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1、1第三章第三章 液压缸液压缸chapter hydraulic cylinder 液压缸和液压马达一样，都属液压缸和液压马达一样，都属液压缸和液压马达一样，都属液压缸和液压马达一样，都属于液压系统的执行元件，都是将于液压系统的执行元件，都是将于液压系统的执行元件，都是将于液压系统的执行元件，都是将液压液压液压液压能转换为机械能能转换为机械能能转换为机械能能转换为机械能的能量转换装置。的能量转换装置。的能量转换装置。的能量转换装置。 液压马达做旋转运动，输出的液压马达做旋转运动，输出的液压马达做旋转运动，输出的液压马达做旋转运动，输出的是转矩和转速；液压缸做直线往复运是转矩和转速；液压缸做直线往
2、复运是转矩和转速；液压缸做直线往复运是转矩和转速；液压缸做直线往复运动，输出的是力和速度动，输出的是力和速度动，输出的是力和速度动，输出的是力和速度。2一、类型一、类型 按运动形式分按运动形式分 按作用方式分按作用方式分第一节第一节 液压缸的主要类型及特点液压缸的主要类型及特点3一、类型4一、类型按结构形式分按结构形式分 5二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理1、活塞式液压缸、活塞式液压缸（1）活塞向右行）活塞向右行6二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理1、活塞式液压缸、活塞式液压缸（2）活塞向左行）活塞向左行7二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理1、活塞式液压缸、活塞式液压缸（3
3、）差动连接（一般）差动连接（一般 ）8二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理 1、活塞式液压缸、活塞式液压缸比较（比较（1）、（）、（2）、（）、（3），可知），可知 ： 差动连接适用于快速、小负载的工况，如液差动连接适用于快速、小负载的工况，如液压机床中的快速推进。压机床中的快速推进。 9二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理 2、柱塞式液压缸、柱塞式液压缸柱塞式液压缸结构原理图柱塞式液压缸结构原理图10二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理 2、柱塞式液压缸、柱塞式液压缸成对使用实现双向运动成对使用实现双向运动11二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理 2、柱塞式液压缸、柱塞式液压
4、缸 它只能实现一个方向的液压传动，反它只能实现一个方向的液压传动，反向运动要靠外力。若需要实现双向运动，向运动要靠外力。若需要实现双向运动，则必须成对使用。这种液压缸中的柱塞和则必须成对使用。这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不需精加工，它特导向，因此缸筒的内壁不需精加工，它特别适用于行程较长的场合。别适用于行程较长的场合。 此外：此外：柱塞重量往往较大，水平放置柱塞重量往往较大，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。单边磨损，故其垂直使用更有利
5、。12二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理 3、伸缩套筒式液压缸、伸缩套筒式液压缸13 伸伸缩缩式式液液压压缸缸由由两两个个或或多多个个活活塞塞式式液液压压缸缸套套装装而而成成，前前一一级级活活塞塞缸缸的的活活塞塞是是后后一一级级活活塞塞缸缸的的缸缸筒筒，可可获获得得很很长长的的工工作作行行程程。伸伸缩缩缸缸广广泛泛的的用用于起重运输车辆上。于起重运输车辆上。 图图a a是单作用式，图是单作用式，图b b是双作用式。是双作用式。二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理3、伸缩式液压缸、伸缩式液压缸14二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理 3、伸缩套筒式液压缸、伸缩套筒式液压缸柱塞式液压
6、缸结构原理图柱塞式液压缸结构原理图15二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理 3、伸缩套筒式液压缸、伸缩套筒式液压缸伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸伸出的行程长，收缩后的结构尺寸伸出的行程长，收缩后的结构尺寸伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小，适用于翻斗汽车，起重机的伸小，适用于翻斗汽车，起重机的伸小，适用于翻斗汽车，起重机的伸小，适用于翻斗汽车，起重机的伸缩臂等。缩臂等。缩臂等。缩臂等。 164、摆动式液压缸 有单叶片、双叶片两种类型。单叶片摆角小于360 ，双叶片摆角小于180 。
7、摆动缸结构比较简单，制造方便，但密封困难，一般只用于中低压系统。 二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理174、摆动式液压缸、摆动式液压缸单叶片摆动式液压缸单叶片摆动式液压缸单叶片摆动式液压缸单叶片摆动式液压缸11输输输输出出出出轴轴轴轴；22叶叶叶叶片片片片；33缸缸缸缸体体体体；44固固固固定定定定叶叶叶叶片片片片（与（与（与（与3 3 固定，不转动）固定，不转动）固定，不转动）固定，不转动）二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理双叶片摆动式液压缸双叶片摆动式液压缸双叶片摆动式液压缸双叶片摆动式液压缸11输输输输出出出出轴轴轴轴；22固固固固定定定定叶叶叶叶片；片；片；片；33缸体；缸
8、体；缸体；缸体；44叶片叶片叶片叶片18 齿齿齿齿轮轮轮轮缸缸缸缸由由两两个个柱柱塞塞和和一一套套齿轮齿条条传动装装置置组成成，当当液液压油油推推动活活塞塞左左右右往往复复运运动时，齿条条就就推推动齿轮往往复复转动，从从而而由由齿轮驱动工工作作部部件件作作往复旋往复旋转运运动。5、齿条液压缸、齿条液压缸二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理195、齿条液压缸、齿条液压缸二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理齿条活塞液压缸齿条活塞液压缸206、增压缸、增压缸二、液压缸的工作原理二、液压缸的工作原理 在某些短时或局部需要高压的液压系统中，常用增压在某些短时或局部需要高压的液压系统中，常用增压缸
9、与低压大流量泵配合作用，单作用增压缸的工作原理缸与低压大流量泵配合作用，单作用增压缸的工作原理如图如图a所示，输入低压力所示，输入低压力p1的液压油，输出高压力为的液压油，输出高压力为p2的的液压油，增大压力关系如式液压油，增大压力关系如式 单作用增压缸不能连续向系统供油，图单作用增压缸不能连续向系统供油，图b为双作用式为双作用式增压缸，可由两个高压端连续向系统供油。增压缸，可由两个高压端连续向系统供油。21第二节第二节 液压缸的结构图液压缸的结构图一、结构（以单杆双作用式为例）单杆双作用活塞液压缸单杆双作用活塞液压缸2223二、缓冲装置二、缓冲装置 当活塞快速运动到接当活塞快速运动到接近缸盖
10、时，增大排油阻力，近缸盖时，增大排油阻力，使液压缸的排油腔产生足使液压缸的排油腔产生足够的缓冲压力，使活塞减够的缓冲压力，使活塞减速，从而避免与缸盖快速速，从而避免与缸盖快速相撞。相撞。 原理原理原理原理：在活塞运动接近终在活塞运动接近终点位置时，增大液压缸的点位置时，增大液压缸的排油阻力，使活塞运动速排油阻力，使活塞运动速度降低。度降低。柱塞间隙式缓冲装置柱塞间隙式缓冲装置柱塞缓冲阀式缓冲装置柱塞缓冲阀式缓冲装置单向阀作用：单向阀作用：反向运动时增加油压作用面积反向运动时增加油压作用面积24 由于液压油中由于液压油中混入空气，以及液混入空气，以及液压缸在安装过程中压缸在安装过程中或长时间停止
11、使用或长时间停止使用渗入空气，液压缸渗入空气，液压缸在运行过程中，会在运行过程中，会因气体压缩性而使因气体压缩性而使执行部件出现低速执行部件出现低速爬行、噪声等不正爬行、噪声等不正常现象常现象 。三、排气装置三、排气装置25第三节第三节 液压缸的设计液压缸的设计n n标准油缸选择原则标准油缸选择原则：动作要求、允许安装尺寸、安装形式、负载、行程、速度、工作压力等。通过计算油缸内径D来选择标准油缸。n n自行设计油缸是在标准油缸无法满足自行设计油缸是在标准油缸无法满足上述工况时，才进行设计。上述工况时，才进行设计。26一、油缸的主要几何尺寸设计一、油缸的主要几何尺寸设计1、油缸内径、油缸内径D
12、取标准取标准D值值 压力值（根据系统）选用过大、过小都不压力值（根据系统）选用过大、过小都不好，应参考类似产品、推荐值，好，应参考类似产品、推荐值，经验选定经验选定。272、活塞杆直径d前述已知 式中：式中：速比系数 282、活塞杆直径d若无特殊要求若无特殊要求 值可参考下表取值。值可参考下表取值。工作油工作油压（MPa）1.331.4622速比确定后，活塞杆直径速比确定后，活塞杆直径如无速比要求，也可取其直径为缸径如无速比要求，也可取其直径为缸径1/51/3，选用标准值选用标准值选用标准值选用标准值。293、缸筒长度、缸筒长度 活塞行程活塞长度导向长度密封长度活塞行程活塞长度导向长度密封长度
13、 其它长度（如缓冲装置）其它长度（如缓冲装置）其中活塞长度其中活塞长度导向长度导向长度最好最好30二、油缸的强度、刚度校核二、油缸的强度、刚度校核31二、油缸的强度、刚度校核二、油缸的强度、刚度校核2、活塞杆强度及压杆刚度校验（即稳定性校验）、活塞杆强度及压杆刚度校验（即稳定性校验）（1）强度验算）强度验算式中：F活塞杆上的载荷（N）； 活塞杆材料许用应力（Pa）， = b/n b抗拉强度，n安全系数32（2）稳定性校验 当活塞杆受压，且l/d10时（l活塞杆长），需要对活塞杆进行稳定性验算： 式中：式中：F活塞受压时的载荷（活塞受压时的载荷（N）；）； Fk压杆能保持工作稳定的临界载压杆能保持工作稳定的临界载 荷（荷（N），与材料的性质、截面），与材料的性质、截面 形状、直径、长度、缸的安装方形状、直径、长度、缸的安装方 式等有关，可查设计手册；式等有关，可查设计手册； n安全系数，安全系数，24。33THE END
