液压传动(第四章)

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1、第四章液压缸液压缸是液压系统中的执行元件，它的职能是将液压能转换成机械能。液压缸的输入量是流体的流量和压力，输出的是直线运动速度和力。液压缸的活塞能完成直线往复运动，输出的直线位移是有限的。液压缸结构简单,工作可靠,与杠杆、连杆、齿轮齿条、棘轮棘爪、凸轮等机构配合，能实现多种机械运动，故其应用广泛。第一节液压缸的类型与特点1.1液压缸的类型1.2活塞式液压缸活塞式液压缸定义在缸体内作相对往复运动的组件为活塞的液压缸分类按伸出活塞杆不同：双杆、单杆、无杆按固定方式不同：缸体固定、活塞杆固定1.2.1双杆活塞液压缸1.特点：(1)两腔

2、面积相等；(2)压力相同时，推力相等，流量相同时，速度相等。即具有等推力等速度特性2.推力、速度计算v=q/A=4q/π(D2-d2)F=(p1-p2)A=π(D2-d2)(p1-p2)/43.工作过程(1)实心双杆活塞式液压缸—缸体固定式进油腔回油腔运动方向占地范围应用场合左右活塞右移三倍于L中小型设备右左活塞左移占地面积大进油腔位置与活塞运动方向相反(2)空心双杆活塞式液压缸——杆固定式进油腔回油腔运动方向占地范围应用场合左右缸体左移两倍于L，占地面积小，大中型设备右左缸体右移进油腔位置与活塞运动方向相同1.2.2单杆活塞液压

3、缸1.特点：（1）两腔面积不等,A1>A2(2）压力相同时，推力不等流量相同时，速度不等，即不具有等推力等速度特性2.速度、推力计算(1)无杆腔进油时v1=q/A1=4q/πD2(2)有杆腔进油时v2=q/A2=4q/π(D2-d2)(3)差动连接∵v3A1=q+v3A2∴v3=q/A1-A2=4q/πd2故要使v2=v3，D=√2dF3=p1（A1-A2）=πd2p1/4(4)单活塞杆液压缸简单连接比较∵A1>A2∴v1F2故活塞杆伸出时，推力较大，速度较小,活塞杆缩回时，推力较小，速度较大因而：活塞杆伸出时，适用于

4、重载慢速活塞杆缩回时，适用于轻载快速往复速比：λv=v2/v1=D2/D2-d2d=D√（λv-1）/λv(5)单杆活塞液压缸应用单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循环：（差动连接）（无杆腔进油）（有杆腔进油）快进(v3、F3)→工进(v1、F1)→快退(v2、F2)1.2.3柱塞式液压缸柱塞式液压缸如图所示，它只能实现一个方向的运动，回程靠重力或弹簧力或其它力来推动。为了得到双向运动，通常成对、反响的布置使用动画演示柱塞2靠导向套3来导向，柱塞与缸体不接触，因此缸体内壁不需精加工。柱塞是端部受压，为保证柱塞缸有足够的推力和稳

5、定性，柱塞一般较粗，重量较大，水平安装时易产生单边磨损，故柱塞缸宜垂直安装。第二节液压缸的设计与计算2.1液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 （1）大型动力设备（如组合机床、拉床、压力机等）当无杆腔进油驱动负载时：当有杆腔进油驱动负载时：式中λ指活塞杆的直径d与液压缸内径D的比值。 （2）小型动力设备（如磨床、研磨机床等） 一般先按结构需要先确定活塞杆直径d，再求：2.2液压缸缸筒长度L的确定 通常，L=活塞最大行程l+活塞宽度b+活塞杆导向长度l1+活塞密封长度l2+其它长度。 其中：活塞宽度b=（0.6`1）D；活塞杆导向长度l

6、1=（0.6~1.5）d；其它长度是指一些特殊装置所需长度。2.3液压缸其它部位尺寸的确定导向长度(L为液压缸最大行程)活塞宽度B=(0.6—1.0)D； 导向套滑动面长度A A=（0.6—10）D（D<80mm） A=（0.6—1）d（D≥80mm）如装有隔套时，2.4缸筒壁厚δ的校核当D/δ≥10时，可按薄壁圆筒公式校核，即当D/δ<10时，可按厚壁圆筒公式校核，即式中：δ为缸筒壁厚；D为缸筒内径或活塞直径；Py为缸筒试验压力，一般比最大压力高20%—30%；[σ]为缸筒材料的许用应力，可查有关手册。第三节液压缸的结构设计3.

7、1液压缸的典型结构 （1）结构原理图如图：（2）动画演示A、B 3.2液压缸的组成 （1）缸筒组件缸筒组件包括缸筒和前后端盖。这一部分的结构特征主要缸筒和端盖的连接形式。缸筒与端盖连接和各种典型结构形式如图4-11所示，各种连接形式具备不同的特点。 （2）活塞组件 活塞组件由活塞和活塞杆及连接件等组成。根据工作压力、安装固定方式及工作条件的不同，活塞和活塞杆的主要连接结构形式如图4-12所示。（3）密封装置液压缸在工作时，由于压差的作用以及元件配合存在着间隙会使油液泄漏，因此，为了减少油液泄漏，液压缸需要密封。液压缸的端盖和缸筒、

8、活塞和活塞杆需要静密封，一般采用“O”形密封圈(如上图所示）。液压缸的活塞与缸筒、活塞杆与端盖需要动密封，一般采用“Y”或“V”形密封圈。（4）缓冲装置液压缸设置缓冲装置可以使活塞部件在行程末端减速并使速度接近于零，以便减少活塞运动部件的惯性力，减