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1、第四章 液压缸 Cylinder,主要内容,液压缸的工作原理、类型和特点 液压缸基本参数的计算 液压缸的典型结构,本章重点,活塞杆液压缸基本参数的计算 液压缸的差动连接,一、液压缸的工作原理,第一节 液压缸的类型和特点,液压缸是将液体的压力能(p、q)转换成机械能(F、v)，实现往复直线运动或往复摆动的执行元件。,二、液压缸的特点,具有结构简单、工作可靠、制造容易等优点 广泛应用于各种液压机械设备中,三、液压缸的类型,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：实现小于360的往复摆动，输出扭矩和角速度 组合缸,实现往复直线运动,按供油方向分,单作用液压缸 双作用液压缸,
2、单作用缸与双作用缸,单作用缸,- 油液只通缸的一腔，使活塞作单方向运动 - 活塞反向运动须靠外力（弹簧或自重）来实现,双作用缸,- 缸两个方向运动都由通液压油来实现,1、活塞缸 1）双杆活塞缸 Cylinder with two piston rods,（1）双活塞杆缸的结构,（2）双活塞杆缸的运动速度和推力,运动速度v,- 两腔有效面积相等，当输入q，p一定，缸在左右 两个方向输出的速度和推力相等。,推力F,特点,（3）双活塞杆缸的固定方式,- 工作台移动范围为缸活塞有效行程L的3倍 - 占地面积大，宜用于小型设备,缸体（筒）固定,（3）双活塞杆缸的固定方式,- 工作台移动范围是活塞有效行程
3、的2倍 - 常用于大型设备中,活塞杆固定,动画按钮,双杆缸应用实例液压助力转向,2）单杆活塞缸,单杆活塞缸应用实例_工程车,单杆活塞缸,（1）单杆活塞缸的运动速度和推力,无杆腔进油,- 推力,- 运动速度,单杆活塞缸的运动速度和推力,有杆腔进油,- 推力,- 运动速度,（2）单杆活塞缸的差动连接,无杆腔与有杆腔同时与进油连通,问题：活塞能否移动？向哪个方向移动？为什么？,单杆活塞缸差动连接的运动速度和推力,动画,2、柱塞缸单作用油缸,特点： 1）柱塞端面是工作面； 2）缸体内壁与柱塞无配合关系，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系，故制造、加工方便。 3）为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心
4、。,4）只能单向运动，要靠外力返回，要求往复运动时，需成对使用。,柱塞缸应用实例-升降台,3、摆动缸 （摆动马达） 摆动液压缸是将液体的压力能转变为往复旋转运动（即摆动）的机械能的能量转换装置。 分类：分为单叶片式和双叶片式两种。 （1） 双叶片式摆动缸 - 双叶片的摆角150o， - 输出转矩为单叶片的两倍。,双叶片摆动缸 动画,（2）单叶片式摆动缸 - 单叶片式的摆角300o， - 输出转矩为双叶片的1/2。 - 单叶片式的转矩和角速度计算：,单叶片摆动缸 动画,（1）伸缩缸 - 伸缩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，伸出时有较长的行程。 - 分别
5、是单作用与双作用式伸缩缸。 - 适用于行程要求很长的场合,双作用伸缩缸 动画2,双作用伸缩缸 动画1,4、组合式液压缸,伸缩缸应用-液压电梯,（2）齿条活塞缸,3） 增压缸,第二节 液压缸的结构,一. 液压缸的典型结构,组成部分：7缸筒，1、14缸盖，21活塞，8活塞杆，4、9、13等密封装置，6缓冲装置，2排气装置,二. 液压缸的组成,1. 缸筒、端盖的连接形式,法兰连接式,连杆连接式,半环 or 螺纹 or 焊接 无缝连接式 取决于内部结构,缸筒、端盖的连接形式,2. 活塞、活塞杆的连接形式,3. 密封装置,类型,间隙密封 - 利用微小间隙来防止泄漏 - 均压槽：增大油液通过间隙时的阻力
6、- 优点是摩擦力小；缺点是有泄漏 密封圈密封 - 利用材料的弹性使各种截面的环形圈紧贴壁面来防止泄漏 - O形密封圈 - Y形密封圈 - V形密封圈 - 组合密封圈,间隙密封,密封圈,密封圈密封,O形密封圈密封,- 材料耐油橡胶 - 横截面呈圆形 密封原理 - 装入后 a)预变形，贴紧壁面 - 不足：p10 MPa, 密封圈被挤入缝隙 （图b）而损坏 - 改进：放挡圈 图c、d 特点 - 结构简单紧凑，摩擦力小，装拆方便，成本低,唇形密封圈密封- Y形、V形、U形、L形等,Y形密封圈,- 横截面呈Y形 密封原理 - 唇口端对着压力油腔 - 压力油作用下，两唇张开，贴紧机件表面 特点 - 可随压
7、力变化自行调整密封性能：压力越高贴越紧；压力降低则唇边压紧也降低，减少了摩擦阻力和功率损耗； - 常用于速度较高的液压缸,唇形密封圈密封- Y形、V形、U形、L形等,V形密封圈,- 横截面呈V形 - 由支承环、密封环、压环叠加使用 密封原理 - 唇口端对着压力油腔 - 压环压紧密封环时，支承环使密封环变形而实现密封,特点 - 密封性好、耐高压、寿命长 应用 - 常用于高压（25MPa p 50MPa），运动速度较低的场合实现密封。,防尘圈,作用 - 防止外界灰尘、沙粒等异物进入缸内,4. 缓冲装置 Buffer,设置目的 - 防止液压缸活塞运动到终端时发生碰撞，以致损坏 缓冲原理 - 缓冲柱塞
8、（绿色） - 在活塞快接近缸盖时，在回油腔通过节流的方法产生缓冲压力（回油阻力），使v，避免碰撞,常用缓冲装置,a) 圆柱形环隙式缓冲装置 - 不足：回油节流面积不变，缓冲开始时制动力大，缓冲效果较差 b) 圆锥形环隙式缓冲装置 c) 可变节流槽式缓冲装置 - 特点：节流面积随缓冲行程的增大而减小，缓冲压力变化平缓，效果好 可调节流孔式缓冲装置,可调节流孔式缓冲装置,工作原理 - 缓冲时，回油口被堵塞，油液只能经节流阀回油 - 节流阀开口面积可根据负载进行调节，从而改变活塞缓冲速度，因此适用范围广,5. 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 - 影响缸的运动平稳性，产生噪声、振动和冲击 措施 - 在缸的最高端开排气孔或安装排气阀,排气阀：正式工作前，松开阀，空载运行排出气泡；然后拧紧阀，正式工作,6. 液压缸的安装形式,液压缸制作 动画,第四章 结束,
