第4章 液壓缸

1、 了解液壓缸的類型、結(jié)了解液壓缸的類型、結(jié) 構(gòu)形式，掌握液壓缸工作原理、參數(shù)計(jì)構(gòu)形式，掌握液壓缸工作原理、參數(shù)計(jì) 算和特點(diǎn)。算和特點(diǎn)。 單桿活塞液壓缸工作原理，單桿活塞液壓缸工作原理， 液壓缸的參數(shù)計(jì)算，液壓缸密封、緩沖液壓缸的參數(shù)計(jì)算，液壓缸密封、緩沖 和排氣和排氣 。 液壓缸參數(shù)計(jì)算。液壓缸參數(shù)計(jì)算。 液壓缸液壓缸是將是將液壓能液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能機(jī)械能的、的、 做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）的液壓執(zhí)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）的液壓執(zhí) 行元件。行元件。 結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實(shí)現(xiàn) 往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可免去減速裝置，并且沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可免去減速裝置，并且沒有

2、 傳動(dòng)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。在各種機(jī)械的液壓傳動(dòng)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。在各種機(jī)械的液壓 系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 液壓缸分類液壓缸分類 按供油按供油 方向分方向分 單作用式單作用式 液體只控制缸液體只控制缸 一腔單向運(yùn)動(dòng)一腔單向運(yùn)動(dòng) 液體控制缸兩腔液體控制缸兩腔 實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng) 雙作用式雙作用式 活塞式活塞式 柱塞式柱塞式 伸縮式伸縮式 擺動(dòng)式擺動(dòng)式 單活塞桿式單活塞桿式 雙活塞桿式雙活塞桿式 按結(jié)構(gòu)類型分 按結(jié)構(gòu)類型分 中低壓缸中低壓缸 中高壓缸中高壓缸 高壓缸高壓缸 按使用壓力分 按使用壓力分 額定壓力額定壓力2.5-6.3MPa 額定壓力額定壓力10-16MPa 額定壓力額

3、定壓力25-31.5MPa q液壓缸除了單個(gè)使用外，還可以組合起來或與液壓缸除了單個(gè)使用外，還可以組合起來或與 其他結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成其他結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成串聯(lián)缸、增壓缸、增速缸串聯(lián)缸、增壓缸、增速缸 和步進(jìn)缸和步進(jìn)缸，以實(shí)現(xiàn)特殊的功能。，以實(shí)現(xiàn)特殊的功能。 兩端都有活塞桿伸出。缸筒與缸蓋用法蘭連接，活兩端都有活塞桿伸出。缸筒與缸蓋用法蘭連接，活 塞與缸筒內(nèi)壁之間采用間隙密封。塞與缸筒內(nèi)壁之間采用間隙密封。 1活塞桿 2壓蓋 3缸蓋 4缸筒 5活塞 6密封圈 雙活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu) 雙活塞桿缸機(jī)構(gòu)示意圖雙活塞桿缸機(jī)構(gòu)示意圖 按固定方式不同，有按固定方式不同，有缸缸體固體固定定和和活塞活塞桿桿固固定定兩

4、種。兩種。 缸定式缸定式桿定式桿定式 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)所占空間工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)所占空間 長度為活塞有效行程的長度為活塞有效行程的 三倍。一般多用于小型三倍。一般多用于小型 機(jī)床。機(jī)床。 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)所占空間工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)所占空間 長度為液壓缸有效行長度為液壓缸有效行 程的兩倍，適用于中程的兩倍，適用于中 型及大型機(jī)床。型及大型機(jī)床。 v推力及速度計(jì)算推力及速度計(jì)算 左右兩腔面積相等；左右兩腔面積相等；壓力相同時(shí)，推力相等，流量壓力相同時(shí)，推力相等，流量 相同時(shí)，速度相等相同時(shí)，速度相等。即具有。即具有等推力等速度等推力等速度特性特性。 推力推力 mm ppdDAppF )( 4 )( 21 22 21 m pd

5、DF 1 22 )( 4 -忽略回油壓力忽略回油壓力p2=0 A-活塞有效面積；活塞有效面積；D-活塞直徑；活塞直徑；d-活塞桿直徑。活塞桿直徑。p1-供油壓力；供油壓力； p2-回油壓力；回油壓力； m-液壓缸的機(jī)械效率（液壓缸的機(jī)械效率（0.9-0.95)。 速度速度 )( 4 4/ )( 2222 dD q dD q v VVVV qV-供油流量供油流量; V-液壓缸的容積效率。液壓缸的容積效率。 液壓缸液壓缸只有一端有活塞桿只有一端有活塞桿。其兩端進(jìn)出口油口。其兩端進(jìn)出口油口A A和和B B 都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，故稱為都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，故稱為雙作雙作

6、用缸用缸。 1-缸底 2-彈簧擋圈 3-套環(huán) 4-卡環(huán) 5-活塞 6- 型密封圈 7-支承環(huán) 8-擋圈 9-形密封圈 10-缸筒 11-管接頭 12-導(dǎo)向套 13-缸蓋 14-防塵圈 15-活塞桿 16-定位螺釘 17-耳環(huán) 單活塞桿液壓缸可以是單活塞桿液壓缸可以是缸筒固定缸筒固定，活塞運(yùn)動(dòng)；也可，活塞運(yùn)動(dòng)；也可 以是以是活塞桿固定，活塞桿固定，缸筒運(yùn)動(dòng)。無論采用其中哪一種形缸筒運(yùn)動(dòng)。無論采用其中哪一種形 式，式，液壓缸運(yùn)動(dòng)所占空間長度都是兩倍行程液壓缸運(yùn)動(dòng)所占空間長度都是兩倍行程。 單 活 塞 桿 液 壓 缸 運(yùn) 動(dòng) 所 占 空 間 單活塞桿缸推力和速度計(jì)算單活塞桿缸推力和速度計(jì)算 單活塞式

7、液壓缸的兩腔的有效工作面積不等，因此單活塞式液壓缸的兩腔的有效工作面積不等，因此 它在兩個(gè)方向上的輸出它在兩個(gè)方向上的輸出推力和速度推力和速度也也不等不等。 有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油差動(dòng)連接差動(dòng)連接無桿腔進(jìn)油無桿腔進(jìn)油 （1 1）無桿腔進(jìn)油時(shí)）無桿腔進(jìn)油時(shí) 推力推力F1 m pDF 1 2 1 4 -不計(jì)回油不計(jì)回油 壓力壓力 速度速度v1 2 1 4 D q v VV m dpDppF 2 2 2 211 4 （2 2）有桿腔進(jìn)油時(shí)）有桿腔進(jìn)油時(shí) m dpDppF 2 1 2 212 4 推力推力F2 m pdDF 1 22 2 )( 4 -不計(jì)回油不計(jì)回油 壓力壓力 速度速度v2 )( 4 2

8、2 2 dD q v VV A1 A2 v1 F2 故 故 活塞桿活塞桿伸出伸出時(shí)，時(shí)，推力較大推力較大，速度較小速度較小 活塞桿活塞桿縮回縮回時(shí)，時(shí)，推力較小推力較小，速度較大速度較大 因而：因而：活塞桿活塞桿伸出伸出時(shí)，適用于時(shí)，適用于重載慢速。重載慢速。 活塞桿活塞桿縮回縮回時(shí)，適用于時(shí)，適用于輕載快速。輕載快速。 往返速比：往返速比： 2 12 )/(11Ddvv v vv Dd/ ) 1( （3 3）差動(dòng)連接）差動(dòng)連接 推力推力F3 m pdF 1 2 1 4 速度速度v3 2 3 4 d q v VV 差動(dòng)連接時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)的速度比正常連接時(shí)都要快，差動(dòng)連接時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)的速度比正常連接時(shí)

9、都要快， 即即v3v2、v3v1；而；而推力則變小推力則變小，即，即F3F2、F3F1。 差動(dòng)連接是一種減小推力而獲得較高速度的方法。差動(dòng)連接是一種減小推力而獲得較高速度的方法。 單桿活塞液壓缸應(yīng)用單桿活塞液壓缸應(yīng)用 單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循 環(huán)：環(huán)： （差動(dòng)連接差動(dòng)連接） （無桿腔進(jìn)油）（無桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油） 快進(jìn)快進(jìn) 工進(jìn)工進(jìn) 快退快退 v3、 、F3 v1、F1 v2、F2 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示 二、柱塞式液壓缸二、柱塞式液壓缸 在缸體內(nèi)做相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件是柱塞。在缸體內(nèi)做相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件是柱塞。 1-1-缸體、缸體

10、、2-2-柱塞、柱塞、3-3-導(dǎo)向套、導(dǎo)向套、4-4-鋼絲卡圈鋼絲卡圈 柱塞式液壓缸工作原理柱塞式液壓缸工作原理 自重自重 只能單向運(yùn)動(dòng)，回程需靠外力只能單向運(yùn)動(dòng)，回程需靠外力 彈簧力彈簧力 需雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，常成對(duì)使用。需雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，常成對(duì)使用。 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示 v柱塞式液壓缸推力柱塞式液壓缸推力F、速度、速度v計(jì)算計(jì)算 m pdF 2 4 V V d q v 2 4 d-柱塞直徑，其他符號(hào)意義相同。柱塞直徑，其他符號(hào)意義相同。 柱塞式液壓缸特點(diǎn)柱塞式液壓缸特點(diǎn) 柱塞柱塞工作時(shí)總是受壓，一般工作時(shí)總是受壓，一般較粗較粗 水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損 故故 常垂直放置

11、常垂直放置，有時(shí)可做成空心，有時(shí)可做成空心 又又 缸體內(nèi)壁與柱塞不接觸缸體內(nèi)壁與柱塞不接觸 可不加工或只粗加工，可不加工或只粗加工，工藝性好。工藝性好。 故故 常用于長行程機(jī)床常用于長行程機(jī)床，如龍門刨床、導(dǎo)，如龍門刨床、導(dǎo) 軌磨床、大型拉床等，在液壓升降機(jī)、自軌磨床、大型拉床等，在液壓升降機(jī)、自 卸汽車和叉車中也有應(yīng)用。卸汽車和叉車中也有應(yīng)用。 三、伸縮式液壓缸（多級(jí)缸、多套缸）三、伸縮式液壓缸（多級(jí)缸、多套缸） 由兩個(gè)或多個(gè)活塞液壓缸或柱塞液壓缸套裝而成，由兩個(gè)或多個(gè)活塞液壓缸或柱塞液壓缸套裝而成， 有單作用和雙作用之分。有單作用和雙作用之分。 雙作用雙作用動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示 活塞或柱塞伸出

12、時(shí)，活塞或柱塞伸出時(shí)， 從大到小，速度逐漸從大到小，速度逐漸 增大，推力逐漸減小。增大，推力逐漸減小。 活塞或柱塞縮回時(shí)，活塞或柱塞縮回時(shí)， 從小到大。從小到大。 mi i i p D F 1 2 4 2 4 i ViV D q v 單作用單作用 多級(jí)缸特點(diǎn)：多級(jí)缸特點(diǎn)： 工作時(shí)可伸很長，不工作時(shí)縮短工作時(shí)可伸很長，不工作時(shí)縮短 占地面積小，且推力隨行程增加而減小占地面積小，且推力隨行程增加而減小 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示 汽車起重機(jī)伸縮臂汽車起重機(jī)伸縮臂、自動(dòng)傾卸卡車自動(dòng)傾卸卡車、火箭火箭 發(fā)射臺(tái)發(fā)射臺(tái)等皆用。等皆用。 多級(jí)缸應(yīng)用：多級(jí)缸應(yīng)用： 第二節(jié)第二節(jié) 液壓缸液壓缸 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 法蘭連接法蘭

13、連接 結(jié)構(gòu)簡單、加工與拆卸方便，結(jié)構(gòu)簡單、加工與拆卸方便， 缺點(diǎn)是外形尺寸和質(zhì)量都較缺點(diǎn)是外形尺寸和質(zhì)量都較 大。應(yīng)用最廣泛，中壓液壓大。應(yīng)用最廣泛，中壓液壓 缸均采用這種結(jié)構(gòu)。缸筒材缸均采用這種結(jié)構(gòu)。缸筒材 料常為鑄鐵。料常為鑄鐵。 一、缸筒與缸蓋的連接一、缸筒與缸蓋的連接 卡環(huán)連接卡環(huán)連接 分為外卡環(huán)連接和內(nèi)卡環(huán)分為外卡環(huán)連接和內(nèi)卡環(huán) 連接。把卡環(huán)切成二塊連接。把卡環(huán)切成二塊( (半環(huán)半環(huán)) ) 裝于缸筒槽內(nèi)。裝于缸筒槽內(nèi)。 結(jié)構(gòu)易加工和裝拆，質(zhì)量結(jié)構(gòu)易加工和裝拆，質(zhì)量 較輕，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工要求較輕，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工要求 高，常應(yīng)用于無縫鋼管或鍛高，常應(yīng)用于無縫鋼管或鍛 鋼材料制成的缸筒上。

14、鋼材料制成的缸筒上。 螺紋連接螺紋連接 缸筒端部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般缸筒端部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般 應(yīng)用于缸徑較小的缸筒。要使應(yīng)用于缸徑較小的缸筒。要使 用專用工具裝拆，它的外形尺用專用工具裝拆，它的外形尺 寸和質(zhì)量都較小，常應(yīng)用于無寸和質(zhì)量都較小，常應(yīng)用于無 縫鋼管或鑄鋼制成的缸筒上。縫鋼管或鑄鋼制成的缸筒上。 優(yōu)點(diǎn)是螺紋對(duì)缸筒強(qiáng)度削弱較優(yōu)點(diǎn)是螺紋對(duì)缸筒強(qiáng)度削弱較 小，結(jié)構(gòu)緊湊。小，結(jié)構(gòu)緊湊。 拉桿連接拉桿連接 前、后端蓋裝在缸筒兩邊，用前、后端蓋裝在缸筒兩邊，用 3 34 4根拉桿根拉桿( (螺栓螺栓) )將其緊固。通將其緊固。通 用性大，容易加工和裝拆，零件用性大，容易加工和裝拆，零件 易于更換。

15、但外形尺寸較大，且易于更換。但外形尺寸較大，且 較重，密封問題不易解決好。通較重，密封問題不易解決好。通 常只用于行程短的低壓液壓缸。常只用于行程短的低壓液壓缸。 焊接連接焊接連接 結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，但缸底結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，但缸底 處內(nèi)徑不易加工，且可能引起焊接處內(nèi)徑不易加工，且可能引起焊接 部位變形。因此，它僅應(yīng)用于較短部位變形。因此，它僅應(yīng)用于較短 的液壓缸的一端，而另一端采用其的液壓缸的一端，而另一端采用其 他結(jié)構(gòu)。他結(jié)構(gòu)。 缸筒和缸蓋連接結(jié)構(gòu)形式的選擇要由缸筒和缸蓋連接結(jié)構(gòu)形式的選擇要由工作工作 壓力壓力、缸筒材料缸筒材料和和工作條件工作條件來確定來確定。 二、活塞和活塞桿的連

16、接二、活塞和活塞桿的連接 整體式：整體式：常用于小直徑液壓缸，結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺常用于小直徑液壓缸，結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺 寸緊湊，但損壞后需整體更換。寸緊湊，但損壞后需整體更換。 焊接式：焊接式：同上。同上。 錐銷式：錐銷式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配簡單，但常用于雙桿缸，加工容易，裝配簡單，但 承載能力小，且需防止承載能力小，且需防止 脫落。脫落。 螺紋式：螺紋式：常用于單桿缸，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，但常用于單桿缸，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，但 需防止螺母松動(dòng)。需防止螺母松動(dòng)。 半（卡）環(huán)式：半（卡）環(huán)式：常用于高壓大負(fù)載或振動(dòng)比較大的常用于高壓大負(fù)載或振動(dòng)比較大的 場合，強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆方便。

17、場合，強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆方便。 活塞：活塞：必須具有一定的強(qiáng)度。外圓表面應(yīng)耐必須具有一定的強(qiáng)度。外圓表面應(yīng)耐 磨并具有防銹性能。一般用耐磨鑄鐵、鋁合磨并具有防銹性能。一般用耐磨鑄鐵、鋁合 金或覆蓋有青銅、黃銅和尼龍等耐磨套的鋼金或覆蓋有青銅、黃銅和尼龍等耐磨套的鋼 制造。制造。 活塞桿：活塞桿：有空心的和實(shí)心的兩種，大多用有空心的和實(shí)心的兩種，大多用3535 鋼、鋼、4545鋼或鋼或40Cr40Cr等鋼料制造，必須有足夠的剛等鋼料制造，必須有足夠的剛 度和強(qiáng)度，外圓表面需鍍鉻并拋光。度和強(qiáng)度，外圓表面需鍍鉻并拋光。 三、活塞桿頭部結(jié)構(gòu)三、活塞桿頭部結(jié)構(gòu) 四、液壓缸的緩沖裝置四、液壓缸的緩

18、沖裝置 為了防止活塞在行程終點(diǎn)時(shí)和缸蓋相互撞擊，引起為了防止活塞在行程終點(diǎn)時(shí)和缸蓋相互撞擊，引起 噪聲、沖擊，必須設(shè)置緩沖裝置。噪聲、沖擊，必須設(shè)置緩沖裝置。 緩沖裝置的工作原理緩沖裝置的工作原理： 利用活塞或缸筒在其走向行程終端時(shí)封住活塞和利用活塞或缸筒在其走向行程終端時(shí)封住活塞和 缸蓋之間的部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，缸蓋之間的部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出， 以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)，逐漸減慢以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)，逐漸減慢 運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。 環(huán)狀間隙式：環(huán)狀間隙式： 當(dāng)緩沖柱塞

19、進(jìn)入與其相配的缸蓋上的內(nèi)孔時(shí)，孔中當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入與其相配的缸蓋上的內(nèi)孔時(shí)，孔中 的液壓油只能通過間隙的液壓油只能通過間隙排出，使活塞速度降低。由排出，使活塞速度降低。由 于配合間隙不變，故緩沖作用隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度的于配合間隙不變，故緩沖作用隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度的 降低而逐漸減弱。結(jié)構(gòu)簡單，適用于運(yùn)動(dòng)部件慣性降低而逐漸減弱。結(jié)構(gòu)簡單，適用于運(yùn)動(dòng)部件慣性 不大，運(yùn)動(dòng)速度不高的場合。不大，運(yùn)動(dòng)速度不高的場合。 節(jié)流口可調(diào)式：節(jié)流口可調(diào)式： 當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只 能經(jīng)節(jié)流閥能經(jīng)節(jié)流閥1 1排出。由于節(jié)流閥排出。由于節(jié)流閥1 1是可調(diào)的，是可調(diào)的， 因

20、此緩沖作用也可調(diào)節(jié)，但仍不能解決速度因此緩沖作用也可調(diào)節(jié)，但仍不能解決速度 減低后緩沖作用減弱的缺點(diǎn)。減低后緩沖作用減弱的缺點(diǎn)。 節(jié)流口可變式節(jié)流口可變式 在緩沖柱塞上開有三角槽，隨著柱塞逐漸進(jìn)在緩沖柱塞上開有三角槽，隨著柱塞逐漸進(jìn) 入配合孔中，其節(jié)流面積越來越小，解決了入配合孔中，其節(jié)流面積越來越小，解決了 在行程最后階段緩沖作用過弱的問題。在行程最后階段緩沖作用過弱的問題。 理想的緩沖裝置應(yīng)在整個(gè)工作過程中保持緩沖壓力理想的緩沖裝置應(yīng)在整個(gè)工作過程中保持緩沖壓力 恒定不變。實(shí)際中做不到。恒定不變。實(shí)際中做不到。 五、液壓缸的排氣裝置五、液壓缸的排氣裝置 系統(tǒng)在安裝或停止工作后常會(huì)滲入空氣系

21、統(tǒng)在安裝或停止工作后常會(huì)滲入空氣 ， 使液壓使液壓 缸產(chǎn)生爬行、振動(dòng)和前沖，換向精度降低等。故缸產(chǎn)生爬行、振動(dòng)和前沖，換向精度降低等。故 必必 須設(shè)置排氣裝置。須設(shè)置排氣裝置。 一般可在液壓缸的一般可在液壓缸的最高處設(shè)置進(jìn)出油口最高處設(shè)置進(jìn)出油口把氣帶走把氣帶走 圖圖 (a)(a) ，也可在，也可在最高處設(shè)置放氣孔或?qū)ｉT的放最高處設(shè)置放氣孔或?qū)ｉT的放 氣閥氣閥圖圖 (b)(b)、(c)(c)。 六、液壓缸的密封裝置六、液壓缸的密封裝置 間隙密封：間隙密封： 依靠運(yùn)動(dòng)間的微小間隙來防止泄漏依靠運(yùn)動(dòng)間的微小間隙來防止泄漏。結(jié)構(gòu)簡單，摩擦阻。結(jié)構(gòu)簡單，摩擦阻 力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨

22、損后無法力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無法 恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對(duì)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對(duì)運(yùn)動(dòng) 速度較高的缸筒和活塞間使用。速度較高的缸筒和活塞間使用。 摩擦環(huán)密封摩擦環(huán)密封 依靠套在活塞上的摩擦環(huán)依靠套在活塞上的摩擦環(huán)(尼龍或其他高分子材料制尼龍或其他高分子材料制 成成)在在O形密封圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。形密封圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。 這種材料效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高這種材料效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高 溫，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，但加工要求高，裝拆溫，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，但加工要求高，裝拆 較

23、不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。 密封圈密封圈(O形圈、形圈、V形圈等形圈等)密封密封 利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在 靜、動(dòng)配合面之間來防止泄漏。它結(jié)構(gòu)簡單，制造方靜、動(dòng)配合面之間來防止泄漏。它結(jié)構(gòu)簡單，制造方 便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活 塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸 筒和缸蓋之間都能使用。筒和缸蓋之間都能使用。 對(duì)于活塞桿外伸部分來說，由于它很容對(duì)于活塞桿外伸部分來說

24、，由于它很容 易把臟物帶入液壓缸，使油液受污染，使易把臟物帶入液壓缸，使油液受污染，使 密封件磨損，因此常需密封件磨損，因此常需在活塞桿密封處增在活塞桿密封處增 添防塵圈添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。，并放在向著活塞桿外伸的一端。 v在設(shè)計(jì)液壓缸之前，必須對(duì)整個(gè)液壓系在設(shè)計(jì)液壓缸之前，必須對(duì)整個(gè)液壓系 統(tǒng)進(jìn)行工況分析，編制負(fù)載圖，選定系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，編制負(fù)載圖，選定系 統(tǒng)的工作壓力，然后根據(jù)使用要求選擇統(tǒng)的工作壓力，然后根據(jù)使用要求選擇 結(jié)構(gòu)類型，按負(fù)載情況、運(yùn)動(dòng)要求、最結(jié)構(gòu)類型，按負(fù)載情況、運(yùn)動(dòng)要求、最 大行程等確定其主要工作尺寸，進(jìn)行強(qiáng)大行程等確定其主要工作尺寸，進(jìn)行強(qiáng) 度、穩(wěn)定

25、性和緩沖驗(yàn)算，最后再進(jìn)行結(jié)度、穩(wěn)定性和緩沖驗(yàn)算，最后再進(jìn)行結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)。構(gòu)設(shè)計(jì)。 液壓缸的設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟液壓缸的設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟 (1)(1)選擇液壓缸的類型和各部分結(jié)構(gòu)形式。選擇液壓缸的類型和各部分結(jié)構(gòu)形式。 (2)(2)確定液壓缸的工作參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。確定液壓缸的工作參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。 (3)(3)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的計(jì)算和校核。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的計(jì)算和校核。 (4)(4)導(dǎo)向、密封、防塵、排氣和緩沖等裝置的導(dǎo)向、密封、防塵、排氣和緩沖等裝置的 設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。 (5)(5)繪制裝配圖、零件圖、編寫設(shè)計(jì)說明書。繪制裝配圖、零件圖、編寫設(shè)計(jì)說明書。 下面只著重介紹幾項(xiàng)設(shè)計(jì)工作。下面只著重介紹幾項(xiàng)設(shè)計(jì)工作。

26、一、液壓缸工作壓力的確定一、液壓缸工作壓力的確定 根據(jù)液壓缸的實(shí)際工況，計(jì)算出外負(fù)載大小，然后根據(jù)液壓缸的實(shí)際工況，計(jì)算出外負(fù)載大小，然后 參考下表選取適當(dāng)?shù)墓ぷ髁Α⒖枷卤磉x取適當(dāng)?shù)墓ぷ髁Α?選擇合適的工作壓力是一個(gè)很重選擇合適的工作壓力是一個(gè)很重 要的問題，應(yīng)要的問題，應(yīng)從結(jié)構(gòu)尺寸、經(jīng)濟(jì)性從結(jié)構(gòu)尺寸、經(jīng)濟(jì)性 等方面進(jìn)行全面考慮等方面進(jìn)行全面考慮。壓力選得過壓力選得過 低低，系統(tǒng)所需流量大，對(duì)工作平穩(wěn)，系統(tǒng)所需流量大，對(duì)工作平穩(wěn) 性、可靠性、密封性及降低噪聲有性、可靠性、密封性及降低噪聲有 利，但會(huì)使液壓缸內(nèi)徑增大，質(zhì)量利，但會(huì)使液壓缸內(nèi)徑增大，質(zhì)量 增大；增大； 壓力選得過高壓力選得過高，

27、會(huì)使密封復(fù)雜化，會(huì)使密封復(fù)雜化， 并且對(duì)液壓缸的強(qiáng)度、剛度要求高，并且對(duì)液壓缸的強(qiáng)度、剛度要求高， 同時(shí)會(huì)導(dǎo)致?lián)Q向沖擊大等缺點(diǎn)，對(duì)同時(shí)會(huì)導(dǎo)致?lián)Q向沖擊大等缺點(diǎn)，對(duì) 液壓缸的制造精度要求提高，使容液壓缸的制造精度要求提高，使容 積效率降低，優(yōu)點(diǎn)是可以減小液壓積效率降低，優(yōu)點(diǎn)是可以減小液壓 缸尺寸。缸尺寸。應(yīng)綜合各種因素，合理確應(yīng)綜合各種因素，合理確 定工作壓力定工作壓力。 二、液壓缸主要尺寸的確定二、液壓缸主要尺寸的確定 1 1、缸筒內(nèi)徑、缸筒內(nèi)徑D D 液壓缸的缸筒內(nèi)徑液壓缸的缸筒內(nèi)徑D D是根據(jù)負(fù)載的大小是根據(jù)負(fù)載的大小F F和預(yù)選定工和預(yù)選定工 作壓力，或根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度和輸入的流量，按式（作壓

28、力，或根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度和輸入的流量，按式（4-14-1） - -式（式（4-134-13）有關(guān)公式計(jì)算之后，再從）有關(guān)公式計(jì)算之后，再從GB/T2348GB/T2348 19931993標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的系列，選取最近的標(biāo)準(zhǔn)值圓整作為標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的系列，選取最近的標(biāo)準(zhǔn)值圓整作為 所設(shè)計(jì)的缸筒內(nèi)徑。所設(shè)計(jì)的缸筒內(nèi)徑。 2 2、活塞桿直徑、活塞桿直徑d d 在單桿活塞中，在單桿活塞中，d d值可由值可由D D和和vv求得，標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的求得，標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的 vv系列值為系列值為1.061.06、1.121.12、1.251.25、1.41.4、1.61.6、2 2、2.52.5 和和5 5，為了減少?zèng)_擊，為了減少

29、沖擊( (即不使往返運(yùn)動(dòng)速度相差過大即不使往返運(yùn)動(dòng)速度相差過大) )， 一般推薦一般推薦v1.6v1.6?；钊\(yùn)動(dòng)速度受結(jié)構(gòu)的限制，范。活塞運(yùn)動(dòng)速度受結(jié)構(gòu)的限制，范 圍是圍是0.10.10.2m0.2msvlmsvlms s。 活塞桿直徑也可以按其工作時(shí)的受力情況由表活塞桿直徑也可以按其工作時(shí)的受力情況由表4-44-4 初步選取初步選取。 計(jì)算出的活塞桿直徑可按表計(jì)算出的活塞桿直徑可按表4-5圓整。圓整。 3 3、缸筒長度、缸筒長度 液壓缸缸筒的長度由最大工作行程及結(jié)構(gòu)上的需要液壓缸缸筒的長度由最大工作行程及結(jié)構(gòu)上的需要 決定。通常，決定。通常，缸筒長度缸筒長度= =活塞最大行程活塞最大行程+

30、 +活塞長度活塞長度+ +活活 塞桿導(dǎo)向長度塞桿導(dǎo)向長度+ +活塞桿密封長度活塞桿密封長度+ +其他長度其他長度。缸筒長。缸筒長 度一般不超過其內(nèi)徑的度一般不超過其內(nèi)徑的2020倍。倍。 當(dāng)缸筒直徑當(dāng)缸筒直徑D D小于小于80mm80mm時(shí)，活塞桿導(dǎo)向長度時(shí)，活塞桿導(dǎo)向長度 L LA A=(0.6=(0.61.0)D1.0)D；當(dāng)缸筒直徑；當(dāng)缸筒直徑D D大于大于80mm80mm時(shí)，活塞桿時(shí)，活塞桿 導(dǎo)向長度導(dǎo)向長度L LA A=(0.6=(0.61.5)d1.5)d。其他長度是指一些特殊裝。其他長度是指一些特殊裝 置所需長度，如活塞軸向長度置所需長度，如活塞軸向長度B=(0.6B=(0.61

31、.0)D1.0)D，隔套，隔套 K K的寬度的寬度C=H-0.5(LC=H-0.5(LA A+B)+B)，以及液壓缸兩端緩沖裝置所，以及液壓缸兩端緩沖裝置所 需長度等。需長度等。 4 4、最小導(dǎo)向長度、最小導(dǎo)向長度 H 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向 套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離H H。 對(duì)于一般的液壓缸，其最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足下式：對(duì)于一般的液壓缸，其最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足下式： 220 DL H 式中：式中：L L為液壓缸最大工作行為液壓缸最大工作行 程程(m);D(m);D為缸筒內(nèi)徑為缸筒內(nèi)徑(m)(m)。 三、液壓缸的強(qiáng)度和剛度校

32、核三、液壓缸的強(qiáng)度和剛度校核 1 1、活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算、活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 2 1 4 d F d 式中：式中：d-活塞桿直徑；活塞桿直徑；F-液壓缸負(fù)載；液壓缸負(fù)載； -活塞桿活塞桿 材料許用應(yīng)力。材料許用應(yīng)力。 =b/n。 b 材料的抗拉強(qiáng)度，材料的抗拉強(qiáng)度， n-安全系數(shù)，一般取安全系數(shù)，一般取n 1.4；d1-空心活塞桿孔徑。空心活塞桿孔徑。 （1）強(qiáng)度校核）強(qiáng)度校核 活塞桿所能承受的活塞桿所能承受的負(fù)載負(fù)載F，應(yīng)小于使它保持工作穩(wěn)定的，應(yīng)小于使它保持工作穩(wěn)定的臨臨 界負(fù)載界負(fù)載F Fk k，F(xiàn) Fk k的值與活塞桿材料的性質(zhì)、截面形狀、直徑的值與活塞桿材料的性質(zhì)、截面形狀、直徑 和長度，以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)，可按材料和長度，