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1、第四章 液压执行元件,3.1 液压缸的类型和特点 液压缸是将液压能转变为机械能的装置，输出往复直线运动。 液压缸的分类 按结构形式分： 活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸 柱塞缸 摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸 按作用方式分： 单作用液压缸 油液只通缸的一腔，油液驱动活塞杆单方向运动，反向靠弹簧力、重力等驱动； 双作用液压缸 双向运动都依靠油压力驱动； 复合式缸 活塞缸与活塞缸组合、活塞缸与柱塞缸组合、活塞缸与机械结构组合。,双杆活塞缸 活塞两侧都有活塞杆伸出。 安装方式：活塞杆固定式和缸筒固定式。,双活塞杆缸的应用,当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的三倍； 当活塞杆固定时
2、，运动部件移动范围是活塞有效行程的两倍 。,双杆活塞缸的速度推力特性 油缸在左右两个方向上输出的速度相等。 油缸在左右两个方向上输出的推力相等。,P1进油压力、 P2回油腔背压力、m液压缸机械效率、A活塞有效作用面积、D活塞直径、d活塞杆直径、V液压缸容积效率。 油缸在左右两个方向上输出的推力相等，m为缸的机械效率。,双作用单杆活塞缸 一端带活塞杆，有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，运动部件移动范围为活塞有效行程的两倍。 双向运动速度不同，推力也不同。,双作用单杆活塞缸 单杆活塞缸只有一端带活塞杆，有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，运动部件移动范围为活塞有效行程的两倍。 双向运动速度不同，
3、推力也不同。,单杆活塞缸速度推力特点,无杆腔进油,有杆腔进油,单杆活塞缸差动连接的速度推力特性,差动连接：单活塞杆缸两腔同时通压力油，p1=p2。 差动连接的液压缸只能向一个方向运动。,如果要求差动缸向右运动速度v3非差动连接向左运动速度 v2，则 伸出速度较快，而推力较小，用于机构快进，不增加泵的流量和功率。,柱塞缸的特点 柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。 为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心。 柱塞缸只能作单作用缸，需借重力缩回。 柱塞缸的速度推力特性,伸缩液压缸,结构：由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒
4、。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。,伸缩液压缸的速度推力特性,1.伸出时，依次从大到小、从外 到内伸出。,2.缩回时，依次从小到大、从内到外缩回。 双作用伸缩液压缸特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。单作用伸缩液压缸与双作用伸缩液压缸不同点是回程靠外力，而双作用靠液压作用力。 此外，还有齿条活塞缸、增速缸、增压缸、摆动式液压缸等。,4.2 液压缸的典型结构,1.双作用单活塞杆液压缸 缸体组件 包括缸筒、缸盖、缸底等零件。 活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件。 密封装置 活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封。 缓冲装置、排气
5、装置 液压缸安装连接形式：脚架式，耳环式，铰轴式 2.自卸汽车伸缩式液压缸,3.汽车起重机伸缩臂液压缸（顺序伸缩） 第一节臂为双作用活塞缸（缸1、换向阀A动作） 第二节、第三节由双级缸2驱动，第一级双作用活塞缸驱动第二节臂，第二级柱塞缸驱动第三节臂。 第一节伸出：进油：换向阀Aa口活塞杆11油管油道无杆腔缸筒、第一节臂伸出 回油：有杆腔11油管油道b口换向阀A,第二级臂伸出：换向阀B动作。 进油：c口缸1活塞杆中心油道缸2d口一级缸活塞杆30内孔 二级柱塞缸内腔二级柱塞缝隙一级无杆腔二节臂伸出 回油：一级有杆腔30内油道e口缸1有杆腔b口换向阀b 第三节臂伸出：一级缸筒29完全伸出油压上升二级
6、柱塞24伸出第三节臂伸出,4.3 油缸细部结构 1 缸筒材料：无缝钢管,2 缸筒与缸盖连接方式：法兰式、螺纹式、半环式、拉杆式、焊接式 液压缸安装连接形式：脚架式、耳环式、铰轴式、法兰式,活塞杆安装连接方式：耳环式、法兰式。 耳环式：单耳环、带衬套的单耳环、球铰型单耳环,3 活塞和活塞杆 材料：活塞灰铸铁、耐磨铸铁、铝合金。 活塞杆35钢或45钢。,连接形式 4.4 密封装置 类型： 间隙式密封 密封圈密封 活塞环密封 O型密封圈 Y型密封圈 V型密封圈 组合式密封,活塞杆的构造：实心活塞杆、空心活塞杆 活塞杆的导向：无导向套、金属导向套、非金属导向环,O型密封圈 特点：结构紧凑、摩擦力小，装
7、拆方便，成本低。 应用: 静密封32MPa 动密封10MPa。 密封槽的设计 异型油封模具的设计,Y形密封圈 类型：宽断面、窄断面 密封原理：唇口端对着高压侧，压力使唇口贴紧壁面。 特点：密封性、稳定性和耐压性较好，阻力小，寿命较长，唇边磨损后能自动补偿。材料：丁晴橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶。,应用：往复运动密封，宽断面20MPa，窄断面32MPa。 轴用密封装在孔的槽内，短唇与轴相对滑动。 孔用密封装在轴的槽内，短唇与孔相对滑动。,V形密封圈 组成：压环、V形环、支撑环 密封原理： 开口端对应高压侧； 压环、支撑环压力使V形圈唇口贴紧壁面。 特点： 密封性好、耐压高、寿命长。 应用 适用50M
8、Pa的活塞及活塞杆往复运动密封。 油液泄露时，可调整压环压力补偿V形环接触应力。,组合式密封 组成：O形圈、滑环或支撑环。 特点：寿命长、摩擦阻力小且稳定。,应用：适用50MPa的活塞及活塞杆往复运动密封。,放尘封 作用：防止灰尘、沙粒等进入缸内。 类型：无骨架式、骨架式 双唇形密封圈 内唇与外唇的作用,缓冲装置 目的：防止缸中运动件在行程终端发生碰撞、以致损坏。 缓冲原理：缓冲柱塞（绿色）在排油腔产生足够大的缓冲压力（回油阻力），使v下降，避免碰撞。 常用缓冲装置 间隙式：圆柱形环隙式、圆锥形环隙式 可变节流槽式 可变节流孔式,可调节流式缓冲装置 节流阀开口面积可根据负载情况进行调节，从而改变活塞缓冲速度。,排气装置 气体的产生：油液中气体分离、长时间不用，外界侵入。 危害：影响液压缸运动平稳性、产生冲击。 措施：在缸的高部位开排气孔或安排气塞。 活塞杆安装连接方式：耳环式、法兰式。,
