《液压与气压传动技术（第2版）教学课件作者符林芳项目四 液 压 缸》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压与气压传动技术（第2版）教学课件作者符林芳项目四 液 压 缸（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目四 液压缸,课题一 液压缸的类型及其特点和应用 课题二 液压缸的设计计算 课题三 液压缸的常见故障及其排除方法,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,一、活塞式液压缸 活塞式液压缸可分为双杆活塞缸和单杆活塞缸两种结构形式。其固定方式有缸筒固定和活塞杆固定两种。 .双杆活塞缸 双杆活塞缸的两端都有活塞杆伸出，有两种安装形式。如图（） 所示为缸体固定，活塞杆移动的安装形式，运动部件的移动范围是活塞有效行程的倍，这种安装形式占地面积大，一般用于小型设备。如图（） 所示为活塞杆固定，缸筒移动的安装形式，运动部件的移动范围是活塞有效行程的倍，这种安装形式占地面积小，可用于大型设备。但不论哪种安装
2、形式，活塞的有效行程都等于工作行程。利用活塞杆固定的安装形式时，液压油可以通过两端空心的活塞杆进入缸的两腔，也可以采用胶管总成与缸筒两端的进出油口连接，实现进出油。,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,双杆活塞缸活塞杆的直径通常相等，当向液压缸的两个腔输入相同压力的液压油时，两个方向的输出推力相等，即 .单杆活塞缸 单杆活塞缸一侧有杆，一侧无杆，有杆腔和无杆腔有效工作面积不相等。当向两腔分别提供压力和流量相同的液压油时，活塞在两个方向上的运动速度和推力不相等。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,）无杆腔进油 如图（）所示，无杆腔进油，有杆腔回油时，活塞推力
3、和运动速度分别为 ）有杆腔进油 如图（）所示，有杆腔进油，无杆腔回油时，活塞推力和运动速度分别为,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,对于同一单杆活塞缸，因为 ，可得， 。即无杆腔进压力油工作时，推力大，速度低；有杆腔进压力油工作时，推力小，速度高。因此，单杆活塞液压缸常用于一个方向有较大负载但运行速度较低，另一个方向为空载快速退回运动的设备，如各种金属切削机床、压力机、注塑机、起重机的液压系统。 ）差动连接 单杆活塞缸在其左右两腔相互接通并同时输入压力油时，称为差动连接。作差动连接的液压缸叫差动液压缸。由于差动液压缸无杆腔受力面积大于有杆腔受力面积，使得活塞上向右的作用
4、力大于向左的作用力，故活塞向右移动，并使有杆腔的油液流入无杆腔，如图所示。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,在实际应用中，液压传动系统常通过换向阀来改变单杆活塞缸的回路连接，使其处于不同的工作方式，从而获得快进（差动连接）工进（无杆腔进油）快退（有杆腔进油）的工作循环，实现功率的有效应用。差动连接是在不增加泵流量的条件下，实现快速运动的有效办法，常见于组合机床和各类专机中。 单杆活塞缸不论是缸体固定还是活塞杆固定，它所驱动的工作台的运动范围都约等于液压缸有效行程的两倍。 活塞缸的缸筒内有活塞在其中频繁地往复运动，要求其内孔表面光滑，且具有较高的形状和尺寸精度。对于大型
5、或超长行程的活塞缸，这种较高的工艺要求不易实现，在这种情况下可以采用柱塞缸。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,二、柱塞式液压缸 柱塞式液压缸由缸筒、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。如图（）所示为柱塞式液压缸的结构简图。当压力油进入缸筒时，推动柱塞并带动运动部件运动。 柱塞缸的输出力和运动速度分别为,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,柱塞式液压缸是单作用液压缸，只能做单向运动。柱塞缸的回程必须依靠其他外力（如弹簧力） 或是垂直安放靠柱塞等活动部分的自重回程。在大行程设备中，为了得
6、到双向运动，柱塞缸常成对使用，如图（）所示。 如图所示为柱塞式液压缸的常见结构。柱塞端面是受压面，其面积大小决定了柱塞缸的输出速度和推力。为保证柱塞缸有足够的推力和稳定性，一般柱塞较粗，质量较大，水平安装时易产生单边磨损，故柱塞缸适宜于垂直安装使用。水平安装使用时，为减轻质量，有时制成空心柱塞。为防止柱塞因自重下垂，通常要设置柱塞支承套和托架。柱塞只与导向套配合，故缸筒内壁只需粗加工，甚至在缸筒采用无缝钢管时可不加工，运动时由缸盖上的导向套来导向。所以结构简单，制造容易，成本低廉，常用于长行程机床，如龙门刨床、导轨磨床、大型拉床等设备的液压传动系统。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型
7、及其特点和应用,三、其他常见形式液压缸 .摆动式液压缸 摆动式液压缸又称为摆动式液压马达，能够输出转矩并实现往复摆动运动，有单叶片、双叶片两种形式，如图所示。 图（）为单叶片式摆动缸，由定子块、缸体、摆动轴、叶片、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，叶片和摆动轴连接在一起。当液压油进入摆动缸时，压力油推动叶片摆动，改变进、出油口，可改变叶片及摆动轴的摆动方向。最大回转角度一般不超过 图（）为双叶片式摆动缸，其摆角最大可达。当输入油液的压力和流量相等时，双叶片摆动缸摆动轴输出转矩是单叶片摆动缸的两倍，而摆动的角速度则是单叶片摆动缸的一半。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸
8、的类型及其特点和应用,.增压缸 增压缸又称增压器。通过增压缸可以将输入的低压油转变为高压油输出。如图所示为一种由活塞缸和柱塞缸组合而成的增压缸。增压缸利用活塞与柱塞有效面积之差使液压系统的局部区域获得高压。 增压缸常用于获得高压或超高压，以代替昂贵的高压或超高压泵。如图所示为增压缸的结构图。 .增力缸 在液压缸径向安装尺寸受到限制而输出力又要求较大的液压系统中，可采用增力缸。如图所示，增力缸由两个单杆活塞缸串联形成，当液压油通入两缸左腔时，活塞向右运动，两个缸右腔的油液同时排出。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,若不计回油压力及能量损失，其输出的推力为 .齿条活塞缸
9、如图所示为齿条活塞缸，由双活塞缸和齿轮齿条机构组成。这种液压缸可以将活塞的直线往复运动经齿轮齿条机构转换成回转运动，常用于机械手、磨床的进给机构、组合机床回转工作台的转位或分度机构中。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,齿条活塞缸对外输出的转矩和回转角速度分别为： .伸缩式液压缸 伸缩式液压缸又称为多级液压缸，由两个或多个活塞缸套装组成（如图所示）。前一级活塞缸的活塞是后一级活塞缸的缸筒，伸出时（按活塞的有效工作面积由大到小依次伸出），可获得较大的工作行程；缩回时（按活塞的有效工作面积由小到大依次缩回）可获得较小的结构尺寸。由于各级活塞的有效工作面积不同，在输入油液压力
10、和流量都不变的情况下，液压缸的推力和速度可实现分级变化：当口进油时，先推动一级套筒活塞向右运动，由于一级活塞有效工作面积较大，故运动速度低，推力大。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,一级活塞运动到行程终点后，级活塞在压力油的作用下继续向右运动，因其有效工作面积较小，其速度快、推力小。 伸缩式液压缸常用于工程机械（如翻斗汽车、起重机等） 和农业机械上，如自卸汽车举升缸、起重机伸缩臂缸、拖拉机翻斗挂车自卸系统举升液压缸等。 四、液压缸的典型结构和组成 在液压传动系统中，活塞缸比较常用，结构相对复杂，本节以活塞式液压缸为例，详细介绍液压缸的典型结构。通常活塞缸由后端盖、缸筒
11、、活塞、活塞杆和前端盖等主要部分组成。为防止工作介质向缸外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有密封装置。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,在前端盖外侧还装有防尘装置。为防止活塞快速运动到行程终端时撞击缸盖，缸的端部还可设置缓冲装置。此外，根据需要缸还设有缓冲装置和排气装置。导向套对活塞杆或柱塞起导向和支承作用，有些缸不设导向套，直接用端盖孔导向，这种结构简单，但磨损后必须更换端盖。 综上所述，典型活塞缸一般由缸体组件（缸筒、端盖等）、活塞组件（活塞、活塞杆等）、密封装置、缓冲装置和排气装置组成。在进行液压缸的结构设计
12、时，应根据工作压力、运动速度、工作条件、加工工艺及装拆检修等方面的要求综合考虑其各部分结构。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,如图所示为法兰式单杆活塞缸。法兰、与缸筒采用螺纹连接，通过螺钉将前盖、前端盖、法兰、法兰及缸筒固定为一体。采用内螺纹型缓冲套管将活塞、缓冲套管固定在活塞杆上。缓冲套管和缓冲套分别与前后端盖上的节流阀和单向阀组成缓冲器，以使活塞组件在行程终点时制动，避免活塞与缸盖之间的相互撞击。排气装置用于排放油腔内积聚的气体。密封圈和活塞密封组件共同组成密封装置。 .缸体组件 缸体组件通常由缸筒、缸盖、导向环和支承环等组成。缸体组件与活塞组件构成密封的工作容腔
13、，承受压力。因此缸体组件要有足够的强度、较高的加工精度和可靠的密封性。 常见的缸体组件连接形式有下面几种（如图所示）。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,）法兰连接 法兰连接是一种常用的连接形式。这种连接结构简单，加工方便，连接可靠，但要求缸筒端部有直径足够大的凸缘，用以安装螺栓或旋入螺钉，故其质量和外形尺寸较大。 ）半环连接 半环连接分为外半环连接和内半环连接两种形式。半环连接工艺性好，连接可靠，质量轻，结构紧凑，但零件较多，加工也较复杂，另外，缸筒上开设了环形槽，对缸筒的强度会有所削弱。常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接。 ）螺纹连接 螺纹连接有外螺纹连接和内螺纹连接两
14、种方式，具有径向尺寸小、质量轻、结构紧凑等优点，但缸筒端部需要加工螺纹，结构较复杂，加工精度高。一般用于要求外形尺寸小、质量轻的场合。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,）拉杆连接 前、后端盖装在缸筒两边，用根拉杆（螺栓） 将其紧固。这种连接结构简单，工艺性好，通用性强，易于拆装，但质量和外形尺寸较大，密封效果会受到拉杆变形的影响，一般用于较短的中低压缸。 ）焊接连接 焊接连接结构强度高，制造简单，径向尺寸小，但焊接时易引起缸筒变形。一般用于行程短、轴向尺寸要求紧凑的液压缸。 缸筒是液压缸的主体，为保证其加工质量，内孔一般采用镗削、铰孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，以
15、使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，减小磨损并保证良好的密封效果。端盖装在缸筒两端，与缸筒形成封闭容腔，承受很大的压力，因此缸筒、缸盖及其连接部件应有足够的强度和较好的加工工艺性。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,工程机械、锻压机械等工作压力较高的场合，缸筒常用、号钢的无缝钢管。其中，须与缸盖、管接头、耳轴等零件焊接的缸筒用号钢，并在粗加工后调质。不与其他零件焊接的缸筒，常用号钢调质，调质处理可有效提高缸筒的强度，改善其加工性能。压力较低的液压缸，其缸筒可采用铸铁。另外，缸筒也可以用锻钢件、铸钢件、铝合金、铜合金等制造。为降低缸筒内表面的表面粗糙度，提高其表面硬度，可
16、在镗孔后进行滚压；为防止缸筒腐蚀、提高其使用寿命，还可在缸筒内表面镀.厚的硬铬，再进行研磨抛光。,上一页,下一页,返回,课题一 液压缸的类型及其特点和应用,.活塞组件 活塞组件包括活塞、活塞杆及其连接件等。为便于加工和选材，活塞与活塞杆一般采用分离的形式。活塞在压力作用下进行往复运动，因此，活塞必须具有一定的强度和良好的耐磨性，一般用铸铁或钢制造。活塞有整体式和组合式两种结构。活塞杆是连接活塞和工作部件的传力零件，必须有足够的强度和刚度。活塞杆分实心和空心两种类型，通常都用钢制造。活塞杆在导向套内往复运动，其外圆表面应当耐磨并具有防锈性能，故活塞杆外圆表面需镀铬。根据工作压力、安装固定形式及工作条件的不同，活塞组件有多种结构形
