液压缸简介
液压缸作用
液压缸作用
液压缸是一种通过液压力传动动力的设备,主要由液压缸筒体、活塞杆、活塞以及密封件等组成。
液压缸的主要作用是将液压能转化为机械能,实现对物体的推拉或提升等运动。
液压缸的工作原理是利用液体在密闭容器内传输压力,使活塞在筒体内的往复运动。
当液压系统中的液体流向液压缸腔体时,活塞杆前进或后退。
液压缸能够提供较大的力,并且在运动过程中力保持稳定。
液压缸的主要作用有以下几个方面:
1. 推拉力传输:液压缸能够提供较大的推拉力,用于推动或拉动重物。
在工业生产中,液压缸常用于起重装置、挖掘机、铲车等设备,用于提升、推动或拉动重物。
2. 位置控制:液压缸能够精确地控制位置和速度,实现对物体的精确移动和定位。
在工业自动化生产中,液压缸常用于机床、车床等设备,用于实现工件夹持、夹紧、定位等操作。
3. 动力传输:液压缸能够将液体能源传输为机械动力,用于驱动各种机械设备的运动。
在工业生产中,液压缸广泛应用于各种机械设备,如冲压机、压力机、注塑机等。
4. 自锁功能:液压缸在停止运动时具有自锁功能,能够保持活塞在任意位置停留。
这在需要长时间保持位置或防止外部干扰时十分有用。
5. 阻尼功能:液压缸具有一定的阻尼效果,能够减缓活塞的运动速度,避免冲击和振动。
这对于一些精密加工或需要平稳动作的设备非常重要。
总之,液压缸作为一种通过液压力传递动力的装置,具有很广泛的应用。
它能够提供较大的推拉力、精确的位置控制、动力传输和阻尼功能等,广泛用于各种机械设备和工业生产中,带来高效、精确和稳定的运动控制。
液压缸结构特点
液压缸结构特点
液压缸是利用液体压力来驱动柱塞或活塞实现运动的装置。
它的结构特点包括:
1. 主体结构:液压缸主要由缸体、缸盖、活塞、活塞杆以及密封元件等组成。
缸体和缸盖通常为钢制或铸铁制成,具有较高的强度和刚性。
2. 活塞和活塞杆:活塞是液压缸内部的移动部件,可以沿着缸内壁进行往复运动。
活塞杆连接在活塞上,通过活塞杆来传递力量。
3. 密封装置:液压缸具有多种密封装置,包括密封圈、密封带、密封垫等。
它们起到密封作用,防止液体泄漏,并减少摩擦。
4. 缸腔和油孔:液压缸内部分为两个缸腔,通过油孔和液道与液压系统相连。
当液体进入其中一个缸腔时,另一个缸腔的液体会被顶出,从而驱动活塞进行运动。
5. 隔板和支架:液压缸内部还有隔板和支架来支撑和固定活塞,保证其正常运动,并减少与其他部件的摩擦。
6. 其他辅助部件:液压缸还可能包括缓冲装置、吸油过滤器、排气装置等,以满足不同的工作要求和操作环境。
以上是液压缸的主要结构特点,不同类型和规格的液压缸在具体设计中可能会有一些差异。
液压缸结构及原理
液压缸结构及原理液压缸是一种将液体能量转化为机械能的装置,通常由液压缸筒体、活塞、活塞杆、密封件、液体进出口阀等组成。
液压缸工作时,液压油进入筒体内,使活塞杆产生线性运动。
液压缸的结构:1.液压缸筒体:通常由钢管制成,内外表面都有高精度的光洁度和硬度,以确保活塞在筒体内的运动平稳。
2.活塞:位于筒体内部的圆柱形零件,与筒体间形成密封腔。
活塞朝向其中一端推进,液压油将被压缩在活塞与筒体之间。
3.活塞杆:将活塞与外部机构连接在一起,由高强度材料制成。
活塞杆的一端与活塞连接,另一端可以连接机械装置。
4.密封件:位于活塞与筒体之间,起到密封液压油的作用。
常用的密封件有O形圈、V型密封圈等,能够有效防止液压油泄漏。
5.液体进出口阀:液压缸内部通过液体进出口阀进出液压油。
进口阀控制液压油进入液压缸腔体,出口阀控制液压油返回液压装置。
液压缸的工作原理:液压缸根据帕斯卡原理工作,即在闭合容器内的液体任何地方产生的压力,都会均匀传递给该容器的各个位置。
液压缸的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1.液体进入:当液压油被泵送进液压缸时,液压油通过进口阀进入液压缸筒体的密闭腔体中。
2.活塞运动:液压油的进入使得液压缸腔体内的液体压力增加,使活塞朝着液压油的方向移动。
3.机械能输出:活塞杆连同活塞一起向外运动,可以将机械能传递给外部装置。
4.液压油排出:当液压缸工作完成后,需要将液压油排出。
此时,进口阀关闭,出口阀打开,液压油通过出口阀流回液压装置。
液压缸的工作过程是一个封闭的循环。
通过控制液压油的进出口阀,可以实现液压缸的运动方向、速度和力的控制。
液压缸在工业上被广泛应用,用于起重机、铁路机车、工程机械等领域。
3 液压油缸
Y型圈
带支撑的Y型圈
缓冲装置
当液压缸拖动负载的质量较大、速度较高时,一般应在液压缸 中设缓冲装置,必要时还需在液压传动系统中设缓冲回路,以 免在行程终端发生过大的机械碰撞,导致液压缸损坏。缓冲的 原理是当活塞或缸筒接近行程终端时,在排油腔内增大回油阻 力,从而降低液压缸的运动速度,避免活塞与缸盖相撞。
活塞式液压缸
单活塞杆液压缸的差动连接:
差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积,与非 差动连接无杆腔进油工况相比,
在输入油压力和流量不变的条件下, 活塞杆伸出速度较大,而推力较小。 实际应用中,液压传动系统常通过 控制阀来改变单活塞杆液压缸的油 路连接,使它有不同的工作方式。 差动连接是在不增加液压泵容量和 功率的条件下,实现快速运动的有 效办法。
半环式连接:连接强度高,但结构复 杂,装拆不便,半环连接多用于高压 和振动较大的场合。
活塞组件的密封
活塞装置主要用来防止液压油的泄漏,良好的密封是液压缸 传递动力、正常动作的保证,根据两个需要密封的耦合面间有 无相对运动,可把密封分为动密封和静密封两大类。 设计或选用密封装置的基本要求是具有良好的密封性能,并 随压力的增加能自动提高密封性,除此以外,摩擦阻力要小、 耐油、抗腐蚀、耐磨、寿命长、制造简单、拆装方便。 常见的密封方法有以下几种。
Y型圈
带支撑的Y型圈
Y形密封圈
Y形圈的密封作用取决于它的唇边对耦合圆的紧密接触程度, 在压力油作用下,唇边对耦合面产生较大的接触压力,从而达 到密封的目的;当液压力升高时,唇边与藕合面贴得更紧,接 触压力更高,密封性能更好。 Y形圈安装时,唇口端面应对着压力高的一侧,当压力变化较 大、滑动速度较高时,要使用支承环,以固定密封圈。
液压缸的结构
液压缸分类
液压缸分类液压缸是一种通过在缸内施加液压力来实现机械运动的装置。
液压缸在工业和机械应用中扮演着关键的角色,广泛应用于各种工程领域。
液压缸的分类通常可以根据不同的标准,如工作原理、结构形式、应用领域等进行。
以下是一些液压缸的常见分类:1. 按照工作原理分类:单作用液压缸:单作用液压缸只能在一个方向上施加力,通常是由压缩弹簧或外部负载提供反向力。
双作用液压缸:双作用液压缸能够在两个方向上施加力,液体压力可以使缸在两个方向上伸出或缩回。
2. 按照结构形式分类:活塞式液压缸:活塞式液压缸是最常见的一种类型,其中液压力作用在活塞上,使得活塞在缸内运动。
柱塞式液压缸:柱塞式液压缸使用柱塞而不是活塞,柱塞在缸内移动以产生机械运动。
膜式液压缸:膜式液压缸使用柔性薄膜而不是活塞或柱塞,薄膜的形变产生机械运动。
3. 按照应用领域分类:工业液压缸:主要用于工业机械、生产线、冶金设备等领域,广泛应用于提供力和运动的场合。
农业液压缸:用于农业机械设备,如拖拉机、收割机等,用于实现各种农业操作。
航空航天液压缸:用于航空航天领域的飞行器和宇航器,要求轻巧、高效、可靠。
4. 按照缸体形状分类:圆筒形液压缸:缸体呈圆筒形状,是最常见的液压缸形式,适用于多种应用。
方形液压缸:缸体呈方形或矩形形状,用于特殊的工程和空间限制的场合。
5. 按照使用介质分类:油液液压缸:使用液体油作为介质,是最常见的液压缸类型。
水液液压缸:使用水作为液压介质,适用于一些特殊环境和应用。
这些分类并非是绝对的,很多液压缸可能同时具有多种特征。
在选择液压缸时,需要考虑其工作条件、负载要求、空间限制以及使用环境等因素。
不同类型的液压缸在不同的应用场景中都有各自的优势和适用性。
液压缸
活塞式液压缸
活塞式液压缸由缸体、活塞和活塞杆、端盖等 主要部件组成。 活塞式液压缸通常有单杆和双杆两种形式。又 有缸体固定、活塞移动与活塞杆固定、缸体移动 两种运动方式。
双杆活塞缸
结构特点: 结构特点:活塞两侧均装有活塞杆,两侧有效 工作面积一样。
双杆活塞式液压缸, 双杆活塞式液压缸,活塞两侧都装有活 塞杆,由于两腔的有效面积相等, 塞杆,由于两腔的有效面积相等,故供油压力 和流量不变时, 和流量不变时,活塞往返的作用力和运动速度 都相等, 都相等,即 :
柱塞缸(单作用)
●单向液压驱动,回程靠外力(垂直放 置时的重力或弹簧的弹力等外力)。
柱塞上的作用力:
F = pA = p
π
4
d2
柱塞的速度:
v= q A = 4q
柱塞式液压缸
πd 2
双柱塞缸(两个柱塞缸合用)
●双向液压驱动
摆动式液压缸
•摆动式液压缸也称摆动马达。 当它通入液压油时, 它的主轴输出小于360°的摆动运动。
π 2 π 2 2 F2 = p1 A2 − p2 A1 = p1 ( D − d ) − p2 D 4 4 q 4q υ2 = = A2 π( D2 − d 2 )
比较两种形式,即无杆腔进油(活塞杆伸出) 时,推力大,速度低,有杆腔进油时(活塞杆缩 回),推力小,速度高。
适用于往返运动速度及推力不同的场合, 一个方向有较大负载但运行速度较低,另一 个方向空载快速退回。
气体的来源
气体对液压系统的影响
排气方法 1 、 排气孔 对要求不高的液压缸将油口设置在 液压缸最高处,使空气随油液排往油箱。 2 、 排气阀和排气塞 对速度平稳性要求高的液 压缸,则要求设置排气阀或排气塞排气。
液压缸的类型和特点
Page ▪ 7
(4.6)
由于A1>A2,所以F1>F2,v1<v2,即无杆腔进油工作时,推力大 而速度慢;有杆腔进油工作时,推力小而速度快。因此,单杆活塞式 液压缸常用于一个方向有较大负载但运行速度较慢,另一个方向为空 载快速退回运动的设备。
液压缸的类型和特点
1.2 柱塞缸
如图4.3(a)所示为单向柱塞缸,它只能实现一个方向的液压传动,反 向运动要靠外力。若需要实现双向运动,则必须成对使用,如图4.3(b)所 示。
图4.4 伸缩缸
(4.9) (0)
液压缸的类型和特点
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图4.5 双作用式伸缩缸
液压缸的类型和特点
(2)摆动式液压缸 摆动式液压缸当通入液压油,它的主轴能输出小于360°的摆动
运动的缸称为摆动式液压缸,如图4.6所示。 双叶片式摆动角度一般小于150°。但在相同条件下,输出转矩是
单叶片摆动缸的两倍,输出角速度是单叶片缸的一半。
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液压缸的类型和特点
Page ▪ 13
图4.6 摆动式液压缸
液压、液力与气压传动技术
液压、液力与气压传动技术
液压缸的类型和特点
液压缸又称为油缸。液压缸与马达一样,是将液压能转变为机械能的装 置。它是液压系统中的一种执行元件,其功能是将液压能转变为直线运动 或摆动的机械能。
按结构形式分:
①活塞缸,又分单杆活塞缸、双杆活塞缸;
②柱塞缸;
③摆动缸,又分单叶片和双叶片摆动缸。
按作用方式分:
缸,它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。根据 安装方式不同可分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。
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图 双杆式活塞缸
简述液压缸的类型及作用
液压缸是一种常见的液压元件,主要用于将液压能转化为机械能,实现线性运动。
液压缸广泛应用于各种机械设备中,如工程机械、冶金设备、船舶、航空航天等领域。
液压缸的类型和作用有很多,下面将对其进行简述。
一、液压缸的类型活塞式液压缸:活塞式液压缸是一种常见的液压缸类型,其结构简单,可承受较大的工作压力。
活塞式液压缸分为单作用和双作用两种类型,单作用液压缸只能在一侧施加压力,而双作用液压缸可以在两侧施加压力。
柱塞式液压缸:柱塞式液压缸是一种结构紧凑、体积小的液压缸类型,适用于空间有限的场合。
柱塞式液压缸分为单柱塞和多柱塞两种类型,单柱塞液压缸只有一个柱塞,而多柱塞液压缸有多个柱塞。
旋转式液压缸:旋转式液压缸是一种可以实现旋转运动的液压缸类型,适用于需要旋转的场合。
旋转式液压缸分为单向旋转和双向旋转两种类型,单向旋转液压缸只能实现单向旋转,而双向旋转液压缸可以实现双向旋转。
摆动式液压缸:摆动式液压缸是一种可以实现摆动运动的液压缸类型,适用于需要摆动的场合。
摆动式液压缸分为单向摆动和双向摆动两种类型,单向摆动液压缸只能实现单向摆动,而双向摆动液压缸可以实现双向摆动。
二、液压缸的作用液压缸的主要作用是将液压能转化为机械能,实现线性运动。
液压缸广泛应用于各种机械设备中,如工程机械、冶金设备、船舶、航空航天等领域。
液压缸的作用主要包括以下几个方面:推拉物体:液压缸可以通过推拉杆或活塞将物体推拉到指定位置,实现物体的移动和定位。
提升物体:液压缸可以通过提升杆或活塞将物体提升到指定高度,实现物体的升降。
夹持物体:液压缸可以通过夹持器将物体夹持住,实现物体的固定和夹持。
旋转物体:旋转式液压缸可以实现物体的旋转运动,适用于需要旋转的场合。
摆动物体:摆动式液压缸可以实现物体的摆动运动,适用于需要摆动的场合。
总之,液压缸是一种常见的液压元件,主要用于将液压能转化为机械能,实现线性运动。
液压缸的类型和作用有很多,不同类型的液压缸适用于不同的场合,可以实现推拉、提升、夹持、旋转、摆动等不同的运动方式,广泛应用于各种机械设备中。
液压缸
单作用液压缸
双作用液压缸
其他液压缸
常用液压缸及其特点
一、柱塞式液压缸
1、柱塞式液压缸的特点 柱塞式液压缸为单作用缸,即工作时靠压力油 推动,返回靠弹簧或自重完成。 优点: 缸内壁不需精加工、工艺性好、成本低、制造容易。 应用:行程较长的场合,如导轨磨床、龙门刨床。若 要求往复工作运动时,常将柱塞缸成对使用,即由两 个柱塞缸分别完成相反方向运动。
定位块
—叶片
叶片轴 —缸筒
双叶片式摆动缸
单叶片摆动液压缸主要由定子块1、缸体2、摆动轴
3、叶片4、左右支承盘和左右盖板等主要零件组成。定子
块固定在缸体上,叶片和摆动轴固连在一起,当两油口相 继通以压力油时,叶片即带动摆动轴作往复摆动。
摆动液压缸工作原理当缸的一个油口进压力油,另一油 口回油时,叶片在压力油作用下往一个方向摆动,带动 轴偏转一定角度小于3600当进回油口互换时,马达反转。
液压系统中常见的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种
普通单向阀 功用:只允许油液单向流动,P1→P2
控制口K无压力油:同普通单向阀P1→P2。 控制口K有压力油:双向流动P1→P2P1←
液压缸的设计及参数计算
液压缸设计依据
• • 液压缸在机械上的用途和动作要求。 液压缸的工作条件,包括粉尘、振动、冲击、安全性要求、温度、 温度等。 外部负荷,包括外部负荷的质量、大小、形状、运动轨迹、磨擦 阻力、连接型式等。 液压缸的最大行程、运动速度或时间、安装空间所允许的外形尺 寸、液压缸本身的动作(包括是摆动还是转动、是直线运动还是 间歇运动、是缸体运动还是活塞杆运动等) 液压系统的工作压力、流量、管路通径和布置情况、各种液压阀 的控制情况等。
2、双作用活塞式液压缸
液压油缸
29-38
液压缸设计步骤
一、液压缸工作压力的确定:
根据负载计算工作压力,也可根据用途查表。
二、液压缸内径和活塞杆直径的确定: 内径根据工作负载和工作压力确定。必要时校核强度。 三、液压缸主要尺寸的确定: 工作载荷情况,按前面的计算公式设计。
四、液压缸其它部位尺寸的确定:
五、液压缸的强度和刚度校核:
第一节:液压缸的类型及特点
29-15
4. 摆动缸
第一节:液压缸的类型及特点
29-16
双叶片摆动缸
第一节:液压缸的类型及特点
29-17
第二节 液压缸的结构
一、液压缸的典型结构举例:单活塞杆,双活塞杆。 二、缸筒与缸盖的连接:
三、活塞和活塞杆的连接:
四、活塞的密封: 五、液压缸的缓冲装置: 六、液压缸的排气装置: 七、活塞杆头部结构:
第二节:液压缸的结构
29-23
四、活塞的密封
(1)间隙密封
依靠相对运动零件配合面间的微小间隙来防 止泄漏。一般间隙为0.01~0.05mm。 在活塞的外圆表面开几道宽0.3~0.5mm、深 0.5~lmm、间距2~5mm的环形平衡槽,作用如 下: (a) 使活塞能自动对中,开平衡槽后,消除液压 卡紧力,径向油压力趋于平衡,减小了摩擦力; (b) 同心环缝的泄漏比偏心环缝小得多,活塞的 对中减少了油液的泄漏量,提高了密封性能; (c)自润滑作用。 间隙密封的特点是结构简单、摩擦力小、耐用,但对零件的加工精度要 求较高,且难以完全消除泄漏。只适用于低压、小直径的快速液压缸。
29-30
圆柱形环隙式缓冲装置
如图 (a),当缓冲柱塞进入缸盖上的内孔时,缸盖和缓冲活塞间形成缓冲油
腔,被封闭油液只能从环形间隙δ排出,产生缓冲压力,从而实现减速缓冲。
液压油缸缸径计算
液压油缸缸径计算
摘要:
1.液压油缸简介
2.液压油缸缸径的计算方法
3.液压油缸缸径的选择影响因素
4.实际应用中的液压油缸缸径计算举例
5.结论
正文:
一、液压油缸简介
液压油缸是一种将液压能转换为机械能的装置,通常由缸筒、缸盖、活塞、密封装置等组成。
在工程机械、机床、汽车等行业中得到广泛应用。
液压油缸的工作原理是利用液压油的压力驱动活塞,从而实现行程和力的转换。
二、液压油缸缸径的计算方法
液压油缸缸径的计算主要取决于两个因素:工作压力和行程。
一般来说,缸径的计算公式为:缸径=(工作压力×行程)/(2×密封摩擦系数×有效工作面积)。
三、液压油缸缸径的选择影响因素
1.工作压力:工作压力是决定液压油缸缸径的主要因素,一般情况下,工作压力越大,要求的缸径就越大。
2.行程:行程也是影响缸径的重要因素,行程越长,要求的缸径就越大。
3.密封摩擦系数:密封摩擦系数越小,要求的缸径就越小。
4.有效工作面积:有效工作面积越大,要求的缸径就越小。
四、实际应用中的液压油缸缸径计算举例
假设一个液压油缸的工作压力为10MPa,行程为500mm,密封摩擦系数为0.1,有效工作面积为200mm,那么根据上述公式计算,缸径=
(10×500)/(2×0.1×200)=31.25mm。
五、结论
液压油缸缸径的计算是一个复杂的过程,需要综合考虑工作压力、行程、密封摩擦系数和有效工作面积等多个因素。
第五章液压缸介绍
例:液压刨床
差动缸:单杆活塞缸的
左右两腔都接通高压油 时称为“差动连接”。
F3 p1 ( A1 A2 ) m p1
d2
4
m
q1
pq
qV 4qV v3 A1 A2 d 2
q2
结论:差动连接后,速度大,推力小。 差动连接时活塞 ( 或缸筒 ) 只能向一个方 向运动,要使它反向运动,油路接法须与非 差动式连接相同。
(2)活塞杆外径d: 可根据满足速度或速度比的要求来选择, 也可根据活塞杆受力状况来确定。 按速度比λv确定:
v 1 dD v
按工作压力确定:
※ 按国标圆整为标准尺寸。
(3)缸筒长度L: 根据最大工作行程长度及各种结构需要来 确定,即: L=l+B+A+M+C
式中:l—活塞的最大工作行程; B—活塞宽度,一般为(0.6-1)D; A—活塞杆导向长度,取(0.6-1.5)D; M—活塞杆密封长度,由密封方式定; C—其他长度。
摩擦环密封:依靠套在活塞上的摩擦环在O 形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。 适用于缸筒和活塞之间的密封。
O形密封圈和V形密封圈:利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合 面之间来防止泄漏。缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和 缸盖之间都能使用。
(四)缓冲装置
设计液压缸时,须注意以下几点:
尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大负载,或在
受压状态下具有良好的稳定性;
考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排 气问题;
正确确定液压缸的安装、固定方式;
液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设 计标准进行设计,尽可能做到结构简单、紧凑、加工、 装配和维修方便; 在保证能满足运动行程和负载力的条件下,应尽 可能地缩小液压缸的轮廓尺寸; 要保证密封可靠,防尘良好。
液压缸的作用
液压缸的作用液压缸是一种能够将液压能量转换为机械能量的装置,具有较大的功率密度。
液压缸主要由活塞、缸筒、密封元件、液压接口等部件组成。
液压缸的作用在于实现线性运动,常被应用于各种工程场合。
液压缸的作用主要可以归纳为以下几个方面:1. 推拉力传递:液压缸通过液压系统提供的压力,能够产生较大的推拉力。
通过液压缸的推动,可以实现对各种工作机构的推拉力传递。
比如在工业机械中,液压缸可以通过活塞的推动,将压力传递到牵引设备上,从而推动重物的运动。
2. 位置调节和定位控制:液压缸可以通过调节输入的液压能量,实现位置的调节和定位控制。
通过控制液压缸的活塞位置,可以控制工作机构的运动速度和位置,从而实现精确的操作和控制。
这对于需要达到特定位置和精度要求的场合至关重要。
3. 动力转换:液压缸可以将液压能量转化为机械能量,从而驱动机械设备的工作。
无论是大型的工程设备还是小型的工业机械,液压缸的作用都是将液压系统提供的压力转换为机械力,从而实现机械设备的运动。
4. 能量储存:液压缸具有良好的能量储存能力。
它可以在不需要进行力量传递时将能量储存在液压缸内,再在需要时释放出来,从而实现连续的动力输出。
这种特性使得液压缸在一些需要瞬时大力的场合得到了广泛应用,比如混凝土泵车、矿井抽水泵等。
5. 阻尼控制:液压缸在运动过程中,可以通过调节液体流量和流速来实现阻尼控制。
这有助于减缓液压缸的运动速度,并提供平稳的运动特性。
液压缸的阻尼控制功能对于一些需要减震、减振和保护设备的场合非常重要。
综上所述,液压缸在各种工程领域中的作用是非常重要的。
它不仅可以实现力量传递和位置控制,还可以将液压能量转换为机械能量,并实现阻尼控制和能量储存。
液压缸的高功率密度和稳定性使其成为工程领域中不可或缺的装置,为各种机械设备和工程项目的运行提供了强有力的支持。
液压缸的基本类型与特点
§3-1 液压缸的基本类型和特点
液压缸的类型:
3、按结构形式分:
➢活塞式 ➢柱塞式 ➢摆动式
§3-1 液压缸的基本类型和特点
液压缸的类型:
§3-1 液压缸的基本类型和特点
液压缸的类型:
§3-1 液压缸的基本类型和特点
一、活塞式液压缸
(5)既可用于固定件,也可用于运动件。
§3-2 液压缸的构造
三、密封装置
3、密封圈密封:
2)材料要求:
密封圈的材料应具有较好的弹性,适当的机械 强度,耐热耐磨性能好,摩擦系数小,与金属 接触不互相粘着和腐蚀,与液压油有很好的 “相容性”。
材料:耐油橡胶; 尼龙 聚氨脂
§3-2 液压缸的构造
三、密封装置
介绍
液压缸的基本类型和特点 液压缸的构造
§3-1 液压缸的基本类型和特点
液压缸的类型:
1、按运动方式分:
➢直线运动(活塞式、柱塞式) ➢摆动 (摆动液压缸)
§3-1 液压缸的基本类型和特点
液压缸的类型:
2、按作用方式分:
➢ 单作用液压缸: ▪ 活塞单向作用,由弹簧使活塞复位;
▪ 柱塞单向作用,由外力使柱塞返回。
(2)相对运动表面之间的摩擦力要小,且稳定。
(3)要耐磨,工作寿命长,或磨损后能自动补偿。
(4)使用维护简Βιβλιοθήκη ,制造容易,成本低。§3-2 液压缸的构造
三、密封装置
密封形式: ➢间隙密封;
➢活塞环密封;
➢密封圈密封。
§3-2 液压缸的构造
三、密封装置
1、间隙密封:
三角形环形 槽(平衡槽)
§3-2 液压缸的构造
液压缸结构设计范文
液压缸结构设计范文
一、液压缸简介
液压缸是一种由活塞和缸套组成的液压油缸,它可以由液压油的压力产生较大的推力,用于改变或传送动力。
液压缸系统由液压驱动和液压控制组成。
液压驱动部分由电动机、液压泵、油缸、活塞和活塞杆组成,液压控制部分包括电磁阀、液压节流阀、启闭阀、按钮、指示灯和文字显示仪表等。
二、液压缸结构
液压缸由活塞和缸套组成。
活塞由活塞盖、活塞缘、活塞密封圈和活塞杆组成,活塞就是一个圆筒,外侧装有活塞缘,内侧装有密封环,上面装有活塞盖,顶端伸出变径活塞杆,将活塞和活塞杆固定在一起。
活塞的表面与缸内表面之间可以形成负压,从而起到密封的作用。
缸套的结构与活塞相似,但是缸套内表面不像活塞,它有多个孔,用于连接各种液压控制元件。
三、液压缸材料
液压缸的材料有很多种,它们的特性不同,所以在选择的时候需要考虑它们的用途。
常见的液压缸材料有铸铁、碳钢、镍钢、高温合金、不锈钢等。
(1)铸铁。
铸铁是一种普通材料,具有良好的抗压性能,适合制造大尺寸、重量较重的液压缸,但其韧性和抗磨性较差,不适用于液压泵的大功率或超高。
对于液压油缸的基本认识
对于液压油缸的基本认识液压油缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(摆动缸做摆动运动)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。
1、液压缸的工作原理液压缸一般有两个油腔,每个油腔中都通有液压油,液压缸工作依靠帕斯卡原理(静压传递原理:在密闭容器内,施加于静止液体上的压力将以等值同时传递到液体各点)。
当液压缸两腔通有不同压力的液压油时,其活塞两个受压面承受的液体压力总和(矢量和)输出一个力,这个力克服负载力使液压缸活塞杆伸出或缩回。
图一液压缸工作原理以图一为例,当液压缸左腔通高压油时,活塞左侧受压力,油腔油液通油箱,活塞右侧不受压力,则此时活塞左侧所受压力与负载相等(油压由液体压缩提供,即负载力提供压力)。
用公式表达如下式中p————液压缸左腔油压;1A————液压缸活塞左侧受压面积;1p————液压缸油腔油压;2A————液压缸活塞右侧受压面积;1F————负载力2、液压缸的常见结构液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成;为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏,在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置,在前端盖外侧,还装有防尘装置;为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖,液压缸端部还设置缓冲装置;有时还需设置排气装置。
图二液压缸结构图上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图,该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成;缸筒一端与缸底焊接,另一端与缸盖采用螺纹连接。
活塞与活塞杆采用卡键连接,为了保证液压缸的可靠密封,在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。
3、液压缸的分类液压缸分为单作用液压缸、双作用液压缸、组合液压缸和摆动液压缸。
单作用缸又分为柱塞式液压缸、单活塞杆液压缸、双活塞杆液压缸和伸缩液压缸。
液压缸的分类
液压缸的分类
液压缸是利用液体压力将柱塞推动来完成直线往复运动的液压执行元件,主要由缸体、柱塞、活塞杆和密封件等组成。
根据不同的结构和应用场合,可以将液压缸分为以下几种分类:1.单作用液压缸:只有一个作用腔,只能进行单向顺序运动,常用于载荷自重或弹簧回位不需要大力的场合。
2.双作用液压缸:有两个作用腔,在两个腔内都可以施加压力,使液压缸在任意方向上完成工作,常用于需要有保压和回位力的工作。
3.直线液压缸:是一种比较常见的液压缸类型,适用于直线运动的场合,具有结构简单、易于维修、速度快等优点。
4.旋转液压缸:适用于需要旋转运动的场合,可以将液压能转换成旋转力矩,常用于自转、转动停车等场合。
5.摆动液压缸:适用于需要进行摆动运动的场合,可以将液压能转换成摆动力矩,常用于旋转物体调节角度等场合。
6.大型液压缸:如桥梁顶升液压缸、锅炉顶升液压缸、船闸启闭液压缸等,大型液压缸具有巨大的推动力和承载能力,常用于大型工程和重型机械设备的升降、开闭等工作场合。
液压缸类型及特点
液压缸在液压系统中的作用
液压缸作为液压系统的执行元件,将 液压能转换为机械能,驱动负载进行 直线或旋转运动。
液压缸具有高推力、高响应速度、高 精度等优点,能够满足各种复杂工况 的需求。
02
液压缸的类型
单作用液压缸
01
02
03
04
结构特点
只有一个方向有活塞杆伸出, 靠液压力使活塞杆伸出,靠弹 簧力或外力使活塞杆缩回。
双作用液压缸的应用场景
伸缩式液压缸
伸缩式液压缸是一种双作用液压缸,其活塞在缸筒内往复运动,通过改变活塞在缸筒内的位置来改变工作腔的容 积,实现压力能的传递。这种液压缸主要应用于需要较大工作行程和较小推力的场合,如起重机、挖掘机等。
旋转式液压缸
旋转式液压缸是一种双作用液压缸,其活塞在缸筒内旋转运动,通过改变活塞在缸筒内的角度来改变工作腔的容 积,实现压力能的传递。这种液压缸主要应用于需要较小推力和较大旋转角度的场合,如回转窑、磨机等。
结构紧凑
活塞与缸筒接触面积小, 所需空间较小。
密封性好
活塞环提供良好的密封效 果。
伸缩式液压缸的特点
多段缸筒之间的配合要求 较高。
适用于需要较长行程的场 合。
通过不同长度的缸筒组合 实现不同的行程。
多段缸筒
长行程
结构复杂
差动液压缸的特点
快速运动
由于差动原理,运动速度快。
节省流量
在差动行程时,可节省液压油的流量。
结合人工智能和大数据技术,对液压缸进行智能监测和预测性维护,提高设备的运 行效率和安全性。
探索液压缸与其他传动方式的集成与协同,以实现更加高效和智能的机械设备。
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本章提要
本章主要内容为: • • • • 液压缸的类型及特点 液压缸的设计计算 液压缸的典型结构 液压缸的密封
通过本章的学习,要求掌握液压缸设计中
应考虑的主要问题,包括结构类型的选择和参 数计算等,为液压缸设计打下基础。
2
A
V
液压缸(油缸) 主要用于实现机构的 直线往复运动,也可 以实现摆动,其结构 简单,工作可靠,应 用广泛。
A
缸 筒
柱 塞 p q ( a ) 图3.3柱塞式液压缸
18
柱塞式液压缸是 单作用的,它的回程
Q
V
需要借助自重或弹簧
等其它外力来完成。 如果要获得双向运动,
4Q V 2 d
p1
d
可将两柱塞液压缸成
对使用为减轻柱塞的 重量,有时制成空心 柱塞。 d p2 Q
F ( p1 p2 ) d 2 图3.3柱塞式液压缸 4 式中:d—柱塞直径,p1—进油压力,p2—另一缸的回油压力。
31
单活塞杆液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活
塞4、活塞杆7和导向套8等组成。缸筒一端与缸底焊接, 另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连
接。为了保证液压缸的可靠密封,在相应部位设置了密
封圈3、5、9、11和防尘圈12。
图 3.9 双作用单活塞杆液压缸结构图 l — 缸底;2 — 卡键;3、5、9、11 — 密封圈;4 — 活塞;6 — 缸筒; 7 — 活塞杆;8 — 导向套;10 — 缸盖;12 — 防尘圈;13 — 耳轴
F p1 Q d p2
p p1 p2
压力p 流量Q 作用力F 速度V
液压缸
液压功率 机械功率
液压缸的输入量是液体的流量和压力,输出量是速度和
力。 液压缸和液压马达都是液压执行元件, 其职能是将液 压能转换为机械能。
3
3.1
液压缸的类型及特点
液压缸的分类
按供油方向分:单作用缸和双作用缸。 按结构形式分:活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒缸、摆动液压缸。 按活塞杆形式分:单活塞杆缸、双活塞杆缸。
7
这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
3.1.1.2单活塞杆液压缸
单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆,活塞双
向运动可以获得不同的速度和输出力,其简图及油路连
接方式如图3.2所示。
A1
A2
d
F1
A1
A2
F2
D
q
P1
P2
v1
P1
P2
v2
q
(a)无杆腔进油
(b)有杆腔进油
8
A1
A2
d
F1
无杆腔进油
(b)有杆腔进油
A1
A2
F3
两腔进油 , 差动联接
P1
v3
q
(c)差动联接
当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时,由于无杆腔
有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积,使得活塞向 右的作用力大于向左的作用力,因此,活塞向右运动, 活塞杆向外伸出;与此同时,又将有杆腔的油液挤出, 使其流进无杆腔,从而加快了活塞杆的伸出速度,单活 塞杆液压缸的这种连接方式被称为差动连接。
16
3.1.2 柱塞式液压缸
当活塞式液压缸行程较长时,加工难度大,使得制造成本 增加。 某些场合所用的液压缸并不要求双向控制,柱塞式液压缸 正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。
A
缸 筒
图3.3柱塞式液压缸
柱 塞 p q
17
( a )
如图3.3(a)所示,柱塞缸由缸筒、柱塞、 导套、密封圈和压盖等零件组成,柱塞和缸筒内 壁不接触,因此缸筒内孔不需精加工,工艺性好, 成本低。
1 2 3 2 3
ω
D d
4 1
q
1 4
4
24
摆动缸结构紧凑,输出转矩大,但密封困难, 一般只用于中、低压系统中往复摆动,转位或间 歇运动的地方。
1 2 3 2 3
ω
D d
4 1
q
1 4
4
25
3.1.4 伸缩式液压缸
套筒活塞 活塞
缸体
伸出 伸缩式单作用缸 缩回
26
伸缩式液压缸的特点是:活塞杆伸出的行程
1 4
4
图3.4摆动液压缸
22
根据能量守恒原理,结合式(3.10)得输出角速度为
8qv b( D 2 d 2 )
(3.11)
D — 缸体内孔直径;d — 摆动轴直径;b — 叶片宽度;
1 2 3 2 3
ω
D d
4 1
q
1 4
4
图3.4摆动液压缸
23
单叶片摆动液压缸的摆角一般不超过280 º ,双叶 片摆动液压缸的摆角一般不超过150 º。 当输入压力和流量不变时,双叶片摆动液压缸摆动轴 输出转矩是相同参数单叶片摆动缸的两倍,而摆动角速度 则是单叶片的一半。
32
3.2.1 缸体组件
3.2.1.1 缸筒与端盖的连接
图3.8缸体与缸盖的连接结构
33
(1)法兰式连接
(2)半环式连接,分 为外半环连接和内半环 连接两种连接形式。
34
(3)螺纹式连接
内螺纹连接
外螺纹连接
35
(4)拉杆式连接
(5)焊接式连接
36
缸筒 是液压缸的主体,其内孔一般采用镗削、绞 孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造,要求表面粗造度 在0.1m~0.4m。 端盖 装在缸筒两端,与缸筒形成封闭油腔,同样承 受很大的液压力,因此,端盖及其连接件都应有足够的 强度。 导向套 对活塞杆或柱塞起导向和支承作用,有些 液压缸不设导向套,直接用端盖孔导向。 缸筒,端盖和导向套的材料选择和技术要求可参 考液压设计手冊。
差动液压缸计算举例
例3.1:已知单活塞杆液压缸的缸筒内径D=100mm,活 塞 杆 直 径 d=70mm , 进 入 液 压 缸 的 流 量 q=25min , 压 力 P1=2Mpa,P2=0。液压缸的容积效率和机械效率分别为 0.98、0.97,试求在图3.2(a)、(b)、(c)所示的三种工况下, 液压缸可推动的最大负载和运动速度各是多少?并给出运 动方向。
10 8 12 11 9 7 6 5 4 3 2
q
1 行程
图3.6齿条活塞液压缸的结构图 1 —紧固螺帽;2 —调节螺钉;3 —端盖;4 —垫圈;5 — O形密封圈; 6 —挡圈;7 —缸套;8 — 齿条活塞;9 —齿轮;l0 —传动轴;11 —缸体; 12 —螺钉
30
3.2 液压缸的结构
图 3.9 双作用单活塞杆液压缸结构图 l — 缸底;2 — 卡键;3、5、9、11 — 密封圈;4 — 活塞;6 — 缸筒; 7 — 活塞杆;8 — 导向套;10 — 缸盖;12 — 防尘圈;13 — 耳轴
12
两腔进油,差动联接
A1
A2
F3
A1 A2
F3
P1
v3
等效
P1
v3
q
(c)差动联接
q
活塞的运动速度为: q 4q v3 v v 2 (3.8) A1 A2 d 在忽略两腔连通油路压力损失的情况下,差动连接液 压缸的推力为:
F3 p1 ( A1 A2 ) m
4
在图3.2(c)中,液压缸差动连接,可推动的负载力为:
F3
4
d p1 m
2
4
0.07 2 2 10 6 0.097 6466 ( N )
液压缸向左运动,其运动速度为:
4q 4 25 103 0.98 v3 v 0.106(m / s) 2 2 d 0.07 60
活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式, 其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
3.1.1.1 双杆活塞液压缸
双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆,分为缸体 固定和活塞杆固定两种安装形式,如图3.1所示。
A
F F
A
v
q
P1
P2
v
P2
P1 q
(a)缸筒固定式
(b)活塞杆固定式
6
因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等,所以当 输入流量和油液压力不变时,其往返运动速度和推力相 等。则缸的运动速度V和推力F分别为:
15
在图3.2(b)中,液压缸为有杆腔进压力油,无杆腔回
油压力为零,可推动的负载为:
F2
4
( D 2 d 2 ) p1 m
4
(0.12 0.07 2 ) 2 10 6 0.97 7771( N )
液压缸向左运动,其运动速度为:
4q 4 25 103 0.98 v2 m 0.102(m / s) 2 2 2 2 (D d ) (0.1 0.07 ) 60
解:在图3.2(a)中,液压缸无杆腔进压力油,回油 腔压力为零,因此,可推动的最大负载为: 2 F1 D p1 m 0.12 2 10 6 0.97 15237 ( N ) 4 4
液压缸向左运动,其运动速度为:
4q 4 052(m / s) 2 2 D 0.1 60
37
3.2.3 活塞组件
活塞组件由活塞、密封件、活塞杆和连接件等组成。
活塞与活塞杆的连接形式
如图3.9所示,活塞与活塞杆的连接最常用的有螺纹 连接和半环连接形式,除此之外还有整体式结构、焊接 式结构、锥销式结构等。
q 4q v v v (3.1) 2 2 A (D d )
F
式中:
p1、 p 2
v m
4
( D 2 d 2 )( p1 p 2 ) m (3.2)
—分别为缸的进、回油压力; 、 —分别为缸的容积效率和机械效率; D 、d —分别为活塞直径和活塞杆直径; q —输入流量; A—活塞有效工作面积。