液压基础-液压油缸

液压基础-液压油缸工程机械运用技术专业国家级教学资源库液压缸的类型01活塞式液压缸03液压缸结构02CONTENT柱塞式液压缸04摆动式液压缸05一

液压缸的类型液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。根据常用液压缸的结构形式分类，可将其分为四种类型：活塞式柱塞式伸缩式摆动式单活塞杆式双活塞杆式一液压缸的类型柱塞式液压缸单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸伸缩式液压缸一液压缸的类型单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸伸缩式液压缸弹簧复位式液压缸一液压缸的类型增压缸伸缩式液压缸伸缩式液压缸二液压缸的结构液压油缸的结构包括活塞杆、缸筒、活塞、缓冲装置、排气装置、前后端盖、拉杆、衬套、缓冲阀等组成。液压油缸结构图二液压缸的结构1）缸筒：缸筒主要是由钢材制成，缸筒内要经过精细加工，表面粗糙度Ra<0.08um，以减少密封件的摩擦。2）端盖或盖板：通常由钢材制成，有前端盖和后端盖，安装在缸筒的前后两端，盖板和缸筒的连接方法有焊接、拉杆、法兰、罗纹连接等。3）活塞：活塞的材料通常用钢或铸铁，也可采用铝合金。活塞和缸筒内壁间需要密封，采用的密封件有O形环、V形油封、U形油封、X形油封和活塞环等。而活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为缸筒内径的（0.6～1.0）倍。二液压缸的结构4）活塞杆：是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬处理并抛光。5）缓冲装置：为了防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏，常在液压缸前后端盖上设有缓冲装置，以使活塞移到快接近行程终点时速度减慢下来终至停止。一般前后端盖上的缓冲阀附近有单向阀的结构。当活塞接近端盖时，缓冲环插入端盖板油出入口，强迫压油经缓冲阀的孔口流出，促使活塞的速度缓慢下来。相反，当活塞从行程的尽头将离去时，如压油只作用在缓冲环上，活塞要移动的那一瞬间将非常不稳定甚至无足够力量推动活塞，故必须使压油经缓冲阀内的止回阀作用在活塞上，如此才能使活塞平稳的前进。缓冲装置二液压缸的结构6）放气装置：在安装过程中或停止工作的一段时间后，空气将渗入液压系统内，缸筒内如存留空气，将使液压缸在低速时产生爬行、颤抖现象，换向时易引起冲击，因此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。一般双作用式液压缸不设专门的放气孔，而是将液压油出入口布置在前后盖板的最高处。大型双作用式液压缸则必须在前后端盖板设放气栓塞。对于单作用式液压缸液压油出入口一般设在缸筒底部，在最高处设放气栓塞。液压油缸的放气装置二液压缸的结构7）密封装置：液压缸的密封装置用以防止油液的泄漏，液压缸的密封主要是指活塞、活塞杆处的动密封和缸盖等处的静密封。常采用O形密封圈和Y形密封圈。国内传统的液压缸大多数采用O形圈作为静密封，以V、U、Y、YX形密封作为动密封。现代液压缸多采用组合密封对各个需密封的部位进行密封。以下介绍几种密封件的密封形式。（1）挤压密封挤压密封的机理是依靠密封表面上的压力使密封件的外形进行压缩和变形，达到密封的目的。安装前有一定的挤压余量，安装后产生较小的预压缩力，通压油后涨开，产生挤压密封力，，达到密封的目的。O形密封圈是典型的挤压密封，可作静密封使用，也可用于动密封使用。（2）唇形密封唇形密封主要用于往复式动密封中，它可通过唇部撑开、变形补偿小的磨损量，保证密封效果和密封寿命。但缺点是只能做单向密封，双向密封要用两个密封圈。但两个密封圈导致密封体积增大，而且两密封圈之间会产生困油，引起逆压损坏。唇形密封的类型，根据断面形状可分为Y形圈、V形、U形、L形、J形、蕾形以及斯特圈等。（3）组合密封组合密封是将挤压密封和唇形密封的组合密封件。组合密封的密封能力较低，但却具有较低滑动阻力，摩擦力小，不易磨损。常见的组合密封有斯特封、格来圈、特康旋转格来圈、双特槽密封等。斯特圈旋转格来圈二液压油缸的结构（4）

间隙密封

依靠两运动件配合面间保持很小的间隙，使其产生液体摩擦阻力来防止泄漏的一种密封方法。该方法只适用于直径较小，压力较低的液压缸与活塞间密封。为了提高间隙密封的效果，在活塞上开几条环形槽，其作用：一是提高间隙密封的效果，当油液从高压腔向低压腔泄漏时，由于油路截面突然改变，在小槽内形成旋涡而产生阻力，于是使油液的泄漏量减少；二是阻止活塞轴线的偏移，从而有利于保持配合间隙，保证润滑效果，减少活塞与缸壁的磨损，增加间隙密封性能。间隙密封三活塞式液压缸1、单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。单活塞液压缸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。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。三活塞式液压缸1、单活塞杆液压缸的作用力计算参照右图，当供给液压缸的流量Q一定时，活塞两个方向的运动速度为：V1=Q/A1=4Q/πD2(向左）V2=Q/A2=4Q/π(D2-d2)(向右）当供油压力p一定，回油压力为零时，其作用力：F1=p.A1=p.πD2/4(向右）F2=p.A2=p.π(D2-d2)/4(向左）三活塞式液压缸1、单活塞杆液压缸的作用力计算当其差动连接时，作用力为：F3=p(A1-A2)=p.(πd2/4)速度:v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1

所以v3=Q/(A1-A2)=4Q/πd2三活塞式液压缸2、双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相同。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。将缸筒固定在机床身上，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有效行程的三倍。一般多用于小机床；反之，将活塞杆固定在床身上，缸筒和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为液压缸有效行程的两倍，适用于中型及大型机床。三活塞式液压缸2、双活塞杆液压缸

双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方向的作用力和速度相等。v=Q/A=4Q/(D2-d2),F=p.A=p.(D2-d2)/4

v—活塞（或缸筒）运动速度；Q—供油流量；F—活塞（或缸筒）上的作用力；p—供油压力；A—活塞有效面积；D—活塞直径；d—活塞杆直径。

这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，多数用于机床。四柱塞式液压缸柱塞式液压油缸特点：（１）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，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；（２）柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；（３）工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；（４）柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。柱塞式液压油缸五伸缩式液压缸伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，如图所示。伸缩式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。此种液压缸常