液压缸结构图示

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液压缸结构图示共12页

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液压缸的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。

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。

下面对液压缸的结构具体分析。

3.2.1缸体组件缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用,因此,缸体组件要有足够的强度,较高的表面精度可靠的密封性。

3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。

(1)法兰式连接(见图a),结构简单,加工方便,连接可靠,但是要求缸筒端部有足够的壁厚,用以安装螺栓或旋入螺钉,它是常用的一种连接形式。

(2)半环式连接(见图b),分为外半环连接和内半环连接两种连接形式,半环连接工艺性好,连接可靠,结构紧凑,但削弱了缸筒强度。

半环连接应用十分普遍,常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。

(3)螺纹式连接(见图f、c),有外螺纹连接和内螺纹连接两种,其特点是体积小,重量轻,结构紧凑,但缸筒端部结构复杂,这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。

(4)拉杆式连接(见图d),结构简单,工艺性好,通用性强,但端盖的体积和重量较大,拉杆受力后会拉伸变长,影响效果。

只适用于长度不大的中、低压液压缸。

(5)焊接式连接(见图e),强度高,制造简单,但焊接时易引起缸筒变形。

3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求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,要求表面粗糙度在0.1~0.4μm,使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动,从而保证密封效果,减少磨损;缸筒要承受很大的液压力,因此,应具有足够的强度和刚度。

液压缸基本结构

液压缸基本结构

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。

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。

下面对液压缸的结构具体分析。

3.2.1 缸体组件•缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用,因此,缸体组件要有足够的强度,较高的表面精度可靠的密封性。

3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式常见的缸体组件连接形式如图3.10所示。

(1)法兰式连接(见图a),结构简单,加工方便,连接可靠,但是要求缸筒端部有足够的壁厚,用以安装螺栓或旋入螺钉,它是常用的一种连接形式。

(2)半环式连接(见图b),分为外半环连接和内半环连接两种连接形式,半环连接工艺性好,连接可靠,结构紧凑,但削弱了缸筒强度。

半环连接应用十分普遍,常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。

(3)螺纹式连接(见图f、c),有外螺纹连接和内螺纹连接两种,其特点是体积小,重量轻,结构紧凑,但缸筒端部结构复杂,这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。

•(4)拉杆式连接(见图d),结构简单,工艺性好,通用性强,但端盖的体积和重量较大,拉杆受力后会拉伸变长,影响效果。

只适用于长度不大的中、低压液压缸。

(5)焊接式连接(见图e),强度高,制造简单,但焊接时易引起缸筒变形。

3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求•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,要求表面粗糙度在 0.1~0.4μm,使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动,从而保证密封效果,减少磨损;缸筒要承受很大的液压力,因此,应具有足够的强度和刚度。

各种液压缸工作原理及结构分析(动画演示)

各种液压缸工作原理及结构分析(动画演示)

各种液压缸⼯作原理及结构分析(动画演⽰)来源:化⼯707。

什么是液压缸 液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)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。

液压缸输出⼒和活塞有效⾯积及其两边的压差成正⽐; 液压缸的结构 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。

缸体组件 缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作⽤,因此,缸体组件要有⾜够的强度,较⾼的表⾯精度可靠的密封性。

(1)法兰式连接,结构简单,加⼯⽅便,连接可靠,但是要求缸筒端部有⾜够的壁厚,⽤以安装螺栓或旋⼊螺钉,它是常⽤的⼀种连接形式。

(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,半环连接⼯艺性好,连接可靠,结构紧凑,但削弱了缸筒强度。

半环连接应⽤⼗分普遍,常⽤于⽆缝钢管缸筒与端盖的连接中。

(3)螺纹式连接,有外螺纹连接和内螺纹连接两种,其特点是体积⼩,重量轻,结构紧凑,但缸筒端部结构复杂,这种连接形式⼀般⽤于要求外形尺⼨⼩、重量轻的场合。

(4)拉杆式连接,结构简单,⼯艺性好,通⽤性强,但端盖的体积和重量较⼤,拉杆受⼒后会拉伸变长,影响效果。

只适⽤于长度不⼤的中、低压液压缸。

(5)焊接式连接,强度⾼,制造简单,但焊接时易引起缸筒变形。

液压缸的基本作⽤形式: 标准双作⽤:动⼒⾏程在两个⽅向并且⽤于⼤多数应⽤场合: 单作⽤缸:当仅在⼀个⽅向需要推⼒时,可以采⽤⼀个单作⽤缸; 双杆缸:当在活塞两侧需要相等的排量时,或者当把⼀个负载连接于每端在机械有利时采⽤,附加端可以⽤来安装操作⾏程开关等的凸轮. 弹簧回程单作⽤缸:通常限于⽤来保持和夹紧的很⼩的短⾏程缸。

第4章液压缸

第4章液压缸

第4章液压缸液压缸是液压系统的执行元件,它将液体的压力能转换成工作机构的机械能,用来实现直线往复运动或小于300o的摆动。

液压缸结构简单,配置灵活,设计、制造比较容易,使用维护方便,被广泛应用于各种机械设备中。

4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算液压缸按结构特点,分为活塞缸、柱塞缸、组合缸和摆动缸四类。

其中,活塞缸和柱塞缸用以实现直线运动,输出推力和速度;摆动缸用以实现小于300°的转动,输出转矩和角速度。

组合缸具有较特殊的结构和功用。

工程中以活塞缸应用最为广泛。

液压缸按作用方式和供油方向不同,可分为单作用式和双作用式两种。

单作用液压缸只能从一个方向供油,液压作用力只能使活塞(或柱塞)作单方向运动,反方向运动必须靠外力(如弹簧力或自重等)实现,如图4.1所示;双作用液压缸可从两个方向供油,由液压作用力实现两个方向的运动,如图4.2所示。

图4.1 单作用液压缸(a)无弹簧式(b)弹簧式(c)柱塞式图4.2 双作用液压缸(a)单杆式(b)双杆式4.1.1活塞式液压缸在缸体内作相对往复运动的组件为活塞的液压缸,称活塞缸。

活塞缸可分为双杆式和单杆式两种结构。

按其安装方式的不同,又分为缸体固定式和活塞杆固定式两种。

1.双杆活塞缸双杆活塞缸是活塞两端都带有活塞杆的液压缸,其工作原理如图4.3所示。

双杆活塞缸的特点是当两活塞杆直径相同,分别向两腔的供油压力和流量都相等时,活塞(或缸体)两个方向的运动速度和推力也都相等,即具有等推力、等速度特性。

因此,这种液压缸常用于要求往复运动速度和负载相同的场合,如各种磨床。

(a)(b)(c)图4.3双杆活塞缸(a)缸体固定(b)活塞杆固定(c)职能符号1-缸体2-活塞3-活塞杆4-工作台图4.3(a)为缸体固定式结构简图。

缸体1固定在机床床身上,工作台4与活塞杆3相连。

缸体的两端设有进、出油口,动力由活塞杆传出,进油腔位置与活塞运动方向相反。

当油液从a口进入缸左腔时,推动活塞2带动工作台向右运动,缸右腔中的油液从b口回油;反之,右腔进压力油,左腔回油时,活塞带动工作台向左运动。

液压缸的典型结构 ppt课件

液压缸的典型结构 ppt课件

(b)
10 11 12
8
7
9
6
(c)
(d)
图4-10
4.2.3液压缸的密封
液压缸的密封是指活塞、活塞杆和端盖等处的密封,是 用来防止液压缸内部(活塞与缸筒内孔的配合面)和外部的泄 漏。以下简要介绍液压缸中常见的密封形式。
A
A
放大
60°
0.3
图4-11
(a)
(b)
图4-12
(a)
(b)
防尘圈
(c)
4.2 液压缸的典型结构
图4—8所示为拉杆式单杆活塞缸的典型结构。根据图4 一8所示液压缸各部分的结构特点及功用,可将其划分为缸 筒组件、活塞组件、液压缸的密封、液压缸的排气装置和制 动缓冲装置等几个部件,其它种类的液压缸也不外乎是由这 几个部件组成。
1 2 34 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14
用于压力小于2.5 MPa 的小流量场合。直动
式溢流阀采取适当的
措施也可用于高压大
流量。例如,德国 Rexroth公司开发的通 径为6~20 mm、压力 1 为40~63 MPa,通径 为25~30 mm、压力 为31.5 MPa的DBD型 直动式溢流阀,最大 流量可达330 L/min。 其中较为典型的锥阀 式结构如图5-2(a)所示, 图5-2(b)为锥阀式结 构的局部放大图。
I
I
放大
21 20 19
18
图4-8
17 16ห้องสมุดไป่ตู้15
4.2.1缸筒组件
缸筒组件的其它几种连接方式如图4-9所示。图4-9 (a)、(b)、(c)所示分别为法兰连接、半环连接和螺 纹连接。
(a)
(b)

液压油缸

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。

液压油缸结构优秀课件

液压油缸结构优秀课件

q
π(D2 4
d2)3
π D2
4
整理得:
3
4q πd 2
由上述可知,差动连接比非差动连接时的推力小而运动速度快, 所以,这种连接形式是以减小推力为代价而获得快速运动的。
4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算
2.双杆活塞式液压缸
v
v
v
v
F
F
F
F
A
A
p1 q
l
l
q p2
l
A
p1 q
l
q p2 A
l
双杆活塞式液压缸及其安装形式
液压油缸结构优秀课件
4.1 液压缸的工作原理
• 缸筒固定,一腔连续地输入压力油,当油的
压力足以克服活塞杆上的所有负载时,活塞 以速度 连续向另一腔运动,活塞杆对外界 做功 ;反之亦然。
活塞杆固定,一腔连续地输入压力油时,则 缸筒向另一方向运动;反之亦然。
4.2 液压缸的类型、特点和基本参数计算
柱塞式液压缸
活塞式液压缸的内壁要求精加工,当液压缸较 长时加工就显得比较困难,因此在行程较长时多采 用柱塞缸。柱塞缸的内壁不需要精加工,只需要对 柱塞杆进行精加工,它结构简单,制造方便,成本 低。
4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算
柱塞缸的结构如图所示。它由缸体、柱塞、导套、密封圈、压盖 等零件组成。
2
q A2
π(D42qd2)
式中
F1——推力;
p1——进油压力;
2 ——运动速度; p2——回油压力。
若回油腔直接接油箱,p2≈0,则: F F22pp11AA 22p1p1 π 4π 4(D (D 22d2d)2)
4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算

7.1.1液压缸的结构、工作原理与图形符号

7.1.1液压缸的结构、工作原理与图形符号
图7-2 双作用液压缸结构图
双作用液压缸是能由活塞的两侧输入压力油的液压缸。它常被用作千 斤顶的驱动组件。双作用液压缸的执行器是液压运动系统的主要的输出设 备,虽然在大小、类型和设计结构上各有不同,通常这部分也是最能被观 察到的部分。这些执行器将液体压力转换成快速的、可控的线性运动或力, 从而驱动负载。
(2)液压缸 双作用液压缸
(a)双作用单出杆活塞杆;(b)单作用单出杆活 塞缸;(c)双作用双出杆活塞缸;(d)柱塞缸
图7-5 各种液压缸符号
气动与液压传动
第7章 液压缸和液压马达的认识与使用 7.1排除液压缸的常见故障
目录
Contents
7.1.1 7.1.2
(1)液压缸的结构及原理
1-缸底 ;2-弹簧挡圈 ;3-套环 ;4-卡环 ;5-活塞 ;6-O形密封圈 ;7-支承环 ;8-挡圈 ; 9-Y形密封圈 ;10-缸筒 ;11-管接头 ;12-导向套 ;13-缸盖 ;14-防尘圈 ;15-活塞杆 16-定位螺钉 ;7-耳环
图7-1 单作用液压缸结构图 单作用液压缸:活塞的复位只能借助弹簧, 或靠活塞自重, 或靠外力作 用。 单作用液压缸基本上只有一个有效作用面积。根据技术构造, 这一类 的油缸只能产生推力。
1-缸底 ;2-卡键;3、5、9、11-活塞 ;4-活塞;6-缸筒;7-活塞杆; 8-导向套;10-缸盖; 12-防尘圈;13-耳轴

液压缸结构图示

液压缸结构图示

液压缸的结构·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..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..下面对液压缸的结构具体分析..3.2.1缸体组件·缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用;因此;缸体组件要有足够的强度;较高的表面精度可靠的密封性..缸筒与端盖的连接形式常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示..1法兰式连接见图 a;结构简单;加工方便;连接可靠;但是要求缸筒端部有足够的壁厚;用以安装螺栓或旋入螺钉;它是常用的一种连接形式..2半环式连接见图 b;分为外半环连接和内半环连接两种连接形式;半环连接工艺性好;连接可靠;结构紧凑;但削弱了缸筒强度..半环连接应用十分普遍;常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中.. 3螺纹式连接见图 f、c;有外螺纹连接和内螺纹连接两种;其特点是体积小;重量轻;结构紧凑;但缸筒端部结构复杂;这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合..·4拉杆式连接见图 d;结构简单;工艺性好;通用性强;但端盖的体积和重量较大;拉杆受力后会拉伸变长;影响效果..只适用于长度不大的中、低压液压缸..5焊接式连接见图 e;强度高;制造简单;但焊接时易引起缸筒变形..·缸筒、端盖和导向套的基本要求·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;要求表面粗糙度在 0.1~0.4μm;使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动;从而保证密封效果;减少磨损;缸筒要承受很大的液压力;因此;应具有足够的强度和刚度..·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..设计时既要考虑强度;又要选择工艺性较好的结构形式..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;这种结构简单;但磨损后必须更换端盖..缸筒、端盖和导向套的材料选择和技术要求可参考液压工程手册..3.2.2活塞组件活塞组件由活塞、活塞杆和连接件等组成..随液压缸的工作压力、安装方式和工作条件的不同;活塞组件有多种结构形式..活塞与活塞杆的连接形式如图 3.11 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..螺纹式连接如图a所示;结构简单;装拆方便;但一般需备螺母防松装置;·半环式连接如图b所示;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..1间隙密封间隙密封是一种常用的密封方法;它依靠相对运动零件配合面间的微小间隙来防止泄漏;由环形缝隙轴向流动理论可知;泄漏量与间隙的三次方成正比;因此可用减小间隙的办法来减小泄漏..一般间隙为 0.01~0.05mm;这就要求配合面有很高的加工精度..在活塞的外圆表面一般开几道宽 0.3~0.5mm、深 0.5~l mm、间距 2~5mm的环形沟槽;称平衡槽;其作用如下:a使活塞具有自位性能;由于活塞的几何形状和同轴度误差;工作压力油在密封间隙中的不对称分布将形成一个径向不平衡力;称为液压卡紧力;它使摩擦力增大;开平衡槽后;使得径向油压力趋于平衡;使活塞能够自动对中;减小了摩擦力;b由于同心环缝的泄漏要比偏心环缝小得多;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;油液储存在平衡槽内;使活塞能自动润滑..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..故只适用于低压、小直径的快速液压缸..2活塞环密封活塞环密封依靠装在活塞环形槽内的弹性金属环紧贴缸筒内壁实现密封;如图所示..它的密封效果较间隙密封好;适用的压力和温度范围很宽;能自动补偿磨损和温度变化的影响;能在高速条件下工作;摩擦力小;工作可靠;寿命长;但不能完全密封..活塞环的加工复杂;缸筒内表面加工精度要求高;一般用于高压、高速和高温的场合..3 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;密封圈有 O 形、V 形、Y 形及组合式等数种;其材料为耐油橡胶、尼龙、聚氨酯等..·①O 形密封圈O 形密封圈的截面为圆形;主要用于静密封和速度较低的滑动密封;其结构简单紧凑;安装方便;价格便宜;可在-40~120°C的温度范围内工作..但与唇形密封圈相比;其寿命较短;密封装置机械部分的精度要求高;启动阻力较大..·O 形圈密封的原理如图所示;O 形圈装入密封槽后;其截面受到压缩后变形..在无液压力时;靠 O 形圈的弹性对接触面产生预接触压力;实现初始密封;当密封腔充入压力油后;在液压力的作用下;O 形圈挤向槽一侧;密封面上的接触压力上升;提高了密封效果..·任何形状的密封圈在安装时;必须保证适当的预压缩量;过小不能密封;过大则摩擦力增大;且易于损坏;因此;安装密封圈的沟槽尺寸和表面精度必须按有关手册给出的数据严格保证..在动密封中;当压力大于 10MPa时;O 形圈就会被挤入间隙中而损坏;为此需在 O 形圈低压侧设置聚四氟乙烯或尼龙制成的挡圈;其厚度为1.25~2.5mm;双向受高压时;两侧都要加挡圈;其结构如图所示..· ② V 形密封圈·V形圈的截面为 V 形;如图所示;V形密封装置是由压环、V形圈和支承环组成..当工作压力高于 10MPa时;可增加 V 形圈的数量;提高密封效果..安装时;V 形圈的开口应面向压力高的一侧..·V形圈密封性能良好;耐高压;寿命长;通过调节压紧力;可获得最佳的密封效果;但 V形密封装置的摩擦阻力及结构尺寸较大;主要用于活塞杆的往复运动密封;它适宜在工作压力 p>50MPa、温度-40~80℃的条件下工作..③ Y 形密封圈Y形密封圈的截面为 Y 形;属唇形密封圈..它是一种密封性、稳定性和耐压性较好;摩擦阻力小;寿命较长的密封圈;故应用很普遍..Y形圈主要用于往复运动的密封;根据截面长宽比例的不同;Y 形圈可分为宽断面和窄断面两种形式;宽断面 Y 形圈一般适用于工作压力 p<20MPa..窄断面 Y 形圈一般适用于工作压力 p<32MPa..图 3.15 所示为宽断面 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;如图 3.15b所示..3.2.3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..·液压缸中常用的缓冲装置如图所示..圆柱形环隙式缓冲装置播放动画如图a;当缓冲柱塞进入缸盖上的内孔缸盖和缓冲活塞间形成缓冲油腔;被封闭油液能从环形间隙δ排出;产生缓冲压力;从而实现减速缓冲..这种缓冲装置在冲过程中;由于其节流面积不变;故缓冲开始时;产生的缓冲制动力很大;快就降低了..其缓冲效果较差;但这种装置结单;制造成本低;所以在系列化的成品液压缸中多采用这种缓冲装置..如图b;由于缓冲柱塞为圆锥形;所以缓冲环形间隙δ随位移量而改变;即节流面积随缓冲行程的增大而缩小;使机械能的吸收较均匀;其缓冲效果较好..如图 3.16c;在缓冲柱塞上开有由浅渐深的三角节流槽;节流面积随着缓冲行程的增大而逐渐减小;缓冲压力变化平缓..可调节流孔式缓冲装置如图 3.16d;在缓冲过程中;缓冲腔油液经小孔节流排出;调节节流孔的大小;可控制缓冲腔内缓冲压力的大小;以适应液压缸不同的负载和速度工况对缓冲的要求;同时当活塞反向运动时;高压油从单向阀进入液压缸内;活塞也不会因推力不足而产生启动缓慢或困难等现象..3.2.4排气装置液压传动系统中往往会混入空气;使系统工作不稳定;产生振动、爬行或前冲等现象;严重时会使系统不能正常工作..因此;设计液压缸时;必须考虑空气的排除;对于要求不高的液压缸;往往不设计专门的排气装置;而是将油口布置在缸筒两端的最高处;这样也能使空气随油液排往油箱;再从油箱溢出;对于速度稳定性要求较高的液压缸和大型液压缸;常在液压缸的最高处设置专门的排气装置;如排气塞、排气阀等..。

第4章液压缸

第4章液压缸
同时,外伸速度逐次增大,当负载恒定时,液压缸的工作压力逐级增高。 空载缩回的顺序是从小活塞到大活塞,收缩后液压缸总长度较短,占用空 间较小,结构紧凑。收缩缸常用于工程机械和其它行走机械,如起重机伸 缩臂液压缸、自卸汽车举升液压缸等。
第4章 液压缸
图4-12 伸缩缸

第4章 液压缸 2. 齿条活塞缸
第4章 液压缸
图4-5 单杆活塞缸的运动范围
第4章 液压缸
单杆活塞缸还有另外一种非常重要的工作方式,即两腔同时通入压力
油,如图4-6所示,这种油路连接方式称为差动连接。在忽略两腔连通油路 压力损失的情况下,差动连接时液压缸两腔的油液压力相等。但由于无杆 腔受力面积大于有杆腔,活塞向右的作用力大于向左的作用力,活塞杆作 伸出运动,并将有杆腔的油液挤出,流进无杆腔,加快了活塞杆的伸出速 度。 差动连接时,有杆腔排出流量 q' v3 A2 ,进入无杆腔后,无杆腔流量 为
齿条活塞缸又称无杆式液压缸,它由带有齿条杆的双活塞缸和齿轮
组成,如图4-13所示。活塞的往复移动经齿轮齿条机构转换成齿轮轴的周
期性往复转动。它多用于自动生产线、组合机床等的转位或分度机构中。
图4-13 齿条活塞缸
4.1.1 活塞式液压缸
1、双杆活塞缸
图4-1所示为双杆活塞缸的原理图。活塞两侧均装有活塞杆。当两活塞 杆直径相同,供油压力和流量不变时,活塞(或缸体)在两个方向的运动速 度和推力也都相等,即
第4章 液压缸
q 4q A (D 2 - d 2) F p1 - p 2)A (p1 - p 2)(D 2 - d 2) ( 4
第4章 液压缸
液压缸往复运动时的速度比为
v2 D2 2 2 v v1 D - d

第四节_液压缸的结构及连接关系

第四节_液压缸的结构及连接关系

第四节液压缸结构及连接关系1.缸盖、缸底与缸筒的连接(图4-1-9)图4-4-1有活塞杆穿行其间的密封端盖组件叫缸盖;无活塞杆穿过的缸盖叫缸底。

拉杆式结构简单、工艺性好、缸筒加工方便,但端盖的重量和体积较大,拉杆受力后会拉伸变形,影响密封效果,适用于中低压液压缸。

焊接式将端盖直接焊接在缸筒上,强度高,制造简单,但容易引起焊接变形,焊接热的影响区材料性能有所下降,因而焊口距离缸筒内壁工作面不应小于20㎜,另外焊接式维修时需破坏缸盖才行。

螺纹连接螺纹连接分为内螺纹连接和外螺纹连接两种形式。

这种结构外形美观,、结构紧凑、连接可靠、体积小、重量轻。

但螺纹与缸筒要求同心,这种结构多为小型液压缸。

外卡键连接卡键由两个半环卡键组成,固定可以用卡键帽。

这种连接结构紧凑,连接强度好,拆装亦较方便。

但是缸筒端部开出的卡键槽对缸壁的强度有所削弱内卡键连接内卡键连接的卡键一般由三瓣组成,第三瓣的切口平面必须与轴线平行,否则卡健装不进去。

这种连接的优点同外卡键连接,但装拆不便。

法兰连接缸筒的端部设计有法兰,用螺栓将其与端盖连接起来。

法兰与缸筒有整体式的也有焊接式的,整体式多为铸件或锻件缸筒,加工余量较大,浪费材料;焊接式的多为缸质缸筒,将无缝钢管与法兰焊接在一起。

阀兰连接结构简单、连接可靠、装拆方便。

但是外形尺寸和重量较大。

弹性挡圈式弹性挡圈式有弹性卡圈和钢丝弹性卡圈两种形式。

由于他们都是标准件,因此使用方便。

但这种连接的承载能力不强,拆装不方便,尤其是缸丝,必须用专用工具。

一般用于低压油缸。

2.活塞与活塞杆的连接活塞与活塞杆的连接结构有多种形式,如图4-4-2a所示,为螺纹连接,活塞可用锁紧螺母紧固在活塞的连接部位,优点是连接稳固、可靠,或塞与活塞杆之间无轴向公差要求,缺点是螺纹加工和装配较麻烦。

图4-4-2b为卡键连接,这种连接方式结构简单、拆装方便、连接强度较高并且活塞借助径相间隙常有少量浮动,使活塞在缸筒中运动时不易被卡滞,但活塞和活塞杆之间有轴向公差,该轴向间隙图会造成活塞对活塞杆的不必要的轴向窜动。

液压缸PPT课件

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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。
12
3
ω
2
3 4
1
D
d
q
4
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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。
12
3
ω
D
d
q
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2 3
4 1
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3.1.4 伸缩式液压缸
45323缓冲装置图313液压缸缓冲装置46当活塞移至端部缓冲柱塞开始插入缸端的缓冲孔时活塞与缸端之间形成封闭空间该腔中受困挤的剩余油液只能从节流小孔或缓冲柱塞与孔槽之间的节流环缝中挤出从而造成背压迫使运动柱塞降速制动实现缓冲
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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
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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
10
比较上述各式,可以看出:v 2 > v 1 ,F 1 >F 2 ;液压缸
往复运动时的速度比为:
v2 D2
v1 D2 d2
(3.7)
上式表明:当活塞杆直径愈小时,速度比接近1,
在两个方向上的速度差值就愈小。
A1
A2

第四章液压缸

第四章液压缸

第四章 液压缸第一节 液压缸的分类和特点液压缸按结构特点的不同可分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。

按作用方式不同,可分为单作用式和双作用式两种。

1.活塞式液压缸 活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和单杆式两种。

(1)双杆式活塞缸。

活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸,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。

如图4-5(a)所示的为缸筒固定式的双杆活塞缸。

它的进、出口布置在缸筒两端,活塞通过活塞杆带动工作台移动,当活塞的有效行程为l 时,整个工作台的运动范围为3l ,所以机床占地面积大,一般适用于小型机床,当工作台行程要求较长时,可采用图4-5(b)所示的活塞杆固定的形式,这时,缸体与工作台相连,活塞杆通过支架固定在机床上,动力由缸体传出。

这种安装形式中,工作台的移动范围只等于液压缸有效行程l 的两倍(2l),因此占地面积小。

进出油口可以设置在固定不动的空心的活塞杆的两端,但必须使用软管连接。

由于双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的,因此它左、右两腔的有效面积也相等,当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时,液压缸左、右两个方向的推力和速度相等。

当活塞的直径为D ,活塞杆的直径为d ,液压缸进、出油腔的压力为p 1和p 2,输入流量为q 时,双杆活塞缸的推力F 和速度v 为:F=A(p 1-p 2)=π (D 2-d 2) (p 1-p 2) /4 (4-18)v=q/A=4q/π(D 2-d 2) (4-19)式中:A 为活塞的有效工作面积。

双杆活塞缸在工作时,设计成一个活塞杆是受拉的,而另一个活塞杆不受力,因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些。

(2)单杆式活塞缸。

如图4-6所示,活塞只有一端带活塞杆,单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式,但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。

图4-6单杆式活塞缸由于液压缸两腔的有效工作面积不等,因此它在两个方向上的输出推力和速度也不等,其值分别为:F 1=(p 1A 1-p 2A 2)=π[(p 1-p 2)D 2-p 2d 2]/4 (4-20)F 1=(p 1A 1-p 2A 2)=π[(p 1-p 2)D 2-p 2d 2 ]/4 (4-21)v 1=q/A 1=4q/πD 2 (4-22)v 2=q/A 2=4q/π(D 2-d 2) (4-23)由式(4-20)~式(4-23)可知,由于A 1>A 2,所以F 1>F 2,v 1<v 2。

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液压缸的结构·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。

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。

下面对液压缸的结构具体分析。

3.2.1 缸体组件·缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用,因此,缸体组件要有足够的强度,较高的表面精度可靠的密封性。

3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。

(1)法兰式连接(见图a),结构简单,加工方便,连接可靠,但是要求缸筒端部有足够的壁厚,用以安装螺栓或旋入螺钉,它是常用的一种连接形式。

(2)半环式连接(见图b),分为外半环连接和内半环连接两种连接形式,半环连接工艺性好,连接可靠,结构紧凑,但削弱了缸筒强度。

半环连接应用十分普遍,常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。

(3)螺纹式连接(见图f、c),有外螺纹连接和内螺纹连接两种,其特点是体积小,重量轻,结构紧凑,但缸筒端部结构复杂,这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。

·(4)拉杆式连接(见图d),结构简单,工艺性好,通用性强,但端盖的体积和重量较大,拉杆受力后会拉伸变长,影响效果。

只适用于长度不大的中、低压液压缸。

(5)焊接式连接(见图e),强度高,制造简单,但焊接时易引起缸筒变形。

·3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求·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,要求表面粗糙度在0.1~0.4μm,使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动,从而保证密封效果,减少磨损;缸筒要承受很大的液压力,因此,应具有足够的强度和刚度。

·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。

设计时既要考虑强度,又要选择工艺性较好的结构形式。

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,这种结构简单,但磨损后必须更换端盖。

缸筒、端盖和导向套的材料选择和技术要求可参考《液压工程手册》。

3.2.2 活塞组件活塞组件由活塞、活塞杆和连接件等组成。

随液压缸的工作压力、安装方式和工作条件的不同,活塞组件有多种结构形式。

3.2.2.1 活塞与活塞杆的连接形式如图 3.11 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。

螺纹式连接如图(a)所示,结构简单,装拆方便,但一般需备螺母防松装置;·半环式连接如图(b)所示,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。

3.2.2.2 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。

(1)间隙密封间隙密封是一种常用的密封方法,它依靠相对运动零件配合面间的微小间隙来防止泄漏,由环形缝隙轴向流动理论可知,泄漏量与间隙的三次方成正比,因此可用减小间隙的办法来减小泄漏。

一般间隙为0.01~0.05mm,这就要求配合面有很高的加工精度。

在活塞的外圆表面一般开几道宽0.3~0.5mm、深0.5~l mm、间距2~5mm的环形沟槽,称平衡槽,其作用如下:(a)使活塞具有自位性能,由于活塞的几何形状和同轴度误差,工作压力油在密封间隙中的不对称分布将形成一个径向不平衡力,称为液压卡紧力,它使摩擦力增大,开平衡槽后,使得径向油压力趋于平衡,使活塞能够自动对中,减小了摩擦力;(b)由于同心环缝的泄漏要比偏心环缝小得多,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,油液储存在平衡槽内,使活塞能自动润滑。

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。

故只适用于低压、小直径的快速液压缸。

(2)活塞环密封活塞环密封依靠装在活塞环形槽内的弹性金属环紧贴缸筒内壁实现密封,如图所示。

它的密封效果较间隙密封好,适用的压力和温度范围很宽,能自动补偿磨损和温度变化的影响,能在高速条件下工作,摩擦力小,工作可靠,寿命长,但不能完全密封。

活塞环的加工复杂,缸筒内表面加工精度要求高,一般用于高压、高速和高温的场合。

(3) 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,密封圈有O 形、V 形、Y 形及组合式等数种,其材料为耐油橡胶、尼龙、聚氨酯等。

·①O 形密封圈O 形密封圈的截面为圆形,主要用于静密封和速度较低的滑动密封,其结构简单紧凑,安装方便,价格便宜,可在-40~120°C的温度范围内工作。

但与唇形密封圈相比,其寿命较短,密封装置机械部分的精度要求高,启动阻力较大。

·O 形圈密封的原理如图所示,O 形圈装入密封槽后,其截面受到压缩后变形。

在无液压力时,靠O 形圈的弹性对接触面产生预接触压力,实现初始密封,当密封腔充入压力油后,在液压力的作用下,O 形圈挤向槽一侧,密封面上的接触压力上升,提高了密封效果。

·任何形状的密封圈在安装时,必须保证适当的预压缩量,过小不能密封,过大则摩擦力增大,且易于损坏,因此,安装密封圈的沟槽尺寸和表面精度必须按有关手册给出的数据严格保证。

在动密封中,当压力大于10MPa时,O 形圈就会被挤入间隙中而损坏,为此需在O 形圈低压侧设置聚四氟乙烯或尼龙制成的挡圈,其厚度为1.25~2.5mm,双向受高压时,两侧都要加挡圈,其结构如图所示。

·②V 形密封圈·V形圈的截面为V 形,如图所示,V形密封装置是由压环、V形圈和支承环组成。

当工作压力高于10MPa时,可增加V 形圈的数量,提高密封效果。

安装时,V 形圈的开口应面向压力高的一侧。

·V形圈密封性能良好,耐高压,寿命长,通过调节压紧力,可获得最佳的密封效果,但V形密封装置的摩擦阻力及结构尺寸较大,主要用于活塞杆的往复运动密封,它适宜在工作压力p>50MPa、温度-40~80℃的条件下工作。

③Y 形密封圈Y形密封圈的截面为Y 形,属唇形密封圈。

它是一种密封性、稳定性和耐压性较好,摩擦阻力小,寿命较长的密封圈,故应用很普遍。

Y形圈主要用于往复运动的密封,根据截面长宽比例的不同,Y 形圈可分为宽断面和窄断面两种形式;宽断面Y 形圈一般适用于工作压力p<20MPa。

窄断面Y 形圈一般适用于工作压力p<32MPa。

图 3.15 所示为宽断面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,如图 3.15(b)所示。

3.2.3 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。

·液压缸中常用的缓冲装置如图所示。

3.2.3.1 圆柱形环隙式缓冲装置(播放动画)如图(a),当缓冲柱塞进入缸盖上的内孔缸盖和缓冲活塞间形成缓冲油腔,被封闭油液能从环形间隙δ排出,产生缓冲压力,从而实现减速缓冲。

这种缓冲装置在冲过程中,由于其节流面积不变,故缓冲开始时,产生的缓冲制动力很大,快就降低了。

其缓冲效果较差,但这种装置结单,制造成本低,所以在系列化的成品液压缸中多采用这种缓冲装置。

3.2.3.2 圆锥形环隙式缓冲装置如图(b),由于缓冲柱塞为圆锥形,所以缓冲环形间隙δ随位移量而改变;即节流面积随缓冲行程的增大而缩小,使机械能的吸收较均匀,其缓冲效果较好。

3.2.3.3 可变节流槽式缓冲装置如图 3.16(c),在缓冲柱塞上开有由浅渐深的三角节流槽,节流面积随着缓冲行程的增大而逐渐减小,缓冲压力变化平缓。

3.2.3.4 可调节流孔式缓冲装置如图 3.16(d),在缓冲过程中,缓冲腔油液经小孔节流排出,调节节流孔的大小,可控制缓冲腔内缓冲压力的大小,以适应液压缸不同的负载和速度工况对缓冲的要求,同时当活塞反向运动时,高压油从单向阀进入液压缸内,活塞也不会因推力不足而产生启动缓慢或困难等现象。

3.2.4 排气装置液压传动系统中往往会混入空气,使系统工作不稳定,产生振动、爬行或前冲等现象;严重时会使系统不能正常工作。

因此,设计液压缸时,必须考虑空气的排除,对于要求不高的液压缸,往往不设计专门的排气装置,而是将油口布置在缸筒两端的最高处,这样也能使空气随油液排往油箱,再从油箱溢出;对于速度稳定性要求较高的液压缸和大型液压缸,常在液压缸的最高处设置专门的排气装置,如排气塞、排气阀等。

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