第五章液压缸分解
第五章 液压系统的执行元件
液压缸的设计内容和步骤 (1)选择液压缸的类型和各部分结构形式。 (2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸。 (3)结构强度、刚度的计算和校核。 (4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计。 (5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书。
液压缸的典型结构——拉杆液压缸结构
缸体组件
活塞组件
密封装置
要求液压缸所选用的密封元件，在工作压力下具有良好 的密封性能。并且，密封性能应随着压力升高而自动提高， 使泄漏不致因压力升高而显著增加。
液压缸常用的密封方法：
间隙密封 密封元件的密封 间隙密封
缓冲结构示例
排气装置
5.3 液压缸的设计与计算
2.齿条活塞缸
由两个活塞缸和一套齿条传动 装置组成的复合式缸。
齿轮齿条传动装置将活塞的移 动变成齿轮的传动，用于实现工 作部件的往复摆动或间歇进给运 动。
用在机床的进刀机构、回转工 作台转位、分度装置、液压机械 手等。
3.增压缸
增压缸能将输入的低压油转变为 高压油供液压系统中的高压支路 使用。但它不是能量转换装置， 只是一个增压器件。 不计摩擦力，根据力平衡关系，可有如下等式：
液压缸主要尺寸的确定
1、工作压力的选取
根据液压缸的实际工况，计算出外负载大小， 然后参考下表选取适当的工作力。
液压缸工作压力的确定
负载
缸工作压力
0～0.7
70～140
140 ～250
>250
液压缸结构及原理
a)
b)
图4-4 柱塞缸 a)单向液压驱动 b)双向液压驱动 1－柱塞 2－缸筒 3－工作台
第４章
液压缸
第４章
液压缸
第４章
液压缸
柱塞缸产生的推力F和运动速度v分别为
F
4
d2p
(4-10)
4q v d 2
式中 A ——柱塞缸的有效工作面积，A=πd2/4； p ——液压缸的进油压力； d ——柱塞的直径； F ——液压缸的推力； v ——液压缸的运动速度； q ——输入液压缸的流量。
第４章
液压缸
第４章
液压缸
⑶ 双杆活塞缸的推力及速度的计算，一般情况下两个活塞杆的直径相 等，当液压缸一腔进油而另一腔回油时，两个方向的运动速度和推力 是相等的。当油液的输入流量为q、输入压力为p1和输出压力为p2时， 液压缸的推力F和速度v分别为：
F p1 p 2 A
v
q 4q A D2 d 2
(4-11)
第４章
液压缸
4.1.3 摆动式液压缸
摆动式液压缸又称为摆动式液压马达，其输出运动为摆动运动，输出 参数为转矩和角速度。如图4-5所示，其主要由缸筒1、叶片轴2、定位块3 和叶片4等组成。 图4-5a为单叶片式摆动缸，其摆动角度可达300°。它的理论输出转 矩T和角速度ω分别为：
T=
b 2 2 R2 R1 p1 p 2 2
b)
c)
图4-3 单杆活塞缸
a)无杆腔进油 b)有杆腔进油 c)差动连接
第４章
液压缸
第４章
液压缸
第４章
液压缸
第４章
液压缸
⑵ 有杆腔进油 ，如图4-3b所示，液压油从有杆腔进入，其压力为p1、流 量为q，无杆腔回油，其压力为p2，推动活塞向左运动。则液压缸产生的 推力F2和速度v2为：
液压缸结构及原理课件
液压缸的应用领域
01
工程机械
02
农业机械
03
冶金设备
04
航空航天
02
液压缸的结构组成
缸体及缸盖
缸体
缸盖
缸盖是液压缸的封闭部件，用于封闭 缸体的一端，并与活塞杆连接。它通 常由钢材制成，具有足够的强度和刚 度，以承受工作压力和防止泄漏。
活塞及活塞杆
活塞
活塞杆
密封装置
03
液压缸的工作原理
液压缸的工作过程
液压缸结构及原理课 件
目 录
• 液压缸的基本概念及分类 • 液压缸的结构组成 • 液压缸的工作原理 • 液压缸的设计与计算 • 液压缸的制造与维护保养
contents
01
液压缸的基本概念及分类
液压缸的定义与功能
定义 功能
液压缸的分类及特点
分类 • 单杆活塞式液压缸 • 双杆活塞式液压缸
液压缸的分类及特点
度和表面粗糙度。
液压缸的组装与调试
组装步骤
调试方法
液压缸的故障诊断与排除
常见故障
1
诊断方法
2
排除方法
3
液压缸的使用注意事项及维护保养
使用注意事项
维护保养措施
THANKS
感谢观看
制造工艺概述
液压缸的制造工艺涉及到多个工 序，包括材料选择、加工、压缸
的质量和使用寿命。
材料选择
液压缸常用的材料包括碳钢、合 金钢、不锈钢等，需要根据液压 缸的具体用途和工作环境选择合
适的材料。
加工工艺
液压缸的加工包括车削、铣削、 钻孔、磨削等多个工艺，其中重 要的是保证缸体和活塞的几何精
液压缸的力学分析
力的平衡 力的传递 摩擦与磨损
液压缸的拆解实训报告
一、实训目的本次液压缸拆解实训的主要目的是通过对液压缸的拆解，了解液压缸的结构、工作原理以及各个部件的功能，提高对液压系统的认识，培养动手能力和实际操作技能。
二、实训时间2021年10月15日三、实训地点机械工程系液压实验室四、实训内容1. 液压缸的拆解2. 各部件的识别与功能分析3. 液压缸的组装五、实训过程1. 液压缸的拆解在拆解液压缸之前，首先要了解液压缸的结构。
液压缸主要由缸体、活塞、密封圈、导向套、排气阀、排油阀、油管、接头等部件组成。
（1）拆解缸盖：首先用扳手松开缸盖的固定螺栓，然后用锤子轻轻敲击缸盖，使其与缸体分离。
（2）拆解活塞：将活塞从缸体中取出，注意观察活塞与缸体的密封情况。
（3）拆解密封圈：用钳子将密封圈从活塞或缸体上取下，注意观察密封圈的磨损情况。
（4）拆解导向套：用扳手松开导向套的固定螺栓，将其从缸体中取出。
（5）拆解排气阀、排油阀：将排气阀和排油阀从缸体上取下，观察其工作状态。
2. 各部件的识别与功能分析（1）缸体：缸体是液压缸的主体，负责容纳液压油，通过活塞的往复运动实现力的传递。
（2）活塞：活塞是液压缸的关键部件，负责将液压油的压力转换为机械力。
（3）密封圈：密封圈用于防止液压油泄漏，保证液压系统的密封性。
（4）导向套：导向套用于引导活塞的运动方向，保证活塞的运动轨迹。
（5）排气阀、排油阀：排气阀用于排除液压缸内的空气，保证液压系统的正常工作；排油阀用于将液压缸内的液压油排回油箱。
3. 液压缸的组装在完成液压缸的拆解和各部件的识别与功能分析后，进行液压缸的组装。
组装顺序与拆解顺序相反，注意以下事项：（1）在组装密封圈时，要确保密封圈与活塞、缸体等部件的接触面平整，避免密封不良。
（2）在组装导向套时，要确保导向套与缸体的导向面接触良好，保证活塞的运动轨迹。
（3）在组装排气阀、排油阀时，要确保阀门的开启和关闭灵活，无卡滞现象。
六、实训心得通过本次液压缸拆解实训，我收获颇丰。
液压缸使用维修分解
液压缸使用维修分解液压缸是一种常见的液压系统元件，广泛应用于工程机械、汽车、冶金、造纸等领域。
由于液压缸长期运转和工作环境的恶劣，难免会出现故障，需要进行维修和分解。
本文将介绍液压缸的使用、维修和分解过程。
液压缸的使用液压缸是将液压能转化为机械能的装置，其主要由气缸体、活塞、密封件和连接件等组成。
在使用液压缸之前，首先需要进行安装和调试。
安装时，首先清洗液压缸的外表面，确保干净无尘。
其次，要保证液压缸的连接件正确连接，并进行泄漏试验，确保液压缸的密封性。
最后，根据工作需要，正确调整液压缸的行程和工作压力。
液压缸的维修当液压缸出现故障时，需要进行维修。
液压缸的故障一般分为两大类，即机械性故障和液压性故障。
机械性故障是指由于液压缸的部件磨损、断裂、变形或松动等导致的故障。
常见的机械性故障包括密封件磨损、缸体磨损、活塞卡死等。
对于机械性故障，一般需要进行部件更换或修复，保证液压缸的正常运转。
液压性故障是指由于液压系统的压力、流量等参数不正常导致的故障。
常见的液压性故障包括液压缸漏油、行程不良等。
对于液压性故障，一般需要根据具体情况进行液压系统的检修和调整，保证液压缸能正常工作。
液压缸的分解在维修液压缸之前，首先需要对其进行分解。
分解液压缸时，要注意以下几点：1.备份液压缸的参数和型号信息，方便后期的维护和更换零件。
2.将液压缸的工作环境清理干净，避免外界杂质损坏零件。
3.按照液压缸的工作原理，依次卸下液压缸的各个连接件，同时记录下拆卸的顺序。
4.在拆卸液压缸的过程中，应注意保护液压缸的内部零部件，避免损坏。
5.分解过程中应注意安全防护，避免发生意外事故。
液压缸的分解过程一般包括以下几步：1.卸下液压缸的外壳和连接件，如螺母、螺栓等。
2.将液压缸的活塞和密封件取出，注意记录下拆卸的顺序和位置。
3.检查液压缸的各个部件是否损坏，如密封件是否磨损、缸体是否有裂纹等。
4.根据液压缸的故障情况，更换或修复相应的零件。
《液压缸的工作原理》PPT模板课件
2 6
一、油缸的主要几何尺寸设计
1、油缸内径D
D 4F
p
取标准D值 压力值（根据系统）选用过大、过小都不 好，应参考类似产品、推荐值，经验选定。
2 7
2、活塞杆直径d
前述已知
vv1 24q[4q(D [2 D 2]d2)]D2D 2d2
v2 v1
D2 D2 d2
式中： ——速比系数
2 8
2、活塞杆直径d
若无特殊要求 值可参考下表取值。
工作油压（MPa） Φ
p 10 10p20 p 20
1.33
1.46～2
2
速比确定后，活塞杆直径
d D 1
如无速比要求，也可取其直径为缸径 1/5~1/3，选用标准值。
2 9
3、缸筒长度
l ＝活塞行程＋活塞长度＋导向长度＋密封长度
此外：柱塞重量往往较大，水平放置 时容易因自重而下垂，造成密封件和导向 单边磨损，故其垂直使用更有利。
1 2
二、液压缸的工作原理
3、伸缩套筒式液压缸
1 3
二、液压缸的工作原理
3、伸缩式液压缸
伸缩式液压缸由两个或多个活塞式液压缸套 装而成，前一级活塞缸的活塞是后一级活塞缸的 缸筒，可获得很长的工作行程。伸缩缸广泛的用 于起重运输车辆上。
液压缸的工作原理
（Excellent handout training template）
2
第一节 液压缸的主要类型及特点
一、类型
直线往复式液压缸 按运动形式分 摆动式液压缸
单作用式：液压返推回出靠，反力或自重
按作用方式分 双作用式：活塞向的运正动反均靠液压力
液压与气动技术-x第五章液压辅助装置
过滤精度推荐值见教材表5-1。
一、滤油器的功用和过滤精度
3. 对滤油器的要求 （1） 过滤精度要适中。 （2） 通油能力要满足。 （3） 滤芯要有足够的强度。
（4） 滤芯要有足够的耐蚀性。
（5） 结构简单，压力损失小，便于清洗更换。
二、滤油器的类型
1. 按滤芯的材质和过滤方式分： 网式 线隙式 纸芯式 烧结式 磁性式 2 .按安装的位置不同分：
二、滤油器的类型
4. 烧结式滤油器
特点：强度大，性能稳定，抗冲击性能好，耐高温，过滤精度高，制 造简单。其缺点是易堵塞，清洗困难，若有颗粒脱落将会影响过滤精度。
二、滤油器的类型
5.磁性滤油器
特点：属于专用滤油器，用于清除铁屑等铁磁性杂。
二、滤油器的类型
6.各种滤油器的性能
类型
网式
用途
过滤精度
压力 /MPa
一、油管
2. 油管尺寸的计算 （1）油管内径：
（2）油管壁厚：
一、油管
3. 油管的安装要求
（1）管路应尽量短，横平竖直，转弯少。
（2）管路尽量避免交叉，平行管间距要大于
10mm，以防接触振动，并便于安装管接头。
（3）软管直线安装时要有30％左右的余量，
以适应油温变化、受拉和振动的需要。弯曲半
径要大于软管外径的9倍，弯曲处到管接头的距
第三节 蓄能器
蓄能器是液压系统中用以储存和释放液压能的装 置。除此之外，在液压系统中还可吸收压力脉动、 减小液压冲击、节约能量、减少投资等功用。
一、蓄能器的类型
蓄能器主要有重锤式、弹簧式和充气式三种，其 中常用的是充气式蓄能器。 充气式蓄能器利用压缩气体储存能量。按结构形 式不同，充气式蓄能器可分为：直接接触式和隔离 式。隔离式又分为活塞式、气囊式和隔膜式三种。
柱塞式液压缸
(2)活塞杆直径还可按缸的工作压力来确定。 3)缸筒长度L
缸筒长度由活塞行程加上各种结构来确定 4)计算缸筒壁厚 5)连接螺栓 4结构强度、刚度的计算和校核; 5液压缸的结构装配图设计; 6绘制零件图、编写设计说明书。
L
3）基本参数：
双活塞杆液压缸的两端直径通常是相等的,因而液压缸左 右两腔的有效面积相同。若供油压力和流量不变,则活塞往复 运动时两个方向的作用力和速度是相等的。作用力和速度的计 算式如下:(设回油压力为零)
F Ap (D2 d 2 ) p
4
Q
v 1 （D2 d 2 )
4 式中：p供油压力;
摆动式液压缸的输出扭矩和转速计算方法如下:
Mt
D
2 d
2
pbrdr
1 2
pb[(
D)2 2
(d )2] 2
1 8
pb( D 2
d2
)
1 pb(D2 d 2 ) 8
由于存在摩擦 M<Mt
所以机械效率为：
M
Mt
输出角速度
扇形的面积（中心角α）为：
F
1 （D2 8
d 2 )
铸铁缸筒通常用法兰连接。用无缝钢管做成的缸筒虽然 也可以焊上法兰从而采用法兰连接,但一般多采用螺纹或半环 连接等形式。一些手册介绍了缸筒与缸盖的各种连接形式,供 设计工作中参考。
二、液压缸的密封方法
进入液压缸的压力油可能通过活塞杆与缸盖的连接处向外 泄漏,另外还可以通过活塞与缸筒间的配合而使高压腔的压力 油流向低压腔(称为内泄漏)。为了防止泄漏,提高液压缸的工 作性能与效率,在可能泄漏的地方需要安装密封装置。对密封 装置一般有以下要求：
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。
第5章液压缸解读PPT课件
（5.11）
考虑叶片和定子块所占用的角度，单叶片摆动缸的
摆动角一般不超过280º。双叶片摆动缸的摆动角一般不
超过150º。当输入压力和流量不变时，双叶片摆动缸输
出转矩是单叶片摆动缸的2倍，而摆动角速度则是单叶
片摆动缸的一半。
摆动缸结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般 只用于低中压系统中作往复摆动、转位或间歇运动的工 作场合。
§5.1 液压缸的分类和特点
1.活塞式液压缸
(1) 双杆活塞式液压缸(短片)
图5.1所示为双杆活塞式液压缸的工作原理图，活塞的两
侧都有杆伸出。当两侧活塞杆直径相同、供油压力和流量不
变时，活塞（或缸体）在两个方向上的运动速度和推力F都
相等，即
q A
v
4qv
D2 d 2
(m/s)
F
A
p1
p2
m
第12页/共39页
4.组合式液压缸
（1）增压缸 增压缸又称增压器。它能将输入的低压油转变为高压 油供液压系统中的高压支路使用。增压缸如图5.7所示。它 由面积不同（分别为A1和A2）的两个液压缸串联而成，大缸 为原动缸，小缸为输出缸。
图5.7 增压缸
第13页/共39页
增压缸(2/2)
设输入原动缸的压力为p1 ，输出缸的出油压力为p2 ， 若不计摩擦力，根据力平衡关系，可有如下等式
第23页/共39页
间隙密封(2/2)
平衡槽的作用是： （a）由于活塞的几何形状和同轴度误差，工作中压 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，称液压卡紧力，它使摩擦力增大。开平衡槽后，槽 中各向油压趋于平衡，间隙的差别减小，使活塞能够自 动对中，减小了摩擦力，同时减小偏心量，这样就减少 了泄漏量。 （b）增大油液泄漏的阻力，提高了密封性能。 （c）储存油液，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中。
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，为了保下面对液压缸的结构具体分析。
3.2.1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。
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。
第五章液压缸(超经典PPT)
※按国标圆整为标准尺寸。
4.活塞杆直径 d
1）按λv 确定
D2 v 2 D d2
v 1 dD v
2）按工作压力确定
※按国标圆整为标准尺寸。
二、结构计算和校核
1.缸筒壁厚δ
D / 10 py D 2[ ]
时，为薄壁筒（无缝钢管）
式中：py — 实验压力
{p
[ ]
Fk
fA a l 1 2 rk
2
式中： f —由材料强度决定的实验值 a — 系数
4
特点：v3 > v1 ；F3 < F1 。
结论：差动连接后，速度大，推力小。
差动缸
q v3 A杆
q v2 A2
如令： A杆 A 2
则有： v2 v3
2
d 2
4
2
2
D 4
d2
D2 2d 2
d D d
2
D 2d
或 d 0.707D
结论：当 D 2 d 时，快进、快退速度相等。
五、液压缸常见故障和排除方法
故障现象 爬行 产生原因 1．外界空气进入缸内 2．密封压得太紧 3．活塞与活塞杆不同轴 4．活塞杆弯曲变形 5．缸筒内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀 6．安装位置有误差 7．双活塞杆两端螺母拧得太紧 8．导轨润滑不良 排除方法 1．开动系统，打开排气塞（阀）强迫排气 2．调整密封，保证活塞杆能用手拉动而试车时无泄漏即可 3．校正或更换，使同轴度小于ф0.04mm 4．校正活塞杆，保证直线度小于0.1/1000 5．适当修理，严重者重磨缸孔，按要求重配活塞 6．校正 7．调整 8．适当增加导轨润滑油量
第5章液压执行元件
配流盘上有两组孔道—P 和T(如图)，每组各有Z1条孔 道。P组孔道直接与进液腔连 通，T组孔道则经补偿盘与回 液腔连通。配流盘用短花键 联轴节与转子连接，并与转 子同步转动。于是，其上的 孔道P、T便轮流与辅助配流 板及补偿盘上的孔道通断， 实现对马达的配流。
(2)工作原理
BM系列马 达的配流原理 和过程如图所 示。
(1)基本结构
补偿盘 辅助配流板 定子 转子
轴式配流 端面配流 BM系列摆线马达为 端面配流，结构如图。 转子1上有Z1(Z1=8) 个轮齿，与具有Z2(Z2=9) 个圆弧形齿的内齿圈(定 子)2相啮合，形成Z2个密 封空间。
配流盘
分为
花键主轴 短花键联轴节
固定不动的辅助配流板上有Z2个孔(如图)，分别与 上述各密封空间相对应。固定不动的补偿盘上也有Z2个 孔，其位置与辅助配流板相对应，但各孔恒与回液腔T连 通。
三、低速液压马达
1)径向柱塞式液压马达 压力油→配油轴 →柱塞底部→柱塞伸 出，顶住定子内壁→ 定子对柱塞的反作用 力FN的分力FT对缸体产 生一个转矩，使缸体 旋转。缸体再通过端 面连接的传动轴向外 输出转矩和转速。
2）摆线马达 如向摆线转子泵输入压力油，它 即以马达工况运转，成为摆线转子马 达，但这时马达的内、外转子仍以同 方向旋转，排量较小，因而输出的扭 矩不大。若将这种马达的内齿圈(即 外转子)固定不动，同时相应地改变 配流方式，则可大大增加其排量，从 而获得一种低速大扭矩马达。现以BM 系列摆线马达为例，说明其结构特点 和工作原理。
2）液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最
低稳定转速有一定的要求。而泵都在高速下稳定工作。 3）不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，
以提供必要的起动转矩。而泵须具备自吸能力。
液 压与气动技术5-2
D / 10 py D 2[ ]
时，为薄壁筒（无缝钢管）
式中：py — 实验压力
{p
[ ]
py 1.5 pn
y
( pn 16MPa) ( pn 16MPa)
1.25pn
pn — 缸的额定压力
b
n [σ]— 许用应力，σb— 抗拉强度
n — 安全系数 n=5
D2
4
( p1 p2 )
d2
4
p1 ]m
4F d 2 p1 D m ( p1 p2 ) p1 p2
※按国标圆整为标准尺寸。
4.活塞杆直径 d
1）按λv 确定
D2 v 2 D d2
v 1 dD v
2）按工作压力确定
※按国标圆整为标准尺寸。
二、结构计算和校核
D / 10 时，为厚壁筒（铸造）
D [ ] 0.4 p y 1 2 [ ] 1.3 p y
缸筒外径：D1 D 2
注意：圆整为标准壁厚 1）铸造：满足最小尺寸 2）无缝钢管：查手册 (无缝钢管外径不需加工）
2.活塞杆的校核
1）强度校核
第五章 液压缸
§5-1 类型、工作原理及特点 活塞缸
直线运动
{
{ {
单杆 双杆
单作用 双作用 差动
柱塞缸
伸缩缸
摆动运动
{ 齿轮缸
摆动缸（摆动马达）
§5-2 液压缸的设计计算
一、基本参数计算 １.总阻力：
F Fi Fl Ff Fa
式中：Fl ——工作载荷 Ff —— 摩擦阻力 Fa —— 惯性阻力
l 当 1 2 1 2 20 ~ 120 时： rk
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5.2.2 液压缸的组成
液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞 和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分。 (1)活塞和活塞杆 可以把短行程的液压缸的活塞杆与活
塞做成一体，这是最简单的形式。但当行程较长时，常把 活塞与活塞杆分开制造，然后再连接成一体。 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,除此以外还有整体式结构、焊接式结构、锥销式结构。
法兰式连接结构简单, 易加工装拆,连接可靠, 但质量和尺寸较大
螺纹连接的缸筒端部结构复杂 ,外径加 半环式连接的缸筒壁部因开了环形 工时要求保证内外径同心 ,装拆要使用 槽而削弱了强度,为此有时要加厚 专用工具 , 外形尺寸和重量都较小 缸壁 , 它易加工装拆,重量较轻
动画演示
q 4q v 2 A d
注意：增压缸仅仅能增大输出压力 ,并不能增大输出能量 3.其他液压缸 (1)增压缸(增压器)
它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的 局部区域获得高压。它有单作用和双作用两种型式。
p1
D 2
4
p2
d 2
4
D 2 p2 p1 ( ) Kp1 d
第五章 液压缸
液压缸的类型和特点
液压缸的典型结构和组成
液压缸的设计和计算
液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为 机械能的能量转换装置,它包括液压缸和液压马达。
§5-1
液压缸的类型和特点
液压缸又称为油缸，它是液压系统中的一种执行 元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械 运动。
★输入量：压力和流量 （液压功率） ★输出量：力和速度 （机械功率）
压力p,流量Q 液压功率
液压缸
作用力F,速度V
机械功率
液压缸根据其结构形式的不同可分为活塞缸和柱塞 缸两种。
1.活塞缸
活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和 单杆式两种结构形式；按其安装不同又分为缸筒固定和 活塞杆固定两种方式。
(1)单杆式活塞缸
活塞仅一端带有活塞杆。单杆液压缸有缸体固定和 活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活 塞(或缸体)有效行程的两倍。
Fi p
Di 2
4
4q Vi Di2
§5-2
液压缸的典型结构和组成
单活塞杆液压缸主要由缸筒、缸盖、活塞、活塞杆和导向套等组成。缸筒一端与 5.2.1 液压缸的典型结构 缸底焊接 ,另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用螺纹连接。为了保 证液压缸的可靠密封,在相应部位设置了密封圈和防尘圈。
因为双杆活塞缸的两活塞杆直径 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，则液压缸的运动速度v 和推力F分别为
v q 4q A D2 d 2
F A p1 p2
D2 d 2
4
p1 p2
因此,这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
p1 p2 D 2 p1d 2 4
A1>A2
Байду номын сангаас
v1<v2,F1>F2
v2 D2 v 2 v1 D d 2
液压缸往复运动时的速度比 v
(2)差动活塞缸
单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为“差 动连接”。
两腔压力相等,活塞两侧有效面积不等,活 塞向右运动。
q vA2 vA1
F p( A1 A2 ) p
v
q 4q 2 A1 A2 d
d 2
4
q1 v
D 2
4
qv
(D2 d 2 )
4
由上可知，差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小,速 度比非差动连接时大。
可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度。 若A2 A1 2 ,即 D 2d ,则差动连 接缸在两个方向上的速度相等， 输出力也相等。
单作用式 靠外力回程
双作用式 靠液压回程
特点：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小，适用 于翻斗汽车、起重机的伸缩臂等。
动 画 演 示
伸缩缸的外伸动作是逐级进行的。首先是最大直 径的缸筒以最低的油液压力开始外伸，当到达行程终 点后，稍小直径的缸筒开始外伸，直径最小的末级最 后伸出。随着工作级数变大，外伸缸筒直径越来越小， 工作油液压力随之升高，工作速度变快。 其推力F和速度v分别为：
无杆腔进油 活塞运动速度v1和推力F1分别为： 有杆腔进油
q 4q v1 A1 D2
F1 p1 A1 p2 A2
p1 p2 D 2 p2 d 2 4
活塞运动速度v2和推力F2分别为：
q 4q v2 A2 D2 d 2
F2 p1 A2 p2 A1
增压比，反 映增压强度
单作用增压缸在柱塞运动到终 点时 , 不能再输出高压液体 , 需 要将活塞退回到左端位置 ,再向 右行时才又输出高压液体 ,为了 克服这一缺点,可采用双作用增 压缸,由两个高压端连续向系统 供油。
(2)伸缩缸
伸缩缸由两个或多个活塞缸套装而成，前一级活塞缸 的活塞杆内孔是后一级活塞缸的缸筒。
(3)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，分为缸筒固定式和活塞杆固定式两 种安装方式。
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。
缸体与工作台相连,活塞杆通过 支架固定在机床上。这时,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。
2.柱塞缸
当活塞式液压缸行程较长时,加工难度大,制造成本高。 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。
柱塞缸由缸筒、柱塞、导 向套、密封圈和压盖等组 成。柱塞和缸筒内壁不接 触,因此缸筒内孔不需要精 加工,工艺性好,成本低。
柱塞式液压缸是单作用的,它的回程 需要借助自重或弹簧等其他外力来完成。 如果要获得双向运动,可将两柱塞液压缸 成对使用以减轻柱塞的重量,有时制成空 心柱塞。 柱塞缸的推力F和速度为v： d2 F pA p 单作用 4 d 2 双作用 F ( p1 p2 ) 4