1、任务任务1 1 压力机执行元件的选择压力机执行元件的选择任务任务2 2 压力机液压缸的结构设计压力机液压缸的结构设计模块二模块二 液压执行元件液压执行元件任务任务1 1 压力机执行元件的选择压力机执行元件的选择教学目标教学目标1.了解液压执行元件的种类2.掌握液压缸的工作原理及结构3.熟悉特殊液压缸的工作原理及应用特点 液压压力机工作时，液压执行元件带动主轴上下运动，液压压力机工作时，液压执行元件带动主轴上下运动，并对放在主轴和工作台上的工件并对放在主轴和工作台上的工件进行进行压制，压制后主轴复压制，压制后主轴复位。工作时，该液压位。工作时，该液压压力压力机需要主轴产生的机需要主轴产生的最大推
2、力为最大推力为3000kgf3000kgf，工作行程为工作行程为500mm500mm，根据该液压压力机的工作要，根据该液压压力机的工作要求，应该如何选择其液压执行元件的类型和结构呢？执行求，应该如何选择其液压执行元件的类型和结构呢？执行元件又是采用什么方式连接在液压系统中的呢？元件又是采用什么方式连接在液压系统中的呢？点击画面观看视频液压压力机 在液压压力机中，主轴是靠在液压压力机中，主轴是靠液压执行元件液压执行元件带动的。在液压系统中执行元件分为带动的。在液压系统中执行元件分为液压缸液压缸和和液压马达液压马达两种，液压缸主要驱动负载两种，液压缸主要驱动负载做做直线运直线运动，而液压马达主要驱
3、动负载动，而液压马达主要驱动负载做做回转运动。根回转运动。根据任务中液压压力机工作时主轴的运动状态，据任务中液压压力机工作时主轴的运动状态，可以确定其执行元件是液压缸。要想正确的选可以确定其执行元件是液压缸。要想正确的选择液压缸，必须了解其工作原理和结构特点等择液压缸，必须了解其工作原理和结构特点等相关知识。相关知识。一、液压压力机的工作分析一、液压压力机的工作分析 液压压力机工作时，当搬动控制元件，液压压力机工作时，当搬动控制元件，这时这时P P口口和和A A口口相通，相通，B B口口和和T T口口相通，油箱中相通，油箱中的液压油在液压泵压油后经控制元件的的液压油在液压泵压油后经控制元件的P
4、 P口口、A A口口进入液压缸的上腔，这时活塞在压力油进入液压缸的上腔，这时活塞在压力油的作用下向下运动，并带动活塞杆（液压机的作用下向下运动，并带动活塞杆（液压机主轴）一起向下运动，当接触到放置在主轴主轴）一起向下运动，当接触到放置在主轴和工作台之间的工件时，液压缸在压力油的和工作台之间的工件时，液压缸在压力油的作用下产生足够的推力使工件变形，完成压作用下产生足够的推力使工件变形，完成压制工作。同时，液压缸下腔的油经制工作。同时，液压缸下腔的油经B B口口、T T口口回到油箱。当压制工作完成后，松开控制元回到油箱。当压制工作完成后，松开控制元件，这时件，这时P P口口和和B B口口接通，接通
5、，A A口口和和T T口口相通，液相通，液压泵输出的液压油经压泵输出的液压油经P P口口、B B口口流入流入液压缸下液压缸下腔，活塞在压力油的作用下带动活塞杆（主腔，活塞在压力油的作用下带动活塞杆（主轴）一起向上运动，完成复位。轴）一起向上运动，完成复位。液压液压压力机中压力机中液压缸液压缸是液压传动系统中最终将来自液压泵的压力转是液压传动系统中最终将来自液压泵的压力转化为推动主轴运动的执行元件，它是化为推动主轴运动的执行元件，它是液体压力能液体压力能转变为转变为机械能机械能的转换装置的转换装置液压压力机的工作原理二、二、液压缸的分类和结构特点液压缸的分类和结构特点 液压系统中最常见的液压缸主
6、要有双作用单液压系统中最常见的液压缸主要有双作用单出杆液压缸和双作用双出杆液压缸出杆液压缸和双作用双出杆液压缸。双作用单出杆液压缸双作用单出杆液压缸双作用双出杆液压缸双作用双出杆液压缸二、二、液压缸的分类和结构特点液压缸的分类和结构特点 以双作用单出杆以双作用单出杆液压缸为例，液压缸为例，液压缸液压缸主要由主要由活塞杆活塞杆、活塞活塞和和缸体缸体三部分组成。三部分组成。双作双作用用单出杆液压缸单出杆液压缸的结构特点是液压缸的结构特点是液压缸内部有两个工作腔，内部有两个工作腔，一个是有活塞杆的腔，一个是有活塞杆的腔，称为称为有杆腔有杆腔，另一个，另一个是是无杆腔无杆腔。双作用单出杆液压缸双作用单
7、出杆液压缸三、三、液压缸的液压缸的选择选择选择液压缸时，主要是依据工作要求来确定液压缸的类型、连接选择液压缸时，主要是依据工作要求来确定液压缸的类型、连接形式和结构尺寸的大小，这些与液压系统的推力、运动特性、速度形式和结构尺寸的大小，这些与液压系统的推力、运动特性、速度和工作状况有关。和工作状况有关。1 1液压缸的类型及连接形式的选择液压缸的类型及连接形式的选择（1 1）双作用单出杆液压缸的常规连接和工作特点）双作用单出杆液压缸的常规连接和工作特点 双作用单出杆液压缸的常规连接a)无杆腔进油 b)有杆腔进油2114DqAqv当无杆腔进油时活塞运动速度当无杆腔进油时活塞运动速度v v1 1及推力
8、及推力F F1 1为：为：4211DppAF当有杆腔进油时活塞运动速度当有杆腔进油时活塞运动速度v v2 2及推力及推力F F2 2为：为：)(42222dDqAqv4)(2222dDppAF 比较上述各式，可以看出比较上述各式，可以看出v v2 2 v v1 1，F F1 1 F F2 2。分析可知：当分析可知：当无杆腔进油无杆腔进油时时有效作用面积大、推力大、速度慢有效作用面积大、推力大、速度慢；反之，当；反之，当有杆腔进油有杆腔进油时时有效作用面积小、推力小、速度快有效作用面积小、推力小、速度快。三、三、液压缸的液压缸的选择选择（2 2）双作用单出杆液压缸的差动连接和工作特点）双作用单出
9、杆液压缸的差动连接和工作特点 差动连接 如图所示，如图所示，当液压缸的当液压缸的两腔同时通以压两腔同时通以压力油力油时，由于作用在活塞两端面上时，由于作用在活塞两端面上推力不等推力不等，产生产生推力差推力差。在此推力差的作用下，使活塞。在此推力差的作用下，使活塞向右运动，这时，从液压缸有杆腔排出的油向右运动，这时，从液压缸有杆腔排出的油液也进入液压缸的左端，使活塞实现液也进入液压缸的左端，使活塞实现快速运快速运动动。这种连接方式称为。这种连接方式称为差动连接差动连接。这种两端。这种两端同时通压力油，利用活塞两端面积差进行工同时通压力油，利用活塞两端面积差进行工作的单出杆液压缸也叫作的单出杆液压
10、缸也叫差动液压缸差动液压缸。42333323121dvvAvAvAqqq234dqv4)(223dDpF 差动连接时液压泵的供油量为差动连接时液压泵的供油量为q q，无杆腔的进油量为，无杆腔的进油量为q q1 1，有杆腔的排油，有杆腔的排油量为量为q q2 2，则活塞运动速度，则活塞运动速度v v3 3及推力及推力F F3 3为：为：与非差动连接相比，同样大小的双作用与非差动连接相比，同样大小的双作用单出杆液压缸实行差动连接时，单出杆液压缸实行差动连接时，活塞的速度活塞的速度v v3 3大于无差动连接时的速度大于无差动连接时的速度v v1 1，因而可以获，因而可以获得快速运动。而此时产生的得快
11、速运动。而此时产生的推力将变小推力将变小。三、三、液压缸的液压缸的选择选择（3 3）双作用）双作用双双出杆液压缸的工作特点出杆液压缸的工作特点双作用双出杆液压缸 双作用双出杆液压缸的活塞两端都带有双作用双出杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆。因为双出杆液压缸的两活塞杆直径活塞杆。因为双出杆液压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，相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其住返运动速度和推力相等。其住返运动速度和推力相等。当输入流量和油液压力不变时，当输入流量和油液压力不变时，双作用双出杆液压缸的往返双作用双出杆液压缸的往返运动速度和运动速度和推力相等。则推力相等。则液压液压缸的运动速
12、度缸的运动速度v v及推力及推力F F为：为：)(422dDqAqv4)(22dDppAF三、三、液压缸的液压缸的选择选择（4 4）总结）总结在两种液压缸的在两种液压缸的D D和和d d值相同的情况下：值相同的情况下：双作用单出杆液压缸带动工件的往复运动速度不相等。双作用单出杆液压缸带动工件的往复运动速度不相等。双作用单出杆液压缸采用常规连接时产生的推力最大，而差动连接时产生的双作用单出杆液压缸采用常规连接时产生的推力最大，而差动连接时产生的速度最大。速度最大。双作用双出杆液压缸产生的推力与双作用单出杆液压缸常规连接有杆腔进油双作用双出杆液压缸产生的推力与双作用单出杆液压缸常规连接有杆腔进油时
13、产生的推力一样大。双作用双出杆液压缸两个工作腔的有效作用面积一样大，时产生的推力一样大。双作用双出杆液压缸两个工作腔的有效作用面积一样大，可以很方便地实现往复速度一致。可以很方便地实现往复速度一致。双作用双出杆液压缸的工作行程比双作用单出杆液压缸的工作行程要大。双作用双出杆液压缸的工作行程比双作用单出杆液压缸的工作行程要大。应用情况如下：应用情况如下：当工作往复速度要求不一致，且对返回速度要求不高，但要求液压缸产生当工作往复速度要求不一致，且对返回速度要求不高，但要求液压缸产生很大的推力时，可选择双作用单出杆液压缸作为执行元件，采用常规连接形式很大的推力时，可选择双作用单出杆液压缸作为执行元件
14、，采用常规连接形式接入液压系统。接入液压系统。当要求液压缸往返速度一致或工作行程较长时，可考虑采用双作双出杆液当要求液压缸往返速度一致或工作行程较长时，可考虑采用双作双出杆液压缸。压缸。三、三、液压缸的液压缸的选择选择 2 2液压缸结构尺寸的选择液压缸结构尺寸的选择 液压缸结构尺寸的选择主要是指确定液压缸的缸体内径（液压缸结构尺寸的选择主要是指确定液压缸的缸体内径（D D，即活塞外，即活塞外径）、缸体壁厚（径）、缸体壁厚（）和液压缸长度（）和液压缸长度（L L）。）。（1 1）缸体内径）缸体内径D D的选择的选择当推力和工作压力已知和确定后，就可以确定缸体（活塞）的有效工作面积：当推力和工作压
15、力已知和确定后，就可以确定缸体（活塞）的有效工作面积：（29）对于无杆腔，根据式（对于无杆腔，根据式（2 22 2）可推出：）可推出：（210）对于有杆腔，根据式（对于有杆腔，根据式（2 24 4）可推出：）可推出：（211）式中：式中：缸体的内径（缸体的内径（cmcm）;P P液压缸需要产生的最大推力（液压缸需要产生的最大推力（kgfkgf）；）；P P液压缸的工作压力液压缸的工作压力(kgf/cm(kgf/cm2 2)；d d活塞杆直径活塞杆直径(cm)(cm)。三、三、液压缸的液压缸的选择选择 液压缸的工作压力与液压缸需要产生的最大推力有关，可以通过表液压缸的工作压力与液压缸需要产生的最
16、大推力有关，可以通过表2-1-12-1-1确定。活塞杆直径确定。活塞杆直径d d在不同的工作压力下与缸体直径在不同的工作压力下与缸体直径D D之间的关系见表之间的关系见表2-1-22-1-2。表表2 21 11 1 液压缸推力液压缸推力F F 与工作压力与工作压力p p 的关系的关系工作压力工作压力p p（kg/cmkg/cm2 2）活塞杆直径活塞杆直径d d（cmcm）20（0.20.3）D20500.5D501000.7D表表2-1-2 2-1-2 不同工作压力下活塞杆直径不同工作压力下活塞杆直径d d与液压缸内径与液压缸内径D D的关系的关系三、三、液压缸的液压缸的选择选择（2 2）缸体
17、壁厚）缸体壁厚的选择的选择液压缸缸体壁厚液压缸缸体壁厚通常不计算，一般可按液压缸缸体内径的通常不计算，一般可按液压缸缸体内径的1/101/10来来确定，即确定，即=1/10=1/10D D。（3 3）液压缸长度）液压缸长度L L的选择的选择液压缸长度液压缸长度L L的确定由工作行程来决定，并考虑制造工艺性。一般的确定由工作行程来决定，并考虑制造工艺性。一般液压缸长度应不大于缸体内径的液压缸长度应不大于缸体内径的20203030倍，即倍，即L L（20203030）D D。一、一、液压压力机液压缸的类型和连接方式的确定液压压力机液压缸的类型和连接方式的确定 根据液压压力机在实际生产中的工作特点，
18、最主要的是要求根据液压压力机在实际生产中的工作特点，最主要的是要求液压缸能产生很大的推力以便完成对工件的压制工作，而对速度液压缸能产生很大的推力以便完成对工件的压制工作，而对速度要求不高。因此，选择双作用单出杆液压缸作为液压压力机的执要求不高。因此，选择双作用单出杆液压缸作为液压压力机的执行元件，并采用常规连接方式接入液压系统。行元件，并采用常规连接方式接入液压系统。液压压力机执行元件二、液压压力机液压缸结构尺寸的确定二、液压压力机液压缸结构尺寸的确定2.2.缸体壁厚缸体壁厚的确定的确定根据已经确定的缸体内径根据已经确定的缸体内径，缸体壁厚，缸体壁厚1/10D=1/101/10D=1/1010
19、010010(mm)10(mm)3.3.液压缸长度液压缸长度L L的确定的确定因为本任务中液压压力机的工作行程为因为本任务中液压压力机的工作行程为500mm500mm，初步选择液压缸长度为，初步选择液压缸长度为500mm500mm，500mm500mm（20203030）100mm100mm，故满足对液压缸长度选择的要求。，故满足对液压缸长度选择的要求。综合以上的分析和计算，最终选定液压缸缸体内径为综合以上的分析和计算，最终选定液压缸缸体内径为100mm100mm，活塞杆直径，活塞杆直径为为50mm50mm，缸体壁厚为，缸体壁厚为10mm10mm，长度为，长度为500mm500mm的双作用单出
20、杆液压缸作为液压压力的双作用单出杆液压缸作为液压压力机的执行元件，并以常规方式接入液压压力机的液压系统中。机的执行元件，并以常规方式接入液压压力机的液压系统中。1.1.缸体内经缸体内经D D和活塞杆直径和活塞杆直径d d的确定的确定根据任务要求，根据任务要求，yeyayeya 压力机最大推力压力机最大推力F F=3000kgf=3000kgf，查表，查表2-1-12-1-1可确定系统工作压可确定系统工作压力力p p=40kgf/cm=40kgf/cm2 2，代入式（，代入式（2 21010）可算出缸体内径为：）可算出缸体内径为：通过查阅相关的手册，对其值进行通过查阅相关的手册，对其值进行圆圆整
21、，最终确定缸体内径为整，最终确定缸体内径为100mm100mm。因工作压力因工作压力p p40kgf/cm40kgf/cm2 2，则查表，则查表2-1-22-1-2可知可知d d0.50.5D D，因此活塞杆直径，因此活塞杆直径d d为：为：d d=0.5=0.5D D0.50.510010050mm50mm知识知识链接链接其他形式的液压缸其他形式的液压缸一、柱塞缸一、柱塞缸柱塞缸a)柱塞缸的结构 b)两个柱塞缸成对使用如图如图a a所示为柱塞缸，它所示为柱塞缸，它只能实现一个方向只能实现一个方向的液压传动，反向运的液压传动，反向运动要靠外力（如自重或弹簧力）来完成。若需要实现双向运动，则动要
22、靠外力（如自重或弹簧力）来完成。若需要实现双向运动，则必须成对使用，如图必须成对使用，如图b b所示。这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运所示。这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不需精加工，它特动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不需精加工，它特别适用于行程较长的场合。别适用于行程较长的场合。知识知识链接链接其他形式的液压缸其他形式的液压缸二二、增压缸增压缸增压缸a）单作用增压缸 b）双作用增压缸增压缸增压缸又称又称增压器增压器，它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统，它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的中的局部区域获得高压局部区域获得高
23、压。它有单作用和双作用两种形式，单作用增压缸。它有单作用和双作用两种形式，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；双作用增压缸由两个高压端置，再向右行时才又输出高压液体；双作用增压缸由两个高压端连续连续向向系统供油。系统供油。知识知识链接链接其他形式的液压缸其他形式的液压缸三三、伸缩缸伸缩缸伸缩缸a）单作用伸缩缸 b）双作用伸缩缸1.结构特点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，伸出时可获得很长的工作行程，缩回时可保持很小的结
24、构尺寸。伸缩缸被广泛用于起重运输车辆上。2.工作原理伸缩缸的外伸动作是逐级进行的。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 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。知识知识链接链接其他形式的液压缸其他形式的液压缸四四、齿轮缸齿轮缸齿轮缸由柱塞缸和一套齿条传动装置组成。柱塞的移动经齿轮齿条传动装置变成齿轮的传动，用于实现工作部件的往复摆动或间歇进给运动。它多用于自动生产线、组合机床等转位或分度机构中。齿轮缸教学目标教学目标1.掌握液压缸的典型结构及作用2.熟悉液压缸的组成3.了解液压缸的结构设计方法
25、任务任务2 2 压力机液压缸的结构设计压力机液压缸的结构设计压力机液压缸 通过模块二任务通过模块二任务1 1的学习，学会了如何根据工作要求选择液的学习，学会了如何根据工作要求选择液压压力机液压缸的大小，并最终选定双作用单出杆液压缸作为压压力机液压缸的大小，并最终选定双作用单出杆液压缸作为液压压力机的执行元件，如下图所示。但在实际应用时，只知液压压力机的执行元件，如下图所示。但在实际应用时，只知道液压缸的大小和类型还不够，还需要确定液压缸的具体结构。道液压缸的大小和类型还不够，还需要确定液压缸的具体结构。本任务要求设计压力机液压缸的结构。本任务要求设计压力机液压缸的结构。任务分析任务分析 液压缸
26、的结构对液压缸的工作性能起着至关液压缸的结构对液压缸的工作性能起着至关重要的作用，液压缸的结构千变万化，没有统一重要的作用，液压缸的结构千变万化，没有统一的规格，不像液压泵和液压阀已经标准化了，因的规格，不像液压泵和液压阀已经标准化了，因此有时需要自行设计。设计液压缸的结构需要掌此有时需要自行设计。设计液压缸的结构需要掌握液压缸的组成、各组成部分的作用和常见形式，握液压缸的组成、各组成部分的作用和常见形式，还要了解液压缸的结构对性能的影响还要了解液压缸的结构对性能的影响。提示提示 液压缸的结构对液压缸的工作性能的影响主要体现在以下几个方面：液压缸的结构对液压缸的工作性能的影响主要体现在以下几个
27、方面：1.1.液压缸缸体材料和缸盖连接形式液压缸缸体材料和缸盖连接形式 2.2.活塞与活塞杆的连接形式活塞与活塞杆的连接形式 3.3.密封的类型密封的类型 4.4.缓冲装置类型缓冲装置类型 5.5.排气装置的形式排气装置的形式 一、液压缸的典型结构一、液压缸的典型结构双作用单活塞杆液压缸1缸盖 2活塞杆3活塞杆密封圈4缸筒5活塞6排气装置 7后缸盖8缓冲装置9活塞密封圈A、B油口液压缸主要由缸盖、活塞杆、活塞杆密封圈、缸筒、活塞、放气液压缸主要由缸盖、活塞杆、活塞杆密封圈、缸筒、活塞、放气装置、后缸盖、缓冲装置、活塞密封圈组成。装置、后缸盖、缓冲装置、活塞密封圈组成。二、液压缸的组成二、液压缸
28、的组成从液压缸的典型结构可以看出，液压缸主要有缸筒和缸盖、活塞和活从液压缸的典型结构可以看出，液压缸主要有缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分。塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分。1.1.缸筒和缸盖缸筒和缸盖一般来说，缸筒和缸盖的结构形式与其使用的材料有关。当液压缸工作压力一般来说，缸筒和缸盖的结构形式与其使用的材料有关。当液压缸工作压力p p10MPa10MPa时，使用铸铁；时，使用铸铁；10MPa10MPap p20MPa20MPa时，使用无缝钢管；时，使用无缝钢管；p p20MPa20MPa时，使用时，使用铸钢或锻钢。铸钢或锻钢。缸筒和缸盖的结构缸筒和缸
29、盖的结构a)a)法兰连接式法兰连接式 b)b)半环连接式半环连接式 c)c)螺纹连接式螺纹连接式 d)d)拉杆连接式拉杆连接式 e)e)焊接连接式焊接连接式11缸盖缸盖22缸筒缸筒33压板压板44半环半环55防松螺母防松螺母 66拉杆拉杆二、液压缸的组成二、液压缸的组成缸筒和缸盖的常见结构形式的特点：缸筒和缸盖的常见结构形式的特点：缸筒和缸盖的结构形式缸筒和缸盖的结构形式特点特点法兰连接式法兰连接式 结构简单，容易加工，也容易装拆，但外形尺结构简单，容易加工，也容易装拆，但外形尺寸和寸和质量质量都较大，常用于铸铁制造的缸筒都较大，常用于铸铁制造的缸筒半环连接式半环连接式 缸筒壁部因开了环形槽而
30、削弱了强度，为此有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时要加厚缸壁。它容易加工和装拆，它容易加工和装拆，质量质量较轻，常较轻，常用于无缝钢管或锻钢制造的缸筒用于无缝钢管或锻钢制造的缸筒螺纹连接式螺纹连接式 缸筒端部结构复杂，外径加工时要求保证内外缸筒端部结构复杂，外径加工时要求保证内外径同心，装拆要使用专用工具径同心，装拆要使用专用工具。它的外形尺寸和它的外形尺寸和质质量量都较小，常用于无缝钢管或铸钢制造的缸筒都较小，常用于无缝钢管或铸钢制造的缸筒拉杆连接式拉杆连接式 结构的通用性大，容易加工和装拆，但外形尺结构的通用性大，容易加工和装拆，但外形尺寸较大，且较重寸较大，且较重焊
31、接连接式焊接连接式 结构简单，尺寸小，但缸底处内径不易加工，结构简单，尺寸小，但缸底处内径不易加工，且可能引起变形且可能引起变形2.2.活塞与活塞杆活塞与活塞杆二、液压缸的组成二、液压缸的组成常见的活塞组件的连接形式常见的活塞组件的连接形式a)a)螺母连接螺母连接 b)b)、c)c)卡环式连接卡环式连接 d)d)径向销式连接径向销式连接3.3.密封装置密封装置密封装置的作用主要是防止泄漏和防尘。常见的密封装置类型及特点见下表：密封装置的作用主要是防止泄漏和防尘。常见的密封装置类型及特点见下表：二、液压缸的组成二、液压缸的组成密封装置类型密封装置类型图示图示工作特点工作特点间隙密封 依靠运动零件
32、配合面之间的微小间隙来防止泄漏。依靠运动零件配合面之间的微小间隙来防止泄漏。它的结构简单、摩擦阻力小、可耐高温；但泄漏大、加它的结构简单、摩擦阻力小、可耐高温；但泄漏大、加工要求高、磨损后无法恢复原有能力。只有在尺寸较小、工要求高、磨损后无法恢复原有能力。只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用摩擦环密封 依靠套在活塞上的摩擦环依靠套在活塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子材料尼龙或其他高分子材料制成制成)在在O O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。这种材料效果较好、摩擦阻力较小且稳定、可耐高温
33、，这种材料效果较好、摩擦阻力较小且稳定、可耐高温，磨损后有自动补偿能力；但加工要求高、装拆较不便。磨损后有自动补偿能力；但加工要求高、装拆较不便。适用于缸筒和活塞之间的密封适用于缸筒和活塞之间的密封O形圈密封 利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在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。结构简单、制造方便、静、动配合面之间来防止泄漏。结构简单、制造方便、磨损后有自动补偿能力、性能可靠，可以在缸筒和活塞磨损后有自动补偿能力、性能可靠，可以在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间使用缸
34、盖之间使用V形圈密封 与与O O形圈密封相似，但形圈密封相似，但V V形圈密封只能承受单向的工形圈密封只能承受单向的工作压力液体作压力液体常见的密封装置的类型及工作特点常见的密封装置的类型及工作特点4.4.缓冲装置缓冲装置为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，必须设置缓冲装置为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，必须设置缓冲装置，缓冲装缓冲装置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置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
35、慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相中挤出，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互撞击的目的。的。二、液压缸的组成二、液压缸的组成密封装置类型密封装置类型图示图示工作特点工作特点间隙缓冲 当缓冲柱塞进入与其相配的缸盖上的内孔时，孔当缓冲柱塞进入与其相配的缸盖上的内孔时，孔中的液压油只能通过间隙中的液压油只能通过间隙排出，使活塞速度降低。排出，使活塞速度降低。由于配合间隙不变，故随着活塞运动速度的降低，小由于配合间隙不变，故随着活塞运动速度的降低，小孔起缓冲作用。当缓冲柱塞进入配合孔之后，油腔中孔起缓冲作用。当缓冲柱塞进入配合孔之后，油腔中的油只能经
36、节流阀排出的油只能经节流阀排出节流阀缓冲 由于节流阀是可调的，因此缓冲作用也可调节，由于节流阀是可调的，因此缓冲作用也可调节，但仍不能解决速度减低后缓冲作用减弱的缺点但仍不能解决速度减低后缓冲作用减弱的缺点三角槽缓冲 缓冲柱塞上开有三角槽，随着柱塞逐渐进入配合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缓冲作用过弱的问题缓冲装置的类型及工作特点缓冲装置的类型及工作特点5.5.排气装置排气装置液压缸在安装过程中或长时间停放后重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了液压缸在安装过程中
37、或长时间停放后重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行、噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。一般可在液防止执行元件出现爬行、噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。一般可在液压缸的最高处设置进、出油口把气带走，也可在最高处设置压缸的最高处设置进、出油口把气带走，也可在最高处设置。二、液压缸的组成二、液压缸的组成液压缸的排气装置a）排气孔式 b）排气阀式1缸盖 2放气小孔 3缸体 4活塞杆a)a)图的排气装置是在液压缸高处设置排气孔，进行排气；图的排气装置是在液压缸高处设置排气孔，进行排气；b)b)图则利用设置专门的排气图则利用设置专门的排
38、气阀进行排气。阀进行排气。压力机液压缸的结构设计压力机液压缸的结构设计 一、确定液压缸缸体材料和缸盖连接形式一、确定液压缸缸体材料和缸盖连接形式 通过任务通过任务1 1已确定液压压力机的工作压力已确定液压压力机的工作压力p p为为40kgf/cm40kgf/cm2 2，经换算约为，经换算约为3.9MPa3.9MPa，小于小于10MPa10MPa，故液压缸缸体材料可选择铸铁，因铸铁的焊接性能很差，所以缸盖采，故液压缸缸体材料可选择铸铁，因铸铁的焊接性能很差，所以缸盖采用螺纹连接的方式与缸体连接。用螺纹连接的方式与缸体连接。二、确定活塞与活塞杆的连接形式二、确定活塞与活塞杆的连接形式 考虑到压力机
39、工作行程为考虑到压力机工作行程为500mm500mm，采用焊接方式将活塞与活塞杆连接的话，采用焊接方式将活塞与活塞杆连接的话，将将增加活塞组件的加工难度增加活塞组件的加工难度；考虑到液压压力机工作时较为平稳、冲击小，同时也为考虑到液压压力机工作时较为平稳、冲击小，同时也为了便于装拆，故确定采用螺母连接的方式连接活塞和活塞杆。了便于装拆，故确定采用螺母连接的方式连接活塞和活塞杆。三、确定密封件类型三、确定密封件类型 活塞与缸筒间由于需要承受双向压力油，因此选用形密封圈活塞与缸筒间由于需要承受双向压力油，因此选用形密封圈作为作为密封件，而密封件，而活塞杆与缸盖间只受单向压力油作用，故采用形密封圈即
40、可满足密封要求。活塞杆与缸盖间只受单向压力油作用，故采用形密封圈即可满足密封要求。四、确定缓冲装置类型四、确定缓冲装置类型 因液压压力机的速度通常较慢，只需采用一级缓冲垫加以缓冲。因液压压力机的速度通常较慢，只需采用一级缓冲垫加以缓冲。五、五、确定确定 排气装置排气装置 作为液压缸必不可少的装置，液压压力机的液压缸当然也要有排气装置，作为液压缸必不可少的装置，液压压力机的液压缸当然也要有排气装置，为了为了降低成本，降低成本，选择开设排气孔的方式。选择开设排气孔的方式。压力机液压缸的选择压力机液压缸的选择 通过上述步骤的选择，最终确定了如下图所示的液压缸的结构，通过上述步骤的选择，最终确定了如下
41、图所示的液压缸的结构，它它主要由活塞、活塞杆、排气装置、缸筒、缸盖、密封圈等组成主要由活塞、活塞杆、排气装置、缸筒、缸盖、密封圈等组成。液压压力机液压缸的结构1 1什么是液压执行元件？各有什么用途？什么是液压执行元件？各有什么用途？2 2液压缸的密封装置有哪些？适用于什么场合？液压缸的密封装置有哪些？适用于什么场合？3 3 液压缸为何要设有缓冲装置和排气装置？液压缸为何要设有缓冲装置和排气装置？4 4 两个相同的液压缸串联使用，它们的无杆腔有效工作面积两个相同的液压缸串联使用，它们的无杆腔有效工作面积A A1 180cm80cm2 2，有杆腔的有效工作面积有杆腔的有效工作面积A A2 250cm50cm2 2，输入油液压力，输入油液压力p p0.1kPa0.1kPa，输入的流量，输入的流量q q12L/min12L/min。如果两缸的负载。如果两缸的负载F F1 12F2F2 2时，求两缸各能承受多大的负载时，求两缸各能承受多大的负载（不计一切损失）？活塞的运动速度各为多少？若两缸承受相同的负载（不计一切损失）？活塞的运动速度各为多少？若两缸承受相同的负载（即（即F1F1F2F2），那么该负载的数值为多少？若缸），那么该负载的数值为多少？若缸1 1不承受负载（不承受负载（即即F1F10 0），则缸），则缸2 2能承受多大的负载？能承受多大的负载？
