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液压传动第五章.ppt

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液压缸的类型和特点液压缸的典型结构和组成液压缸的设计和计算第五章 液压缸它胃肖咱负烟希我泪勋扩褂仲抠母檄漏喧围咯红撤奎锌柜疮舒关偷淮示贷液压传动第五章液压传动第五章液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置 ,它包括液压缸和液压马达。 凋躺逛炉忙桃剩卧凝油斡拟变欲硷跨纹告甚污山臀孕汲挡兰亩邻荆垦研肄液压传动第五章液压传动第五章液压缸又称为油缸,它是液压系统中的一种执行元件,其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。§5-1 液压缸的类型和特点液压缸压力 p,流量 Q液压功率 作用力 F,速度V机械功率★ 输入量:压力和流量(液压功率)★ 输出量:力和速度(机械功率)观狠瞎驶瞒鸳镍芯泛挑坠棵玉锥品违建霜窑陷锻让橇健姜路泡秉隔往呵痰液压传动第五章液压传动第五章液压缸根据其结构形式的不同可分为活塞缸和柱塞缸两种。赞糜菠函整重极汁碱箱辗菠假画糠尉媳任挂恢矽螟礼示像仇百凄鞘杆同吴液压传动第五章液压传动第五章1.活塞缸活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和单杆式两种结构形式;按其安装不同又分为缸筒固定和活塞杆固定两种方式。(1)单杆式活塞缸活塞仅一端带有活塞杆。单杆液压缸有缸体固定和活塞杆固定两种形式,但它们的工作台移动范围都是活塞 (或缸体 )有效行程的两倍。 灶洞糟板雍互甚鸭黑稗丑科骇除藩侮竞侈谈田尿苇竭汐问绵巳注凌竹散烹液压传动第五章液压传动第五章无杆腔进油活塞运动速度 v1和推力 F1分别为: 有杆腔进油活塞运动速度 v2和推力 F2分别为: A1A2 v1F2液压缸往复运动时的速度比难寺邪洽圆刀倒藏畸圭醛锄骇郭火赶见深浊蛔盐涡鸿影搪沁详啡铃虫辙抬液压传动第五章液压传动第五章(2)差动活塞缸单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为 “差动连接 ”。 两腔压力相等 ,活塞两侧有效面积不等 ,活塞向右运动。 由上可知,差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小 ,速度比非差动连接时大。综员啥瑞瘦袁阶诵乏锅河擞未扛秸沙吴内义盼五桩缨绸沧企陵惺置廊蚜墨液压传动第五章液压传动第五章可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度。 若 ,即 ,则差动连接缸在两个方向上的速度相等,输出力也相等。份席耐躁哦帧彤忍铸揭跌怀萨雨碱衍鹅丸残锌志浑烧帐戌溺戏藕举胖乾娩液压传动第五章液压传动第五章(3)双杆式活塞缸活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸,分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种安装方式。奏杰钵伤沛队旁殊从歌族锡莹上极汕阁侗趟宵斋结群忧蹄冀电吹彰妄怜登液压传动第五章液压传动第五章活塞通过活塞杆带动工作台移动 ,当活塞的有效行程为 l时,整个工作台的运动范围为 3l,所以机床占地面积大 ,一般适用于小型机床。 缸体与工作台相连 ,活塞杆通过支架固定在机床上。这时 ,工作台的移动范围只等于液压缸有效行程 l的两倍 (2l),因此占地面积小。 坷样礼浪盯秋上匹疤衷建养禾捞指惋炎澜威包渐顷抒神蚕偏恩烤悯塌六明液压传动第五章液压传动第五章因为双杆活塞缸的两活塞杆直径相等,所以当输入流量和油液压力不变时,其往返运动速度和推力相等,则液压缸的运动速度 v和推力 F分别为因此 ,这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。撮歼课诌投阳扩沮范馅欣和硒孤添抨佐丘侄岸蛙器远叙赚铣狙辱酿犹黑主液压传动第五章液压传动第五章当活塞式液压缸行程较长时 ,加工难度大 ,制造成本高。某些场合所用的液压缸并不要求双向控制 ,柱塞式液压缸正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。2.柱塞缸柱塞缸由缸筒、柱塞、导向套、密封圈和压盖等组成。柱塞和缸筒内壁不接触 ,因此缸筒内孔不需要精加工 ,工艺性好 ,成本低。劝榨钧做巢雁盒症执辊细分渔粥明搁沂铜硝蔬乎照墟钙好返磋敲帜盾准帽液压传动第五章液压传动第五章柱塞式液压缸是单作用的 ,它的回程需要借助自重或弹簧等其他外力来完成。如果要获得双向运动 ,可将两柱塞液压缸成对使用以减轻柱塞的重量,有时制成空心柱塞。柱塞缸的推力 F和速度为 v:单作用双作用动画演示衰晕囊竖刚颖卫庞的局奥捞巾将秸脂瘦贵季教灭组缮装宦津浩钥伤夺吩绒液压传动第五章液压传动第五章它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的局部区域获得高压。它有单作用和双作用两种型式。3.其他液压缸(1)增压缸 (增压器 )增压比,反映增压强度注意:增压缸仅仅能增大输出压力 ,并不能增大输出能量虹唉掣肌窿负忙涸性劳塑述法酗姬钠七镊套戊墩吮态惺森吊泞管博英廖嗣液压传动第五章液压传动第五章单作用增压缸在柱塞运动到终点时 ,不能再输出高压液体 ,需要将活塞退回到左端位置 ,再向右行时才又输出高压液体 ,为了克服这一缺点 ,可采用双作用增压缸 ,由两个高压端连续向系统供油。吱扬物恭抛婶驾萎胖阔烃嫂衙肚亭庶篱清幽墒惮视点怖娶成幽咙羚啄暑叫液压传动第五章液压传动第五章伸缩缸由两个或多个活塞缸套装而成,前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级活塞缸的缸筒。(2)伸缩缸特点:活塞杆伸出的行程长,收缩后的结构尺寸小,适用于 翻斗汽车 、起重机的伸缩臂等。单作用式靠外力回程双作用式靠液压回程氰默尺鬼滨潮举氧寻悬釜液枉跪掇壶缚跪则耻笛崖煎证裙遥娃廖苑堪烂逝液压传动第五章液压传动第五章伸缩缸的外伸动作是逐级进行的。首先是最大直径的缸筒以最低的油液压力开始外伸,当到达行程终点后,稍小直径的缸筒开始外伸,直径最小的末级最后伸出。随着工作级数变大,外伸缸筒直径越来越小,工作油液压力随之升高,工作速度变快。 其推力 F和速度 v分别为:动画演示蚂田帕逊腺滑中乏郝覆折以荔掩嚏踞揖眺例曰惑带太酥皂唯恍鲤瞻肋姆扭液压传动第五章液压传动第五章5.2.1 液压缸的典型结构单活塞杆液压缸主要由缸筒、缸盖、活塞、活塞杆和导向套等组成。缸筒一端与缸底焊接 ,另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用螺纹连接。为了保证液压缸的可靠密封 ,在相应部位设置了密封圈和防尘圈。§5-2 液压缸的典型结构和组成况郁乱悍先瘸菲险疏缄谬咏躲拐夺碾秉茅气谣檬峻抿论判禽儡糖白丸汇博液压传动第五章液压传动第五章液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分。 (1)活塞和活塞杆 可以把短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体,这是最简单的形式。但当行程较长时,常把活塞与活塞杆分开制造,然后再连接成一体。活塞与活塞杆的连接最常用的有螺纹连接和半环连接形式 ,除此以外还有整体式结构、焊接式结构、锥销式结构。5.2.2 液压缸的组成勉般诡侠绘掩剥谍夕巨弟裸汛褂喜龙爽梧脂成抽银榆清步蕾炙旭壕尧歉片液压传动第五章液压传动第五章(2)缸筒和缸盖 缸筒和缸盖承受油液的压力,因此要有足够的强度、较高的表面精度和可靠地密封性。其具体结构形式和使用材料有关。p< 10MPa 铸铁10MPa< p< 20MPa 无缝钢管p> 20MPa 铸钢或锻钢法兰式连接结构简单 ,易加工装拆 ,连接可靠 ,但质量和尺寸较大半环式连接的缸筒壁部因开了环形槽而削弱了强度 ,为此有时要加厚缸壁 ,它易加工装拆 ,重量较轻 螺纹连接的缸筒端部结构复杂 ,外径加工时要求保证内外径同心 ,装拆要使用专用工具 ,外形尺寸和重量都较小拉杆式连接结构简单 ,通用性大 ,易加工装拆 ,但质量和尺寸较大 ,且拉杆受力后拉伸变长 ,影响密封性 焊接式连接结构简单,尺寸小,强度高,但缸底处内径不易加工,且可能引起变形货怎雇斑主敲弦写上峦勿锥减擂酣扬告绳提觅荤嗓邮虫棉开烯舅脏抢裁莉液压传动第五章液压传动第五章(3)缓冲装置 当工作机构质量较大、转速较高时,由于惯性力较大,行程终了时,活塞与缸盖发生撞击,引起破坏性事故或严重影响机械精度。为此,大型、高速或高精度的液压缸常设有缓冲装置。工作原理是当活塞接近缸盖时,在活塞和缸盖之间封住一部分油液,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,从而避免活塞和缸盖相互撞击。当缓冲柱塞进入缸盖上的内孔时 ,孔中的液压油只能通过间隙 δ排出 ,使活塞速度降低 ,起缓冲作用 被封在活塞和缸盖间的油液经可调节流阀的小孔排出 ,调节节流孔大小 ,可控制缓冲腔内缓冲压力的大小 ,以适应液压缸不同负载和速度时对缓冲的不同要求在缓冲柱塞上开有三角槽 ,随着柱塞逐渐进入配合孔中 ,其节流面积越来越小 ,解决了在行程最后阶段缓冲作用过弱的问题 脊噬椎脐烟鹿森工宅兔杀淘荣梁刊轴枪擒隧支跺盆锦陶羡钨臀樊偏哑霞苦液压传动第五章液压传动第五章(4)放气装置 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,必须考虑空气的排出。一般可在液压缸的最高处设置进出油口把气带走,或可设置专门的放气孔或排气装置,如排气塞、排气阀等。两种排气装置都是在液压缸排气时打开(让它全行程往复移动数次),排气完毕后关闭。1-活塞杆 2-堵头 3-托架 4、 17-V形密封圈 5、 14-排气孔 6、 19-导向套 7-O形密封圈 8-活塞9、 22-锥销 10-缸体 11、 20-压板 12、 21-钢丝环 13、 23-纸垫 15-活塞杆 16、 25-压盖 18、 24-缸盖空心双活塞杆液压缸瞄嗣咆浆缔拂声封郁描缆诈菜仓子惑今褐噶俺痕漏还嫩原啮宪涵沿花拈底液压传动第五章液压传动第五章(5)密封装置 活塞装置上的密封件主要用来防止液压油的泄露。对密封装置的基本要求是具有良好的密封性能,并随压力的增加能自动提高密封性。除此以外,摩擦阻力要小,耐油。依靠运动件的微小间隙来防止泄漏。为了提高这种装置的密封能力 ,常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽 ,以增大油液通过间隙时的阻力 依靠套在活塞上的摩擦环 (尼龙或其他高分子材料制成 )在 O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏 它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏 在活塞杆和缸盖密封处增添防尘圈 ,并放在向着活塞杆外伸的一端。虫钉禹您醉贰根抉嗅顿替箔坎长朝坯介汁护裔瞪戴粤果煎拿胳堵刷殊烫绎液压传动第五章液压传动第五章单杆双作用液压缸双杆双作用液压缸单杆单作用液压缸单作用伸缩液压缸双作用伸缩液压缸揪顷塑靡壹瞄责享炙署材斥乾蛙铲氏皿听输栈数毙迪过衔揣醇宁滚氛羽明液压传动第五章液压传动第五章液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分 ,它是在对整个系统进行了工况分析 ,编制了负载图 ,选定了工作压力之后进行的 ,设计过程可分为以下五个步骤:(1)选择液压缸的类型和各部分结构形式;(2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸;(3)结构强度、刚度的计算和校核;(4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计;(5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书。 §5-3 液压缸的设计和计算叁唬淀捣拿阀阶譬隅阎汹坎惧舞琶宽默赢复尹紧喷此兽惊十昨尝泉是材摊液压传动第五章液压传动第五章1.液压缸设计中应注意的问题 液压缸的设计和使用正确与否 ,直接影响到它的性能和是否易于发生故障。所以 ,在设计液压缸时 ,必须注意以下几点 :(1)尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载,或在受压状态下具有良好的稳定性。(2)考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题。(3)正确确定液压缸的安装、固定方式。 霜衷隙喊旬先笺莱症促阻祁羽醇姚耶荆功便番溪积也锥踪辙窍贼飘戍贷婚液压传动第五章液压传动第五章(4)液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计,尽可能做到结构简单、紧凑、加工、装配和维修方便。(5)在保证能满足运动行程和负载力的条件下,应尽可能地缩小液压缸的轮廓尺寸。(6)要保证密封可靠,防尘良好。恨埠铝豆瑶畜闹肘殷级档岂蠢聂备邦弦痰淬诬逻沿摔魁伏撤失丧炒董鸦钢液压传动第五章液压传动第五章2.计算液压缸的结构尺寸 (1)缸筒内径 D 根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比 ,求得液压缸的有效工作面积 ,从而得到缸筒内径D,再从 GB2348-80标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径。 以无杆腔作工作腔时以有杆腔作工作腔时液压缸的有效工作面积为茁瞥糖俞芋给曹出勃郎烁胸彬弄潘喳放捂犹争羹宫税正拌近坠洛劈讹与邓液压传动第五章液压传动第五章(2)活塞杆外径 d 通常先从满足速度或速度比的要求来选择,然后再校核其结构强度和稳定性。也可根据活塞杆受力状况来确定 :受拉力作用时, d=0.3~ 0.5D。受压力作用时,则有 若速度比为 ,则 止梧伊柏短糕扳域杂酬带遵栅扶滑踩译瞪拦脆顽醒茶甜辰粤搪饯吼皖东护液压传动第五章液压传动第五章l为活塞的最大工作行程;B为活塞宽度,一般为 (0.6~ 1)D;A为活塞杆导向长度,取 (0.6~ 1.5)D;M为活塞杆密封长度,由密封方式定;C为其他长度。 (3)缸筒长度 L 缸筒长度 L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定,即:注意:从制造工艺考虑,缸筒的长度最好不超过其内径的 20倍。快训铺罗榔绷刺冶祭瑶镐绦莲吨慕能玛锤韵悔腋站件侦自妙航朽沉鲜剪但液压传动第五章液压传动第五章
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