液压与气压传动 - 华北水利水电学院.ppt

华北水利水电学院机械学院,液压与气压传动,2021/3/11,2,第四章液压缸,液压缸的类型及特点液压缸的设计计算液压缸的典型结构液压缸的密封、缓冲和排气,通过本章的学习，要求掌握液压缸设计中应考虑的主要问题，包括结构类型的选择和参数计算等，为液压缸设计打下基础。,本章主要内容为,2021/3/11,3,液压缸（油缸）主要用于实现机构的直线往复运动，也可以实现摆动，其结构简单，工作可靠，应用广泛。,液压缸和液压马达都是液压执行元件，其职能是将液压能转换为机械能。液压马达实现连续的回转运动，而液压缸实现直线往复运动或摆动。,4.1液压缸的类型及特点,2021/3/11,4,4.1液压缸的类型及特点,按运动形式分摆动液压缸、往复直线运动液压缸。按供油方向分单作用缸和双作用缸。按结构形式分活塞缸、柱塞缸等。按活塞杆形式分单活塞杆缸、双活塞杆缸。,2021/3/11,5,4.1.1活塞式液压缸,缸筒固定,活塞杆固定,活塞缸,单杆,双杆,按形式,按安装形式,2021/3/11,6,4.1.1.1双杆活塞液压缸,双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式。双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等。,2021/3/11,7,往返运动速度和推力相等缸的运动速度V和推力F分别为,,这种液压缸常用于要求往返运动速度和输出力相同的场合。,2021/3/11,8,4.1.1.2单活塞杆液压缸,单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞两腔有效作用面积不同。,2021/3/11,9,,无杆腔进油,,活塞的运动速度和推力分别为,,,,,,,,,,,,a无杆腔进油,,,,,D,,,,d,q,2021/3/11,10,,有杆腔进油,活塞的运动速度和推力分别为,,,,,,,,,,,b有杆腔进油,,,q,,2021/3/11,11,,往复速比,,2021/3/11,12,两腔进油,差动联接,,,,,,,,,,,c差动联接,,,q,,,,单杆活塞缸两腔同时通入压力油，这种连接方式被称为差动连接。由于A1A2，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度。,2021/3/11,13,,,c差动联接,（3.8）,（3.9）,在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连接液压缸的推力为,,活塞的运动速度为,,结论当,时，快进、快退速度相等。,2021/3/11,15,4.1.2单作用柱塞式液压缸,2021/3/11,16,（１）它是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；（２）柱塞只靠缸筒支承而不与缸筒接触，这样缸筒极易加工，故适于做长行程液压缸；常用于长行程机床，如龙门刨、导轨磨、大型拉床等。（３）工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；（４）柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。,柱塞式液压缸特点,2021/3/11,17,应用行程较长的场合。,职能符号,2021/3/11,18,4.1.3其他液压缸,4.1.3.1.增压液压缸,2021/3/11,19,4.1.3.2伸缩式液压缸,,伸出,缩回,,伸缩式单作用缸,2021/3/11,20,伸缩式双作用缸,,,伸出,,,,B,A,二级活塞,,活塞或柱塞伸出时，从大到小，速度逐渐增大，推力逐渐减小。活塞或柱塞缩回时，从小到大。,2021/3/11,21,4.1.3.3齿条活塞缸,齿条活塞缸由带有齿条杆的双作用活塞缸和齿轮齿条机构组成，活塞往复移动经齿条、齿轮机构变成齿轮轴往复转动。,,q,ω,,齿条液压缸的最大特点是将直线运动转换为回转运动，其结构简单，制造容易，常用于机械手和磨床的进刀机构、组合机床的回转工作台、回转夹具及自动线的转位机构。,右腔进油，左腔回油时，齿条左移，齿轮带动工作台顺转。,左腔进油，右腔回油时，齿条右移，齿轮带动工作台逆转。,2021/3/11,22,4.2液压缸的结构,图3.9双作用单活塞杆液压缸结构图l缸底；2卡键；3、5、9、11密封圈；4活塞；6缸筒；7活塞杆；8导向套；10缸盖；12防尘圈；13耳轴,,,,单活塞杆液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成。,2021/3/11,23,图3.9双作用单活塞杆液压缸结构图l缸底；2卡键；3、5、9、11密封圈；4活塞；6缸筒；7活塞杆；8导向套；10缸盖；12防尘圈；13耳轴,缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接。为改善活塞杆和缸盖孔的摩擦，在缸盖一端设置了用耐磨材料制成的导向套8。为了保证液压缸的可靠密封，在相应部位设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。,2021/3/11,24,4.2.3密封装置,a间隙密封b摩擦环密封cO形圈密封dV形圈密封,2021/3/11,25,缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。常见的缓冲装置a间隙缓冲装置b可调节流缓冲装置c可变节流缓冲装置,,4.2.4缓冲装置,2021/3/11,26,,a间隙缓冲装置,2021/3/11,27,,b可调节流缓冲装置,2021/3/11,28,,c可变节流缓冲装置,2021/3/11,29,4.2.4排气装置,液压传动系统往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、爬行或前冲等现象，严重时会使系统不能正常工作。,因此，设计液压缸时，必须考虑空气的排除。,2021/3/11,30,4.3液压缸的设计和计算,液压缸的设计和计算是在对整个液压系统进行工况分析，计算了最大负载力，先定了工作压力的基础上进行的。首先根据使用要求确定液压缸的类型，再按负载和运动要求确定液压缸的主要结构尺寸，必要时需进行强度验算，最后进行结构设计。,1．根据需要的推力计算液压缸内径及活塞杆直径等主要参数；,2．对缸壁厚度、活塞杆直径、螺纹连接的强度及油缸的稳定性等进行必要的校核；,3．确定各部分结构，其中包括密封装置、缸筒与缸盖的连接、活塞结构以及缸筒的固定形式等，进行工作图设计。,设计液压缸的主要内容,