3-液壓傳動(dòng)-陳奎生-液壓缸

1、第三章,液 壓 缸HYDRAULIC CYLINDERS,2,本章提要,液壓缸的類型及特點(diǎn) 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 液壓缸的密封,要求：　　掌握液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要問題，包括結(jié)構(gòu)類型的選擇和參數(shù)計(jì)算等，為液壓缸設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。,3,本章教學(xué)內(nèi)容,3.1 液壓缸的類型及特點(diǎn),3.2 液壓缸的結(jié)構(gòu),3.3 液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算,本章小結(jié),習(xí) 題,點(diǎn)擊進(jìn)入 相應(yīng)章節(jié),返回本頁點(diǎn)擊此,http:/

2、/ yycd.mech.wust.edu.cn/ 引用本教案內(nèi)容，請(qǐng)注明出處,4,3.1 液壓缸的類型及特點(diǎn)Types and Characteristics of Cylinders,5,液壓缸（油缸）主要用于實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，應(yīng)用廣泛。,輸入量：流量和壓力（液壓功率）輸出量：速度和力（機(jī)械功率）,注：液壓缸和液壓馬達(dá)都是液壓執(zhí)行元件(Actuator)， 其職能是將

3、液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。,3.1 液壓缸的類型及特點(diǎn),6,液壓缸的分類 Tape of Hydraulic Cylinders,按供油方向分：?jiǎn)巫饔酶?Single-acting Cylinder)和雙作用缸(Double-acting Cylinder)?！　“唇Y(jié)構(gòu)形式分：活塞缸(Piston Cylinder)、柱塞缸(Ram Cylinder)、伸縮套筒缸(Telescopic Cylinders) 、擺動(dòng)液壓缸(Rotary

4、Cylinders)。　　按活塞桿形式分：?jiǎn)位钊麠U缸(Single-end Rod Cylinders)、雙活塞桿缸(Double-end Rod Cylinder)。,7,活塞式液壓缸可分為雙桿式和單桿式兩種結(jié)構(gòu)形式，其安裝又有缸筒固定和活塞桿固定兩種方式。,3.1.1.1 雙桿活塞液壓缸 Double-end Rod Cylinder,雙活塞桿液壓缸的活塞兩端都帶有活塞桿，分為缸體固定和活塞桿固定兩種安裝形式，如圖3.1所示。,,

5、3.1.1 活塞式液壓缸 Piston Type Cylinders,圖3.1,8,因?yàn)殡p活塞桿液壓缸的兩活塞桿直徑相等，所以當(dāng)輸入流量和油液壓力不變時(shí)，其往返運(yùn)動(dòng)速度和推力相等。則缸的運(yùn)動(dòng)速度v和推力F分別為：,（3.1）,（3.2）,、d ——分別為活塞直徑和活塞桿直徑；,q —— 輸入流量；,A ——活塞有效工作面積。,這種液壓缸常用于要求往返運(yùn)動(dòng)速度相同的場(chǎng)合。,,,,,,,,,,,,,,d,,D,3.1.1.1 雙桿活塞液壓

6、缸 Double-end Rod Cylinder,9,3.1.1.2單活塞桿液壓缸 Single-end Rod Cylinders,單活塞桿液壓缸的活塞僅一端帶有活塞桿，活塞雙向運(yùn)動(dòng)可以獲得不同的速度和輸出力，其簡(jiǎn)圖及油路連接方式如圖3.2所示。,,3.1.1 活塞式液壓缸 Piston Type Cylinders,圖3.2,10,無桿腔進(jìn)油,（3.3）,（3.4）,活塞的運(yùn)動(dòng)速度 和推力 分別為:,(a)無桿腔

7、進(jìn)油,3.1.1.2單活塞桿液壓缸 Single-end Rod Cylinders,3.1.1 活塞式液壓缸 Piston Type Cylinders,11,,有桿腔進(jìn)油,活塞的運(yùn)動(dòng)速度 和推力 分別為:,（3.5）,（3.6）,3.1.1.2單活塞桿液壓缸 Single-end Rod Cylinders,3.1.1 活塞式液壓缸 Piston Type Cylinders,12,（3.7）,上式表明：　　當(dāng)活

8、塞桿直徑愈小時(shí)，速度比接近1，在兩個(gè)方向上的速度差值就愈小。,3.1.1.2單活塞桿液壓缸 Single-end Rod Cylinders,3.1.1 活塞式液壓缸 Piston Type Cylinders,比較上述各式，可以看出：v2>v1，F(xiàn)1>F2；液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度比(Ratio of Reversible Velocities)為：,13,圖3. 3 差動(dòng)連接缸,差動(dòng)連接 Differential Conn

9、ection,3.1.1.2單活塞桿液壓缸 Single-end Rod Cylinders,3.1.1 活塞式液壓缸 Piston Type Cylinders,14,兩腔的壓力相等，活塞兩側(cè)有效面積不等，活塞向右運(yùn)動(dòng)。,活塞的運(yùn)動(dòng)速度v ：,Q+vA2=vA1,活塞的輸出力為F ：,將往未差動(dòng)連接的無桿腔輸油的工況和差動(dòng)連接缸相比較，從公式可以看到，后者的速度較快，但輸出力較小。,差動(dòng)連接 Differential Connect

10、ion,p,3.1.1.2單活塞桿液壓缸,3.1.1 活塞式液壓缸 Piston Type Cylinders,15,差動(dòng)液壓缸計(jì)算舉例,例3.1：已知單活塞桿液壓缸的缸筒內(nèi)徑D=100mm，活塞桿直徑d=70mm，進(jìn)入液壓缸的流量q=25 L/min，壓力p1=2MPa，p2=0。液壓缸的容積效率和機(jī)械效率分別為0.98、0.97，試求在圖3.2(a)、(b)、(c)所示的三種工況下，液壓缸可推動(dòng)的最大負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度各是多少？并給出運(yùn)

11、動(dòng)方向。,解：在圖3.2（a）中，液壓缸無桿腔進(jìn)壓力油，回油腔壓力為零，因此，可推動(dòng)的最大負(fù)載為：,液壓缸向左運(yùn)動(dòng)，容積效率?v=1其運(yùn)動(dòng)速度為：,,,16,在圖3.2(b)中，液壓缸為有桿腔進(jìn)壓力油，無桿腔回油壓力為零，可推動(dòng)的負(fù)載為：,液壓缸向左運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度為：,在圖3.2（c）中，液壓缸差動(dòng)連接，可推動(dòng)的負(fù)載力為：,液壓缸向左運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度為：,,,,,,17,,圖3.3 柱塞式液壓缸,當(dāng)活塞式液壓缸行程較長(zhǎng)時(shí)，加工難度大，

12、使得制造成本增加?！　∧承﹫?chǎng)合所用的液壓缸并不要求雙向控制，柱塞式液壓缸正是滿足了這種使用要求的一種價(jià)格低廉的液壓缸。,3.1.2 柱塞式液壓缸 Ram Type Cylinders,,18,如圖3.3(a)所示，柱塞缸由缸筒(Bore)、柱塞(Ram)、導(dǎo)套(Guide Bushing)、密封圈(Sealings)和壓蓋(End Caps)等零件組成，柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，因此缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，成本低。,3.1.2 柱塞

13、式液壓缸 Ram Type Cylinders,,19,式中：d—柱塞直徑，p1—進(jìn)油壓力，p2—另一缸的回油壓力。,p1,p2,3.1.2 柱塞式液壓缸 Ram Type Cylinder (Displacement Cylinder),柱塞式液壓缸是單作用的，它的回程需要借助自重或彈簧等其它外力來完成。如果要獲得雙向運(yùn)動(dòng)，可將兩柱塞液壓缸成對(duì)使用為減輕柱塞的重量，有時(shí)制成空心柱塞。,20,3.1.3 擺動(dòng)式液壓缸

14、Rotary Cylinders,擺動(dòng)液壓缸能實(shí)現(xiàn)小于360°角度的往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，由于它可直接輸出扭矩，故又稱為擺動(dòng)液壓馬達(dá)，主要有單葉片式(Single vane design)和雙葉片式(Double vane design)兩種結(jié)構(gòu)形式。,,,圖3.4 擺動(dòng)液壓缸,21,圖3.4 擺動(dòng)液壓缸,,,單葉片擺動(dòng)液壓缸主要由定子塊(Stationary Barrier)1、缸體(Casing)2、擺動(dòng)軸(Rotary Shaf

15、t)3、葉片(Vane)4、左右支承盤和左右蓋板等主要零件組成。定子塊固定在缸體上，葉片和擺動(dòng)軸固連在一起，當(dāng)兩油口相繼通以壓力油時(shí)，葉片即帶動(dòng)擺動(dòng)軸作往復(fù)擺動(dòng)。,3.1.3 擺動(dòng)式液壓缸 Rotary Cylinders,22,當(dāng)考慮到機(jī)械效率時(shí)，單葉片缸的擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩為,(3.10),D — 缸體內(nèi)孔直徑； d — 擺動(dòng)軸直徑； b — 葉片寬度；,3.1.3 擺動(dòng)式液壓缸,圖3.4 擺動(dòng)液壓缸,,,23,q,根據(jù)能量守恒原理，

16、結(jié)合式(3.10)得輸出角速度為,（3.11）,D —缸體內(nèi)孔直徑；d —擺動(dòng)軸直徑；b — 葉片寬度；,3.1.3 擺動(dòng)式液壓缸,圖3.4 擺動(dòng)液壓缸,,24,單葉片擺動(dòng)液壓缸的擺角一般不超過280 º ?！　‰p葉片擺動(dòng)液壓缸的擺角一般不超過150 º。,當(dāng)輸入壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)液壓缸擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩(Output Torque)是相同參數(shù)單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度則是單葉片的一半。,3.1.3 擺

17、動(dòng)式液壓缸,q,圖3.4 擺動(dòng)液壓缸,,25,3.1.3 擺動(dòng)式液壓缸,擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復(fù)擺動(dòng)，轉(zhuǎn)位或間歇運(yùn)動(dòng)的地方。,q,圖3.4 擺動(dòng)液壓缸,,26,3.1.4 伸縮式液壓缸 Telescopic Cylinders,,套筒活塞,伸縮式單作用缸,Extending Stroke,Retracting Stroke,27,伸縮式雙作用缸,缸體兩端有進(jìn)、出油口A和B。當(dāng)A口進(jìn)油，B口回

18、油時(shí)，先推動(dòng)一級(jí)活塞向左運(yùn)動(dòng)。一級(jí)活塞左行至終點(diǎn)時(shí)，二級(jí)活塞在壓力油的作用下繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)。,伸縮式液壓缸的特點(diǎn)是：活塞桿伸出的行程長(zhǎng)，收縮后的結(jié)構(gòu)尺寸小，適用于翻斗汽車，起重機(jī)的伸縮臂等。,3.1.4 伸縮式液壓缸 Telescopic Cylinders,28,3.1.4 伸縮式液壓缸 Telescopic Cylinders,29,齒條活塞缸由帶有齒條桿的雙作用活塞缸和齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成，活塞往復(fù)移動(dòng)經(jīng)齒條、齒輪機(jī)構(gòu)變成齒輪軸往復(fù)

19、轉(zhuǎn)動(dòng)。,圖3.6 齒條活塞液壓缸的結(jié)構(gòu)圖1 —緊固螺帽(Fastening Bolt)；2 —調(diào)節(jié)螺釘(Adjusting Screw)；3 —端蓋(Cover)；4 —墊圈(Packing)；5 — O形密封圈(O-ring)；6 —擋圈(Retainer Ring)；7 —缸套(Cylinder Sleeve)；8 — 齒條活塞(Gear Rack Piston)；9 —齒輪(Gear)；l0 —傳動(dòng)軸(Shaft)；11 —缸

20、體(Barrel)；12 —螺釘(Screw),3.1.5 齒條活塞缸 Rack and Pinion Cylinder,30,3.1.6 增壓液壓缸 Booster Cylinders,其輸入為低壓，輸出則為高壓。,增壓缸原理圖,31,控制a，b油口的進(jìn)油工況，可控制活塞的運(yùn)動(dòng)速度。,,,增速缸原理圖1—柱塞；2—活塞；3—缸筒,b,c,3.1.7 增速缸 Differential Cylinders,32,3.2 液壓缸的結(jié)構(gòu)

21、Cylinder Construction,33,3.2 液壓缸的結(jié)構(gòu) Cylinder Construction,圖3.9 雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖l — 缸底(Cap Bottom)；2 — 卡鍵(Stirrup)；3、5、9、11 — 密封圈(Seals)；4 — 活塞(Piston)；6 — 缸筒(Barrel)；7 — 活塞桿(Rod End)；8 — 導(dǎo)向套(Guide Sleeve )；10 — 缸蓋(Cover)；1

22、2 — 防塵圈(Scraper Seal)；13 — 耳軸(Trunnion),34,圖3.9 雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖l — 缸底；2 — 卡鍵；3、5、9、11 — 密封圈；4 — 活塞；6 — 缸筒；7 — 活塞桿；8 — 導(dǎo)向套；10 — 缸蓋；12 — 防塵圈；13 — 耳軸,,,3.2 液壓缸的結(jié)構(gòu) Cylinder Construction,單活塞桿液壓缸主要由缸底1、缸筒6、缸蓋10、活塞4、活塞桿7和導(dǎo)向套8等組

23、成。缸筒一端與缸底焊接，另一端與缸蓋采用螺紋連接?；钊c活塞桿采用卡鍵連接。為了保證液壓缸的可靠密封，在相應(yīng)部位設(shè)置了密封圈3、5、9、11和防塵圈12。,35,3.2.1.1 缸筒與端蓋的連接 Connection of Cover and Barrel,圖3.8 缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu),3.2.1 缸體組件 Cylinder Body Component,36,（2）半環(huán)式連接 The Whitney Key Type Connect

24、ion 分為外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接兩種連接形式。,(1)法蘭式連接 The Type of Flange Connection,3.2.1.1 缸筒與端蓋的連接,3.2.1 缸體組件 Cylinder Body Component,37,（3）螺紋式連接 The Thread Type Connection,外螺紋連接,內(nèi)螺紋連接,3.2.1.1 缸筒與端蓋的連接,3.2.1 缸體組件 Cylinder

25、Body Component,38,（5）焊接式連接 The Welding　Type Connection,（4）拉桿式連接 The Draw-bar Type Connection,缸筒與端蓋的連接,3.2.1 缸體組件,39,缸筒(Barrel) 是液壓缸的主體，其內(nèi)孔一般采用鏜削、絞孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，表面粗造度在0.1?m~0.4?m。,端蓋(Cover) 裝在缸筒兩端，與缸筒形成封閉油腔，同樣承受很大的液壓

26、力，因此，端蓋及其連接件都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。,導(dǎo)向套(Guide Sleeve) 對(duì)活塞桿或柱塞起導(dǎo)向和支承作用，有些液壓缸不設(shè)導(dǎo)向套，直接用端蓋孔導(dǎo)向。,缸筒，端蓋和導(dǎo)向套的材料選擇和技術(shù)要求可參考液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)。,3.2.1 缸體組件,40,3.2.2 活塞組件 Piston Component,活塞組件由活塞(Piston)、密封件(Sealing)、活塞桿(Rod)和連接件(Connector)等組成。,活塞與活塞桿的連接形式 C

27、onnection Forms of Piston and Rod,如圖3.9所示，活塞與活塞桿的連接最常用的有螺紋連接和半環(huán)連接形式，除此之外還有整體式結(jié)構(gòu)、焊接式結(jié)構(gòu)、錐銷式結(jié)構(gòu)等。,41,活塞裝置上的密封件主要用來防止液壓油的泄漏。對(duì)密封裝置的基本要求是具有良好的密封性能，并隨壓力的增加能自動(dòng)提高密封性。除此以外，摩擦阻力要小，耐油?！　∮透字饕捎妹芊馊γ芊?，密封圈有O形、V形、Y形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨

28、脂等。,（1）O形密封圈 O-ring,O形密封圈的截面為圓形，主要用于靜密封。與唇形密封圈相比，運(yùn)動(dòng)阻力較大，作運(yùn)動(dòng)密封時(shí)容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，故一般不單獨(dú)用于油缸運(yùn)動(dòng)密封。,3.2.3 .1 活塞組件上的密封 Piston Component Seal,3.2.2 活塞組件 Piston Component,42,（1）O形密封圈 O-ring,圖3.10 O型密封圈的結(jié)構(gòu)原理,（a）普通型 Conventional Type,（b）有擋板

29、型 Back-up Ring Type,,,,43,O形圈密封的原理：任何形狀的密封圈在安裝時(shí)，必須保證適當(dāng)?shù)念A(yù)壓縮量，過小不能密封，過大則摩擦力增大，且易于損壞。因此，安裝密封圈的溝槽尺寸和表面精度必須按有關(guān)手冊(cè)給出的數(shù)據(jù)嚴(yán)格保證?！　≡趧?dòng)密封中，當(dāng)壓力大于10MPa時(shí)，O形圈就會(huì)被擠入間隙中而損壞，為此需在O形圈低壓側(cè)設(shè)置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈，雙向受高壓時(shí)，兩側(cè)都要加擋圈。,（a）普通型

30、 （b）有擋板型　　　　　　　　　　　　　　圖3.10 O型密封圈的結(jié)構(gòu)原理,44,V形圈的截面為V形，如圖3.11所示，V形密封裝置是由壓環(huán)、V形圈和支承環(huán)組成。當(dāng)工作壓力高于10MPa時(shí)，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果。安裝時(shí)，V形圈的開口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)。,（2）V形密封圈 V-ring,a)壓環(huán) Pressure Ring b)V型

31、圈 V-ring c)支承環(huán) Supporting Ring圖3.11 V形密封圈,45,Y形密封圈的截面為Y形，屬唇形密封圈(Lip Seal)。它是一種摩擦阻力小、壽命較長(zhǎng)的密封圈，應(yīng)用普遍。Y形圈主要用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封。根據(jù)截面長(zhǎng)寬比例的不同，Y形圈可分為寬斷面和窄斷面兩種形式，圖3.12所示為寬斷面Y形密封圈。,（3）Y(Yx)形密封圈 Y-ring,圖3.12 Y形密封圈,46,圖3.12 Y形密封圈,

32、Y形圈安裝時(shí)，唇口端面應(yīng)對(duì)著液壓力高的一側(cè)。當(dāng)壓力變化較大，滑動(dòng)速度較高時(shí)，要使用支承環(huán)，以固定密封圈，如圖3.12（b）所示。,47,3.2.3 緩沖裝置 Cushioning Devices,為了防止這種危害，保證安全，應(yīng)采取緩沖措施，對(duì)液壓缸運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。,當(dāng)液壓缸帶動(dòng)質(zhì)量較大的部件作快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)部件具有很大的動(dòng)能，因此當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到液壓缸終端時(shí)，會(huì)與端蓋碰撞，而產(chǎn)生沖擊和噪聲。這種機(jī)械沖擊不僅引起液壓缸的有關(guān)部分的

33、損壞，而且會(huì)引起其它相關(guān)機(jī)械的損傷。,48,圖3.13 液壓缸緩沖裝置,3.2.3 緩沖裝置 Cushioning Devices,當(dāng)活塞移至端部，緩沖柱塞開始插入缸端的緩沖孔時(shí)，活塞與缸端之間形成封閉空間，該腔中受困擠的剩余油液只能從節(jié)流小孔或緩沖柱塞與孔槽之間的節(jié)流環(huán)縫中擠出，從而造成背壓迫使運(yùn)動(dòng)柱塞降速制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)緩沖。,49,3.2.4 排氣裝置 Venting Device,因此，設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮空氣的排除。,對(duì)于速度穩(wěn)定

34、性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設(shè)置專門的排氣裝置，如排氣塞、排氣閥等。當(dāng)松開排氣塞或閥的鎖緊螺釘后，低壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，帶有氣泡的油液就會(huì)排出，空氣排完后擰緊螺釘，液壓缸便可正常。,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)往往會(huì)混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)、爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)不能正常工作。,50,單桿雙作用,雙桿雙作用,單桿單作用,雙作用 Double Acting,單作用Single Acting,單緩沖,可調(diào)單緩沖,可調(diào)

35、雙緩沖,雙緩沖Double Cushion,常用液壓缸圖形符號(hào),雙向擺動(dòng)缸,51,3.3 液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算Cylinder Calculation and Design,52,3.3 液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算,液壓缸的計(jì)算及驗(yàn)算方法　　首先根據(jù)使用要求確定液壓缸的類型，再按負(fù)載和運(yùn)動(dòng)要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，必要時(shí)需進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?！　∫簤焊椎闹饕叽绨ㄒ簤焊椎膬?nèi)徑D、缸的長(zhǎng)度L、活塞桿直徑d。主要根據(jù)液壓缸的負(fù)

36、載、活塞運(yùn)動(dòng)速度和行程等因素來確定上述參數(shù)。,53,液壓缸工作壓力的確定 Calculation of Cylinder Working Pressure,液壓缸要承受的負(fù)載包括有效工作負(fù)載、摩擦阻力和慣性力等。液壓缸的工作壓力按負(fù)載確定。對(duì)于不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，采用的壓力范圍也不同。設(shè)計(jì)時(shí)，液壓缸的工作壓力可按負(fù)載大小及液壓設(shè)備類型參考表3.1來確定。,54,液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d 根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓

37、力來定，對(duì)單桿缸而言，有：,式（3.17）中的桿徑d可根據(jù)工作壓力選取，見表3.4；當(dāng)液壓缸的往復(fù)速度比有一定要求時(shí)，由式（3.7）得桿徑為,3.3.1 液壓缸主要尺寸的確定 Calculation of Cylinder Basic Sizes,55,計(jì)算所得的液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直經(jīng)d應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列，參見《新編液壓工程手冊(cè)》?！　∫簤焊椎母淄查L(zhǎng)度由活塞最大行程、活塞長(zhǎng)度、活塞桿導(dǎo)向套長(zhǎng)度、活塞桿密封長(zhǎng)度和特殊要求的長(zhǎng)度確定。其中

38、活塞長(zhǎng)度為(0.6-1.0)D，導(dǎo)向套長(zhǎng)度為(0.6-1.5)d。為減少加工難度，一般液壓缸缸筒長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20-30倍。,3.3.1 液壓缸主要尺寸的確定Calculation of Cylinder Basic Sizes,56,中、高壓液壓缸一般用無縫鋼管做缸筒，大多屬薄壁筒，即?/D?0.08。此時(shí)，可根據(jù)材料力學(xué)中薄壁圓筒的計(jì)算公式驗(yàn)算缸筒的壁厚，即,(3.19),當(dāng)?/D?0.3時(shí)，可用下式校核缸筒壁厚,(3.20),

39、3.3.2.1 缸筒壁厚的驗(yàn)算 Check on Wall Thickness of Barrel,3.3.2 液壓缸的校核 Check Cylinders,57,當(dāng)液壓缸采用鑄造缸筒時(shí)，壁厚由鑄造工藝確定，這時(shí)應(yīng)按厚壁圓筒計(jì)算公式驗(yàn)算壁厚。當(dāng)?/D=0.08-0.3時(shí)，可用下式校核缸筒的壁厚,(3.21),3.3.2.1 缸筒壁厚的驗(yàn)算 Check on Wall Thickness of Barrel,3.3.2 液壓缸的校核 Ch

40、eck Cylinders,58,3.3.2.2 液壓缸穩(wěn)定性驗(yàn)算 Check on Cylinder Stability,3.3.2 液壓缸的校核 Check Cylinders,活塞桿長(zhǎng)度根據(jù)液壓缸最大行程L而定。對(duì)于工作行程中受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿長(zhǎng)度L與其直徑d之比大于15時(shí)，應(yīng)對(duì)活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算?！　￡P(guān)于穩(wěn)定性驗(yàn)算的內(nèi)容可查閱液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)。,小 結(jié),液壓缸用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)，是液壓系統(tǒng)中最廣泛應(yīng)用的一

41、種液壓執(zhí)行元件。液壓缸有時(shí)需專門設(shè)計(jì)。,設(shè)計(jì)液壓缸的主要內(nèi)容,1．根據(jù)需要的推力計(jì)算液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑等主要參數(shù)；,2．對(duì)缸壁厚度、活塞桿直徑、螺紋連接的強(qiáng)度及油缸的穩(wěn)定性等進(jìn)行必要的校核；,3．確定各部分結(jié)構(gòu)，其中包括密封裝置、缸筒與缸蓋的連接、活塞結(jié)構(gòu)以及缸筒的固定形式等，進(jìn)行工作圖設(shè)計(jì)。,習(xí) 題,3.1 套筒缸在外伸、內(nèi)縮時(shí)，不同直徑的柱塞以什么樣的順序運(yùn)動(dòng)，為什么？　　3.2 已知單桿液壓缸缸筒直徑D=50mm，活塞

42、桿直徑d=35mm，液壓泵供油流量為q=10L/min，試求，（1）液壓缸差動(dòng)連接時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度；（2）若缸在差動(dòng)階段所能克服的外負(fù)載F=1000N，缸內(nèi)油液壓力有多大（不計(jì)管內(nèi)壓力損失）？　　3.3 一柱塞缸的柱塞固定，缸筒運(yùn)動(dòng)，壓力油從空心柱塞中通入，壓力為p=10MPa，流量為q=25L/min，缸筒直徑為D=100mm，柱塞外徑為d=80mm，柱塞內(nèi)孔直徑為d0=30mm，試求柱塞缸所產(chǎn)生的推力和運(yùn)動(dòng)速度。,61,3.4 設(shè)計(jì)一

43、單桿活塞液壓缸，要求快進(jìn)時(shí)為差動(dòng)連接,快進(jìn)和快退（有桿腔進(jìn)油）時(shí)的速度均為6m/min。工進(jìn)時(shí)（無桿腔進(jìn)油，非差動(dòng)連接）可驅(qū)動(dòng)的負(fù)載為F=25000N，回油背壓為0.25MPa，采用額定壓力為6.3MPa、額定流量為25L/min的液壓泵，試確定；（1）缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑各是多少？（2）缸筒壁厚（缸筒材料選用無縫鋼管）是多少？　　3.5 試述柱塞式液壓缸的特點(diǎn)?！　?.6 液壓缸為什么要設(shè)置緩沖裝置？應(yīng)如何設(shè)置？　　3.7 液壓