第4章：液压缸.ppt

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1、31-1第四章第四章 液压缸液压缸 第一节第一节 液压缸的液压缸的类型及特点类型及特点 第二节第二节 液压缸的液压缸的结构结构 第三节第三节 液压缸的液压缸的设计计算设计计算 重点重点：液压缸结构、类型和特点。液压缸结构、类型和特点。难点难点：液压缸的设计。：液压缸的设计。教学目的教学目的：掌握常用液压缸的结构和工作特点：掌握常用液压缸的结构和工作特点31-2 一、功用：将液体的压力能转换成机械能的能量一、功用：将液体的压力能转换成机械能的能量转换装置。转换装置。二、分类：二、分类：1.单作用式和双作用式；单作用式和双作用式；2.活塞式活塞式、柱塞式柱塞式、伸缩式伸缩式、增压缸增压缸、齿条活塞

2、齿条活塞式式、摆动式、摆动式。3.中低压缸（额定压力为中低压缸（额定压力为2.56.3MPa）；中高）；中高压缸（额定压力为压缸（额定压力为1016MPa）；高压缸（额定压）；高压缸（额定压力为力为2531.5MPa）。）。第一节第一节 液压缸的类型及特点液压缸的类型及特点31-3活塞式液压缸活塞式液压缸1.单活塞式单活塞式液压缸：液压缸：2.双活塞式双活塞式液压缸：液压缸：3.连接方式：连接方式：无杆腔无杆腔进油；进油；有杆腔有杆腔进油；进油；差动连接差动连接31-4双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸 活塞两端都带有活塞杆，分为活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定缸体固定和和活塞杆活塞杆固定两种安装

3、形式。固定两种安装形式。31-5单单活塞杆液活塞杆液压压缸缸 活塞活塞仅仅有一端有一端带带有活塞杆，活塞双向运有活塞杆，活塞双向运动动可可获获得不同的速度和得不同的速度和输输出力。出力。31-6无杆腔无杆腔进油进油推力：推力：速度：速度：31-7有杆腔有杆腔进油进油推力：推力：速度：速度：31-8推力：推力：速度：速度：差动连接差动连接31-9柱塞式液压缸柱塞式液压缸推力：推力：输输出速度：出速度：柱塞缸柱塞缸使用使用 31-10柱塞缸的使用柱塞缸的使用 柱塞式液柱塞式液压压缸是缸是单单作用的，其回程作用的，其回程需要借助自重或需要借助自重或弹弹簧等其他外力来完簧等其他外力来完成。成。为实现为

4、实现其双向其双向运运动动，常成，常成对对使用。使用。31-11 伸缩式液压缸伸缩式液压缸单作用式伸缩缸单作用式伸缩缸如图如图，双作用式伸缩缸，双作用式伸缩缸如图如图。31-12增压缸增压缸31-13齿条活塞式液压缸齿条活塞式液压缸31-14第二节第二节 液压缸的结构液压缸的结构一、液压缸的典型结构举例：一、液压缸的典型结构举例：单活塞杆单活塞杆，双活塞杆双活塞杆二、二、缸筒与缸盖缸筒与缸盖的连接的连接三、三、活塞和活塞杆活塞和活塞杆的连接的连接四、活塞杆四、活塞杆头部结构头部结构五、液压缸的五、液压缸的缓冲装置缓冲装置六、液压缸的六、液压缸的排气装置排气装置七、液压缸的七、液压缸的密封密封31

5、-15单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸31-16双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸31-17二、缸筒与缸盖的连接二、缸筒与缸盖的连接a)a)法兰连接法兰连接 b)b)卡环连接卡环连接 c)c)、f)f)螺纹连接螺纹连接 d)d)拉杆连接拉杆连接 e)e)焊接连接焊接连接31-18三、活塞和活塞杆的连接三、活塞和活塞杆的连接a)a)螺纹式连接螺纹式连接 b)b)卡环式连接卡环式连接1 1螺母螺母 2 2、8 8活塞活塞 3 3、9 9活塞杆活塞杆 4 4弹簧卡圈弹簧卡圈 5 5轴套轴套 6 6半环半环 7 7压板压板31-19四、活塞杆头部结构四、活塞杆头部结构31-20五、液压缸的缓冲装置五、液压缸的缓

6、冲装置 当活塞杆带动质量大的部件运动时，惯性大，当活塞杆带动质量大的部件运动时，惯性大，因此当活塞杆运动到液压缸终端时，会与缸盖相碰因此当活塞杆运动到液压缸终端时，会与缸盖相碰而产生冲击和噪声，且损害部件。而产生冲击和噪声，且损害部件。a)节流口可调式节流口可调式 b)节流口可变式节流口可变式 c)环状间隙式环状间隙式1-针形节流阀针形节流阀 2-单向阀单向阀 3-三角沟槽三角沟槽31-21六、液压缸的排气装置六、液压缸的排气装置 液压缸中不可避免地会混入空气，由此引起活塞液压缸中不可避免地会混入空气，由此引起活塞运动时的爬行和振动，并产生噪声，甚至使整个液运动时的爬行和振动，并产生噪声，甚至

7、使整个液压系统不能正常工作。排气装置安装在液压缸的最压系统不能正常工作。排气装置安装在液压缸的最上部。上部。31-22七、液压缸的密封七、液压缸的密封a)间隙密封间隙密封 b)摩擦环密封摩擦环密封 c)、d)密封圈密封密封圈密封 31-23第三节第三节 液压缸的设计和计算液压缸的设计和计算 在分析液压系统的设计内容：分析工况、编制负在分析液压系统的设计内容：分析工况、编制负载图和确定最大负载力（详见第九章第六节）后，载图和确定最大负载力（详见第九章第六节）后，综合使用要求以确定结构类型、安装形式和安装空综合使用要求以确定结构类型、安装形式和安装空间，根据负载值、速度和最大行程决定液压缸的主间，

8、根据负载值、速度和最大行程决定液压缸的主要尺寸。要尺寸。一般来说，液压缸是标准件，可根据标准的产品一般来说，液压缸是标准件，可根据标准的产品目录进行选型，但有时也需要参考有关设计手册自目录进行选型，但有时也需要参考有关设计手册自行设计。行设计。具体步骤具体步骤。31-24液压缸设计步骤液压缸设计步骤 一、液压缸一、液压缸工作压力的确定工作压力的确定 根据负载计算工作压力，也可根据用途查表。根据负载计算工作压力，也可根据用途查表。二、液压缸二、液压缸内径和活塞杆直径内径和活塞杆直径的确定的确定 内径根据工作负载和工作压力确定。必要时校核强内径根据工作负载和工作压力确定。必要时校核强度。度。三、液

9、压缸三、液压缸主要尺寸主要尺寸的确定的确定 工作载荷情况，按前面的计算公式设计。工作载荷情况，按前面的计算公式设计。四、液压缸四、液压缸其他部位尺寸其他部位尺寸的确定的确定 五、液压缸的五、液压缸的强度和刚度校核强度和刚度校核31-25一、液压缸工作压力的确定一、液压缸工作压力的确定 不同负载条件下的工作压力不同负载条件下的工作压力负载负载F FkNkN5 55 510101010202020203030303050505050液液压压缸的工作缸的工作压压力力p pMPaMPa0.80.81 11.51.52 22.52.53 33 34 44 45 55 57 731-26二、内径和活塞杆直

10、径的确定二、内径和活塞杆直径的确定 各类机械常用的工作压力各类机械常用的工作压力设备类设备类型型机机 床床农业农业机械机械小型工程机小型工程机械械工程机械中工程机械中的辅助机构的辅助机构压压力机重型力机重型机械机械起重运起重运输输机机械械船舶起货机船舶起货机大中型挖掘大中型挖掘机机磨床磨床组组合机合机床床车车镗镗铣铣拉床拉床龙门龙门刨床刨床工作工作压压力力p pMPaMPa0.80.82 23 35 52 24 41010101016162020323231-27三、液压缸主要尺寸的确定三、液压缸主要尺寸的确定 1）缸筒内径）缸筒内径D按前面的公式计算后圆整。按前面的公式计算后圆整。2）活塞杆

11、直径）活塞杆直径d可按受力情况初选，然后根据可按受力情况初选，然后根据校核最后确定。校核最后确定。活塞杆受力情况活塞杆受力情况工作工作压压力力p pMPaMPa活塞杆直径活塞杆直径d d受受 拉拉d d=(0.3=(0.30.5)0.5)D D受受压压及拉及拉p p55d d=(0.5=(0.50.55)0.55)D D受受压压及拉及拉5 5p p77d d=(0.6=(0.60.7)0.7)D D受受压压及拉及拉p p7 7d d=0.7=0.7DD31-28导向长度：导向长度：活塞宽度：活塞宽度：导向套滑动面长度：导向套滑动面长度：活塞杆长度根据液压缸最大行程而定。活塞杆长度根据液压缸最大行程而定。四、液压缸其他部位尺寸的确定四、液压缸其他部位尺寸的确定31-29五、液压缸的强度和刚度校核五、液压缸的强度和刚度校核1.活塞杆强度校核：活塞杆强度校核：2.活塞杆刚度校核：活塞杆刚度校核：3.液压缸壁厚的校核：液压缸壁厚的校核：4.螺栓强度校核：螺栓强度校核：31-30作业题作业题 1.计算如图所示的液压缸中活塞杆上的推力和速计算如图所示的液压缸中活塞杆上的推力和速度。度。31-31作业题作业题2.图中，图中，A1=2A2。供油量为。供油量为32L/min，回油量为多少？，回油量为多少？64L/min