（高职）液压与气动技术（第二版）01 第一节 液压缸ppt课件.ppt

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1、液压与气动技术（第二版）01 第一节 液压缸第三章第三章 液压执行元件液压执行元件主要内容：主要内容：u液压缸的类型及性能参数液压缸的类型及性能参数u活塞式液压缸活塞式液压缸u柱塞式液压缸柱塞式液压缸u伸缩液压缸伸缩液压缸u摆动式液压缸摆动式液压缸第一节第一节 液压缸液压缸一、液压缸的类型与性能参数一、液压缸的类型与性能参数 1. 液压缸的类型液压缸的类型 液压缸根据其结构特点可分为：活塞式液压缸、柱塞式活塞式液压缸、柱塞式液压缸、摆动式液压缸和特种结构液压缸液压缸、摆动式液压缸和特种结构液压缸等类型。 活塞式活塞式和柱塞式柱塞式液压缸用以实现直线运动，输出推力和速度。 摆动缸摆动缸用以实现往

2、复摆动，输出转矩和角速度。叶片式叶片式摆动缸摆动缸用以实现小于360的摆动角度，而螺旋式摆动缸螺旋式摆动缸最大可实现大于360的摆动角度。 液压缸还可根据其作用方式不同而分为：液压缸还可根据其作用方式不同而分为： 单作用式液压缸单作用式液压缸和和双作用式液压缸双作用式液压缸两种两种。 单作用式液压缸中液压力只能使活塞（或柱单作用式液压缸中液压力只能使活塞（或柱塞）单方向运动，而塞）单方向运动，而反方向运动必须靠外力反方向运动必须靠外力（如（如弹簧力或自重等）实现。弹簧力或自重等）实现。 双作用式液压缸中可由液压力实现两个方向双作用式液压缸中可由液压力实现两个方向的运动。的运动。 2. 液压缸的

3、性能参数液压缸的性能参数 液压缸的主要性能参数有：液压缸直径、活塞杆直径、.液压缸行程、液压缸压力、进出口直径及螺纹参数、是否有缓冲、液压缸的安装连接方式以及活塞杆连接形式等。以上各参数都有其相应的国家标准。 液压缸型号的含义液压缸型号的含义 示例：单作用活塞式液压缸，额定压力为示例：单作用活塞式液压缸，额定压力为16MPa，缸径为，缸径为50mm，行程，行程500mm，进出油口螺纹连接，活塞杆端部耳环安装，行程端点阻尼，活塞杆直径进出油口螺纹连接，活塞杆端部耳环安装，行程端点阻尼，活塞杆直径25mm，结，结构代号为构代号为0，设计序号为，设计序号为1。 型号为：型号为： HGE50500LE

4、25ZC1二、活塞式液压缸二、活塞式液压缸 活塞式液压缸按活塞杆的个数多少，可分为活塞式液压缸按活塞杆的个数多少，可分为双活塞杆式双活塞杆式和和单活塞杆式单活塞杆式液压缸；按固定方式不同，可分为液压缸；按固定方式不同，可分为缸固定式缸固定式和和杆固杆固定式定式液压缸；按油液的供给方式，可分为液压缸；按油液的供给方式，可分为双作用式双作用式和和单作用式单作用式液压缸。液压缸。 1 1双活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸 图图3-2所示为双杆活塞式液压缸的工作原理图。其活塞两侧所示为双杆活塞式液压缸的工作原理图。其活塞两侧都有伸出杆，且两活塞杆直径相同，当缸两腔的供油压力和流都有伸出杆，且两活塞杆直径

5、相同，当缸两腔的供油压力和流量都相等时，活塞（或缸体）两方向的运动速度和推力也都相量都相等时，活塞（或缸体）两方向的运动速度和推力也都相等。因此这种液压缸常用于要求有往复运动且速度和负载相同等。因此这种液压缸常用于要求有往复运动且速度和负载相同的场合，如平面磨床和外圆磨床的工作台的往复运动。的场合，如平面磨床和外圆磨床的工作台的往复运动。 缸体固定式液压缸缸体固定式液压缸工作台的最大运动范围工作台的最大运动范围略大于活塞有效行程略大于活塞有效行程L的三倍的三倍，占地面积较大，常用于小型设备的液压系统。占地面积较大，常用于小型设备的液压系统。 活塞杆固定式液压缸活塞杆固定式液压缸工作台的最大运动

6、范围工作台的最大运动范围略大于活塞有效行程略大于活塞有效行程L的两倍的两倍，常用于行程长的大、中型设备的液压系统。常用于行程长的大、中型设备的液压系统。 例例1：一双出杆活塞缸，其液压缸内径为：一双出杆活塞缸，其液压缸内径为100 mm，活塞杆直径为，活塞杆直径为50mm，进入液压缸的流量为进入液压缸的流量为25mL/min。压力为。压力为2MPa，回油口接油箱。求液压缸能，回油口接油箱。求液压缸能推动的最大负载和运动速度是多少？推动的最大负载和运动速度是多少？解：液压缸能推动的最大负载为解：液压缸能推动的最大负载为 ：液压缸运动速度为：液压缸运动速度为： 图图3-3所示为一台所示为一台平面磨

7、床的实心活塞杆液压缸平面磨床的实心活塞杆液压缸的结构图。这种形的结构图。这种形式的液压缸，其缸体固定在床身上，活塞杆和工作台靠支架式的液压缸，其缸体固定在床身上，活塞杆和工作台靠支架9和螺母和螺母10连接在一起。当压力油通过油道连接在一起。当压力油通过油道a（或（或b）分别进入液压缸两腔时，）分别进入液压缸两腔时，就推动活塞带动工作台作往复直线运动。活塞上的孔就推动活塞带动工作台作往复直线运动。活塞上的孔c用于排气。用于排气。2.2.单活塞杆式液压缸单活塞杆式液压缸单活塞杆式液压缸分有单作用式和双单作用式两种。单活塞杆式液压缸分有单作用式和双单作用式两种。单作用单作用式液压缸在工作行程时，依靠

8、液压力推动活塞朝一式液压缸在工作行程时，依靠液压力推动活塞朝一个方向运动，回程时借弹簧力或重力（垂直安装时）等外力使个方向运动，回程时借弹簧力或重力（垂直安装时）等外力使活塞反向运动，这种液压缸的连接管路少，结构和液压系统都活塞反向运动，这种液压缸的连接管路少，结构和液压系统都比较简单。比较简单。双作用单活塞杆双作用单活塞杆式液压缸，因其活塞的一侧有伸出杆，两式液压缸，因其活塞的一侧有伸出杆，两腔的有效工作面积不相等，故在不同的油路连接方式下，产生腔的有效工作面积不相等，故在不同的油路连接方式下，产生与双活塞杆式液压缸不同的特点。与双活塞杆式液压缸不同的特点。图图3-3所示为所示为双作用单活塞

9、杆双作用单活塞杆式液压缸的工作原理图。单活塞杆液式液压缸的工作原理图。单活塞杆液压缸可以是缸体固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定，缸体运动，压缸可以是缸体固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定，缸体运动，无论采用哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是行程的二倍。无论采用哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是行程的二倍。双作用单活塞杆式液压缸有以下特点：双作用单活塞杆式液压缸有以下特点：（1）往复运动速度和推力不相等）往复运动速度和推力不相等当液压缸无杆腔进压力油，有杆腔回油时（当液压缸无杆腔进压力油，有杆腔回油时（P，qV一定、回油腔压力为一定、回油腔压力为零），如图零），如图3-6（a）所示。活

10、塞向右运动时的推力）所示。活塞向右运动时的推力F1和运动速度和运动速度v1分别为：分别为：当液压缸无杆腔进压力油，无杆腔回油时（当液压缸无杆腔进压力油，无杆腔回油时（P，qV一定、回油腔压力为一定、回油腔压力为零），如图零），如图3-6（a）所示。活塞向右运动时的推力）所示。活塞向右运动时的推力F2和运动速度和运动速度v2分别为：分别为：这种液压缸的结构紧凑，占地面积较小，常用于大、中型机床的驱动这种液压缸的结构紧凑，占地面积较小，常用于大、中型机床的驱动装置。另外，这种液压缸的特点是当无杆腔进油时推力大而速度慢，而装置。另外，这种液压缸的特点是当无杆腔进油时推力大而速度慢，而有杆腔进油时，推

11、力小而速度快，符合大多数工程机械的作业要求，因有杆腔进油时，推力小而速度快，符合大多数工程机械的作业要求，因此在各种液压工程机械设备上，应用十分广泛。此在各种液压工程机械设备上，应用十分广泛。例例2：已知单活塞杆液压缸的内径为：已知单活塞杆液压缸的内径为100mm，活塞杆直径为，活塞杆直径为50mm，工作压力为工作压力为2MPa，流量为，流量为=10L/min，回油背压力为，回油背压力为0.5MPa。试求活塞。试求活塞杆往返运动时的推力和运动速度？杆往返运动时的推力和运动速度？解：活塞杆伸出时的推力和运动速度解：活塞杆伸出时的推力和运动速度 活塞杆缩回时的推力和运动速度活塞杆缩回时的推力和运动

12、速度（2）能实现差动快进）能实现差动快进如图如图3-6（c）所示，当液压缸的左右两腔同时通入压力油时，由于无）所示，当液压缸的左右两腔同时通入压力油时，由于无杆腔的总作用力较大，活塞以一定速度向右运动。此时，有杆腔排出的油杆腔的总作用力较大，活塞以一定速度向右运动。此时，有杆腔排出的油液与泵供给的油液汇合后进入液压缸的无杆腔。这种连接方式称为差动连液与泵供给的油液汇合后进入液压缸的无杆腔。这种连接方式称为差动连接。接。差动连接时，其活塞推力差动连接时，其活塞推力F3和运动速度和运动速度v3分别为：分别为：式中，式中，A3为活塞两端有效面积之差，即活塞杆的截面积为：为活塞两端有效面积之差，即活塞

13、杆的截面积为：例例3：已知单活塞杆液压缸的内径：已知单活塞杆液压缸的内径D=50mm，活塞杆直径，活塞杆直径d=35mm，泵，泵供油流量为供油流量为8L/min。试求：（试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所）若缸在差动阶段所能克服的外负载为能克服的外负载为FL=1000N，无杆腔内油液的压力该有多大（不计管路压，无杆腔内油液的压力该有多大（不计管路压力损失）？力损失）？解：（解：（1）液压缸差动连接时的运动速度为）液压缸差动连接时的运动速度为（2）若）若FL=1000N，无杆腔内油液的压力为，无杆腔内油液的压力为图图3-7为为双作用单活

14、塞杆式液压缸双作用单活塞杆式液压缸的实物和结构原理图。它主要由缸的实物和结构原理图。它主要由缸底、缸体、活塞、活塞杆、形密封圈、底、缸体、活塞、活塞杆、形密封圈、Y形密封圈、防尘圈和导向套形密封圈、防尘圈和导向套等零部件组成，在缸底和缸体上分别开设油口。活塞与缸体之间的密封等零部件组成，在缸底和缸体上分别开设油口。活塞与缸体之间的密封采用采用Y形密封圈；活塞和活塞杆之间的密封采用形密封圈；导向套起形密封圈；活塞和活塞杆之间的密封采用形密封圈；导向套起导向、支撑作用；活塞上套着聚四氟乙烯支承环，起支撑作用；缸盖上导向、支撑作用；活塞上套着聚四氟乙烯支承环，起支撑作用；缸盖上设有防尘圈，防止活塞杆

15、伸出部分的尘土杂质进入液压缸内污染油液，设有防尘圈，防止活塞杆伸出部分的尘土杂质进入液压缸内污染油液，降低液压缸的使用寿命；活塞杆左端设有缓冲装置，避免活塞与缸底、降低液压缸的使用寿命；活塞杆左端设有缓冲装置，避免活塞与缸底、端盖之间发生碰撞，产生较大的噪音，损坏零部件。端盖之间发生碰撞，产生较大的噪音，损坏零部件。三、柱塞式液压缸三、柱塞式液压缸 活塞式液压缸活塞式液压缸应用较广泛，但缸体内孔加工精度要求高，应用较广泛，但缸体内孔加工精度要求高，当运动件行程较长，缸体加工困难时，宜采用当运动件行程较长，缸体加工困难时，宜采用柱塞式液压缸柱塞式液压缸。如图如图3-8所示，在煤矿中应用最为广泛的

16、如单体液压支柱就是所示，在煤矿中应用最为广泛的如单体液压支柱就是柱塞式液压缸柱塞式液压缸。 柱塞式液压缸柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸，在工作行程时，依靠液压力推是一种单作用式液压缸，在工作行程时，依靠液压力推动柱塞朝一个方向运动，回程时借重力（垂直安装时）或其他外力使柱活动柱塞朝一个方向运动，回程时借重力（垂直安装时）或其他外力使柱活塞反向运动缩回。柱塞缸的柱塞和缸体内壁不接触，缸体内孔只需粗加工塞反向运动缩回。柱塞缸的柱塞和缸体内壁不接触，缸体内孔只需粗加工甚至不加工，故工艺性好，更适宜于做长行程液压缸。甚至不加工，故工艺性好，更适宜于做长行程液压缸。图图3-9（a）所示的是一种典型的）

17、所示的是一种典型的柱塞式液压缸柱塞式液压缸。它由缸筒。它由缸筒1、柱塞、柱塞2、导、导向套向套3、密封圈、密封圈4和压盖和压盖5等组成。它的特点是柱塞较粗，受力条件好，而且等组成。它的特点是柱塞较粗，受力条件好，而且柱塞在缸体内与缸壁不接触，两者无配合要求，因而只需对柱塞表面进行柱塞在缸体内与缸壁不接触，两者无配合要求，因而只需对柱塞表面进行精加工即可，缸体内孔不必进行精加工，表面粗糙度要求低。故柱塞式液精加工即可，缸体内孔不必进行精加工，表面粗糙度要求低。故柱塞式液压缸的制造工艺性较好，更适宜于做长行程液压缸。为了得到双向运动，压缸的制造工艺性较好，更适宜于做长行程液压缸。为了得到双向运动，

18、柱塞缸常常成对使用，如图柱塞缸常常成对使用，如图3-9（b）所示。）所示。柱塞缸工作时，柱塞总是受压，因此它必须具有足够的刚度。为了减柱塞缸工作时，柱塞总是受压，因此它必须具有足够的刚度。为了减轻重量，防止柱塞下垂（水平放置时），降低密封装置的单面摩擦，柱塞轻重量，防止柱塞下垂（水平放置时），降低密封装置的单面摩擦，柱塞通常做成空心的。通常做成空心的。柱塞上的有效作用力柱塞上的有效作用力F 为：为：柱塞的运动速度为：柱塞的运动速度为：式中：式中： d为柱塞直径。其它符号意义同活塞式液压缸。为柱塞直径。其它符号意义同活塞式液压缸。四、伸缩式液压缸四、伸缩式液压缸 伸缩式液压缸伸缩式液压缸简称简称

19、伸缩缸伸缩缸，又称，又称多级缸多级缸。它由二级或多级。它由二级或多级活塞缸套装而成，图活塞缸套装而成，图3-10所示。它主要由小活塞所示。它主要由小活塞1、套筒、套筒2、O形密封圈形密封圈3、缸体、缸体4、大活塞、大活塞5和缸盖和缸盖6等组成。前一级缸的活塞等组成。前一级缸的活塞就是后一级缸的缸体，这种伸缩式液压缸的各级活塞依次伸就是后一级缸的缸体，这种伸缩式液压缸的各级活塞依次伸出，可获得很大的行程。活塞伸出的顺序是从大到小，相应的出，可获得很大的行程。活塞伸出的顺序是从大到小，相应的推力也是由大变小，而伸出速度则由慢变快。空载回缩的顺序推力也是由大变小，而伸出速度则由慢变快。空载回缩的顺序

20、一般是从小活塞到大活塞，收缩后液压缸总长度较短，占用空一般是从小活塞到大活塞，收缩后液压缸总长度较短，占用空间较小，结构紧凑。间较小，结构紧凑。 伸缩缸伸缩缸常用于工程机械和其它行走机械，如起重机伸缩臂液常用于工程机械和其它行走机械，如起重机伸缩臂液压缸、自卸汽车举升液压缸等，都是压缸、自卸汽车举升液压缸等，都是伸缩缸伸缩缸。五、摆动式液压缸五、摆动式液压缸 摆动式液压缸摆动式液压缸是由液力驱动输出转矩，并实现往复摆动是由液力驱动输出转矩，并实现往复摆动的执行元件，简称的执行元件，简称摆动缸摆动缸。摆动缸摆动缸主要包括：叶片式、齿轮主要包括：叶片式、齿轮齿条式、螺旋式三种结构形式。齿条式、螺旋

21、式三种结构形式。 1. 1.叶片式摆动缸叶片式摆动缸 叶片式摆动缸叶片式摆动缸有单叶片和双叶片两种结构形式。有单叶片和双叶片两种结构形式。单叶片单叶片摆动缸摆动缸摆动的角度一般不超过摆动的角度一般不超过300；双叶片摆缸双叶片摆缸的摆动角度一的摆动角度一般不超过般不超过150，其输出转矩是，其输出转矩是单叶片摆动缸单叶片摆动缸的两倍，角速度是的两倍，角速度是单叶片摆动缸单叶片摆动缸的一半。的一半。图图3-12（a） 所示为所示为摆动缸摆动缸的实物外观图。图的实物外观图。图3-12（b） 所示为所示为单叶片单叶片摆动缸摆动缸的工作原理。输出轴的工作原理。输出轴3上装有叶片上装有叶片5，叶片，叶片

22、5和封油隔离块和封油隔离块1将内部空将内部空间分成两腔。当摆缸的一个油口接通压力油，而另一油口接回油时，叶片间分成两腔。当摆缸的一个油口接通压力油，而另一油口接回油时，叶片在油液压力作用下产生转矩，带动输出轴在油液压力作用下产生转矩，带动输出轴3摆动一定的角度。这种摆动缸一摆动一定的角度。这种摆动缸一般用于摆动角度小于般用于摆动角度小于300的回转工作部件的驱动。图的回转工作部件的驱动。图3-12（c）所示为）所示为双叶双叶片摆动缸片摆动缸的工作原理。图的工作原理。图3-12（d）为）为 摆动缸摆动缸的图形符号。的图形符号。当当单叶片摆动缸单叶片摆动缸输入的液压油压力为输入的液压油压力为p1，

23、回油液压力为，回油液压力为p2 ，摆动轴输出，摆动轴输出的转矩的转矩T为：为：输出角速度为：输出角速度为： 图图3-13为为单叶片式摆动缸单叶片式摆动缸的结构原理，图的结构原理，图3-14为为为为双叶片式摆动缸双叶片式摆动缸的结构原理。的结构原理。 叶片式摆动缸叶片式摆动缸的结构紧凑，转动惯量小、动作灵敏、的结构紧凑，转动惯量小、动作灵敏、转动均匀脉动小。输出转矩大，但密封性差，泄漏较大、转动均匀脉动小。输出转矩大，但密封性差，泄漏较大、不能在很低的转速下工作，当负载增加时转速将迅速降不能在很低的转速下工作，当负载增加时转速将迅速降低。低。 一般仅用于机床和夹具的夹紧装置、送料装置、转一般仅用

24、于机床和夹具的夹紧装置、送料装置、转位装置、周期性进给机构等中低压液压系统或工程机械。位装置、周期性进给机构等中低压液压系统或工程机械。 2. 齿轮齿条式摆动缸齿轮齿条式摆动缸 齿轮齿条式摆动缸齿轮齿条式摆动缸是由带齿条杆的双活塞缸和齿轮、齿条等是由带齿条杆的双活塞缸和齿轮、齿条等机构组成。机构组成。 如图如图3-15为所示，活塞的往复直线运动经齿条带动齿轮变成为所示，活塞的往复直线运动经齿条带动齿轮变成齿轮轴的往复摆动。图齿轮轴的往复摆动。图3-15（a）和图）和图3-15（b）分别为）分别为单齿条单齿条摆动缸摆动缸和和双齿条摆动缸双齿条摆动缸的外观图。的外观图。双齿条摆动缸双齿条摆动缸产生

25、的转矩为产生的转矩为单齿条摆动缸的二倍。图单齿条摆动缸的二倍。图3-15（c）为）为齿轮齿条式摆动缸齿轮齿条式摆动缸的图的图形符号。图形符号。图3-15（d）为）为单齿条摆动缸单齿条摆动缸的工作原理图，图的工作原理图，图3-15（e）为）为单齿条摆动缸单齿条摆动缸的结构图。的结构图。齿轮齿条式摆动缸齿轮齿条式摆动缸的优点是适宜于传递大扭矩、安装简的优点是适宜于传递大扭矩、安装简单、使用方便、价格便宜。单、使用方便、价格便宜。 其缺点是外形尺寸大、占用空其缺点是外形尺寸大、占用空间较多。常用于组合机床上的回转工作台、分度机构上。间较多。常用于组合机床上的回转工作台、分度机构上。 3. 螺旋式摆动

26、缸螺旋式摆动缸 螺旋式摆动液压缸螺旋式摆动液压缸是一种利用大螺旋升角的螺旋副实现旋是一种利用大螺旋升角的螺旋副实现旋转运动的特殊液压缸。这种液压缸体积小、重量轻、结构紧凑。转运动的特殊液压缸。这种液压缸体积小、重量轻、结构紧凑。与与叶片式摆动缸叶片式摆动缸相比，它输出转矩大，容积效率高。特别是它相比，它输出转矩大，容积效率高。特别是它的摆动范围可以大于的摆动范围可以大于360。因此，对于需要低速大角度的摆。因此，对于需要低速大角度的摆动机构来说特别适用。动机构来说特别适用。 图图3-16（a）所示为）所示为螺旋式摆动液压缸螺旋式摆动液压缸的实物图，图的实物图，图3-16（b）所示为螺旋齿环、带

27、有内外螺旋齿的活塞套和输出）所示为螺旋齿环、带有内外螺旋齿的活塞套和输出轴三者的组合关系。图轴三者的组合关系。图3-16（c）所示为其结构原理图。螺旋）所示为其结构原理图。螺旋式摆动缸的结构独特，活塞套上的外螺旋齿与固定在缸体内式摆动缸的结构独特，活塞套上的外螺旋齿与固定在缸体内的螺旋齿环的内螺旋齿啮合，同时活塞套上的内螺旋齿与输的螺旋齿环的内螺旋齿啮合，同时活塞套上的内螺旋齿与输出轴（法兰）上的外螺旋齿啮合。当压力油进入缸体内时，出轴（法兰）上的外螺旋齿啮合。当压力油进入缸体内时，活塞套因与螺旋齿环相啮合，既作直线移动，又作旋转运动，活塞套因与螺旋齿环相啮合，既作直线移动，又作旋转运动，同时

28、，输出轴又在与活塞套的啮合传动下输出旋转运动。同时，输出轴又在与活塞套的啮合传动下输出旋转运动。 螺旋式摆动缸螺旋式摆动缸的特点是大螺旋升角，由最紧凑的结构实的特点是大螺旋升角，由最紧凑的结构实现较高的扭矩输出、精确的摆动角度、高承载能力、抗冲击、现较高的扭矩输出、精确的摆动角度、高承载能力、抗冲击、零泄漏、运行极其平稳，可实现极低转速，但是加工难度大，零泄漏、运行极其平稳，可实现极低转速，但是加工难度大，成本较高。成本较高。 广泛应用于高空作业平台车工作框摆动；矿山设备钻臂广泛应用于高空作业平台车工作框摆动；矿山设备钻臂的摆动定位；农业设备、公路设备的轮胎或履带转向；清扫的摆动定位；农业设备

29、、公路设备的轮胎或履带转向；清扫车、叉车等执行机构的摆动；垃圾车垃圾桶的翻转等。特别车、叉车等执行机构的摆动；垃圾车垃圾桶的翻转等。特别适用于安装空间有限的结构应用，实现执行机构的摆动。适用于安装空间有限的结构应用，实现执行机构的摆动。七、液压缸的典型结构七、液压缸的典型结构 液压缸液压缸主要由缸体组件、活塞组件、密封件和连接件等基主要由缸体组件、活塞组件、密封件和连接件等基本部分组成。为了防止活塞快速时撞击缸盖，有的液压缸端部本部分组成。为了防止活塞快速时撞击缸盖，有的液压缸端部还设有缓冲装置，有时还需要设置排气装置。还设有缓冲装置，有时还需要设置排气装置。 1. 缸体组件 缸体组件缸体组件

30、由缸体、前、后端盖和导向套等组成。由缸体、前、后端盖和导向套等组成。 缸体组件缸体组件和密封件构成了和密封件构成了液压缸液压缸的密封容积，并承受液压力，的密封容积，并承受液压力，所以所以缸体组件缸体组件要有足够的强度和刚度、较高的表面精度和可靠要有足够的强度和刚度、较高的表面精度和可靠的密封性。的密封性。（1）缸体组件的连接形式）缸体组件的连接形式 缸体组件缸体组件的连接形式及其优缺点，如表的连接形式及其优缺点，如表3-2所示。所示。 拉杆式拉杆式 其结构简单，工艺性好，通用性大，但端盖的其结构简单，工艺性好，通用性大，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响密封效果，体积和重量较大

31、，拉杆受力后会拉伸变长，影响密封效果，适用于中低压液压缸。适用于中低压液压缸。 焊接式焊接式 将端盖直接焊在缸筒上，强度高，制造简单，将端盖直接焊在缸筒上，强度高，制造简单，但容易引起焊接变形，焊接热影响区的材料性能有所降低，但容易引起焊接变形，焊接热影响区的材料性能有所降低，焊口距缸筒内壁工作表面不应小于焊口距缸筒内壁工作表面不应小于20mm,焊接式缸维修时需焊接式缸维修时需破坏端盖才行。破坏端盖才行。 内螺纹连内螺纹连接接 在缸筒端部加工出内螺纹和退刀槽，虽在缸筒端部加工出内螺纹和退刀槽，虽然会削弱缸筒强度，而且螺纹与缸筒要求同心，但其结构紧然会削弱缸筒强度，而且螺纹与缸筒要求同心，但其结

32、构紧凑，外形美观，不易损坏。连接螺纹设计在端盖上，也可以凑，外形美观，不易损坏。连接螺纹设计在端盖上，也可以用螺纹压圈紧固。用螺纹压圈紧固。 外螺纹连接外螺纹连接 这种方式装拆方便，但需要专用工具。这种方式装拆方便，但需要专用工具。它使缸筒端部结构复杂化，螺纹要与缸筒的内径同心。螺纹它使缸筒端部结构复杂化，螺纹要与缸筒的内径同心。螺纹对缸筒壁厚尺寸要求不大，很适合于无缝钢管做缸筒的液压对缸筒壁厚尺寸要求不大，很适合于无缝钢管做缸筒的液压缸。密封槽一般都设置在缸筒端面或端盖上，以免削弱缸简缸。密封槽一般都设置在缸筒端面或端盖上，以免削弱缸简强度，为了防强度，为了防.止螺纹因冲击震动而松动，往往增

33、加锁紧螺母止螺纹因冲击震动而松动，往往增加锁紧螺母或紧定螺钉。或紧定螺钉。 外卡键连接外卡键连接 这种连接的强度好，结构紧凑，重量轻，这种连接的强度好，结构紧凑，重量轻，装拆容易，但缸筒端部要切出卡键槽，使强度有所降低。外装拆容易，但缸筒端部要切出卡键槽，使强度有所降低。外卡键一般由两个半环卡键组成，固定卡键可以用卡键帽。卡键一般由两个半环卡键组成，固定卡键可以用卡键帽。 内卡键连接内卡键连接 这种连接方式的优缺点同外卡键差不多，这种连接方式的优缺点同外卡键差不多，但装拆不便。为了便于装拆，卡键一般由三瓣组成第三瓣的但装拆不便。为了便于装拆，卡键一般由三瓣组成第三瓣的剖切口平面必须与轴线平行，

34、否则是装不进去的。装配卡键剖切口平面必须与轴线平行，否则是装不进去的。装配卡键时，端盖外端面不能高出卡键槽，装好卡键后，端盖才能装时，端盖外端面不能高出卡键槽，装好卡键后，端盖才能装到位。卡键与卡键槽的配合精度要适当，间隙过大、缸简卡到位。卡键与卡键槽的配合精度要适当，间隙过大、缸简卡键槽处会因受到冲击而产生剪切破坏。键槽处会因受到冲击而产生剪切破坏。 法兰连接缸法兰连接缸 筒端部设计有法兰，用螺栓将其与端盖筒端部设计有法兰，用螺栓将其与端盖连接起来。法兰连接结构简单，加工和装拆都很方便，只是外连接起来。法兰连接结构简单，加工和装拆都很方便，只是外形尺寸和重量都较大。法兰与缸筒有整体式的，多作

35、成铸件或形尺寸和重量都较大。法兰与缸筒有整体式的，多作成铸件或锻件缸简，加工余量较大，浪费材料锻件缸简，加工余量较大，浪费材料;还有焊接法兰式，多为钢还有焊接法兰式，多为钢质缸筒，将无缝钢管制成的缸筒与法兰焊接在一起，其焊缝要质缸筒，将无缝钢管制成的缸筒与法兰焊接在一起，其焊缝要进行强度计算。进行强度计算。法兰连接法兰连接是液压缸中使用最普遍的结构形式。是液压缸中使用最普遍的结构形式。 弹性挡圈式弹性挡圈式 弹性卡圈有弹性卡圈和钢丝弹性卡圈两弹性卡圈有弹性卡圈和钢丝弹性卡圈两种。由于它们都是标准件，因此使用方便，但装拆不方便，尤种。由于它们都是标准件，因此使用方便，但装拆不方便，尤其是钢丝，必

36、须专用工具。因缸壁厚度较薄，一般用于中低压其是钢丝，必须专用工具。因缸壁厚度较薄，一般用于中低压缸简钢丝截面可以制成圆形、梯形或矩形。缸简钢丝截面可以制成圆形、梯形或矩形。（2 2）缸体、端盖、和导向套）缸体、端盖、和导向套 缸体缸体是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、磨削、珩是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、磨削、珩磨、滚压等精密加工方法，表面粗糙度磨、滚压等精密加工方法，表面粗糙度Ra值为值为0.10.04 m，保证活塞及密封件、支承件顺利滑动，减小摩擦。缸体组件保证活塞及密封件、支承件顺利滑动，减小摩擦。缸体组件要承受很大的液压力，所以也要有足够的强度、刚度。要承受很大的液压力，所以也

37、要有足够的强度、刚度。端盖端盖装在缸体的两端，同样承受很大的液压力，要有足装在缸体的两端，同样承受很大的液压力，要有足够的联接强度和可靠的密封性，应此，应选择工艺性良好的够的联接强度和可靠的密封性，应此，应选择工艺性良好的联接结构。联接结构。导向套导向套对活塞和柱塞起支承和导向作用，其材料耐磨，对活塞和柱塞起支承和导向作用，其材料耐磨，并有足够的长度。若不设导向套，则端盖孔起导向作用。并有足够的长度。若不设导向套，则端盖孔起导向作用。 2活塞组件活塞组件 活塞组件由活塞、活塞杆和连接件等组成。 （1）活塞组件的连接形式 活塞组件的连接及优缺点如表3-3所示。（2）活塞与活塞杆活塞与活塞杆活塞活

38、塞受液压力的作用，在缸体内作往复直线运动，所以受液压力的作用，在缸体内作往复直线运动，所以应具有一定的强度和耐磨性。它常用耐磨铸铁制造。活塞结应具有一定的强度和耐磨性。它常用耐磨铸铁制造。活塞结构分为构分为整体式整体式和和组合式组合式。活塞杆活塞杆是连接活塞和工作部件的传力零件，也要有足够是连接活塞和工作部件的传力零件，也要有足够的强度、刚度，通常为钢件。活塞杆在导向套内作往复直线的强度、刚度，通常为钢件。活塞杆在导向套内作往复直线运动，其外圆柱表面要耐磨和防锈，故其表面有时采用镀铬运动，其外圆柱表面要耐磨和防锈，故其表面有时采用镀铬工艺。工艺。 3. 液压缸的缓冲装置液压缸的缓冲装置 当运动

39、部件的质量较大，运动速度较高（如大于当运动部件的质量较大，运动速度较高（如大于12m/min12m/min）时，由于惯性力较大，具有很大的动量，因而在活塞运动到时，由于惯性力较大，具有很大的动量，因而在活塞运动到缸体的终端时，会与端盖发生机械碰撞，产生很大的冲击和缸体的终端时，会与端盖发生机械碰撞，产生很大的冲击和噪声，严重影响机械精度。为此，在大型、高速或高精度的噪声，严重影响机械精度。为此，在大型、高速或高精度的液压设备中，必须设置缓冲装置。常见的缓冲装置主要有下液压设备中，必须设置缓冲装置。常见的缓冲装置主要有下述几种。述几种。 （1）环状间隙式缓冲装置环状间隙式缓冲装置 图图3-17(

40、a)所示为一种所示为一种环状间隙式缓冲装置环状间隙式缓冲装置。它由活塞上。它由活塞上的圆柱形柱塞和液压缸端盖上的内孔组成。当缓冲柱塞进入的圆柱形柱塞和液压缸端盖上的内孔组成。当缓冲柱塞进入缸盖上的内孔时，封闭在液压缸腔内的油液只能从环形间隙缸盖上的内孔时，封闭在液压缸腔内的油液只能从环形间隙排出，产生缓冲压力，从而实现减速缓冲。在缓冲过程中，排出，产生缓冲压力，从而实现减速缓冲。在缓冲过程中，由于这种装置的节流面积不变，故缓冲开始时产生的缓冲制由于这种装置的节流面积不变，故缓冲开始时产生的缓冲制动力很大，但很快就降低了，其缓冲效果较差，然而这种装动力很大，但很快就降低了，其缓冲效果较差，然而这

41、种装置结构简单。为了使缓冲作用均衡，可将圆柱形柱塞加工成置结构简单。为了使缓冲作用均衡，可将圆柱形柱塞加工成 为为5左右的圆锥体，如图左右的圆锥体，如图3-17(b)所示。这种缓冲装置过流所示。这种缓冲装置过流缓冲压力均匀，其缓冲效果较好。缓冲压力均匀，其缓冲效果较好。（2）可变节流式缓冲装置可变节流式缓冲装置 图图3-17 (c)为磨床砂轮架快速进、退液压缸，活塞的两端为磨床砂轮架快速进、退液压缸，活塞的两端开有轴向三角槽，前、后端盖上的钢球起单向阀作用。在活开有轴向三角槽，前、后端盖上的钢球起单向阀作用。在活塞起动时，压力油顶开钢球进入液压缸，推动活塞运动。当塞起动时，压力油顶开钢球进入液

42、压缸，推动活塞运动。当活塞接近缸的端部时，回油路被活塞逐渐封闭，使缸内油液活塞接近缸的端部时，回油路被活塞逐渐封闭，使缸内油液只能通过活塞上的轴向三角槽缓慢排出，从而使活塞受到制只能通过活塞上的轴向三角槽缓慢排出，从而使活塞受到制动作用而减速。这种缓冲装置节流口的过流断面随活塞的移动作用而减速。这种缓冲装置节流口的过流断面随活塞的移动而逐渐减小，缓冲作用均匀，冲击压力小，制动位置精度动而逐渐减小，缓冲作用均匀，冲击压力小，制动位置精度高。高。（3）可调节流式缓冲装置可调节流式缓冲装置 图图3-17 (d)为为可调节流缓冲液压缸可调节流缓冲液压缸，当活塞运动到缓冲柱，当活塞运动到缓冲柱塞插入塞插

43、入a腔时，腔时，a腔的油液只能经节流阀排出，使回油阻力增腔的油液只能经节流阀排出，使回油阻力增大，活塞运动速度减慢，从而实现制动缓冲。调节缓冲节流大，活塞运动速度减慢，从而实现制动缓冲。调节缓冲节流阀的开口大小，便可改变缓冲的速度和效果。当活塞反向运阀的开口大小，便可改变缓冲的速度和效果。当活塞反向运动时，压力油经单向阀进入液压缸，使活塞迅速起动。动时，压力油经单向阀进入液压缸，使活塞迅速起动。 上述各种缓冲装置只能在液压缸全行程终了时才能起缓上述各种缓冲装置只能在液压缸全行程终了时才能起缓冲作用。当执行元件在行程中间停止运动时，上述装置不起冲作用。当执行元件在行程中间停止运动时，上述装置不起

44、作用。这时，可在回油路上设置行程节流阀来实现缓冲。作用。这时，可在回油路上设置行程节流阀来实现缓冲。 4. 液压缸的排气装置液压缸的排气装置 液压系统往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生爬液压系统往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生爬行和前冲等现象，严重时会使系统无法正常工作。因此，在行和前冲等现象，严重时会使系统无法正常工作。因此，在设计液压缸时，必须考虑空气的排除。设计液压缸时，必须考虑空气的排除。 对于要求不高的对于要求不高的液压缸液压缸，往往不设专门的排气装置，而，往往不设专门的排气装置，而是将油口布置在缸体两端的最高处，由流出的液压油将缸中是将油口布置在缸体两端的最高处，由流出的

45、液压油将缸中的空气带走；对于速度稳定性要求较高的的空气带走；对于速度稳定性要求较高的液压缸液压缸和大型和大型液压液压缸缸，常在，常在液压缸液压缸的最高处设置专门的排气装置，如排气阀、的最高处设置专门的排气装置，如排气阀、排气塞等。排气塞等。 图图3-18(a)为排气阀，图为排气阀，图3-18(b)和图和图3-18(c)为两种不同的为两种不同的排气塞，当松开排气塞螺钉时，带有气泡的油液就会排出，排气塞，当松开排气塞螺钉时，带有气泡的油液就会排出，空气排完后拧紧螺钉，空气排完后拧紧螺钉，液压缸液压缸便可正常工作。便可正常工作。 八、八、液压缸的安装、调整和常见故障及排除方法液压缸的安装、调整和常见

46、故障及排除方法 1. 液压缸的安装液压缸的安装 液压缸液压缸与机体的各种安装方式如表与机体的各种安装方式如表3-4所示。当缸筒与机体间没有相所示。当缸筒与机体间没有相对运动时，可采用支座或法兰来安装定位；如果缸筒与机体间需要有相对运动时，可采用支座或法兰来安装定位；如果缸筒与机体间需要有相对转动时，则可采用轴销、耳环或球头等连接方式。对转动时，则可采用轴销、耳环或球头等连接方式。液压缸液压缸在设备上安装时必须保证其轴线与负载作用轴线同轴，以免在设备上安装时必须保证其轴线与负载作用轴线同轴，以免因存在侧向力而导致密封件、活塞和缸筒内孔过早磨损。对于较长液压因存在侧向力而导致密封件、活塞和缸筒内孔

47、过早磨损。对于较长液压缸，应该考虑热变形和受力变形对缸，应该考虑热变形和受力变形对液压缸液压缸工作性能的影响。工作性能的影响。 2. 液压缸的组装与调整液压缸的组装与调整 液压缸液压缸无论是制造组装还是修理后组装，都必须严格按无论是制造组装还是修理后组装，都必须严格按技术要求进行操作和检测。技术要求进行操作和检测。 液压缸装配前应认真清洗零件和去除毛刺；活塞与活塞液压缸装配前应认真清洗零件和去除毛刺；活塞与活塞杆组装好后，应检测两者的同轴度和活塞杆的直线度；缸盖杆组装好后，应检测两者的同轴度和活塞杆的直线度；缸盖装配应该调整活塞与缸筒内孔、缸盖导孔的同轴度，均匀紧装配应该调整活塞与缸筒内孔、缸

48、盖导孔的同轴度，均匀紧固螺钉，以便活塞在全行程内移动轻重一致。固螺钉，以便活塞在全行程内移动轻重一致。 安装安装O形密封圈时，要求有一定的预压缩量，如果形密封圈时，要求有一定的预压缩量，如果压缩量过小，则密封性能差，反之，摩擦阻力增大，使压缩量过小，则密封性能差，反之，摩擦阻力增大，使密封圈在沟槽中产生扭曲，加快磨损，降低使用寿命；密封圈在沟槽中产生扭曲，加快磨损，降低使用寿命；安装安装Y形密封圈时，要注意密封圈的安装方向，要使唇形密封圈时，要注意密封圈的安装方向，要使唇口对着油压作用方向，特别是轴用和孔用密封圈不能装口对着油压作用方向，特别是轴用和孔用密封圈不能装错；安装错；安装V形密封圈时

49、，也要注意唇口对着油压作用方形密封圈时，也要注意唇口对着油压作用方向，调整时不能压得过紧，以不漏油为限度。向，调整时不能压得过紧，以不漏油为限度。 对于压力较高的液压缸，其活塞沟槽内除密封圈外，对于压力较高的液压缸，其活塞沟槽内除密封圈外，还要装挡环或耐磨环。还要装挡环或耐磨环。 它们都由聚四氟乙烯材料制成，耐腐蚀，热膨胀系它们都由聚四氟乙烯材料制成，耐腐蚀，热膨胀系数较大，弹性较差，如果直接安装则活塞的各台阶、沟数较大，弹性较差，如果直接安装则活塞的各台阶、沟槽容易划伤其密封表面，影响密封效果。槽容易划伤其密封表面，影响密封效果。 为保证挡环和耐磨环安装时不被损坏，在安装前先为保证挡环和耐磨

50、环安装时不被损坏，在安装前先将其在将其在100的油液中浸泡的油液中浸泡20min，使其逐渐变软，然后，使其逐渐变软，然后用专用工装将其装人活塞的沟槽中。用专用工装将其装人活塞的沟槽中。 在往活塞上安装密封件圈、挡环和耐磨环时，采用的专用在往活塞上安装密封件圈、挡环和耐磨环时，采用的专用工装如图工装如图3-19所示。所示。 它是由锥形定位套和扩张套组成的，锥形定位套由塑料或它是由锥形定位套和扩张套组成的，锥形定位套由塑料或金属材料制成，前端加工成止口状，其内径与活塞外径相适应，金属材料制成，前端加工成止口状，其内径与活塞外径相适应，后端为锥体状，对密封件和扩张套起引导作用；扩张套由聚甲后端为锥体