双作用单杆活塞液压缸设计.ppt
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单杆活塞液压缸伸缩
Part1. 作品来源 Part2. 作品设计理念 Part3. 作品结构
随着科学进步和发展，大型机械渐渐地走上市场， 在各种各 样的大型机械中都可以看到液压缸的身影。 例如：采煤机 挖掘机
液压缸结构
选用双作用单杆活塞式液压缸，各个部分结构如下图：
1—耳环 2—螺母 3—防尘圈 4.17—弹簧挡圈 5—套 6.15—卡键 7.14—O形密封圈 8.12—Y形密封圈 9—缸盖兼导向套 10—缸筒 11—活塞 13—耐磨环 16—卡键帽 18—活塞杆 19—衬套 20—缸底
数据计算（工作参数）
1、液压缸效率 油缸的效率由以下三种效率组成：
2、流量的计算 液压缸流量根据下式计算
3、工作参数
主要设计参数： 油缸工作行程———— 额定工作油压———— 移动负载质量———— 负载移动阻力———— 移动速度控制————
设计中液压油缸主要部件的其他 参数： 缸内径： 缸外径： 壁厚： 极限推力： 速比： 活塞杆直径： 活塞外推流量：
2、密封 Yx型轴用密封圈加轴用阶梯圈组合使用，这样比起单独密封，可 以减小摩擦，减少泄漏量，增加寿命。
3、防尘 使用DH防尘圈，材料是聚氨酯，既有防尘作用，又 有润滑作用。
（五）、排气装置
液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里 和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行，
噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。
缸外缓冲－－回路上设置减速阀或制动阀
缸内缓冲（固定节流缓冲、可变节流缓冲）
缓冲装置的工作原理：
常用的缓冲结构是由活塞凸台和缸盖凹槽构成。当活塞移 近缸盖时，逐渐进入凹槽，将凹槽内的油液经凸台和凹槽 之间的缝隙挤出，增大了回油阻力，产生制动作用而实现 缓冲。
5、活塞杆的导向、密封和防尘
1、导向环
选择非金属导向环，用高强度塑料制成，这种导向环的优点是 摩擦阻力小、耐磨、使用寿命长、装导向环的沟槽加工简单， 并且磨损后导向环易于更换。
（三）、活塞杆的设计
1、活塞活塞杆杆体的选择 此次设计选用的是实心杆件，形式如下图：
2、活塞杆与活塞的连接形式 此次设计采用的是卡环式连接，如下图
3、活塞杆材料和技术要求
㈠、因为没有特殊要求，所以选用45号钢作为活塞 杆的材料，本次设计中活塞杆只承受压应力，所以 不用调制处理，但进行淬火处理是必要的，淬火深 度可以在0.5—1mm左右。 ㈡、安装活塞的轴颈和外圆的同轴度公差不大于 0.01mm，保证活塞杆外圆和活塞外圆的同轴度， 避免活塞与缸筒、活塞杆和导向的卡滞现象。安装 活塞的轴间端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于
双作用单活塞杆液压缸，活塞杆只从液压缸的一端伸出，液压缸的活塞 在两腔有效作用面积不相等，当向液压缸两腔分别供油，且压力和流量 都不变时，活塞在两个方向上的运动速度和推力都不相等，
F1
p1 A1
p2 A2
p1
1 4
D2
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(D2
d
2)
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1Байду номын сангаас4
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)
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3、活塞的材料
选用高强度球墨铸铁QT600-3
4、活塞的尺寸及加工公差
选择活塞厚度为活塞杆直径的1倍 活塞的配合因为使用了组合形式的密封器件，所以要求不高， 这里不加叙述。 活塞外径对内孔的同轴度公差不大于0.02mm，断面与轴线的 垂直度公差不大于0.04mm/100mm，外表面的圆度和圆柱度 不大于外径公差之半。
0.04mm/100mm，保证活塞安装不产生歪斜。 ㈢、活塞杆外圆粗糙度选择为0.3㈣、因为是运行在低 载荷情况下，所以省去了表面处理。
4、活塞杆的计算 （1）、活塞杆直径的计算 活塞杆的直径可以根据速比来确定，公式如下：
（2）、活塞杆强度的计算 就用下式计算活塞杆强度
（四）、缓冲装置
缓冲目的：液压缸的缓冲结构是为了防止活塞在行程终了时 和缸盖发生撞击（一般承压在10MP以上应当选用缓冲机构）。 缓冲方法：
工作前拧开排气塞，使活塞全行程空载往返数次，空气即可 通过排气塞排出。空气排净后，需把排气塞拧紧，再进行工作。
（六）、液压缸的装配
装配前必须对各零件仔细清洗； 要正确安装各处的密封装置：安装形密封圈时，要注意其 安装方向，避免因装反而漏油，其唇边应对着有压力的油 腔。此外，因为是Yx形密封圈，所以还要注意区分是轴用 还是孔用，不要装错；由于密封装置与滑动表面配合，装 配时应涂以适量的液压油； 螺纹联接件拧紧时应使用专用扳手，扭力矩应符合标准要求 活塞与活塞杆装配后，须设法测量其同轴度和在全长上的直 线度是否超差； 装配完毕后活塞组件移动时应无阻滞感和阻力大小不匀等现
优点：
（1）由于液压缸两腔承压面积不等，当q一定时，往 返运动的速度不等：
v1
q A1
4q
D2
q 4q v2 A2 (D2 d2)
（2）工作台运动范围约等于活塞行程的2倍。
（3）、液压缸缸径的计算
2、活塞的密封
选用Yx型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料组合使用，可以显著提高密封性能
㈠、降低摩擦阻力，无爬行现象； ㈡、具有良好的动态和静态密封性，耐磨损，使用寿命长 ㈢、安装沟槽简单，拆装简便。 这种组合的特别之处就是允许活塞外园和缸筒内壁有较大间隙 因为组合式密封的密封圈能防止挤入间隙内，降低了活塞与缸 筒的加工要求，密封方式图如下：
（一）、缸筒和缸盖的设计
（1）、使用焊接连接式的方法，工作压力p较大，使用 铸钢或者锻钢。
（2）、缸筒壁厚的计算 缸筒壁厚使用下式进行计算
（二）、活塞的设计
1、活塞结构设计
活塞分为整体式和组合式，组合式制作和使用比较复杂，所以在此选用整体式活塞 形式如下图：
此整体式活塞中，密封环和导向套是分槽安装的。
Part1. 作品来源 Part2. 作品设计理念 Part3. 作品结构
随着科学进步和发展，大型机械渐渐地走上市场， 在各种各 样的大型机械中都可以看到液压缸的身影。 例如：采煤机 挖掘机
液压缸结构
选用双作用单杆活塞式液压缸，各个部分结构如下图：
1—耳环 2—螺母 3—防尘圈 4.17—弹簧挡圈 5—套 6.15—卡键 7.14—O形密封圈 8.12—Y形密封圈 9—缸盖兼导向套 10—缸筒 11—活塞 13—耐磨环 16—卡键帽 18—活塞杆 19—衬套 20—缸底
数据计算（工作参数）
1、液压缸效率 油缸的效率由以下三种效率组成：
2、流量的计算 液压缸流量根据下式计算
3、工作参数
主要设计参数： 油缸工作行程———— 额定工作油压———— 移动负载质量———— 负载移动阻力———— 移动速度控制————
设计中液压油缸主要部件的其他 参数： 缸内径： 缸外径： 壁厚： 极限推力： 速比： 活塞杆直径： 活塞外推流量：
2、密封 Yx型轴用密封圈加轴用阶梯圈组合使用，这样比起单独密封，可 以减小摩擦，减少泄漏量，增加寿命。
3、防尘 使用DH防尘圈，材料是聚氨酯，既有防尘作用，又 有润滑作用。
（五）、排气装置
液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里 和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行，
噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。
缸外缓冲－－回路上设置减速阀或制动阀
缸内缓冲（固定节流缓冲、可变节流缓冲）
缓冲装置的工作原理：
常用的缓冲结构是由活塞凸台和缸盖凹槽构成。当活塞移 近缸盖时，逐渐进入凹槽，将凹槽内的油液经凸台和凹槽 之间的缝隙挤出，增大了回油阻力，产生制动作用而实现 缓冲。
5、活塞杆的导向、密封和防尘
1、导向环
选择非金属导向环，用高强度塑料制成，这种导向环的优点是 摩擦阻力小、耐磨、使用寿命长、装导向环的沟槽加工简单， 并且磨损后导向环易于更换。
（三）、活塞杆的设计
1、活塞活塞杆杆体的选择 此次设计选用的是实心杆件，形式如下图：
2、活塞杆与活塞的连接形式 此次设计采用的是卡环式连接，如下图
3、活塞杆材料和技术要求
㈠、因为没有特殊要求，所以选用45号钢作为活塞 杆的材料，本次设计中活塞杆只承受压应力，所以 不用调制处理，但进行淬火处理是必要的，淬火深 度可以在0.5—1mm左右。 ㈡、安装活塞的轴颈和外圆的同轴度公差不大于 0.01mm，保证活塞杆外圆和活塞外圆的同轴度， 避免活塞与缸筒、活塞杆和导向的卡滞现象。安装 活塞的轴间端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于
双作用单活塞杆液压缸，活塞杆只从液压缸的一端伸出，液压缸的活塞 在两腔有效作用面积不相等，当向液压缸两腔分别供油，且压力和流量 都不变时，活塞在两个方向上的运动速度和推力都不相等，
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3、活塞的材料
选用高强度球墨铸铁QT600-3
4、活塞的尺寸及加工公差
选择活塞厚度为活塞杆直径的1倍 活塞的配合因为使用了组合形式的密封器件，所以要求不高， 这里不加叙述。 活塞外径对内孔的同轴度公差不大于0.02mm，断面与轴线的 垂直度公差不大于0.04mm/100mm，外表面的圆度和圆柱度 不大于外径公差之半。
0.04mm/100mm，保证活塞安装不产生歪斜。 ㈢、活塞杆外圆粗糙度选择为0.3㈣、因为是运行在低 载荷情况下，所以省去了表面处理。
4、活塞杆的计算 （1）、活塞杆直径的计算 活塞杆的直径可以根据速比来确定，公式如下：
（2）、活塞杆强度的计算 就用下式计算活塞杆强度
（四）、缓冲装置
缓冲目的：液压缸的缓冲结构是为了防止活塞在行程终了时 和缸盖发生撞击（一般承压在10MP以上应当选用缓冲机构）。 缓冲方法：
工作前拧开排气塞，使活塞全行程空载往返数次，空气即可 通过排气塞排出。空气排净后，需把排气塞拧紧，再进行工作。
（六）、液压缸的装配
装配前必须对各零件仔细清洗； 要正确安装各处的密封装置：安装形密封圈时，要注意其 安装方向，避免因装反而漏油，其唇边应对着有压力的油 腔。此外，因为是Yx形密封圈，所以还要注意区分是轴用 还是孔用，不要装错；由于密封装置与滑动表面配合，装 配时应涂以适量的液压油； 螺纹联接件拧紧时应使用专用扳手，扭力矩应符合标准要求 活塞与活塞杆装配后，须设法测量其同轴度和在全长上的直 线度是否超差； 装配完毕后活塞组件移动时应无阻滞感和阻力大小不匀等现
优点：
（1）由于液压缸两腔承压面积不等，当q一定时，往 返运动的速度不等：
v1
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q 4q v2 A2 (D2 d2)
（2）工作台运动范围约等于活塞行程的2倍。
（3）、液压缸缸径的计算
2、活塞的密封
选用Yx型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料组合使用，可以显著提高密封性能
㈠、降低摩擦阻力，无爬行现象； ㈡、具有良好的动态和静态密封性，耐磨损，使用寿命长 ㈢、安装沟槽简单，拆装简便。 这种组合的特别之处就是允许活塞外园和缸筒内壁有较大间隙 因为组合式密封的密封圈能防止挤入间隙内，降低了活塞与缸 筒的加工要求，密封方式图如下：
（一）、缸筒和缸盖的设计
（1）、使用焊接连接式的方法，工作压力p较大，使用 铸钢或者锻钢。
（2）、缸筒壁厚的计算 缸筒壁厚使用下式进行计算
（二）、活塞的设计
1、活塞结构设计
活塞分为整体式和组合式，组合式制作和使用比较复杂，所以在此选用整体式活塞 形式如下图：
此整体式活塞中，密封环和导向套是分槽安装的。