液压缸的结构
?
液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。
上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；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，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。
下面对液压缸的结构具体分析。
3.2.1 缸体组件
?
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作
用，因此，缸体组件要有足够的强度，度可靠的密封性。
3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图3.10(1)法兰式工方便筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，
它是常用的一种连接形式。
半环连接接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连
接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。
(3)螺纹式连接（接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般
用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
较高的表面精
所示。
连接（见图a），结构简单，加，连接可靠，但是要求缸(2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内
两种连接形式，半环连接工艺性好，连
见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连
?
工艺性好，(4)拉杆式连接（见图d），结构简单，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的
?
3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求
? 缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在 0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损；缸筒要
承受很大的液压力，因此，应具有足够的强度和刚度。
中、低压液压缸。
(5)焊接式连接（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变
形。
?
此，端盖要选择
3.2.2 活塞组件
活塞组件由活塞、活塞杆和连接件等组成。随液压缸的工作压力、安
装方式和工作条件的不同，活塞组件有多种结构形式。
3.2.2.1 活塞与活塞杆的连接形式
如图示，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，除此之外还有整体式结构、焊接式结构、锥销式结构等。 端盖装在缸筒两端，与缸筒形成封闭油腔，同样承受很大的液压力，因及其连接件都应有足够的强度。设计时既要考虑强度，又工艺性较好的结构形式。
导向套对活塞杆或柱塞起导向和支承作用，有些液压缸不设导向套，
直接用端盖孔导向，这种结构简单，但磨损后必须更换端盖。
缸筒、端盖和导向套的材料选择和技术要求可参考《液压工程手册》。
3.11所 螺纹式连接如图(a)所示，结构简单，装拆方便，但一般需备螺母防松
装置；
? 半环式连接如图(b)所示，连接强度高，但结构复杂，装拆不便，半环
3.2.2.2 活塞组件的密封
封性能，并随压力的增油、抗腐蚀、耐磨、
封方法有以下几种。
连接多用于高压和振动较大的场合。
? 活塞装置主要用来防止液压油的泄漏，良好的密封是液压缸传递动力、正常动作的保证，根据两个需要密封的耦合面间有无相对运动，
可把密封分为动密封和静密封两大类。
设计或选用密封装置的基本要求是具有良好的密加能自动提高密封性，除此以外，摩擦阻力要小、耐寿命长、制造简单、拆装方便。? 常见的密(1)间隙密封
间隙密封是一种常用的密封方法，它依靠相对运动零件配合面间的微小形缝隙轴向流动理论可知，泄间隙来防止泄漏，由环漏量与间隙的三次方成正比，因此可用减小间隙的办法来减小泄漏。一般间隙为0.01～0.05mm ，这就要求配合面有很高的加工精度。
深0.5~l mm 、
间距2~5mm 的环形沟槽，其作用如下:
活塞的间隙中布将形成一个径向不平衡力，称为液压卡紧力，它
使摩擦力增大，开平衡槽后，使得径向油压力趋于平衡，使活塞能够自动
对中，减小了摩擦力； (b)由于同心环缝的泄漏要比偏心环缝小得多，活塞的对中减少了油液的
泄漏量，提高了密封性能； (c)自润滑作用，油液储存在平衡槽内，使活塞能自动润滑。
间隙密封的特点是结构简单、摩擦力小、耐用，但对零件的加工精度要求较高，且难以完全消除泄漏。故只适用于低压、小直径的快速液压缸。
在活塞的外圆表面一般开几道宽0.3~0.5mm 、
称平衡槽，几何形状和
的不对称分
(a)使活塞具有自位性能，由于同轴度误差，工作压力油在密封
(2)活塞环密封
活塞环密封依靠装在活环形槽内的弹性金属环紧贴缸
筒内壁实现密封，如图所示。 它的密封效果较间隙密封
好，适用的压力和温度范围很
宽，能自动补偿磨损和温度变化的影响，能在高速条件下工作，摩擦力小，
塞
工作可靠，寿命长，但不能完全密封。
Y 形及组合式等数种，其材料为耐油橡胶、尼龙、聚氨酯等。
①O 形密封圈
O 形密封圈的截面为圆
形，主要用于静密封和速度
较低的滑动密封，其结构简
单紧凑，宜，可在-40～120°C 的温度
范围内工作。但与唇形密封圈相比，其寿命较短，密封装置机械部分的精
度要求高，启动阻力较大。
活塞环的加工复杂，缸筒内表面加工精度要求高，一般用于高压、高
速和高温的场合。
(3) 密封圈密封
密封圈密封是液压系统中应用最广泛的一种密封，密封圈有O 形、V 形、
?
安装方便，价格便
? O 形圈密封的原理如图所示，O 形圈装入密封槽后，其截面受到
压缩后变形。
在无液压力时，靠O 形圈的弹性对接触面产生预接触压力，实现初始密封，当密封腔充入压力油后，在液压力的作用下，O 形圈挤向槽一侧，
密封面上的接触压力上升，提高了密封效果。
? 任何形状的密封当的预压缩量，过小不 在动密封中，当压力大于10MPa 时，O 形圈就会被挤入间隙中而损坏，为此需在O 形圈低压侧设置聚四氟乙烯或尼龙制成的挡圈，其厚度为
1.25～
2.5mm ，双向受高压时，两侧都要加挡圈，其结构如图所示。
圈在安装时，必须保证适能密封，过大则摩擦力增大，且易于损坏，因此，安装密封圈的沟槽
尺寸和表面精度必须按有关手册给出的数据严格保证。
? ② V 形密封圈 ? V 形圈的截面为V 形形密封装置是由压环、V 形，如图所示，V 圈和支承环组成。当工作压力高于10MPa 时，可增加V 形圈的数量，
提高密封效果。安装时，V 形圈的开口应面向压力高的一侧。
? V 形圈密封性能良好，耐高压，寿命长，通过调节压紧力，可获得最佳的密封效果，但V 形密封装置的摩擦阻力及结构尺寸较大，主要用于活塞杆的往复运动密封，它适宜在工作压力p >50MPa 、温度
-40~80℃的条件下工作。
③ Y 形圈
主 图3.1封圈。
密封 Y 形密封圈的截面为Y 形，属唇形密封圈。它是一种密封性、稳定性和耐压性较好，摩擦阻力小，寿命较长的密封圈，故应用很普遍。Y 形圈要用于往复运动的密封，根据截面长宽比例的不同，Y 形圈可分为宽断面和窄断面两种形式；宽断面Y 形圈一般适用于工作压力p <20MPa 。
窄断面Y 形圈一般适用于工作压力p <32MPa 。
5所示为宽断面Y 形密
?
Y形圈的密封作用取决于它的唇边对耦合圆的紧密接触程度，在压力油作用下，唇边对耦合面产生较大的接触压力，从而达到密封的目的；当液压力升高时，唇边与藕合面贴得更紧，接触压力更高，密封性能更好。
Y形圈安装时，唇口端面应对着压力高的一侧，当压力变化较大、滑动速度较高时，要使用支承环，以固定密封圈，如图3.15(b)所示。
3.2.3 缓冲装置
?当液压缸拖动负载的质量较大、速度较高时，一般应在液压缸中设缓冲装置，必要时还需在液压传动系统中设缓冲回路，以免在行程终端发生过大的机械碰撞，导致液压缸损坏。缓冲的原理是当活塞或缸筒接近行程终端时，在排油腔内增大回油阻力，从而降低液压缸的
盖相撞。
运动速度，避免活塞与缸
?液压缸中常用的缓冲装置如图所示。
3.2.3.1 圆柱形环隙式缓冲装置（播放动
画）
如图(a)，当缓冲柱塞进入缸盖上的内孔
缸盖和缓冲活塞间形成缓冲油腔，被封闭油液
能从环形间隙δ排出，产生缓冲压力，从而实现减速缓冲。这种缓冲装置在冲过程中，由于其节流面积不变，故缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，Array快就降低了。其缓冲效果较差，但这种装置结
单，制造成本低，所以在系列化的成品液压缸
中多采用这种缓冲装置。
3.2.3.2 圆锥形环隙式缓冲装置
如图(b)，由于缓冲柱塞为圆锥形，所以缓冲环形间隙δ随位移量而改
变；即节流面积随缓冲行程的增大而缩小，使机械能的吸收较均匀，其缓
冲效果较好。
3.2.3.3 可变节流槽式缓冲装置
如图3.16(c)，在缓冲柱塞上开有由浅渐
深的三角节流槽，节流面积随着缓冲行程的
增大而逐渐减小，缓冲压力变化平缓。
3.2.3.4 可调节流孔式缓冲装置
如图3.16(d)，在缓冲过 程中，缓冲腔
油液经小孔节流排出，调节节流孔的大小，
可控制缓冲腔内缓冲压力的大小，以适应液
压缸不同的负载和速度工况对缓冲的要求，
同时当活塞反向运动时，高压油从单向阀进
入液压缸内，活塞也不会因推力不足而产生启动缓慢或困难等现象。
3.2.4 排气装置
液压传动系统中往往会混入空气，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，对于要求不高的液压缸，往往不设计专门的排气装置，而是将油口布置在缸筒两端的最高处，这样也能使空气随油液排往油箱，再从油箱溢出；对于速度稳定性要求较高的液压缸和大型液压缸，常在液压缸的最高处设置专门的排气装置，如排气塞、排气阀等。
液压缸的结构 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端 盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7 和导向套8 等组成；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，为了保 证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11 和防尘圈12。 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内 半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
(4)拉杆式连接（见图d），结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的 中、低压液压缸。 (5)焊接式连接（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变 形。 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 缸 筒 是 液 压 缸 的 主 体， 其 内 孔 一 般 采 用 镗 削、 绞 孔、 滚 压 或 珩 磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损；缸筒要 承受很大的液压力，因此，应具有足够的强度和刚度。
各种液压缸工作原理及结构分析（动画演示） 什么是液压缸液压缸是将液压能转变为机械 能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸的结构液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。缸体组件缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精度可靠的密封性。(1)法兰式连接，结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用的一种连接形式。(2)半环式连接，分为外半环连接和内半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。(3)螺纹式连接，有
外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。(4)拉杆式连接，结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。(5)焊接式连接，强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。液压缸的基本作用形式：标准双作用：动力行程在两个方向并且用于大多数应用场合： 单作用缸：当仅在一个方向需要推力时，可以采用一个单作用缸；双杆缸：当在活塞两侧需要相等的排量时，或者当把一个负载连接于每端在机械有利时采用，附加端可以用来安装操作行程开关等的凸轮．弹簧回程单作用缸：通常限于用来保持和夹紧的很小的短行程缸。容纳回程弹簧所需要的长度使得它们在需要长行程时很讨厌；柱塞式单作用缸：仅有一个流体腔，这种类型的缸通常竖直安装，负载重置使缸内缩，他们又是被成为“排量缸”，并且对长行程是实用的；多级伸缩缸：最多可带4个套简，收拢长度比标准缸短．有单作用或双作用，它们与标准缸相比是比较贵的，通常用于安装空间较小但需要较大行程的场合， 串联缸：一个串联缸足由两个同轴安装的缸组成的，两个缸的活塞由一个公共活塞杆链接，在两缸之前设置杆密封件以便使每个缸都能双作用，当安装宽度或高度受限制时．串联
第一章液压系统设计 1.1液压系统分析 1.1.1 液压缸动作过程 3150KN热压成型机液压系统属于中高压液压系统，涉及快慢速切换、多级调压、保压补压等多个典型的液压回路。工作过程为电机启动滑块快速下行滑块慢速下行保压预卸滑块慢速回程滑块快速回程推拉缸推出推拉缸拉回循环结束。按液压机床类型初选液压缸的工作压力为28Mpa,根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。1.1.2液压系统设计参数 （1）合模力； （2）最大液压压28Mp； （3）主缸行程700㎜； （4）主缸速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s。 1.1.2分析负载 （一）外负载压制过程中产生的最大压力，即合模力。 （二）惯性负载 设活塞杆的总质量m＝100Kg，取△t＝0.25s (三)阻力负载 活塞杆竖直方向的自重 活塞杆质量m≈1000Kg，同时设活塞杆所受的径向力等于重力。 静摩擦阻力 动摩擦阻力 由此得出液压缸在各个工作阶段的负载如表****所示。
工况负载组成负载值F 工况负载组成负载值F 启动981 保压3150×103加速537 补压3150×103快速491 快退+G 10301 按上表绘制负载图如图***所示。 F/N v/mm s-1 537 491 981 38 4.85 0 l/mm 0 l/mm -491 -981 由已知速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s和液压缸行程s=700mm，绘制简略速度图，如 图***所示。 1.2确定执行元件主要参数 1.2.1 液压缸的计算 （一）液压缸承受的合模力为3150KN，最大压力p1=28Mp。 鉴于整个工作过程要完成快进、快退以及慢进、慢退，因此液压缸选用单活塞杆式的。在液压缸活塞往复运动速度有要求的情况下，活塞杆直径d根据液压缸工作压力选取。 由合模力和负载计算液压缸的面积。 将这些直径按GB/T 2348—2001以及液压缸标准圆整成就近标准值，得:
液压缸结构设计指导 液压缸设计是在对整个液压系统进行了工况分析、编制了负载图、选定了工作压力的基础上进行的。因此，首先要根据主机的要求确定缸的结构类型，按照负载、速度、行程等已知条件决定缸的主要尺寸，再迸行结构设计，最后对液压缸的强度、刚度和工作稳定性进行校核。这里，重点对结构设计提出指导性意见，指出校核方法，供课程设计时参考。 1-1 液压缸结构设计的要求 液压缸结构设计的目标是要满足其输出的力、速度、行程等诸项要求，同时要兼顾结构简单，便于加工、装卸、维修，确保一定的效率、寿命等。 一、力 液压缸的推力大小将直接影响其结构。一般来说，推力越大，其工作压力越高。因此，对液压缸的各个零件要进行必要的受力分析。如，活塞杆是受拉还是受压，是否受到偏载，行程末端的冲击压力将有多大等，这就要求正确设计活塞杆的导向装置、密封装置，选定合适的活塞杆长径比和液压缸各零件的连接结构。 二、速度 为实现液压缸的最高速度、最终速度，在结构上就要保证进、出口有一定通径，减少内泄漏量，设置缓冲装置以防止冲击，设置排气装置以免低速爬行等。 三、行程 除了液压缸在起动、制动时所需的附加行程外，其有效行程要达到运动部件的最大行程要求，并力求结构紧凑、占地最小。这就要求合理确定液压缸的结构类型、安装方式，如采用伸缩缸、增程缸的结构型式，或采用活塞杆固定缸体移动的安装方式。 四、其它 在特殊情况下，要考虑防漏、防锈蚀、防尘、防热变形、防自重跌落（如垂直缸或倾斜缸要有锁紧装置）等。 2-2液压缸结构分析实例 一、磨床工作台液压缸 图Ⅲ-2-1所示为小型的卧轴矩台平面磨床M7120A 的工作台液压缸，带动
液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；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，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ?
缸体组件与活塞组件形成的 密封容腔承受油压作用，因此， 缸体组件要有足够的强度，较高 的表面精度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接 形式 常见的缸体组件连接形式如图3.10所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用 的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b）， 分为外半环连接和内半环连 接两种连接形式，半环连接 工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，
但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。 ? (4)拉杆式连接（见图d），结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。 (5)焊接式连接（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 ?缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要
绪论——————————————第3页 第1章液压传动的基础知识————————第4页 1.1 液压传动系统的组成————————第4页 1.2 液压传动的优缺点—————————第4页 1.3 液压传动技术的发展及应用——————第6页 第2 章液压传动系统的执行元件 ——液压缸——————————第8页 2.1 液压缸的类型特点及结构形式——————第8页 2.2 液压缸的组成——————————第11页 第3章 D G型车辆用液压缸的设计——————第19页
3.1 简介—————————————第19页 3.2 DG型液压缸的设计----------- —————第20页 第4章液压缸常见故障分析与排除方法—————第27页 总结——————————————第29 页 绪论 第一章液压传动的基础知识 1.1液压传动系统的组成 液压传动系统由以下四个部分组成: 〈1〉动力元件——液压泵其功能是将原动机输出的机械能转换成液体的压力能,为系统提供动力。
〈2〉执行元件——液压缸、液压马达。它们的功能是将液体的压力能转换成机械能,以带动负载进行直线运动或者旋转运动。 〈3〉控制元件——压力、流量和方向控制阀。它们的作用是控制和调节系统中液体的动力、流量和流动方向,以保证执行元件达到所要求的输出力(或力矩)、运动速度和运动方向。 〈4〉辅助元件——保证系统正常工作所需要的辅助装置。包括管道、管接头、油箱过滤器和指示仪表等。 〈5〉工作介质---工作介质即传动液体,一般称液压油。液压系统就是经过工作介质实现运动和动力传递的。 1.2液压传动的优缺点 优点: 〈1〉体积小、重量轻,单位重量输出的功率大(一般可达32M P a,个别场合 更高)。 〈2〉可在大范围内实现无级调速。 〈3〉操纵简单,便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时,易于实现
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 液压缸的结构 · 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7 和导向套8 等组成；缸筒一
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，为证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11 和防 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ·
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内 半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式 用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
液压缸的设计计算-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
液压缸的设计计算 作为液压系统的执行元件，液压缸将液压能转化为机械能去驱动主机的工作机构做功。由于液压缸使用场合与条件的千差万别，除了从现有标准产品系列选型外，往往需要根据具体使用场合自行进行设计。 设计内容 液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分，它通常是在对整个系统进行工况分析所后进行的。其设计内容为确定各组成部分（缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、排气装置等）的 结构形式、尺寸、材料及相关技术要求等，并全部通过所绘制的液压缸装配图和非标准零件工作图反映这些内容。 液压缸的类型及安装方式选择 液压缸的输入是液体的流量和压力，输出的是力和直线速速，液压缸的结构简单，工作可靠性好，被广泛地应用于工业生产各个部门。为了满足各种不同类型机械的各种要求，液压缸具有多种不同的类型。液压缸可广泛的分为通用型结构和专用型结构。而通用型结构液压缸有三种典型结构形式： （1）拉杆型液压缸 前、后端盖与缸筒用四根（方形端盖）或六根（圆形端盖）拉杆来连接，前、后端盖为正方形、长方形或圆形。缸筒可选用钢管厂提供的高精度冷拔管，按行程长度所相应的尺寸切割形成，一般内表面不需加工（或只需作精加工）即能达到使用要求。前、后端盖和活塞等主要零件均为通用件。因此，拉杆型液压缸结构简单、拆装简便、零件通用化程度较高、制造成本较低、适于批量生产。但是，受到行程长度、缸筒内径和额定压力的限制。如果行程长度过长时，拉杆长度就相应偏长，组装时容易偏歪引起缸筒端部泄漏；如缸筒内径过大和额定压力偏高时，因拉杆材料强度的要求，选取大直径拉杆，但径向尺寸不允许拉杆直径过大。 （2）焊接型液压缸 缸筒与后端盖为焊接连接，缸筒与前端盖连接有内螺纹、内卡环、外螺纹、外卡环、法兰、钢丝挡圈等多种形式。 焊接型液压缸的特点是外形尺寸较小，能承受一定的冲击负载和严酷的外界条件。但由于受到前端盖与缸筒用螺纹、卡环或钢丝挡圈等连接强度的制约缸筒内径不能太大和额定压力不能太高。 焊接型液压缸通常额定压力Mpa P n 25≤、缸筒内径mm D 320≤，在活塞杆和缸筒的加工条件许可下，允许最大行程m S 1510-≤。
液压缩管机的结构及其工作原理 1液压缩管机的结构 1.1液压缩管机的主机结构 本设计为径向压块压缩式缩管机设计，所以主要介绍径向压块压缩式缩管机的结构。该缩管机主机和液压系统设计为集中组装箱体式结构，在箱体上留有可与液压站管路相连的胶管管接头插孔。箱体内可存放备用模具、常用工具及其它零配件等。图2.1为主机结构图。 该缩管机的主机为液压缸1，锥套8和活塞杆5用背帽6联接为一体，冲块9和中心套10用螺母与后定位板11联为一体，工作时液压系统的高压液体从口进入活塞腔，推动活塞杆向外伸出，通过锥套8的内锥面压迫冲块的外锥面，使模具弹性径向收缩，压缩金属接头使其产生一定量的径向塑性变形，达到金属接头与液压胶管相连接的目的。反向油口供油时，活塞杆回缩，锥套解除对冲块的压缩，冲块因弹簧弹性恢复，完成接头的一个压接循环。 图2.1液压缩管机的主机结构图 1-外缸体； 2-活塞杆；3-定位伴；4-缸套；5-活塞杆；6-背帽； 7-定位栓；8-锥套；9-冲块；10-中心套；11-定位板；12-螺帽
1.2缩管机的液压系统 为便于说明其液压系统，将其液压系统中的工作元件—主机，用机构简图的形式表示出来。图2.2为该缩管机的工作原理及液压系统图。缩管机由主机和液压站2部分组成，其中主机由缸体1，活塞杆2.锥套3及冲块5等构成；液压站由液泵9、过滤器11和液箱12等组成。为适应井下工作面作业的配套要求，液压站设计初选齿轮泵站提供液压动力。也可根据现场作业情 况，匹配其他液压站。[8] 图２.２缩管机工作原理与液压系统图 1-外缸体； 2-活塞杆；3-锥套；4-管接头；5-冲块；6-液压胶管； 7-操作阀；8-压力表；9-溢流阀；10-油泵；11-滤油器；12-油箱；13-电动机 2液压缩管机的工作原理 工作时，先将液压胶管的端头与金属管接头4套装好，插人冲块内孔预
液压缸的结构 · 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分 组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、 缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7 和导向套8 等组成；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，为了保 证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11 和防尘圈12。 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ·
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内 半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
· (4)拉杆式连接（见图d），结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的 中、低压液压缸。 (5)焊接式连接（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变 形。 · 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 ·缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损；缸筒要承受很大的液压力，因此，应具有足够的强度和刚度。
液压油缸的主要设计技术参数 一、液压油缸的主要技术参数： 1.油缸直径；油缸缸径，内径尺寸。 2. 进出口直径及螺纹参数 3.活塞杆直径； 4.油缸压力；油缸工作压力，计算的时候经常是用试验压力，低于16MPa乘以，高于16乘以 5.油缸行程； 6.是否有缓冲；根据工况情况定，活塞杆伸出收缩如果冲击大一般都要缓冲的。 7.油缸的安装方式； 达到要求性能的油缸即为好，频繁出现故障的油缸即为坏。应该说是合格与不合格吧好和合格还是有区别的。 二、液压油缸结构性能参数包括：1.液压缸的直径；2.活塞杆的直径；3.速度及速比；4.工作压力等。 液压缸产品种类很多，衡量一个油缸的性能好坏主要出厂前做的各项试验指标，油缸的工作性能主要表现在以下几个方面： 1.最低启动压力：是指液压缸在无负载状态下的
最低工作压力，它是反映液压缸零件制造和装配 精度以及密封摩擦力大小的综合指标； 2.最低稳定速度：是指液压缸在满负荷运动时没 有爬行现象的最低运动速度，它没有统一指标， 承担不同工作的液压缸，对最低稳定速度要求也 不相同。 3.内部泄漏：液压缸内部泄漏会降低容积效率， 加剧油液的温升，影响液压缸的定位精度，使液 压缸不能准确地、稳定地停在缸的某一位置，也 因此它是液压缸的主要指标之。 液压油缸常用计算公式 液压油缸常用计算公式 项目公式符号意义 液压油缸面积 (cm 2 ) A =πD 2 /4 D ：液压缸有效活塞直径 (cm) 液压油缸速度 (m/min) V = Q / A Q ：流量 (l / min) 液压油缸需要的流量(l/min) Q=V×A/10=A×S/10t V ：速度 (m/min) S ：液压缸行程 (m) t ：时间 (min) 液压油缸出力 (kgf) F = p × A F = (p × A) －(p×A) ( 有背压存在时 ) p ：压力 (kgf /cm 2 )
液压缸结构图示 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
液压缸的结构·液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底 1、缸筒 6、缸盖 10、活塞 4、活塞杆 7 和导向套 8 等组成；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，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈 3、5、9、11 和防尘圈 12。 下面对液压缸的结构具体分析。 缸体组件·
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图所示。 (1)法兰式连接（见图 a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图 b），分为外半环连接和内 半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图 f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
课程目录 3 . 2 液压缸的结构 ? 3.2 液压缸的结构 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、 前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。
3 . 2 . 1 缸体组件 3 . 2 . 1 . 1 缸筒 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；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，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。下面对液压缸的结 构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ? 缸体组件与活塞组件形成的 密封容腔承受油压作用，因此， 缸体组件要有足够的强度，较高 的表面精度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接 形式 常见的缸体组件连接形式如图3.10所示。
与端盖的连接形式 3 . 2 . 1 . 2 缸筒、端盖(1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用 的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b）， 分为外半环连接和内半环连 接两种连接形式，半环连接 工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖 的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外 形尺寸小、重量轻的场合。 ?
液压缸的结构 ? 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；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，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ?
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图3.10(1)法兰式工方便筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 半环连接接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般 用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。 较高的表面精 所示。 连接（见图a），结构简单，加，连接可靠，但是要求缸(2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内 两种连接形式，半环连接工艺性好，连 见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连
? 工艺性好，(4)拉杆式连接（见图d），结构简单，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的 ? 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 ? 缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在 0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损；缸筒要 承受很大的液压力，因此，应具有足够的强度和刚度。 中、低压液压缸。 (5)焊接式连接（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变 形。
液压缸结构图示标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
液压缸的结构 · 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分 组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底 1、 缸筒 6、缸盖 10、活塞 4、活塞杆 7 和导向套 8 等组成；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，为了保 证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈 3、5、9、11 和防尘圈 12。 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ·
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。 (1)法兰式连接（见图 a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图 b），分为外半环连接和内 半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图 f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
液压启闭机的组成和工作原理 液压启闭机一般由液压系统和液压缸组成.在液压系统的控制下,液压缸内的活塞体内壁做轴向往复运动,从而带动连接在活塞上的连杆和闸门做直线运动,以达到开启、关闭孔口的上的. 液压系统包括动力装置、控制调节装置、辅助装置等.多套启闭机可共用一个液压系统. 动力装置一般为液压泵,它把机械能转化为液压能.液压泵一般采用容积式泵,如叶片泵和柱塞泵.叶片泵和柱塞泵有结构紧凑,运转平稳,噪音较小,使用寿命长等优点.柱塞泵虽然价格较高,但可以得到高压、大流量,且流量可调.近年来国内液压启闭机普通采用中高压,所以大多数采用柱塞泵.另外,因其重要性,液压启闭机的液压系统一般设置两套液压泵,互为备用. 控制调节装置是指液压控制阀组,包括节流阀、换向阀、溢流阀等阀组,其作用是对液压油的流量、方向、压力等方面各自起控制调节作用,以实现对液压系统的各种性能要求.启闭机上液压控制阀大多数是标准元件,并普通采用插装技术.插装阀具有组合机能强,集成度高,噪音低,密封性好,机构紧凑,全球维护等优点.选择不同结构及形式的先导控制阀、控制盖及集成块与插装件组合,便可获得具有换向、调压、调速等功能的插装阀组.双吊点的液压启闭机因不能像卷扬式启闭机一样采用机械同步,故控制阀组需考虑同步措施. 辅助装置包括油箱、油管、管接头、压力表、滤油器等.油箱的用途是储油和散热,并能沉淀油中杂质,分离油中的空气和水分等.油管、管接头把动力装置、调节控制装置、液压缸连接起来,组成一个完整的液压回路,液压油中杂质会使运动零件磨损,增加泄露和减少元件的寿命,甚至堵塞阀组等,影响液压系统的使用,设置滤油器对液压油进行过滤是十分必要的. 液压缸是液压传动中的执行元件,把液压油的液压能转化为机械.液压缸由缸体、端盖、活塞、活塞杆、吊头等零件组成.根据液压缸内压力油的作用方向可分为单作用液压缸和双作用液压缸两类.单作用液压缸常是柱塞式或者套筒,也可以是活塞式.双作用液压缸形成两个油腔,两个油腔都可以进出压力油.
液压缸结构设计指导 液压缸设讣是在对整个液压系统进行了工况分析、编制了负载图、选定了工作压力的基础上进行的。因此，首先要根据主机的要求确定缸的结构类型，按照负载、速度、行程等已知条件决定缸的主要尺寸，再迸行结构设计，最后对液压缸的强度、刚度和工作稳定性进行校核。这里，重点对结构设计提出指导性意见, 指出校核方法，供课程设计时参考。 1-1液压缸结构设计的要求 液压缸结构设计的LI标是要满足其输出的力、速度、行程等诸项要求，同时要兼顾结构简单，便于加工、装卸、维修，确保一定的效率、寿命等。 一、力 液压缸的推力大小将直接影响其结构。一般来说，推力越大，其工作压力越高。因此，对液圧缸的各个零件要进行必要的受力分析。如，活塞杆是受拉还是受压，是否受到偏载，行程末端的冲击压力将有多大等，这就要求正确设讣活塞杆的导向装置、密封装置,选定合适的活塞杆长径比和液压缸各零件的连接结构。 二、速度 为实现液压缸的最高速度、最终速度，在结构上就要保证进、出口有一定通径，减少内泄漏量，设置缓冲装置以防止冲击，设置排气装置以免低速爬行等。 三、行程 除了液压缸在起动、制动时所需的附加行程外，其有效行程要达到运动部件的最大行程要求，并力求结构紧凑、占地最小。这就要求合理确定液压缸的结构类型、安装方式，如釆用伸缩缸、增程缸的结构型式，或采用活塞杆固定缸体移动的安装方式。 四、其它 在特殊情况下，要考虑防漏、防锈蚀、防尘、防热变形、防自重跌落（如垂直缸或倾斜缸要有锁紧装置）等。 2-2液压缸结构分析实例 一、磨床工作台液压缸 图II1-2-1所示为小型的卧轴矩台平面磨床M7120A的工作台液压缸，带动工作台和工件作往复运动。液压缸的工况是负载力小、工作压力为1.0?1.5MPa, 要求往复等
摘要 液压缸是液压系统中最广泛应用的一种液压执行元件。液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件,它主要是用来输出直线运动。 液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。由于液压传动有许多突出的优点，因此，它被广泛地应用于机械制造、工程建筑、石油化工、交通运输、军事器械、矿山冶金、轻工、农机、渔业、林业等各方面。同时，也被应用到航天航空、海洋开发、核能工程和地震预测等各个工程技术领域。 本文对液压缸参数化设计方法进行深入系统的研究,建立液压缸CAD原型软件系统,主要研究成果如下: 1.系统分析液压缸工作原理的基础上,归纳了液压缸的工作形式及主要安装形式。在分析液压缸主要部件结构特点的基础上,建立了基于装配的面向对象液压缸产品设计模型; 2.研究面向制造的产品特征建模技术,基于产品建模方法和面向对象技术,建立了基于特征的液压缸产品模型。研究了适用于液压缸参数化设计的标准件库建模方法及数据库建模技术,并据此建立了液压缸参数化数据库模型及基于装配的液压缸参数化模型; 3.建立液压缸参数化CAD系统模型,基于商用CAD软件,开发了液压缸参数化CAD软件原型系统。 关键词：液压缸；液压泵；液压传动；液力传动
Abstract Hydraulic cylinders are one of the hydraulic action components, which are widely used to transfer hydraulic power produced by pump to mechanical power with the manner of straight movement. Hydraulic transmission hydraulic transmission and are based on the liquid as energy transfer medium to the drive. Mainly the use of hydraulic fluid to transmit pressure to energy; and hydraulic transmission is mainly used to transfer the kinetic energy of liquid energy. As a result of hydraulic many prominent advantages, therefore, it is widely used in machine building, construction, petrochemical, transportation, military equipment, mine metallurgy, light industry, agricultural, fisheries, forestry and so on. At the same time, also be applied to aerospace, marine development, nuclear engineering and earthquake prediction in various fields of engineering and technology. In this paper, the parameters of the hydraulic cylinder design of the system to conduct in-depth research, the establishment of hydraulic cylinder CAD prototype software system, the main research results are as follows: 1. The working principle of hydraulic cylinder systems analysis on the basis of summed up the work of the form of hydraulic cylinder and the major form of installation. Analysis of hydraulic cylinders in the structural characteristics of the main components on the basis of the assembly based on object-oriented model of product design of hydraulic cylinder; 2. Research-oriented products feature modeling, product modeling based on object-oriented methods and technology, based on the characteristics of the hydraulic cylinder product model. Studied for parametric design of hydraulic cylinder of standard parts library and database modeling modeling techniques, and accordingly established a database of hydraulic cylinder model parameters and the hydraulic cylinder assembly based on the model parameters; 3. To establish fluid pressure cylinder of CAD system model parameters, based on the commercial CAD software, has developed a hydraulic cylinder Parametric CAD software prototype system. Key words：Hydraulic cylinder; hydraulic pump; hydraulic transmission; hydraulic transmission 引言
液压缸主要尺寸的确定 液压缸就是液压传动的执行元件,它与主机工作机构有直接的联系,对于不同的机种与机构,液压缸具有不同的用途与工作要求。因此,在设计液压缸之前,必须对整个液压系统进行工况分析,编制负载图,选定系统的工作压力(详见第九章),然后根据使用要求选择结构类型,按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸,进行强度、稳定性与缓冲验算,最后再进行结构设计。 1、液压缸的设计内容与步骤 (1)选择液压缸的类型与各部分结构形式。 (2)确定液压缸的工作参数与结构尺寸。 (3)结构强度、刚度的计算与校核。 (4)导向、密封、防尘、排气与缓冲等装置的设计。 (5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书。 下面只着重介绍几项设计工作。 2、计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个:缸筒内径D、活塞杆外径d与缸筒长度L。 (1)缸筒内径D。液压缸的缸筒内径D就是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。 根据负载与工作压力的大小确定D: ①以无杆腔作工作腔时? (4-32) ②以有杆腔作工作腔时? (4-33)
式中:pI为缸工作腔的工作压力,可根据机床类型或负载的大小来确定;Fmax为最大作用负载。 (2)活塞杆外径d。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与稳定性。若速度比为λv,则该处应有一个带根号的式子: (4-34) 也可根据活塞杆受力状况来确定,一般为受拉力作用时,d=0、3～0、5D。 受压力作用时: pI＜5MPa时,d=0、5～0、55D 5MPa＜pI＜7MPa时,d=0、6～0、7D pI＞7MPa时,d=0、7D (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: L=l+B+A+M+C 式中: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为其她长度。 一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。 另外,液压缸的结构尺寸还有最小导向长度H。 (4)最小导向长度的确定。 当活塞杆全部外伸时,从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H(如图4-19所示)。如果导向长度过小,将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大,影响液压缸的稳定性,因此设计时必须保证有一最小导向长度。 图4-19油缸的导向长度