4 液压缸.ppt

《4 液压缸.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4 液压缸.ppt（32页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四章第四章 液压缸液压缸 目的任务目的任务 了解液压缸的作用与分类、结构和工了解液压缸的作用与分类、结构和工作原理。作原理。掌握液压缸主要参数的计算和性能特掌握液压缸主要参数的计算和性能特点点。重点难点重点难点 单活塞杆液压缸三种状态下推力、速单活塞杆液压缸三种状态下推力、速度的计算度的计算第一节第一节 液压缸的工作原理、类型及特点液压缸的工作原理、类型及特点 作用作用：液压缸是一种能量转换装置，它将输：液压缸是一种能量转换装置，它将输入的入的液体压力能液体压力能转换为转换为机械能机械能输出，实现直线往输出，实现直线往复运动或往复摆动。复运动或往复摆动。液压缸是液压系统中的执行元件。液压缸是

2、液压系统中的执行元件。一、工作原理（一、工作原理（P45P45图图4.1.14.1.1）1 1、主要结构：缸筒、活塞、活塞杆、前后、主要结构：缸筒、活塞、活塞杆、前后端盖及密封件等。端盖及密封件等。2 2、双作用单活塞杆液压缸原理阐述、双作用单活塞杆液压缸原理阐述 3 3、主要性能参数、主要性能参数 输入：压力输入：压力p p、流量、流量q q 输出：推力输出：推力F F、速度、速度v v 二、分类：二、分类：按运动方式按运动方式按结构形式按结构形式活塞缸活塞缸柱塞缸柱塞缸摆动缸摆动缸伸缩式套筒缸伸缩式套筒缸按特殊用途按特殊用途串联缸串联缸增压缸增压缸增速缸增速缸步进缸步进缸组合缸组合缸按活塞

3、杆形式按活塞杆形式单活塞缸单活塞缸双活塞缸双活塞缸单作用式：活塞只能作单向运动单作用式：活塞只能作单向运动双作用式：活塞可以双向运动双作用式：活塞可以双向运动 三、特点三、特点结构简单结构简单工作可靠工作可靠传动平稳传动平稳用途广泛用途广泛第二节第二节 液压缸基本参数的计算液压缸基本参数的计算 一、双活塞杆缸的计算（一、双活塞杆缸的计算（P46P46图图4.2.14.2.1）已知压力和流量，计算速度和推力已知压力和流量，计算速度和推力 v=q/A=4q/(Dv=q/A=4q/(D2 2-d-d2 2)F=（p1-p2）A=（p1-p2）（D2-d2）/4 特点：特点：（1 1）两活塞杆直径相等

4、时两腔面积相等；）两活塞杆直径相等时两腔面积相等；（2 2）两腔压力相等时，推力相等（等推力）两腔压力相等时，推力相等（等推力特性）；特性）；（3 3）两腔流量相等时，速度相等（等速度）两腔流量相等时，速度相等（等速度特性）。特性）。二、二、单活塞杆缸的计算单活塞杆缸的计算（P47P47图图4.2.24.2.2）特点：特点：（1 1）两腔面积不等，）两腔面积不等，A1 A2 A1 A2 （2 2）压力相等时，推力不等；流量相等时，）压力相等时，推力不等；流量相等时，速度不等。不具有等推力等速度特性。速度不等。不具有等推力等速度特性。速度、推力计算：速度、推力计算：1 1、无杆腔进油、无杆腔进油

5、 v v1 1 =q/A=q/A1 1=4q/D=4q/D2 2 F F1 1 =p=p1 1A A1 1-p-p2 2A A2 2 =D=D2 2 p p1 1-(D-(D2 2-d-d2 2)p)p2 2/4/4 2 2、有杆腔进油、有杆腔进油 v v2 2 =q/A=q/A2 2=4q/(D=4q/(D2 2-d-d2 2)F F2 2 =p=p1 1A A2 2-p-p2 2A A1 1 =(D =(D2 2-d-d2 2)p)p1 1-D-D2 2 p p2 2/4/4单杆液压缸简单连接比较单杆液压缸简单连接比较 由于由于 A A1 1 A A2 2 所以所以 v v1 1 v F

6、F2 2 因而因而 无杆腔进油时，推力较大，速度较小无杆腔进油时，推力较大，速度较小 有杆腔进油时，推力较小，速度较大有杆腔进油时，推力较小，速度较大 应用应用 无杆腔进油，重载慢速（工作行程）。无杆腔进油，重载慢速（工作行程）。有杆腔进油，轻载快速（空回行程）。有杆腔进油，轻载快速（空回行程）。3 3、差动连接（、差动连接（P48P48图图4.2.34.2.3）差动连接：单活塞杆缸两腔相连差动连接：单活塞杆缸两腔相连 特点：同时通入液压油特点：同时通入液压油,利用两腔面积差进利用两腔面积差进行工作行工作 速度、推力计算速度、推力计算单活塞杆缸的应用单活塞杆缸的应用单活塞杆缸不同连接，可实现如

7、下工作循环：单活塞杆缸不同连接，可实现如下工作循环：（差动连接）（无杆腔进油（差动连接）（无杆腔进油)（有杆腔进油）（有杆腔进油）快进快进 工进工进 快退快退 v v3 3、F F3 3 v v1 1、F F1 1 v v2 2、F F2 2 三、柱塞缸（三、柱塞缸（P48P48图图4.2.44.2.4）主要结构：缸体、柱塞、导向套、卡圈、端主要结构：缸体、柱塞、导向套、卡圈、端盖等盖等 特点：特点：（1 1）缸体内壁与柱塞不接触）缸体内壁与柱塞不接触 ，加工工艺性，加工工艺性好，成本低，适用于长行程机床（如大型拉床、好，成本低，适用于长行程机床（如大型拉床、龙门刨床）等。龙门刨床）等。（2

8、2）只能单向运动，回程需靠外力（重力、）只能单向运动，回程需靠外力（重力、弹簧力、其它单活塞杆缸）或成对使用。弹簧力、其它单活塞杆缸）或成对使用。（3 3）柱塞工作时总是受压，要有足够的刚）柱塞工作时总是受压，要有足够的刚度。度。（4 4）柱塞重力较大，水平放置易下垂，产）柱塞重力较大，水平放置易下垂，产生单边磨损，故常垂直使用，有时做成中空（如生单边磨损，故常垂直使用，有时做成中空（如 导轨磨床）。导轨磨床）。速度、推力计算：速度、推力计算：v=q/A=4q/d2 F=pA=d2p/4 四、摆动缸（四、摆动缸（P49P49图图4.2.54.2.5）又称摆动液压马达又称摆动液压马达 当它通入压

9、力油时，主轴能做小于当它通入压力油时，主轴能做小于360360的的摆动，常用于夹具夹紧装置、送料装置、转位装摆动，常用于夹具夹紧装置、送料装置、转位装置及周期性进给的系统中。置及周期性进给的系统中。输入压力、流量输入压力、流量 输出转矩、角速度输出转矩、角速度 五、组合式液压缸五、组合式液压缸 1 1、增压缸（、增压缸（P50P50图图4.2.64.2.6）又称增压器又称增压器 增压器有两种：单作用（图增压器有两种：单作用（图a a）双作用（图双作用（图b b）作用：得到高于泵压的输出压力作用：得到高于泵压的输出压力 工作原理工作原理 输入压力与输出压力的关系：输入压力与输出压力的关系：p p

10、2 2=D=D2 2/d/d2 2 p p1 1 D D2 2/d/d2 2 =K=K式中式中K K增压比增压比 2 2、增速缸（、增速缸（P50P50图图4.2.74.2.7）作用：得到较快的速度作用：得到较快的速度 3 3、伸缩缸（、伸缩缸（P50P50图图4.2.84.2.8）又称多级缸，由两级或多级活塞缸套装而成，又称多级缸，由两级或多级活塞缸套装而成，有单作用和双作用之分。有单作用和双作用之分。特点：特点：活塞伸出时，从大到小，速度逐级增活塞伸出时，从大到小，速度逐级增大，推力逐级减小。大，推力逐级减小。活塞缩回时，从小到大，速度由快逐活塞缩回时，从小到大，速度由快逐渐变慢。渐变慢。

11、应用：应用：工作行程很长，缩回后缸的长度工作行程很长，缩回后缸的长度短、结构紧凑、占地空间小。短、结构紧凑、占地空间小。起重机伸缩臂、自动装卸卡车、火起重机伸缩臂、自动装卸卡车、火箭发射台等。箭发射台等。第三节第三节 液压缸的结构、组成及安装形式液压缸的结构、组成及安装形式 一、液压缸典型结构一、液压缸典型结构 以双作用单活塞杆缸为例（以双作用单活塞杆缸为例（P51P51图图4.3.14.3.1）工程机械中通用。工程机械中通用。主要零件：缸底（后缸盖、后端盖）、缸筒主要零件：缸底（后缸盖、后端盖）、缸筒（缸体）、前缸盖（前端盖）、导向套、活塞、（缸体）、前缸盖（前端盖）、导向套、活塞、活塞杆。

12、活塞杆。其它零件：其它零件：1 1、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、9 9、1010、1414、1616、1717、1818、1919、2020、2121、2222等。等。二、液压缸的组成二、液压缸的组成 可分为缸体组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置可分为缸体组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置和排气装置等。和排气装置等。1 1、缸体组件、缸体组件 包括缸筒、前后缸盖和导向套等。包括缸筒、前后缸盖和导向套等。缸筒：材料常用缸筒：材料常用2020或或4545号无缝钢管，内孔采用镗孔、号无缝钢管，内孔采用镗孔、珩磨、滚压等工艺。珩磨、滚压等工艺。缸筒内径缸筒内径D D的确定：先计算（根据负载

13、和速度，或的确定：先计算（根据负载和速度，或工作压力和输入流量），再表选（工作压力和输入流量），再表选（P52P52表表4.3.14.3.1）。）。前缸盖前缸盖4545号钢居多，后缸盖号钢居多，后缸盖2020号钢居多。号钢居多。缸筒和缸盖的连接（缸筒和缸盖的连接（P52P52图图4.3.24.3.2）（1 1）法兰连接：缸筒端部墩粗制成法兰盘或焊接）法兰连接：缸筒端部墩粗制成法兰盘或焊接法兰盘，再用螺栓与缸盖固定。结构简单、易于加工和法兰盘，再用螺栓与缸盖固定。结构简单、易于加工和装拆，但重量和外形尺寸大装拆，但重量和外形尺寸大 。（2 2）卡环连接：将卡环切成两半（外半环）或三段）卡环连接：

14、将卡环切成两半（外半环）或三段（内半环）装在缸筒环形槽内，再用套或挡圈压住。结（内半环）装在缸筒环形槽内，再用套或挡圈压住。结构紧凑，外形尺寸小，重量较轻，易于加工和装拆，但构紧凑，外形尺寸小，重量较轻，易于加工和装拆，但缸筒上开了环形槽而削弱了强度。缸筒上开了环形槽而削弱了强度。（3 3）螺纹连接：分为外螺纹和内螺纹连接，重量）螺纹连接：分为外螺纹和内螺纹连接，重量轻，外径小，但缸筒端部复杂，装卸时需用专门工具，轻，外径小，但缸筒端部复杂，装卸时需用专门工具，用于要求外形尺寸小重量轻的场合。用于要求外形尺寸小重量轻的场合。（4 4）拉杆连接：前后缸盖装在缸筒两端，用四根）拉杆连接：前后缸盖装

15、在缸筒两端，用四根拉杆（螺杆）紧固。通用性好，缸筒加工容易，装拆方拉杆（螺杆）紧固。通用性好，缸筒加工容易，装拆方便，应用广泛。但外形尺寸和重量较大，拉杆受力后会便，应用广泛。但外形尺寸和重量较大，拉杆受力后会拉伸变形，影响端部密封效果，只适用于长度较短的中拉伸变形，影响端部密封效果，只适用于长度较短的中低压缸。低压缸。（5 5）焊接式连接：（只能是）后缸盖与缸筒后端）焊接式连接：（只能是）后缸盖与缸筒后端焊接。强度高，制造简单，外形尺寸小，但焊接时缸筒焊接。强度高，制造简单，外形尺寸小，但焊接时缸筒易变形。易变形。2 2、活塞组件（、活塞组件（P53P53图图4.3.34.3.3）包括活塞、

16、活塞杆和连接件等。包括活塞、活塞杆和连接件等。活塞：材料常用铸铁。活塞：材料常用铸铁。活塞杆：材料常用活塞杆：材料常用4545号冷拉圆钢，车、磨、淬火并号冷拉圆钢，车、磨、淬火并镀硬铬。镀硬铬。活塞杆直径活塞杆直径d d的确定：先计算（根据受力，或进退的确定：先计算（根据受力，或进退速比），再表选（速比），再表选（P53P53表表4.3.34.3.3）。）。连接形式有：整体式、螺纹式、半环式。连接形式有：整体式、螺纹式、半环式。螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆方便，但螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆方便，但需防止螺母松动。需防止螺母松动。半环式：常用于高压大负载或振动比较大的场合，半环

17、式：常用于高压大负载或振动比较大的场合，强度高，装拆方便，但结构复杂。强度高，装拆方便，但结构复杂。3 3、密封装置、密封装置 作用：防止泄漏和污染作用：防止泄漏和污染 活塞与缸筒、活塞杆与导向套及缸盖之间的动密封，活塞与缸筒、活塞杆与导向套及缸盖之间的动密封，活塞与活塞杆、导向套与缸筒的静密封。活塞与活塞杆、导向套与缸筒的静密封。4 4、缓冲装置（、缓冲装置（P54P54表表4.3.4 4.3.4）缓冲的必要性：活塞运动到终点时撞击缸盖，产生缓冲的必要性：活塞运动到终点时撞击缸盖，产生冲击和噪声，影响设备的工作精度以至损坏零件。冲击和噪声，影响设备的工作精度以至损坏零件。缓冲原理：活塞接近缸

18、盖时，两者之间封住一部分缓冲原理：活塞接近缸盖时，两者之间封住一部分油液，利用小孔或缝隙的节流阻尼作用在液压缸的回油油液，利用小孔或缝隙的节流阻尼作用在液压缸的回油腔产生很大的阻力，实现减速，避免撞击。腔产生很大的阻力，实现减速，避免撞击。缓冲装置类型：主要有节流口可调式和节流口变化缓冲装置类型：主要有节流口可调式和节流口变化式两种。式两种。常在大型、高速或高精度液压缸中设置缓冲装置或常在大型、高速或高精度液压缸中设置缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。在系统中设置缓冲回路。5 5、排气装置（、排气装置（P54P54图图4.3.4 4.3.4）排气的必要性：排气的必要性：系统在安装或停止工作后常会

19、渗入空气系统在安装或停止工作后常会渗入空气 、油、油液中混有空气，空气的积聚使液压缸产生振动、液中混有空气，空气的积聚使液压缸产生振动、噪声、爬行和前冲现象，严重时会使液压系统不噪声、爬行和前冲现象，严重时会使液压系统不能正常工作。能正常工作。排气形式：排气形式：（1 1）排气孔：对要求不高的液压缸，可不设）排气孔：对要求不高的液压缸，可不设专门的排气装置，而将油口设置在缸筒两端的最专门的排气装置，而将油口设置在缸筒两端的最高处，通过回油把缸内的空气带回油箱。高处，通过回油把缸内的空气带回油箱。（2 2）排气阀和排气塞：对速度平稳性要求高）排气阀和排气塞：对速度平稳性要求高的液压缸，则要求设置

20、排气阀或排气塞排气。的液压缸，则要求设置排气阀或排气塞排气。排气方法：使液压缸两腔经该阀与油箱相排气方法：使液压缸两腔经该阀与油箱相通，启动时拧开排气阀使液压缸空载往复运动几通，启动时拧开排气阀使液压缸空载往复运动几次即可将空气排出，然后将排气阀或排气塞关闭。次即可将空气排出，然后将排气阀或排气塞关闭。三、液压缸的安装方式（三、液压缸的安装方式（P55P55表表4.3.54.3.5）1 1、底座式或法兰式、底座式或法兰式 缸筒与机体间无相对运动缸筒与机体间无相对运动 2 2、轴销式、轴销式有相对转动有相对转动 3 3、耳环式、耳环式有相对转动有相对转动 4 4、球头式、球头式 有相对转动有相对转动 本章小结本章小结 主要概念：主要概念：液压缸的类型；液压缸的类型；液压缸的差动联接及其特点、应用；液压缸的差动联接及其特点、应用；液压缸的五大组成部分；液压缸的五大组成部分；液压缸的泄漏途径、液压缸的密封；液压缸的泄漏途径、液压缸的密封；液压缸的缓冲原理。液压缸的缓冲原理。复习思考题：复习思考题：P55P55：3 3