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1、第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Chapter 3 液液压压缸缸 本章主要内容：本章主要内容： 3.1 液液压压缸的缸的类类型及特点型及特点 3.2 液液压压缸的构造缸的构造 3.3 液液压压缸主要尺寸确缸主要尺寸确实实定及定及选选用用 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动了解液压缸的构造方式、任务原理；了解液压缸的构造方式、任务原理；掌握液压缸的设计计算方法和特点。掌握液压缸的设计计算方法和特点。单杆活塞液压缸；单杆活塞液压缸；密封、缓冲、排气。密封、缓冲、排气。目的目的义务: : 重点重点难点点: : 第三章第三章第三章第三章
2、 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动液压缸是实现直线往复运动的执行元件液压缸是实现直线往复运动的执行元件 。液压与气压传动中的执行元件是将流体的压力能转液压与气压传动中的执行元件是将流体的压力能转化为机械能的元件。它驱动机构作直线往复或旋转化为机械能的元件。它驱动机构作直线往复或旋转或摆动运动，其输入为压力和流量，输出为力或摆动运动，其输入为压力和流量，输出为力和速度，或转矩和转速。和速度，或转矩和转速。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Part 3.1 Part 3.1 液液液液压压压压缸的缸的缸的缸的类类类类型和特点型和特点型和特点型和特点液压缸按其构
3、造方式，可以分为活塞缸、柱塞缸和组合缸等液压缸按其构造方式，可以分为活塞缸、柱塞缸和组合缸等 。1. 1. 1. 1. 活塞式液活塞式液活塞式液活塞式液压压压压缸缸缸缸 1双杆活塞缸双杆活塞缸 图图3-1a所示所示为缸筒固定的双杆活塞缸，为缸筒固定的双杆活塞缸，活塞两侧的活塞杆直径相等活塞两侧的活塞杆直径相等它的进、出油口位于缸筒两它的进、出油口位于缸筒两端。当任务压力和输入流量端。当任务压力和输入流量一样时，两个方向上输出的一样时，两个方向上输出的推力推力F和速度和速度v是相等的。其是相等的。其值为：值为： 图图3-1 3-1 3-1 3-1 双杆活塞缸双杆活塞缸双杆活塞缸双杆活塞缸a a
4、a a缸筒固定缸筒固定缸筒固定缸筒固定第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动 式中 A 活塞的有效面积； D、d 活塞和活塞杆的直径； q 输入流量； p1、p2 缸的进、出口压力； m、V 缸的机械效率、容积效率。3-13-13-13-13-23-23-23-21 1 1 1 双杆活塞缸双杆活塞缸双杆活塞缸双杆活塞缸这种安装方式，任务台挪动范围约为活塞有效行程的三倍，占这种安装方式，任务台挪动范围约为活塞有效行程的三倍，占地面积大，适用于小型机械。地面积大，适用于小型机械。 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动图图3-1b所示为活塞杆
5、固定的双所示为活塞杆固定的双杆活塞缸。它的进、出油液可经杆活塞缸。它的进、出油液可经活塞杆内的通道输入液压缸或从活塞杆内的通道输入液压缸或从液压缸流出。也可以用软管衔接，液压缸流出。也可以用软管衔接，进、出口就位于缸的两端。它的进、出口就位于缸的两端。它的推力和速度与缸筒固定的方式一推力和速度与缸筒固定的方式一样。但是其任务台挪动范围为缸样。但是其任务台挪动范围为缸筒有效行程的两倍，故可用于较筒有效行程的两倍，故可用于较大型的机械大型的机械 。图图3-1 3-1 3-1 3-1 双杆活塞缸双杆活塞缸双杆活塞缸双杆活塞缸b b b b活塞杆固定活塞杆固定活塞杆固定活塞杆固定1 1 1 1 双杆活
6、塞缸双杆活塞缸双杆活塞缸双杆活塞缸第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动2单杆活塞缸单杆活塞缸 图图3-2所示为所示为单杆活塞缸。由于只在活塞单杆活塞缸。由于只在活塞的一端有活塞杆，使两腔的的一端有活塞杆，使两腔的有效任务面积不相等，因此有效任务面积不相等，因此在两腔分别输入一样流量的在两腔分别输入一样流量的情况下，活塞的往复运动速情况下，活塞的往复运动速度不相等。它的安装也有缸度不相等。它的安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，筒固定和活塞杆固定两种，进、出口的布置根据安装方进、出口的布置根据安装方式而定；但任务台挪动范围式而定；但任务台挪动范围都为活塞有效行程的两倍
7、都为活塞有效行程的两倍 。2 2 2 2 单单单单杆活塞缸杆活塞缸杆活塞缸杆活塞缸图图3-2 3-2 3-2 3-2 单单杆活塞缸杆活塞缸杆活塞缸杆活塞缸a a a a向右运向右运向右运向右运动动 b b b b向左运向左运向左运向左运动动第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动2 2 2 2 单单单单杆活塞缸杆活塞缸杆活塞缸杆活塞缸单杆活塞缸的推力和速度计算式如下：单杆活塞缸的推力和速度计算式如下： 3-33-33-33-33-43-43-43-43-53-53-53-53-63-63-63-6第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动在液在
8、液压缸的活塞往复运缸的活塞往复运动速度有一定要求的情况下，活塞杆直径速度有一定要求的情况下，活塞杆直径d通常根据液通常根据液压缸速度比缸速度比=v2/v1的要求以及缸内径的要求以及缸内径D来确定。由来确定。由式式3-5和式和式3-6得：得：2 2 2 2 单单单单杆活塞缸杆活塞缸杆活塞缸杆活塞缸3-73-73-73-7由此可由此可见，速比，速比v越大，活塞杆直径越大，活塞杆直径d越大越大 。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动图图3-3 3-3 3-3 3-3 差差差差动动液液液液压压缸缸缸缸单杆活塞缸的左右腔同杆活塞缸的左右腔同时接通接通压力油，如力油，如图3-
9、3所示，称所示，称为差差动衔接，此缸称接，此缸称为差差动液液压缸。缸。差差动液液压缸左、右腔缸左、右腔压力相等，但左、右腔有力相等，但左、右腔有效面效面积不相等，因此，活塞向右运不相等，因此，活塞向右运动。差。差动衔接接时因回油腔的油液因回油腔的油液进入左腔，从而提高活塞入左腔，从而提高活塞运运动速度，其推力和速度按下式速度，其推力和速度按下式计算算 ：3 3 3 3 差差差差动动动动液液液液压压压压缸缸缸缸3-93-93-93-9思索容积效率V3-103-103-103-10向液向液压缸右腔缸右腔输油，而左腔通油箱活塞便向左运油，而左腔通油箱活塞便向左运动，推力和速，推力和速度与式度与式3-
10、4式式3-6一一样。如要求。如要求v3和活塞向左运和活塞向左运动的速的速度度v2相等，即相等，即v3=v2，那么必需使，那么必需使D=第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动2. 2. 2. 2. 柱塞式液柱塞式液柱塞式液柱塞式液压压压压缸缸缸缸 图图3-5 3-5 3-5 3-5 柱塞式液柱塞式液柱塞式液柱塞式液压压缸缸缸缸a a a a单单柱塞缸柱塞缸柱塞缸柱塞缸 b b b b双柱塞缸双柱塞缸双柱塞缸双柱塞缸1111缸筒缸筒缸筒缸筒 2 2 2 2柱塞柱塞柱塞柱塞单柱塞缸只能柱塞缸只能实现一个方向运一个方向运动，反向，反向要靠外力，如要靠外力，如图3-5a所示。
11、用两个柱塞所示。用两个柱塞缸缸组合，如合，如图3-5b所示，也能用所示，也能用压力力油油实现往复运往复运动。柱塞运。柱塞运动时，由缸盖，由缸盖上的上的导向套来向套来导向，因此，缸筒内壁不向，因此，缸筒内壁不需求精加工。它特需求精加工。它特别适用于行程适用于行程较长的的场所。所。3-113-113-113-113-123-123-123-12式中式中 d柱塞直径柱塞直径 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动3. 3. 3. 3. 伸伸伸伸缩缩缩缩式液式液式液式液压压压压缸缸缸缸 伸伸伸伸缩缩式液式液式液式液压压缸由两上或多个活塞套装而成，前一缸由两上或多个活塞套装而
12、成，前一缸由两上或多个活塞套装而成，前一缸由两上或多个活塞套装而成，前一级级缸的活塞杆是后缸的活塞杆是后缸的活塞杆是后缸的活塞杆是后一一一一级级缸的缸筒。伸出缸的缸筒。伸出缸的缸筒。伸出缸的缸筒。伸出时时，可以，可以，可以，可以获获得很得很得很得很长长的任的任的任的任务务行程，行程，行程，行程，缩缩回回回回时时可可可可坚坚持持持持很小的构造尺寸。很小的构造尺寸。很小的构造尺寸。很小的构造尺寸。见课见课件件件件2 2图图2-382-38所示所示所示所示为为一种双作用式普通伸一种双作用式普通伸一种双作用式普通伸一种双作用式普通伸缩缩缸，在各缸，在各缸，在各缸，在各级级活塞依次伸出活塞依次伸出活塞依
13、次伸出活塞依次伸出时时，液，液，液，液压压缸的有效面缸的有效面缸的有效面缸的有效面积积是逐是逐是逐是逐级变级变化的。在化的。在化的。在化的。在输输入流量和入流量和入流量和入流量和压压力不力不力不力不变变的情况下，那么液的情况下，那么液的情况下，那么液的情况下，那么液压压缸的缸的缸的缸的输输出推力和速度也逐出推力和速度也逐出推力和速度也逐出推力和速度也逐级变级变化。其化。其化。其化。其值为值为 ：式中式中 i第第i级活塞活塞 这种液种液压缸起缸起动时，活塞有效面，活塞有效面积最大，因此，最大，因此，输出推力也最大。随着行程出推力也最大。随着行程逐逐级增增长，推力随之逐，推力随之逐级减小；速度那么
14、逐减小；速度那么逐级增快。如欲推力和速度一直增快。如欲推力和速度一直坚持恒定，持恒定，可采用同步伸可采用同步伸缩液液压缸缸 。3-14)3-14)3-13)3-13)第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动4. 4. 4. 4. 增增增增压压压压式液式液式液式液压压压压缸缸缸缸 图图2-392-39所示所示所示所示为为一种活塞缸和柱一种活塞缸和柱一种活塞缸和柱一种活塞缸和柱塞缸塞缸塞缸塞缸组组合而成的增合而成的增合而成的增合而成的增压压缸，用以缸，用以缸，用以缸，用以使液使液使液使液压压系系系系统统中的
15、部分区域中的部分区域中的部分区域中的部分区域获获得得得得高高高高压压。在。在。在。在这这里，活塞缸中的有里，活塞缸中的有里，活塞缸中的有里，活塞缸中的有效面效面效面效面积积大于柱塞的有效任大于柱塞的有效任大于柱塞的有效任大于柱塞的有效任务务面面面面积积，所以向活塞缸无杆腔，所以向活塞缸无杆腔，所以向活塞缸无杆腔，所以向活塞缸无杆腔输输入入入入低低低低压压油油油油时时可以在柱塞缸出口得可以在柱塞缸出口得可以在柱塞缸出口得可以在柱塞缸出口得到高到高到高到高压压油。油。油。油。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动从图从图3-73-7可以看到，液压缸的构造可以分为缸筒和缸
16、盖、活塞和可以看到，液压缸的构造可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封安装、缓冲安装和排气安装五个部分活塞杆、密封安装、缓冲安装和排气安装五个部分 。 Part 3.2 Part 3.2 液液液液压压压压缸的构造缸的构造缸的构造缸的构造图图3-73-73-73-7单单杆活塞式液杆活塞式液杆活塞式液杆活塞式液压压缸构造缸构造缸构造缸构造1111活塞杆活塞杆活塞杆活塞杆 2 2 2 2防防防防尘尘圈圈圈圈 3 3 3 3活塞杆密封活塞杆密封活塞杆密封活塞杆密封 4 4 4 4活塞杆活塞杆活塞杆活塞杆导导向向向向环环 5 5 5 5、7 7 7 7、16161616、19191919反反反反衬衬密封
17、圈密封圈密封圈密封圈6 6 6 6、8 8 8 8、10101010、17171717、18O18O18O18O型密封型密封型密封型密封 9 9 9 9活塞前活塞前活塞前活塞前缓缓冲冲冲冲 11 11 11 11活塞活塞活塞活塞 12 12 12 12活塞密封活塞密封活塞密封活塞密封 13 13 13 13、15151515低摩密封低摩密封低摩密封低摩密封 14 14 14 14螺螺螺螺钉钉止止止止动销动销 20 20 20 20止止止止动销动销 21 21 21 21密封圈密封圈密封圈密封圈 22 22 22 22前缸盖前缸盖前缸盖前缸盖 23 23 23 23法法法法兰兰 24 24 24
18、 24可可可可调缓调缓冲器冲器冲器冲器 25 25 25 25螺螺螺螺纹纹止止止止动销动销 26 26 26 26缸筒缸筒缸筒缸筒 27 27 27 27后后后后缓缓冲套冲套冲套冲套 28 28 28 28后止后止后止后止动环动环 29 29 29 29后缸盖后缸盖后缸盖后缸盖第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动1. 1. 1. 1. 缸筒和缸盖缸筒和缸盖缸筒和缸盖缸筒和缸盖 缸筒和缸盖的常缸筒和缸盖的常见衔接构造方式如接构造方式如图3-10所示。所示。图图3-8a3-8a采用法采用法采用法采用法兰衔兰衔接，构造接，构造接，构造接，构造简单简单、加工和装拆都方便，
19、但外形尺寸和加工和装拆都方便，但外形尺寸和加工和装拆都方便，但外形尺寸和加工和装拆都方便，但外形尺寸和质质量都大。量都大。量都大。量都大。图图3-8b3-8b为为半半半半环衔环衔接，加接，加接，加接，加工和装拆方便，但是，工和装拆方便，但是，工和装拆方便，但是，工和装拆方便，但是，这这种构造种构造种构造种构造须须在缸筒外部开有在缸筒外部开有在缸筒外部开有在缸筒外部开有环环形槽而减弱其形槽而减弱其形槽而减弱其形槽而减弱其强强度，有度，有度，有度，有时时要要要要为为此添加缸的壁厚。此添加缸的壁厚。此添加缸的壁厚。此添加缸的壁厚。图图3-8 3-8 3-8 3-8 缸筒和缸盖构造缸筒和缸盖构造缸筒和
20、缸盖构造缸筒和缸盖构造1111缸盖缸盖缸盖缸盖 2 2 2 2缸筒缸筒缸筒缸筒 3 3 3 3压压板板板板 4444半半半半环环 5 5 5 5防松螺母防松螺母防松螺母防松螺母 6 6 6 6拉杆拉杆拉杆拉杆图图3-8 3-8 3-8 3-8 缸筒和缸盖构造缸筒和缸盖构造缸筒和缸盖构造缸筒和缸盖构造1111缸盖缸盖缸盖缸盖 2 2 2 2缸筒缸筒缸筒缸筒 3 3 3 3压压板板板板 4444半半半半环环 5 5 5 5防松螺母防松螺母防松螺母防松螺母 6 6 6 6拉杆拉杆拉杆拉杆图图3-8c3-8c为为外螺外螺外螺外螺纹衔纹衔接，接，接，接，图图3-8d3-8d为为内螺内螺内螺内螺纹衔纹衔接
21、。螺接。螺接。螺接。螺纹衔纹衔接装拆接装拆接装拆接装拆时时要要要要运用公用工具，适用于运用公用工具，适用于运用公用工具，适用于运用公用工具，适用于较较小的缸小的缸小的缸小的缸筒。筒。筒。筒。图图3-8e3-8e为为拉杆式拉杆式拉杆式拉杆式衔衔接，容易加接，容易加接，容易加接，容易加工和装拆，但外形尺寸工和装拆，但外形尺寸工和装拆，但外形尺寸工和装拆，但外形尺寸较较大，大，大，大，且且且且较较重。重。重。重。图图3-8f3-8f为焊为焊接式接式接式接式衔衔接接接接构造构造构造构造简单简单，尺寸小，但缸底，尺寸小，但缸底，尺寸小，但缸底，尺寸小，但缸底处处内径不易加工，且能内径不易加工，且能内径不
22、易加工，且能内径不易加工，且能够够引起引起引起引起变变形形形形 。图图3-8 3-8 3-8 3-8 缸筒和缸盖构造缸筒和缸盖构造缸筒和缸盖构造缸筒和缸盖构造1111缸盖缸盖缸盖缸盖 2 2 2 2缸筒缸筒缸筒缸筒 3 3 3 3压压板板板板 4444半半半半环环 5 5 5 5防松螺母防松螺母防松螺母防松螺母 6 6 6 6拉杆拉杆拉杆拉杆第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动2. 2. 2. 2. 活塞和活塞杆活塞和活塞杆活塞和活塞杆活塞和活塞杆活塞和活塞杆的构造方式很多，活塞和活塞杆的构造方式很多，活塞和活塞杆的构造方式很多，活塞和活塞杆的构造方式很多，有螺有
23、螺有螺有螺纹纹式式式式衔衔接和半接和半接和半接和半环环式式式式衔衔接等，接等，接等，接等，如如如如图图3-93-9所示。前者构造所示。前者构造所示。前者构造所示。前者构造简单简单，但需有螺母防松安装。后者构但需有螺母防松安装。后者构但需有螺母防松安装。后者构但需有螺母防松安装。后者构造复造复造复造复杂杂，但任，但任，但任，但任务较务较可靠。此外，可靠。此外，可靠。此外，可靠。此外，在尺寸在尺寸在尺寸在尺寸较较小的小的小的小的场场所，活塞和活所，活塞和活所，活塞和活所，活塞和活塞杆也有制成整体式构造的。塞杆也有制成整体式构造的。塞杆也有制成整体式构造的。塞杆也有制成整体式构造的。图图3-9 3-
24、9 3-9 3-9 活塞和活塞杆的构造活塞和活塞杆的构造活塞和活塞杆的构造活塞和活塞杆的构造a a a a螺螺螺螺纹纹式式式式衔衔接接接接 b b b b半半半半环环式式式式衔衔接接接接1111弹弹簧卡圈簧卡圈簧卡圈簧卡圈 2 2 2 2轴轴套套套套 3 3 3 3螺母螺母螺母螺母 4444半半半半环环 5 5 5 5压压板板板板 6 6 6 6活塞活塞活塞活塞 7 7 7 7活塞杆活塞杆活塞杆活塞杆第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸 液液压与气与气压传动在在液液压压与与气气压压传传动动系系统统及及其其元元件件中中，安安顿顿密密封封安安装装和和密密封封元元件件的的作作用用，在在于于
25、防防止止任任务务介介质质的的走走漏漏及及外外界界尘尘埃埃和和异异物物的的侵侵入入。设设置置于密封安装中、起密封作用的元件称为密封件。于密封安装中、起密封作用的元件称为密封件。液液压与气与气压传动的任的任务介介质，在系，在系统及元件的容腔内流及元件的容腔内流动或或暂存存时，由于，由于压力、力、间歇、粘度等要素的歇、粘度等要素的变化，而化，而导致少量任致少量任务介介质越越过容腔容腔边境，由高境，由高压腔向低腔向低压腔或外界流出，腔或外界流出，这种种“越界流出越界流出景象称景象称为走漏。走漏。 1 1 1 1 密封的作用及其意密封的作用及其意密封的作用及其意密封的作用及其意义义义义3. 3. 3.
26、3. 密封安装密封安装密封安装密封安装 p226p226p226p226 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动走漏分为内走漏和外走漏两类。走漏分为内走漏和外走漏两类。对于液于液压传动系系统，内走漏会引起系，内走漏会引起系统容容积效率的急效率的急剧下降，达下降，达不到所需的任不到所需的任务压力，使力，使设备无法正常运作；外走漏那么呵斥任无法正常运作；外走漏那么呵斥任务介介质浪浪费和和污染染环境，甚至引境，甚至引发设备操作失灵和人身事故。操作失灵和人身事故。内走漏指在系统或元件内部任务介质由高压腔向低压腔的走漏；内走漏指在系统或元件内部任务介质由高压腔向低压腔的走漏；
27、外走漏那么是由系统或元件内部向外界的走漏。外走漏那么是由系统或元件内部向外界的走漏。 单位时间内走漏的任务介质的体积称为走漏量。单位时间内走漏的任务介质的体积称为走漏量。正确和合理地运用密封件是液正确和合理地运用密封件是液正确和合理地运用密封件是液正确和合理地运用密封件是液压压与气与气与气与气压传动压传动系系系系统统正常运正常运正常运正常运转转的重要保的重要保的重要保的重要保证证第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动密封的作用是阻止走漏。呵斥走漏的缘由主要有两方面：一是密密封的作用是阻止走漏。呵斥走漏的缘由主要有两方面：一是密封面上有间隙；二是密封部位两侧存在较大压
28、力差。消去或减小封面上有间隙；二是密封部位两侧存在较大压力差。消去或减小任一要素都可以阻止或减小走漏。因此，密封的方法通常有：任一要素都可以阻止或减小走漏。因此，密封的方法通常有：1 1封住结合面的间隙；封住结合面的间隙；2 2切断走漏通道；切断走漏通道；3 3添加走漏通道中的阻力；添加走漏通道中的阻力；4 4设置作功元件，对走漏介质呵斥压力，以抵消或平衡走漏通道设置作功元件，对走漏介质呵斥压力，以抵消或平衡走漏通道的压力差。的压力差。2 2 2 2 密封的分密封的分密封的分密封的分类类类类第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动分分类主要密封件主要密封件静密封静密封
29、非金属静密封非金属静密封O O形橡胶密封圈形橡胶密封圈橡胶橡胶垫片片聚四氟乙聚四氟乙烯生料生料带橡胶橡胶- -金属复合静密封金属复合静密封组合密封合密封垫圈圈金属静密封金属静密封金属金属垫圈圈空心金属空心金属O O形密封圈形密封圈液液态密封密封垫密封胶密封胶表表表表5-1 5-1 5-1 5-1 密封的分密封的分密封的分密封的分类类 根据被密封的巧合面在设备运转时有无相对运动，可将密封分为根据被密封的巧合面在设备运转时有无相对运动，可将密封分为静密封和动密封两大类。另外按照密封件的制造资料、构造方式静密封和动密封两大类。另外按照密封件的制造资料、构造方式和密封机理等还可进一步细分。密封的分类见
30、下表。和密封机理等还可进一步细分。密封的分类见下表。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动动密密封封非接触式密封非接触式密封 间隙密封隙密封利用利用间隙隙 迷迷宫 阻尼等阻尼等接触式密封接触式密封自封式自封式压紧型密封型密封O O形橡胶密封圈形橡胶密封圈同同轴密封圈密封圈异形密封圈异形密封圈其他其他自封式自自封式自紧型密封型密封( (唇形密封唇形密封) )Y Y形密封圈形密封圈V V形密封圈形密封圈组合式合式U U形密封圈形密封圈星形和复式唇密封圈星形和复式唇密封
31、圈带支承支承环组合双向密封圈合双向密封圈其他其他活塞活塞环金属活塞金属活塞环旋旋转轴油封油封油封油封液液压缸缸导向支承件向支承件导向支承向支承环液液压缸防缸防尘圈圈防防尘圈圈其他其他其他其他第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动除除间间隙隙密密封封外外，密密封封都都是是利利用用密密封封件件使使巧巧合合面面间间的的间间隙隙控控制制在在任任务务介介质质能能经经过过的的最最小小间间隙隙之之下下。该该最最小小间间隙隙取取决决于于任任务务介介质质的的压压力、粘度、相对分子质量等。力、粘度、相对分子质量等。接接触触式式动动密密封封中中的的压压型型密密封封，是是经经过过由由预预紧
32、紧缩缩力力和和介介质质压压力力产产生生的的压压紧紧力力，在在密密封封件件与与巧巧合合面面之之间间构构成成接接触触压压力力，介介质质压压力力愈愈高高，接接触触压压力力愈愈大大，使使密密封封件件与与耦耦合合面面严严密密贴贴合合，以以阻阻塞塞走走漏漏通通道道，到到达达自自密密封封。而而自自封封式式自自紧紧型型密密封封，那那么么是是利利用用密密封封件件本本身身变变形形所所产产生生的反压力也随介质压力的添加而增大，从而到达自密封。的反压力也随介质压力的添加而增大，从而到达自密封。现现引引见见常常用用的的O形形、Y形形和和V形形密密封封圈圈的的主主要要性性能能、密密封封原原理理及及其其运用。运用。3 3
33、3 3 常用密封件常用密封件常用密封件常用密封件第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动OO型密封圈型密封圈型密封圈型密封圈I.I.I.I.主要性能主要性能主要性能主要性能OO形形形形封封封封圈圈圈圈是是是是一一一一种种种种截截截截面面面面为为为为圆圆圆圆形形形形的的的的橡橡橡橡胶胶胶胶圈圈圈圈，如如如如图图图图3-143-14所所所所示示示示。其其其其资资资资料料料料主主主主要要要要为为为为丁丁丁丁腈腈腈腈橡橡橡橡胶胶胶胶或或或或氟氟氟氟橡橡橡橡胶胶胶胶。OO形形形形密密密密封封封封圈圈圈圈是是是是液液液液压压压压与与与与气气气气压压压压传传传传动动动动系系系系统统
34、统统中中中中运运运运用用用用最最最最广广广广泛泛泛泛的的的的一一一一种种种种密密密密封封封封件件件件。它它它它主主主主要要要要用用用用于于于于静静静静密密密密封封封封和和和和往往往往复复复复运运运运动动动动密封。密封。密封。密封。图图5-1 O5-1 O形密封圈形密封圈形密封圈形密封圈d1Od1O形圈内径形圈内径形圈内径形圈内径 d2O d2O形圈截面直径形圈截面直径形圈截面直径形圈截面直径其其运运用用速速度度范范围围普普通通为为0.0050.3m/s。用用于于旋旋转转运运动动密密封封时时，仅仅限限于于低低速速回回转转密密封封安安装装。如如液液压压发发掘掘机机的的中中央央回回转转接接头头的的分
35、分配配阀阀动密封机构。普通动密封机构。普通O形密封圈在旋转运动密封安装中运用较少。形密封圈在旋转运动密封安装中运用较少。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动OO形密封圈与其他方式密封圈比形密封圈与其他方式密封圈比形密封圈与其他方式密封圈比形密封圈与其他方式密封圈比较较较较，具有以下，具有以下，具有以下，具有以下优优优优点：点：点：点：1构造小巧，装拆方便。构造小巧，装拆方便。2静、动密封均可运用。静、动密封均可运用。3动摩擦阻力比较小。动摩擦阻力比较小。4运用单件运用单件O形密封圈，可对两个方向起密封作用。形密封圈，可对两个方向起密封作用。5价钱低廉。价钱低廉。但
36、但但但是是是是，当当当当设设备备闲闲置置置置时时间间过过久久久久而而而而再再再再次次次次起起起起动动时时，OO形形形形密密密密封封封封圈圈圈圈的的的的摩摩摩摩擦擦擦擦阻阻阻阻力会因其与密封副耦合面的粘附而陡增，并出力会因其与密封副耦合面的粘附而陡增，并出力会因其与密封副耦合面的粘附而陡增，并出力会因其与密封副耦合面的粘附而陡增，并出现现蠕蠕蠕蠕动动景象。景象。景象。景象。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动II. II. II. II. 运用运用运用运用OO形形形形密密密密封封封封圈圈圈圈普普普普通通通通安安安安装装装装在在在在外外外外圆圆圆圆或或或或内内内内圆圆
37、圆圆上上上上截截截截面面面面为为为为矩矩矩矩形形形形的的的的沟沟沟沟槽槽槽槽内内内内起起起起密密密密封封封封作用，如以下作用，如以下作用，如以下作用，如以下图图图图所示。所示。所示。所示。图图5-4 O5-4 O形密封圈的安装形密封圈的安装形密封圈的安装形密封圈的安装a)a)在外在外在外在外圆圆的矩形槽内的矩形槽内的矩形槽内的矩形槽内 b) b)在内在内在内在内圆圆的矩形槽内的矩形槽内的矩形槽内的矩形槽内第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动当当被被密密封封的的介介质质任任务务压压力力较较高高时时，O形形密密封封圈圈会会因因产产生生弹弹性性变变形形而被挤进密封耦合面
38、间的缝隙而被挤进密封耦合面间的缝隙 ，引起密封圈破坏。，引起密封圈破坏。 处处理方法理方法理方法理方法: : : :当当动动密密封封任任务务压压力力超超越越7MPa或或静静密密封封任任务务压压力力大大于于32MPa时时，应应在在O形形密密封封圈圈低低压压侧侧安安顿顿挡挡圈圈 ；假假设设双双向向交交替替受受介介质质压压力力，那那么于密封圈两侧各加一个挡圈，如以下图所示。么于密封圈两侧各加一个挡圈，如以下图所示。图图5-6 O5-6 O形密封圈形密封圈形密封圈形密封圈挡挡圈的安装圈的安装圈的安装圈的安装a)a)单单向受向受向受向受压压 b) b) 双向交替受双向交替受双向交替受双向交替受压压在在在
39、在经经常常常常接接接接受受受受脉脉脉脉冲冲冲冲压压力力力力的的的的密密密密封封封封安安安安装装装装中中中中，也也也也应应采采采采用用用用挡挡圈圈圈圈，以以以以防防防防止止止止密密密密封封封封圈圈圈圈异异异异常常常常损损耗耗耗耗。挡挡圈圈圈圈的的的的资资料料料料普普普普通通通通为为聚聚聚聚四四四四氟氟氟氟乙乙乙乙烯树烯树脂，或尼脂，或尼脂，或尼脂，或尼龙龙10101010和尼和尼和尼和尼龙龙6 6等。等。等。等。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Y Y Y Y型密封圈型密封圈型密封圈型密封圈I. I. I. I. 主要性能主要性能主要性能主要性能Y Y形密封圈的截
40、面呈形密封圈的截面呈形密封圈的截面呈形密封圈的截面呈Y Y形，是一种典型的唇形密封圈。形，是一种典型的唇形密封圈。形，是一种典型的唇形密封圈。形，是一种典型的唇形密封圈。 按其截面的高、宽比例不同，可分为宽型、窄型、按其截面的高、宽比例不同，可分为宽型、窄型、Yx型等几类型等几类 假假设设按按两两唇唇的的高高度度能能否否相相等等，那那么么可可分分为为轴轴、孔孔通通用用型型的的等等高高唇唇Y形形密密封封圈圈和和不不等等高高唇唇的的轴轴用用Y形形密密封封圈圈和和孔孔用用Y形形密密形形圈圈,如如图图5-7所所示。示。 图图5-7 Y5-7 Y形密封圈形密封圈形密封圈形密封圈a)a)等高唇等高唇等高唇
41、等高唇 b) b)不等高唇不等高唇不等高唇不等高唇YxYx型型型型School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Y Y形形形形密密密密封封封封圈圈圈圈广广广广泛泛泛泛运运运运用用用用于于于于往往往往复复复复动动动动密密密密封封封封安安安安装装装装中中中中，其其其其运运运运用用用用寿寿寿寿命命命命高高高高于于于于OO形形形形密密密密封圈。封圈。封圈。封圈。 任任务务速速度度范范围围：采采用用丁丁腈腈橡橡胶胶制制造造时时为为0.010.6m/s；采采用用氟氟橡橡胶胶制制造造时
42、时，为为0.050.3m/s；采采用用聚聚氨氨酯酯橡橡胶胶制制造造时时，那那么么为为0.011m/s。Y形形密密封封圈圈的的密密封封性性能能、运运用用寿寿命命及及不不用用挡挡圈圈时时的的任任务压力极限，都以聚氨酯橡胶材质为佳。务压力极限，都以聚氨酯橡胶材质为佳。Y形形密密封封圈圈的的适适用用任任务务压压力力不不大大于于40MPa，任任务务温温度度为为-30+80。 Y形密封圈的性能特点：形密封圈的性能特点：1密封性能可靠；密封性能可靠；2摩擦阻力小，运动平稳；摩擦阻力小，运动平稳；3耐压性好，适用压力范围广；耐压性好，适用压力范围广；4构造简单，价钱低廉；构造简单，价钱低廉；5安装方便。安装方
43、便。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动II. II. II. II. 密封原理密封原理密封原理密封原理Y Y形形形形密密密密封封封封圈圈圈圈依依依依托托托托其其其其张张张张开开开开的的的的唇唇唇唇边边边边贴贴贴贴于于于于密密密密封封封封副副副副耦耦耦耦合合合合面面面面，并并并并呈呈呈呈线线线线状状状状接接接接触触触触，在在在在介介介介质质质质压压压压力力力力作作作作用用用用下下下下产产产产生生生生“ “峰峰峰峰值值值值接接接接触触触触应应应应力力力力，压压压压力力力力越越越越高高高高，应应应应力力力力越越越越大大大大。当当当当耦耦耦耦合合合合件件件件以以以以任任
44、任任务务务务速速速速度度度度相相相相对对对对运运运运动动动动时时时时，在在在在密密密密封封封封唇唇唇唇与与与与滑滑滑滑移移移移耦耦耦耦合合合合面面面面之之之之间间间间构构构构成成成成一一一一层层层层密密密密封封封封液液液液膜膜膜膜，从从从从而而而而产产产产生生生生密密密密封封封封作作作作用用用用。密密密密封封封封唇唇唇唇边边边边磨磨磨磨损损损损后后后后，由由由由于于于于介介介介质质质质压压压压力力力力的的的的作作作作用用用用而而而而具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的自自自自动动动动补补补补偿偿偿偿才才才才干。干。干。干。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动I
45、II. III. III. III. 运用运用运用运用 安安安安装装装装Y Y形形形形密密密密封封封封圈圈圈圈时时，唇唇唇唇口口口口一一一一定定定定要要要要对对着着着着压压力力力力高高高高的的的的一一一一侧侧，才才才才干干干干起起起起密密密密封封封封作作作作用。用。用。用。 为为了防止在高了防止在高了防止在高了防止在高压压形状下，形状下，形状下，形状下，Y Y型密封圈的根部因材型密封圈的根部因材型密封圈的根部因材型密封圈的根部因材质质塑性塑性塑性塑性变变形而被形而被形而被形而被挤挤入密封耦合面的入密封耦合面的入密封耦合面的入密封耦合面的间间歇，故歇，故歇，故歇，故应应控制滑移耦合件控制滑移耦合
46、件控制滑移耦合件控制滑移耦合件间间的配合的配合的配合的配合间间隙隙隙隙 的大小，的大小，的大小，的大小，使其不超越使其不超越使其不超越使其不超越规规定的最大定的最大定的最大定的最大值值c c，见图见图5-9a5-9a。对对于任于任于任于任务压务压力大于力大于力大于力大于16MPa16MPa的的的的Y Y形密封圈，形密封圈，形密封圈，形密封圈，为为保保保保证证其运用寿命，防止密封圈的根部被其运用寿命，防止密封圈的根部被其运用寿命，防止密封圈的根部被其运用寿命，防止密封圈的根部被挤挤入配合入配合入配合入配合间间隙，隙，隙，隙，应应在密封圈根部在密封圈根部在密封圈根部在密封圈根部处处安装安装安装安装
47、挡挡圈，如圈，如圈，如圈，如图图5-9b5-9b所示所示所示所示 。图图5-9 Y5-9 Y形密封圈的安装形密封圈的安装形密封圈的安装形密封圈的安装a a控制控制控制控制间间隙隙隙隙 b b安装安装安装安装挡挡圈圈圈圈11挡挡圈圈圈圈第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动V V V V型密封圈型密封圈型密封圈型密封圈I. I. I. I. 主要性能主要性能主要性能主要性能V形密封圈的截面呈现形密封圈的截面呈现V形，也是一种典型的唇形密封圈。形，也是一种典型的唇形密封圈。 根根据据制制造造的的资资料料不不同同，可可分分为为纯纯橡橡胶胶V形形密密封封圈圈和和夹夹织织物物
48、夹夹布布橡橡胶胶V形密封圈等。形密封圈等。 V形形密密封封圈圈的的密密封封安安装装由由压压环环、V形形密密封封圈圈和和支支承承环环三三部部分分组组成成 ，如图如图5-11所示。所示。图图5-11 V5-11 V形密形安装形密形安装形密形安装形密形安装11压环压环 2V 2V形密封圈形密封圈形密封圈形密封圈 3 3支承支承支承支承环环 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动V形形密密封封圈圈主主要要用用于于液液压压缸缸活活塞塞和和活活塞塞杆杆的的往往复复动动密密封封，其其运运动动摩摩擦阻力较擦阻力较Y形密封圈大，但密封性能可靠、运用寿命长。形密封圈大，但密封性能可靠、
49、运用寿命长。 任任任任务务速速速速度度度度范范范范围围：采采采采用用用用丁丁丁丁腈腈橡橡橡橡胶胶胶胶制制制制造造造造时时为为0.020.3m/s0.020.3m/s；采采采采用用用用夹夹布布布布橡橡橡橡胶制造胶制造胶制造胶制造时为时为0.0050.5m/s0.0050.5m/s。当当当当发发生走漏生走漏生走漏生走漏时时，可只，可只，可只，可只调调整整整整压环压环或填片而无或填片而无或填片而无或填片而无须须改改改改换换密封圈。密封圈。密封圈。密封圈。 V形密封圈的最高任形密封圈的最高任务压务压力力60MPa，适用任，适用任务务温度温度-30+80 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液
50、液压与气与气压传动V V V V形密封圈的性能特点：形密封圈的性能特点：形密封圈的性能特点：形密封圈的性能特点：1耐压性能好，运用寿命长；耐压性能好，运用寿命长；2根据运用压力的高低，可以合理地选择根据运用压力的高低，可以合理地选择V形密封圈的数量以满形密封圈的数量以满足密封要求；并可调整压紧力来获得最正确综合效果；足密封要求；并可调整压紧力来获得最正确综合效果；3根据密封安装不同的运用要求，可以交替安装不同材质的根据密封安装不同的运用要求，可以交替安装不同材质的V形形密封圈，以获得不同的密封特性和最正确综合效果；密封圈，以获得不同的密封特性和最正确综合效果；4维修和改换密封圈方便；维修和改换
51、密封圈方便；5密封安装的轴向尺寸大，摩擦阻力大。密封安装的轴向尺寸大，摩擦阻力大。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动II. II. II. II. 运用运用运用运用 安安安安装装装装V V形形形形密密密密封封封封圈圈圈圈时时，同同同同样样必必必必需需需需将将将将密密密密封封封封圈圈圈圈的的的的凹凹凹凹口口口口面面面面向向向向任任任任务务介介介介质质的的的的高高高高压压一一一一侧侧，如右，如右，如右，如右图图所示。所示。所示。所示。 图图5-12 V5-12 V形密封圈的安装与形密封圈的安装与形密封圈的安装与形密封圈的安装与调调整整整整11调调理螺栓理螺栓理螺栓理
52、螺栓 2 2调调整整整整垫垫片片片片第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动V V形形形形密密密密封封封封安安安安装装装装中中中中，压压压压环环环环上上上上的的的的V V形形形形槽槽槽槽角角角角度度度度，应应应应与与与与V V形形形形密密密密封封封封圈圈圈圈完完完完全全全全吻吻吻吻合合合合。压压压压环环环环与与与与密密密密封封封封副副副副耦耦耦耦合合合合面面面面之之之之间间间间间间间间隙隙隙隙大大大大小小小小应应应应严严严严厉厉厉厉控控控控制制制制，以以以以防防防防止止止止V V形形形形密密密密封封封封圈圈圈圈的的的的唇唇唇唇边边边边在在在在介介介介质质质质压压压压力
53、力力力作作作作用用用用下下下下，被被被被挤挤挤挤入入入入间间间间隙隙隙隙而而而而呵呵呵呵斥斥斥斥唇唇唇唇边边边边撕裂。撕裂。撕裂。撕裂。 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动在液压缸中，防尘圈被设置于活塞杆或柱塞密封外侧，用以防止在液压缸中，防尘圈被设置于活塞杆或柱塞密封外侧，用以防止在活塞杆或柱塞运动期间，外界尘埃、砂粒等异物侵入液压缸，在活塞杆或柱塞运动期间，外界尘埃、砂粒等异物侵入液压缸，从而引起密封圈、导向环和支承环等的损伤和早期磨损，并污染从而引起密封圈、导向环和支承环等的损伤和早期磨损，并污染任务介质，导致液压元件损坏任务介质，导致液压元件损坏 。4.
54、 4. 4. 4. 防防防防尘尘尘尘圈圈圈圈 p242p242p242p242 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动普通型防尘圈呈舌形构造，如以下图所示。分为有骨架式和无骨架普通型防尘圈呈舌形构造，如以下图所示。分为有骨架式和无骨架式两种。式两种。 普通型防普通型防尘圈只需一个防圈只需一个防尘唇唇边，其支承部分的其支承部分的刚性性较好，构造好，构造简单，装拆方便。制造，装拆方便。制造资料普通料普通为耐磨的丁耐磨的丁腈橡胶或聚胺橡胶或聚胺酯橡胶。橡胶。 图图5-24 5-24 普通型防普通型防普通型防普通型防尘尘圈圈圈圈a a截面截面截面截面 b b安装安装安装安装
55、11内唇内唇内唇内唇 2 2防防防防尘尘唇唇唇唇 33防防防防尘尘圈圈圈圈 4 4轴轴防防防防尘尘圈内唇受圈内唇受圈内唇受圈内唇受压时压时，具有密封作，具有密封作，具有密封作，具有密封作用，并在安装沟槽接触用，并在安装沟槽接触用，并在安装沟槽接触用，并在安装沟槽接触处处构成静构成静构成静构成静密封。密封。密封。密封。普通型防普通型防普通型防普通型防尘尘圈的任圈的任圈的任圈的任务务条件：条件：条件：条件：任任任任务务速度：不大于速度：不大于速度：不大于速度：不大于1m/s1m/s；任任任任务务温度：温度：温度：温度：-30 +110-30 +110；任任任任务务介介介介质质：石油基液：石油基液：
56、石油基液：石油基液压压油和水包油和水包油和水包油和水包油乳化液。油乳化液。油乳化液。油乳化液。 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动5. 5. 5. 5. 缓缓缓缓冲安装冲安装冲安装冲安装 p113p113p113p113 缓缓冲安装是利用活塞或缸筒挪冲安装是利用活塞或缸筒挪冲安装是利用活塞或缸筒挪冲安装是利用活塞或缸筒挪动动到接近到接近到接近到接近终终点点点点时时，将活塞和缸盖之，将活塞和缸盖之，将活塞和缸盖之，将活塞和缸盖之间间的一部分油液封住，迫使油液从小孔或的一部分油液封住，迫使油液从小孔或的一部分油液封住，迫使油液从小孔或的一部分油液封住，迫使油液从小孔
57、或缝缝隙中隙中隙中隙中挤挤出，从而出，从而出，从而出，从而产产生很大生很大生很大生很大的阻力，使任的阻力，使任的阻力，使任的阻力，使任务务部件平部件平部件平部件平稳稳制制制制动动，并防止活塞和缸盖的相互碰撞。，并防止活塞和缸盖的相互碰撞。，并防止活塞和缸盖的相互碰撞。，并防止活塞和缸盖的相互碰撞。液液压缸缸缓冲安装的任冲安装的任务原理如原理如图3-10所示。理想的所示。理想的缓冲安装冲安装应在其在其整个任整个任务过程中程中坚持持缓冲冲压力恒定不力恒定不变，实践的践的缓冲安装那么很冲安装那么很难做到做到这点点 。图图3-10 3-10 3-10 3-10 液液液液压压缸缸缸缸缓缓冲安装的任冲安装
58、的任冲安装的任冲安装的任务务原理原理原理原理缓缓冲柱塞的方式冲柱塞的方式冲柱塞的方式冲柱塞的方式a a a a反抛物反抛物反抛物反抛物线线式式式式 b b b b阶阶梯梯梯梯圆圆柱式柱式柱式柱式 c c c c节节流口流口流口流口变变化式化式化式化式 d d d d单圆单圆柱式柱式柱式柱式 e e e e环环形形形形缝缝隙隙隙隙 f f f f圆锥圆锥台式台式台式台式图图3-113-11所示所示所示所示为为上述各种方式上述各种方式上述各种方式上述各种方式缓缓冲冲冲冲安装的安装的安装的安装的缓缓冲冲冲冲压压力曲力曲力曲力曲线线。由。由。由。由图图可可可可见见，反抛物反抛物反抛物反抛物线线式性能曲
59、式性能曲式性能曲式性能曲线线最接近于理最接近于理最接近于理最接近于理想曲想曲想曲想曲线线，缓缓冲效果最好。但是，冲效果最好。但是，冲效果最好。但是，冲效果最好。但是，这这种种种种缓缓冲安装需求根据液冲安装需求根据液冲安装需求根据液冲安装需求根据液压压缸的缸的缸的缸的详细详细任任任任务务情况情况情况情况进进展展展展专门设计专门设计和制和制和制和制造，通用性差。造，通用性差。造，通用性差。造，通用性差。阶阶梯梯梯梯圆圆柱式的柱式的柱式的柱式的缓缓冲效果也很好。最常用的那么是冲效果也很好。最常用的那么是冲效果也很好。最常用的那么是冲效果也很好。最常用的那么是节节流可流可流可流可调调的的的的单圆单圆柱
60、式和柱式和柱式和柱式和节节流口流口流口流口变变化式化式化式化式 。图图3-11 3-11 3-11 3-11 各种各种各种各种缓缓冲安装的冲安装的冲安装的冲安装的缓缓冲冲冲冲压压力曲力曲力曲力曲线线 1111单圆单圆柱式柱式柱式柱式 2 2 2 2圆锥圆锥台式台式台式台式 3 3 3 3阶阶梯梯梯梯 圆圆柱式柱式柱式柱式 4 4 4 4反抛物反抛物反抛物反抛物线线式式式式 5 5 5 5理想曲理想曲理想曲理想曲线线第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Part 3.1.2 Part 3.1.2 液液液液压压压压缸的构造缸的构造缸的构造缸的构造5. 5. 5. 5.
61、缓缓缓缓冲安装冲安装冲安装冲安装 1节流口可流口可调式式缓冲安装冲安装图3-10d当活塞上的当活塞上的缓冲柱塞冲柱塞进入端盖凹腔后，入端盖凹腔后，圆环形的回油腔中的油液只能形的回油腔中的油液只能经过针形形节流流阀流出，流出，这就使活塞制就使活塞制动。调理理节流流阀的开口，可改的开口，可改动制制动阻力的大小。阻力的大小。这种种缓冲安装起始冲安装起始缓冲效果好，随着活冲效果好，随着活塞向前挪塞向前挪动，缓冲效果逐冲效果逐渐减弱，因此减弱，因此它的制它的制动行程行程较长 。图图3-10 d) 3-10 d) 3-10 d) 3-10 d) 液液液液压压缸缸缸缸缓缓冲安装冲安装冲安装冲安装的任的任的任
62、的任务务原理原理原理原理缓缓冲柱塞的方式冲柱塞的方式冲柱塞的方式冲柱塞的方式第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Part 3.1.2 Part 3.1.2 液液液液压压压压缸的构造缸的构造缸的构造缸的构造4. 4. 4. 4. 缓缓缓缓冲安装冲安装冲安装冲安装 2节流口流口变化式化式缓冲安装冲安装图3-10c它的它的缓冲柱塞上开有冲柱塞上开有变截面的截面的轴向三角向三角形形节流槽。当活塞移近端盖流槽。当活塞移近端盖时，回油腔，回油腔油液只能油液只能经过三角槽流出，因此使活塞三角槽流出，因此使活塞遭到制遭到制动作用。随着活塞的挪作用。随着活塞的挪动，三角，三角槽通流
63、截面逐槽通流截面逐渐变小，阻力作用增大，小，阻力作用增大，因此，因此，缓冲作用均匀，冲冲作用均匀，冲击压力力较小，小，制制动位置精度高位置精度高 。图图3-10 c) 3-10 c) 3-10 c) 3-10 c) 液液液液压压缸缸缸缸缓缓冲安装冲安装冲安装冲安装的任的任的任的任务务原理原理原理原理缓缓冲柱塞的方式冲柱塞的方式冲柱塞的方式冲柱塞的方式第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Part 3.2 Part 3.2 液液液液压压压压缸的构造缸的构造缸的构造缸的构造6. 6. 6. 6. 排气安装排气安装排气安装排气安装 排气安装用来排除排气安装用来排除排气安装
64、用来排除排气安装用来排除积积聚在液聚在液聚在液聚在液压压缸缸缸缸内的空气。常用的排气安装如内的空气。常用的排气安装如内的空气。常用的排气安装如内的空气。常用的排气安装如图图3-3-1212所示。所示。所示。所示。图图3-12a3-12a所示所示所示所示为为在液在液在液在液压压缸缸缸缸的最高部位的最高部位的最高部位的最高部位设设置排气孔与排气置排气孔与排气置排气孔与排气置排气孔与排气阀阀衔衔接接接接进进展排气。展排气。展排气。展排气。图图3-12b3-12b为为在液在液在液在液压压缸的最高部位缸的最高部位缸的最高部位缸的最高部位处处安装排气塞安装排气塞安装排气塞安装排气塞 。图图3-12 3-1
65、2 3-12 3-12 排气安装排气安装排气安装排气安装 a a a a排气排气排气排气阀阀 b b b b排气塞排气塞排气塞排气塞第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Part 3.3 液液压压缸主要尺寸确缸主要尺寸确实实定及定及选选用用(p128) 1 1、分析液、分析液、分析液、分析液压压压压系系系系统统统统任任任任务务务务情况；情况；情况；情况； 2 2、根据液、根据液、根据液、根据液压压压压缸在机构中所要完成的缸在机构中所要完成的缸在机构中所要完成的缸在机构中所要完成的义务义务义务义务来来来来选择选择选择选择液液液液压压压压缸的构造方式；缸的构造方式；缸的
66、构造方式；缸的构造方式； 3 3、按、按、按、按负载负载负载负载、运、运、运、运动动动动要求、最大行程等确定主要尺寸；要求、最大行程等确定主要尺寸；要求、最大行程等确定主要尺寸；要求、最大行程等确定主要尺寸； 4 4、进进进进展展展展强强强强度、度、度、度、稳稳稳稳定性和定性和定性和定性和缓缓缓缓冲冲冲冲验验验验算；算；算；算； 5 5、进进进进展展展展详细详细详细详细的构造的构造的构造的构造设计设计设计设计 。Part 3.3.1 Part 3.3.1 设计设计设计设计液液液液压压压压缸的步缸的步缸的步缸的步骤骤骤骤 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Part
67、 3.3.2 Part 3.3.2 应应应应留意的留意的留意的留意的问题问题问题问题 1尽量使活塞杆在受拉力形状下接受最大尽量使活塞杆在受拉力形状下接受最大负载，或在受，或在受压形状下形状下活塞杆活塞杆应具有良好的具有良好的纵向向稳定性；定性；2液液压缸各部分的构造尽能缸各部分的构造尽能够按引荐的构造方式和按引荐的构造方式和设计规范范进展展设计，尽量做到构造，尽量做到构造简单、紧凑，加工、装配和凑，加工、装配和维修方便；修方便；3思索液思索液压缸行程缸行程终端端处的制的制动和液和液压缸的排气缸的排气问题；4正确确定液正确确定液压缸的安装和固定方式。思索液缸的安装和固定方式。思索液压缸的缸的热变
68、形，它形，它只能一端定位只能一端定位 。第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动Part 3.3.3 Part 3.3.3 主要尺寸确主要尺寸确主要尺寸确主要尺寸确实实实实定定定定 1 缸筒内径缸筒内径D 根据根据负载负载大小和大小和选选定的任定的任务压务压力，或运力，或运动动速度和速度和输输入流量，按本章有关算式确定后，再从入流量，按本章有关算式确定后，再从GB/T23482019规规范中范中选选取相近尺寸加以取相近尺寸加以圆圆整。整。 活塞杆受力情况活塞杆受力情况受受 拉拉 伸伸受受压缩，工作，工作压力力p1/MPap155p17p17活塞杆直接活塞杆直接d（0.
69、30.5）D（0.50.55）D（0.60.7）D0.7D3 缸筒缸筒长长度度L 由最大任由最大任务务行程决行程决议议。 2 活塞杆直径活塞杆直径d 按任按任务时务时受力情况来决受力情况来决议议，如加表所示。，如加表所示。对单对单杆杆活塞缸，活塞缸，d值值也可由也可由D和和v来决来决议议。按。按GB/T23482019规规范范进进展展圆圆整。行整。行业规业规范范JB/T79392019规规定了定了单单杆活塞液杆活塞液压压缸两腔缸两腔面面积积比的比的规规范系列范系列 。表表3-3 机床液机床液压缸活塞杆直径引荐缸活塞杆直径引荐值第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动P
70、art 3.3.4 Part 3.3.4 强强强强度校核度校核度校核度校核 对于液于液压缸的缸筒壁厚缸的缸筒壁厚、活塞杆直径、活塞杆直径d和缸盖和缸盖处固定螺固定螺钉的直径，的直径，在高在高压系系统中，必需中，必需进展展强度校核。度校核。 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动1. 1. 1. 1. 缸筒壁厚缸筒壁厚缸筒壁厚缸筒壁厚 在中、低在中、低压液液压系系统中，缸筒壁厚往往由构造工中，缸筒壁厚往往由构造工艺要求决要求决议，普通，普通不要校核。在高不要校核。在高压系系统中，中，须按以下情况按以下情况进展校核。展校核。 Part 3.3.4 Part 3.3.4
71、强强强强度校核度校核度校核度校核 当当D/10时为薄壁，薄壁，可按下式校核可按下式校核 3-343-343-343-34式中式中 D 缸筒内径；缸筒内径； py 实验压力，当缸的力，当缸的额定定压力力pn16MPa时，取，取 py=1.5pn；pn16MPa时，取，取py=1.25pn； 缸筒缸筒资料的料的许用运用用运用= b/n，b为资料抗拉料抗拉强 度，度，n为平安系数，普通取平安系数，普通取n=5。当当D/10时为厚壁，按下式厚壁，按下式进展校核展校核 3-353-353-353-35第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动2. 2. 2. 2. 活塞杆直径活塞
72、杆直径活塞杆直径活塞杆直径d d d d的校核的校核的校核的校核 Part 3.3.4 Part 3.3.4 强强强强度校核度校核度校核度校核 式中式中 F活塞杆上的作用力活塞杆上的作用力; 活塞杆活塞杆资料的料的许用用应力，力，=b/1.4。3-363-363-363-36第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动3. 3. 3. 3. 缸盖固定螺栓缸盖固定螺栓缸盖固定螺栓缸盖固定螺栓dsdsdsds的校核的校核的校核的校核 Part 3.3.4 Part 3.3.4 强强强强度校核度校核度校核度校核 式中式中 F液液压缸缸负载； k螺螺纹拧紧系数，系数，k=1.12
73、1.5； z固定螺栓个数；固定螺栓个数； 螺栓螺栓资料料许用运用，用运用， =s/1.222.5， s 为资料屈服点料屈服点 。3-373-373-373-37第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动4. 4. 4. 4. 稳稳稳稳定性校核定性校核定性校核定性校核 Part 3.3.4 Part 3.3.4 强强强强度校核度校核度校核度校核 活塞杆受活塞杆受轴向向紧缩负载时，其，其值F超越某一超越某一临界界值Fk，就会失去，就会失去稳定。活塞杆定。活塞杆稳定性按下式定性按下式进展校核展校核 。式中式中 nk平安系数，普通取平安系数，普通取nk=24 3-383-383
74、-383-38第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动4. 4. 4. 4. 稳稳稳稳定性校核定性校核定性校核定性校核 Part 3.3.4 Part 3.3.4 强强强强度校核度校核度校核度校核 当活塞杆的当活塞杆的长细比比l/rk21yy3-393-393-393-39式中式中 l安装安装长度，其度，其值与安装方式有关，与安装方式有关，见表表3-4P130； rk活塞杆横截面最小回活塞杆横截面最小回转半径，半径， ； 1柔性系数，其柔性系数，其值见表表3-5P130 ； 2由液由液压缸支承方式决缸支承方式决议的末端系数，的末端系数，见表表3-4； E活塞杆活塞杆资
75、料的料的弹性模量，性模量，对钢，可取，可取 E=2.061011Pa； J活塞杆横截面活塞杆横截面惯性矩性矩 ；A活塞杆横截面活塞杆横截面积 ； F由由资料料强度决度决议的的实验值，见表表3-5 ； 系数，系数，详细数数值见表表3-5 。 当活塞杆的当活塞杆的长细比比 时，且，且 时那么那么 3-403-403-403-40式中式中 l安装安装长度，其度，其值与安装方式有关，与安装方式有关，见表表3-4P130； rk活塞杆横截面最小回活塞杆横截面最小回转半径，半径， ； 1柔性系数，其柔性系数，其值见表表3-5P130 ； 2由液由液压缸支承方式决缸支承方式决议的末端系数，的末端系数，见表表
76、3-4； E活塞杆活塞杆资料的料的弹性模量，性模量，对钢，可取，可取 E=2.061011Pa； J活塞杆横截面活塞杆横截面惯性矩性矩 ；A活塞杆横截面活塞杆横截面积 ； F由由资料料强度决度决议的的实验值，见表表3-5 ； 系数，系数，详细数数值见表表3-5 。4. 4. 4. 4. 稳稳稳稳定性校核定性校核定性校核定性校核 Part 3.3.4 Part 3.3.4 强强强强度校核度校核度校核度校核 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动液液液液压压缸的缸的缸的缸的缓缓冲冲冲冲计计算主要是估算主要是估算主要是估算主要是估计缓计缓冲冲冲冲时时缸内出缸内出缸内出缸内
77、出现现的最大冲的最大冲的最大冲的最大冲击压击压力，力，力，力，以便校核缸筒以便校核缸筒以便校核缸筒以便校核缸筒强强度，另外度，另外度，另外度，另外还应还应校核制校核制校核制校核制动间动间隔能否符合要求隔能否符合要求隔能否符合要求隔能否符合要求 。液液液液压压缸缸缸缸缓缓冲冲冲冲时时，背，背，背，背压压腔内腔内腔内腔内产产生的液生的液生的液生的液压压能能能能E1E1和任和任和任和任务产务产生的机械能生的机械能生的机械能生的机械能E2E2分分分分别为别为见图见图3-10d3-10d 式中式中 pc缓冲腔中的平均冲腔中的平均缓冲冲压力；力；pp高高压腔中的油液腔中的油液压力；力； Ac、Ap缓冲腔、
78、高冲腔、高压腔的有效任腔的有效任务面面积； 3-413-413-413-413-423-423-423-42式中式中 lc缓冲行程冲行程长度；度； m任任务部件部件质量；量； v任任务部件运部件运动速度；速度； Ff摩擦力。摩擦力。 5. 5. 5. 5. 缓缓缓缓冲冲冲冲计计计计算算算算 第三章第三章第三章第三章 液液液液压压缸缸缸缸液液压与气与气压传动式式式式3-423-42表示了：任表示了：任表示了：任表示了：任务务部件部件部件部件产产生的机械能生的机械能生的机械能生的机械能E2E2是高是高是高是高压压腔中的液腔中的液腔中的液腔中的液压压能能能能与任与任与任与任务务部件的部件的部件的部件的动动能之和，再减去因摩擦耗能之和，再减去因摩擦耗能之和，再减去因摩擦耗能之和，再减去因摩擦耗费费的能量。当的能量。当的能量。当的能量。当E1=E2E1=E2，即，即，即，即任任任任务务部件的机械能全部部件的机械能全部部件的机械能全部部件的机械能全部 被被被被缓缓冲腔液体吸收冲腔液体吸收冲腔液体吸收冲腔液体吸收时时，那么得，那么得，那么得，那么得 3-433-433-433-435. 5. 5. 5. 缓缓缓缓冲冲冲冲计计计计算算算算 精品课件资料分享 SL出品
