液压传动学习培训资料-液压缸

2. 密封圈密封
密封圈密封是液压系统中应用最广泛的一种密封方法。 密封圈用耐油橡胶、尼龙等材料制成，其截面通常做 成O形、Y形、V形等，如图4.11所示的是常用的几种 密封圈。
如图4.12(a)所示为O形密封圈，它是截面形状为圆形的密 封元件，其结构简单，制造容易，密封可靠，摩擦力 小，因而应用广泛，既可用于固定件的密封，又可用 于运动件的密封。
如图4.9(b)所示为螺纹连接式，它的重量较轻，外形较小 ，但端部结构复杂，装卸要用专门工具，常用于无缝 钢管或铸钢制作的缸筒上。
如图4.9(c)所示为半环连接式，它结构简单，易装卸，但 它的缸筒壁因开了环形槽而削弱了强度，为此有时要 加厚缸壁，常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。
4.2.2 活塞与活塞杆的连接
4.2.3 液压缸的密封装置
液压缸的密封装置用以防止油液的泄漏，常用的密封方法 有间隙密封和用橡胶密封圈密封。
1. 间隙密封 间隙密封是依靠相对运动零件配合面之间的微小间隙来防
止泄漏的，如图4.11所示，是最简单的一种密封方法。 在圆柱形表面的间隙密封中，常在一个配合表面上开几条
环形小槽，它有以下作用：其一在开槽后，由于环形槽 内的液压力能均匀分布，这就保证了活塞和缸体的同心 ，使摩擦力降低，泄漏量最小；其二是起密封作用，当 压力油流经沟槽时产生涡流，从而产生能量损失，使泄 漏减少。
惯性力的作用与端盖发生撞击，影响设备的使用寿命 。特别是当液压缸驱动负荷重或运动速度较大时，液 压缸的缓冲就显得更为重要。 常用的缓冲结构如图4.13所示，它由活塞顶端的凸台和端 盖上的凹槽构成。当活塞移近缸盖时，凸台逐渐进入 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，降低了活塞的运动速度，从而减 小或避免活塞对端盖的撞击，实现缓冲。
4.2.1 缸筒与端盖的连接
如图4.9所示，液压缸缸筒与端盖的连接方式很多，其结 构形式和使用的材料有关，一般工作压力p＜10MPa时 使用铸铁，10MPa＜ p ＜20MPa使用无缝钢管，p＞20 MPa时使用铸钢或锻钢。
如图4.9(a)所示为法兰连接式，这种结构容易加工和装拆 ，其缺点是外形尺寸和重量都较大，常用于铸铁制的 缸筒上。
4.3.2 液压缸的校核
1. 缸筒壁厚校核 在中、低压系统中，缸筒壁厚由结构工艺决定，一般不
作校核。在压力较高和直径较大时，有必要校核缸壁 最薄处的壁厚强度。
习题
一、填空题 1. 液压缸是将________转变为________的转换装置，一
活塞和活塞杆的连接方式很多，常见的有锥销连接、螺 纹连接和半环连接。
如图 4.10(a)所示为锥销式连接，其加工容易，装拆方便 ，但承载能力小，多用于中、低压轻载液压缸中。
如图 4.10(b)所示为螺纹连接，其装卸方便，连接可靠， 适用尺寸范围广，但一般应有锁紧装置。
如图4.10(c)所示为半环连接，其连接强度高，但结构复杂 ，装拆不便，多用于高压大负载和振动较ห้องสมุดไป่ตู้的场合。
液压缸
4.1 液压缸的类型和特点 4.2 液压缸的结构 4.3 液压缸的设计计算
第4章 液压缸
4.1液压缸的类型和特点
液压缸是液压传动系统的执行元件之一，它是将油液的 压力能转换为机械能，实现往复直线运动或摆动的能 量转换装置。液压缸按结构形式不同，可分为活塞式 、柱塞式、伸缩式、摆动式等类型。
4.1.1 活塞式液压缸（图4.1）
4.3 液压缸的设计计算
液压缸一般都是标准件，但有时也需要自行设计，本节 主要介绍液压缸的主要尺寸计算和强度校核内容。
4.3.1 液压缸主要尺寸的计算
液压缸的主要尺寸为缸筒内径、活塞杆直径和缸筒长度 等。
1. 缸筒的内径D 根据公式F=pA，由活塞所需推力F和工作压力p即可算出
活塞应有的有效面积A。进一步根据液压缸的不同结构 形式，计算缸筒的内径D。 2. 活塞杆的直径d 直径d的值可按表4-1初步选取，如果液压缸两个方向的运 动速度比有一定要求时，还需考虑这方面要求。
两端进出油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运 动。活塞5用卡环4、套环3、弹簧挡圈2与活塞杆13连 接。活塞和缸筒之间有密封圈7，活塞杆和活塞内孔之 间有密封圈6，用以防止泄漏。导向套10用以保证活塞 杆不偏离中心，它的外径和内孔配合处也都有密封圈 。此外，缸盖上还有防尘圈12，活塞杆左端带有缓冲 柱塞等。
活塞式液压缸可分为单杆式和双 杆式两种，其安装方式有缸体 固定和活塞杆固定两种。
1. 双活塞杆式液压缸 如图4.2所示为双活塞杆式液压缸
的工作原理图，活塞两侧都有 活塞杆伸出。当缸体内径为D ，且两活塞杆直径d相等，液压 缸的供油压力为p，流量为q时 ，活塞(或缸体)两个方向的运 动速度和推力也都相等，即：
4.2 液压缸的结构
液压缸通常由端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件等主要部 分组成；为防止泄漏需设置密封装置；为防止活塞运 动到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还需设置缓冲 装置；有时还需设置排气装置。
如图4.8是单出杆活塞式液压缸的典型结构举例。分析图 示结构可知：无缝钢管制成的缸筒8和缸底1焊接在一 起，另一端缸盖11与缸筒则采用螺纹连接，以便拆装 检修。
如图4.12(b)所示为Y形密封圈，截面呈Y形，其结构简单 ，适用性很广，密封效果好。常用于活塞和液压缸之 间、活塞杆与液压缸端盖之间的密封。一般情况下，Y 形密封圈可直接装入沟槽使用，但在压力变动较大、 运动速度较高的场合，应使用支承环固定Y形密封圈。
4.2.4 液压缸的缓冲和排气
1. 液压缸的缓冲 液压缸的缓冲结构是为了防止活塞在行程终了时，由于
4.1.2 柱塞式液压缸
4.1.3 伸缩式液压缸
4.1.4 摆动式液压缸
1. 工作原理 摆动式液压缸输出转矩，并实现往复摆动，也称为摆动
式液压马达，在结构上有单叶片和双叶片两种形式。 如图4.7所示为摆动液压缸的工作原理图，它由叶片1、摆
动轴2、定子块3、缸体4等主要零件组成。定子块固定 在缸体上，而叶片和摆动轴联结在一起，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。