液压与气压传动（第二版） 教学配套课件 袁承训 主编 液压与气压传动第4章.pdfVIP

液压传动 液压传动 第四章 液压缸 第四章 液压缸 第一节 液压缸的类型及其特点 第二节 液压缸的结构设计 第三节 液压缸的设计计算 4 液压缸是液压系统中的执行元件，是把液体的压力 能转换成机械能的能量转换装置。 液压缸用来驱动工作机构实现直线往复运动或往复 摆动。 液压缸结构简单，工作可靠，作直线往复运动时， 省去减速机构，且没有传动间隙，传动平稳、反应 快，因此在液压系统中被广泛应用。 4 第一节 液压缸的类型及其特点 一、活塞式液压缸 ㈠双出杆液压缸 4 两个方向的作用力和速度： ? F F p p A p p ?? D d ? 2 2 ? 1 2 1 2 1 2 4 4qV v v 1 2 2 2 D ? d ? 双出杆液压缸运动范围 缸体固定 活塞杆固定 4 ㈡单出杆液压缸 4 两个方向的作用力和速度 ? ? ? F p A p A ?? D p D ? d p ?? p p D? p d ? 2 2 2 [ 2 2 ] 1 1 1 2 2 1 2 1 2 2 4 4 4 ? ? ? 2 2 2 2 2 F p A p A D d p D p ?? p p D ? p d ? ? [ ? ] 2 1 2 2 1 1 2 1 2 1 4 4 4 qV 4qV v 1 2 A ?D 1 qV 4qV v 2 2 2 A2 D ? d ? 由于A A ，其速度比φ为 1 2 v D 2 2 ? 2 2 Dv d ? 1 ?? 1 /? d D 4 差动连接液压缸 q q v A ? ? 3 1 V V 所以 4 4qV qV v3 A A ? ?d 2 1 2 ?d 2 F p3 4 4 二、柱塞式液压缸 特点： ⑴柱塞和缸体内壁不接触，加工工艺性好、成本低； ⑵单作用缸，只能实现一个方向的运动，回程要靠外力； ⑶工作时总是受压，要有足够的刚度； ⑷重力较大，水平安置时因自重下垂，故多垂直使用。 输出的力和速度分别为： ? 2 F pA p d 4 qV 4qV v 2 A ?d 4 三、摆动式液压缸 4 4 摆动轴输出的转矩T为 T Fr D d ? 式中， F b? p ?p 1 2 2 D d ? r 4 故 b D 2d 2 ? T p1 p 2 ? 8 8qV ? b D 2d 2 ? 4 四、其它液压缸 ⑴增压缸（增压器） ? 2 ? 2 D p d p 1 2 4 4 2 D ? ? p 2 ? ?p 1 d ? ? 式中， 2 ——增压比； D d / p ，p ——分别为输入和输出压力。 1 2 4 ⑵伸缩缸 4 ⑶齿条活塞缸 4 第二节 液压缸的结构设计 一、缸体组件 ⑴缸体组件的连接形式（见下页表） ⑵缸体、端盖和导向套 内孔一般采用镗削、磨削、珩磨或滚压等精密加工方法； 要承受很大的液压力，要有足够的强度和刚度； 端盖同样承受较大的液压力，保证密封可靠，联接足够强； 导向套对活塞和柱塞起支承和导向作用，要求材料耐磨及长度。 4 二、活塞组件 ⑴活塞组件的连接及优、缺点 ⑵活塞与活塞杆 4 三、密封装置 对液压缸密封装置有以下要求： ⑴良好的密封性，且能随压力升高而自动提高密封性能； ⑴良好的密封性，且能随压力升高而自动提高密封性能； ⑵运动密封处磨擦阻力要小； ⑵运动密封处磨擦阻力要小； ⑶结构简单，工艺性要好； ⑶结构简单，工艺性要好； ⑷密封件应有良好的耐磨性和足够的寿命。 ⑷密封件应有良好的耐磨性和足够的寿命。 ㈠间隙密封 ⑴使环形槽内液压力均匀分布， 有利于活塞的对中，减少液 压卡紧力； ⑵起密封作用。 4 ㈡O形密封圈 O形密封圈的安装和密封机理 4 ㈢Y形密封圈 4 ㈣V形密封圈 4 ㈤密封圈的磨擦力 密封圈的磨擦力按下式估算 F Kf dhp ? f 式中，f——密封圈与配合面的磨擦系数； K——系数，V形取K 1.59，其它取K 1； d——与密封圈产生相对运动处的直径； h——有效密封长度； p——工作压力。 4 四、缓冲装置 4 五、排气装置 4 六、液压缸安装定位 4 第三节 液压缸的设计计算 一、液压缸主要尺寸的计算 ⑴选定液压缸的工作压力 有了最大载荷F和选定了工作压力p，即可根据F pA确定 活塞的有效面积A。 4 ⑵液压缸内径D和活塞杆直径d F A p ? 2 ? 对无杆腔 对有杆腔 2 2