钢管2缸筒与缸盖连接方式：法兰式、螺纹式、半环式、拉杆式、焊接式液压缸安装连接形式：脚架式、耳环式、铰轴式、法兰式活塞杆安装连接方式：耳环式、法兰式。耳环式：单耳环、带衬套的单耳环、球铰型单耳环3活塞和活塞杆材料：活塞——灰铸铁、耐磨铸铁、铝合金。活塞杆——35钢或45钢。连接形式4.4密封装置类型：间隙式密封密封圈密封活塞环密封O型密封圈Y型密封圈V型密封圈组合式密封活塞杆的构造：实心活塞杆、空心活塞杆活塞杆的导向：无导向套、金属导向套、非金属导向环O型密封圈特点：结构紧凑、摩擦力小，装拆方便，成本低。应用:静密封＜32MPa动密封＜10MPa。密封槽的设计异型油封模具的设计Y形密封圈类型：宽断面、窄断面密封原理：唇口端对着高压侧，压力使唇口贴紧壁面。特点：密封性、稳定性和耐压性较好，阻力小，寿命较长，唇边磨损后能自动补偿。材料：丁晴橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶。应用：往复运动密封，宽断面＜20MPa，窄断面＜32MPa。轴用密封装在孔的槽内，短唇与轴相对滑动。孔用密封装在轴的槽内，短唇与孔相对滑动。V形密封圈组成：压环、V形环、支撑环密封原理：开口端对应高压侧；压环、支撑环压力使V形圈唇口贴紧壁面。特点：密封性好、耐压高、寿命长。应用适用＜50MPa的活塞及活塞杆往复运动密封。油液泄露时，可调整压环压力补偿V形环接触应力。组合式密封组成：O形圈、滑环或支撑环。特点：寿命长、摩擦阻力小且稳定。应用：适用＜50MPa的活塞及活塞杆往复运动密封。放尘封作用：防止灰尘、沙粒等进入缸内。类型：无骨架式、骨架式双唇形密封圈内唇与外唇的作用缓冲装置目的：防止缸中运动件在行程终端发生碰撞、以致损坏。缓冲原理：缓冲柱塞（绿色）在排油腔产生足够大的缓冲压力（回油阻力），使v下降，避免碰撞。常用缓冲装置间隙式：圆柱形环隙式、圆锥形环隙式可变节流槽式