液压缸设计说明书
1 设计课题 1.1设计要求 设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。 1.2原始数据 运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为0N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。
2 液压系统的发展概况 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。
减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。改进液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，经过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化能够提高工作可靠性，实
液压课后答案第四章
4-1如果直动式溢流阀的弹簧腔不和回油腔接通，会产生什么问题？ 解：弹簧腔不和阀的回油腔连通，则弹簧腔将形成一个闭死容积，经间隙流入弹簧腔的泄漏油越积越多，在一定外负载下，最终一定导致溢流阀进、出油口被切断，溢流阀失去调压或限压作用，外负载增加时，将使系统压力急剧升高。 4-2若先导式溢流阀中分别出现下列故障，液压系统会产生什么问题？ 1）主阀芯上的阻尼孔在工作时突然被污物堵塞; 2）主阀芯上的螺塞阻尼孔在工作时，直径突然变大，不起阻尼作用； 3）导阀座上的通流孔在工作中被污物堵塞； 4）远程控制油口直接接通油箱 解：1)主阀芯上的阻尼孔在工作时突发被污物堵塞时，由于弹簧力很小，溢流阀将瞬时卸荷，P口压力下降至趋于零。 2）当主阀芯的阻尼孔在工作时，直径突然变大时，阻尼孔两端所受压力相等。再加上弹簧力，主阀将关闭不溢流。当压力上升到将先导阀打开后，油液将只通过先导阀及通道流到T口，而不能通过主阀流到T口。 3）先导阀阀座上的通流口被堵塞，油压传递不到先导阀，先导阀没有了对主阀压力的调节作用，通流口堵塞后，在任何压力下，先导阀都不会打开溢流，阀内始终无油液流动，那么主阀芯上下腔的压力便总是相等。根据受力分析，主阀始终关闭不会溢流。 4）远程控制油口直接接油箱时，将使阀心上部的液压力减少，而弹簧力很小，因此用很小的压力就可使主阀芯上移，接通溢流阀的进出油口。在这种情况下，液压系统处于卸荷状态。
4-3若先导式减压阀中分别出现下列故障，液压系统会产生什么问题？ 1）主阀芯上的阻尼孔在工作时突发被污物堵塞； 2）主阀芯上的阻尼孔在工作时，直径突然变大，不起阻尼作用； 3）远程控制油口另外接通一个直动式溢流阀; 4）外泄油口被堵死 解：1）突发被污物堵塞时，若系统压力上升，主阀芯内外腔的压差迅速增大，由于所受弹簧力比较小，因此减压口将迅速关闭，二次压力消失。 2）主阀芯上的阻尼孔在工作时，直径突然增大，不起阻尼作用，此时主阀芯的内外腔压力相等，由于弹簧力的作用，减压力处于最大开度，减压阀进出口压力相等，不起减压作用。 3）远程控制油口另外接通一个直动式溢流阀时，减压阀的调定压力由先导阀和直动式溢流阀两者中开启压力较小值决定，若直动式溢流阀开启压力小于减压阀的先导阀的开启压力，此时减压阀的调定压力值为直动式溢流阀的开启压力，反之，为减压阀的先导阀的开启压力。 4）当外泄油口被堵死后，刚开始，先导阀打开，减压口开度减小，减压阀减压，但随后主阀芯内腔压力上升，减压口开度增大。因此，当外泄油口被堵死时，减压力出口压力将不恒定，波动较大。 4-4如图所示，若系统压力足够大，支路上的被动负载L F 是无穷大，1）当两个调定压力不同且B A P P >的减压阀串联使用时，串联后的出口压力P 为多少？ 2）当两个调定压力不同且B A P P >的减压阀并联使用时，并联出口压力P 为多少？
液压缸全套图纸说 明书
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
目录 一、设计要求——————————————————————-1 1、目的—————————————————————————1 2、题目—————————————————————————1 二、总述————————————————————————-2 1、作者的话——————————————————————--2 2、设计提要———————————————————————3 三、各零部件的设计及验算————————————————-5 1、缸筒设计———————————————————————5 2、法兰设计———————————————————————14 3、活塞设计———————————————————————19 4、活塞杆设计——————————————————————21 5、缓冲装置和排气阀设计—————————————————26 四、外接线路和程序———————————————————-27 1、液压设配外接线路———————————————————27 2、操作板————————————————————————28 3、程序地址分配—————————————————————29 4、芯片接线图——————————————————————31 5、PLC程序指令—————————————————————-33 五、参考文献———————————————————————38
一、设计要求 1、目的 ①、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统的初步设计工作，并结合设计或实验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。 ②、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。 ③、培养学生掌握机电产品的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。 ④、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 2、题目 液压油缸的压力和速度控制 ①、执行元件：液压油缸； ②、传动方式：电液比例控制； ③、控制方式：单片微机控制、PLC控制； ④、控制要求：速度控制、推力控制； ⑤、主要设计参数： 油缸工作行程————600、400mm； 额定工作油压————4MP； 移动负载质量————1000、2000kg； 负载移动阻力————5000、10000N； 移动速度控制————3、6m/min。
第四章液压缸 4.1液压缸 液压缸是使负载作直线运动的执行元件。 1、液压缸分类 分为单作用式液压缸和双作用式液压缸两类。 单作用式液压缸又分为无弹簧式、附弹簧式、柱塞式三种，如图3－1所示。 双作用式液压缸又分为单杆形，双杆形两种，如图3－2所示。 2、液压缸结构：图3－3为液压缸结构图，选用液压缸时，首先考虑活塞杆长度（由行程决定），再根据回路的最高压力选出适合的液压缸。 <0.08um，以减少密封1）缸筒主要是由钢材制成，缸筒内要经过精细加工，表面粗糙度R a 件的摩擦。 2）盖板：通常由钢材制成，有前端盖和后端盖，安装在缸筒的前后两端，盖板和缸筒的连接方法有焊接、拉杆、法兰、罗纹连接等。 3）活塞的材料通常用钢或铸铁，也可采用铝合金。活塞和缸筒内壁间需要密封，采用的密封件有O形环、V形油封、U形油封、X形油封和活塞环等。而活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为缸筒内径的（0.6～1.0）倍。 3.1液压缸 4）活塞杆：是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬处理并抛光。 5）缓冲装置：为了防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏，常在液压缸前后端盖上设有缓冲装置，以使活塞移到快接近行程终点时速度减慢下来终至停止。如图3－3b所示前后端盖上的缓冲阀附近有单向阀的结构。当活塞接近端盖时，缓冲环插入端盖板油出入口，强迫压油经缓冲阀的孔口流出，促使活塞的速度缓慢下来。相反，当活塞从行程的尽头将离去时，如压油只作用在缓冲环上，活塞要移动的那一瞬间将非常不稳定甚至无足够力量推动活塞，故必须使压油经缓冲阀内的止回阀作用在活塞上，如此才能使活塞平稳的前进。 6）放气装置：在安装过程中或停止工作的一段时间后，空气将渗入液压系统内，缸筒内如存留空气，将使液压缸在低速时产生爬行、颤抖现象，换向时易引起冲击，因此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。一般双作用式液压缸不设专门的放气孔，而是将液压油出入口布置在前后盖板的最高处。大型双作用式液压缸则必须在前后端盖板设放气栓塞。对于单作用式液压缸液压油出入口一般设在缸筒底部，在最高处设放气栓塞。 7）密封装置：液压缸的密封装置用以防止油液的泄漏，液压缸的密封主要是指活塞、活塞杆处的动密封和缸盖等处的静密封。常采用O形密封圈和Y形密封圈。 3、液压缸的参数计算 图3－4所示，液压缸缸体固定，液压油从A口进入作用在活塞上，产生一推力F，通过活塞杆以克服负荷W，活塞以速度υ向前推进，同时将活塞杆侧内的油液通过B 口流回油箱。相反，如高压油从B口进入，则活塞后退。 3、液压缸的参数计算 1）速度和流量 若忽略泄漏，则速度和流量的关系如下： Q =Aυ（3－1） υ=Q/A （3－2）
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，通常称液压油。液压系统就是通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，易于实现复 杂的自动工作循环。 〈4〉惯性小、响应速度快，起动、制动和换向迅速。(液压马达起动只需0.1s)〈5〉易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作为工作介质，自润滑性好。 〈6〉液压元件易于实现系列化标准化和通用化。 缺点： 〈1〉由于液压传动系统中存在的泄漏和油液的压缩性，影响了传动的准确性，不易 实现定比传动。 〈2〉不适应在温度变化范围较大的场合工作。 〈3〉由于受液体流动阻力和泄漏的影响，液压传动的效率还不是很高，不易远距 离传动。
液压第四章答案
精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢2 4-6已知单杆液压缸缸筒直径D = 100 mm ，活塞杆直径d = 50 mm ，工作压力p 1=2 MPa ，流量为q = 10 L/min ，回油背压力为2P = 0.5 MPa ，试求活塞往复运 动时的推力和运动速度。 解：（1）无杆腔进油时：()[]22221221114d p D p p A p A p F +-= -=π ()6626212100.5100.10.5100.054F π??=??-??+???? 41008.1?= N 3 12110100.0210.1604 q A υπ-?===?? m/s （2）有杆腔进油时：()[] 21221122124d p D p p A p A p F --=-=π ()6626222100.5100.12100.054 F π??=??-??-????410785.0?= N 3 222210100.028(0.10.05)604 q A υπ-?===?-? m/s 答：当无杆腔进油时的活塞推力是1.08?104 N ，运动速度是0.021 m/s ；当有杆腔进油时活塞的推力是0.875?104 N ，运动速度是0.028 m/s 。 4-7已知单杆液压缸缸筒直径D = 50 mm ，活塞杆直径d = 35 mm ，泵供油流量为q = 10 L/min ，试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负载F = 1 000 N ，缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）？ 解：（1）322 10100.170.0356044q d υπ π -?== =?? m/s （2）04.1035.04100042 2=?==π π d F p MPa
1 设计课题 1.1设计要求 设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。 1.2原始数据 运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为20000N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。
2 液压系统的发展概况 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下：[1]
【液压缸选定程序】 程序1：初选缸径/杆径（以单活塞杆双作用液压缸为例） ※ 条件一 已知设备或装置液压系统控制回路供给液压缸的油压P、流量Q及其工况需要液压缸对负载输出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相应力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）的大小（应考虑负载可能存在的额外阻力）。针对负载输出力的三种不同作用方式，其缸径/杆径的初选方法如下： （1）输出力的作用方式为推力F1的工况： 初定缸径D：由条件给定的系统油压P（注意系统的流道压力损失），满足推力F1的要求对缸径D进行理论计算，参选标准缸径系列圆整后初定缸径D； 初定杆径d：由条件给定的输出力的作用方式为推力F1的工况，选择原则要求杆径在速比1.46~2（速比：液压缸活塞腔有效作用面积与活塞杆腔有效作用面积之比）之间，具体需结合液压缸回油背压、活塞杆的受压稳定性等因素，参照相应的液压缸系列速比标准进行杆径d的选择。 （2）输出力的作用方式为拉力F2的工况： 假定缸径D，由条件给定的系统油压P（注意系统的沿程压力损失），满足拉力F2的要求对杆径d进行理论计算，参选标准杆径系列后初定杆径d，再对初定杆径d进行相关强度校验后确定。 （3）输出力的作用方式为推力F1和拉力F2的工况： 参照以上（1）、（2）两种方式对缸径D和杆径d进行比较计算，并参照液压缸缸径、杆径标准系列进行选择。 ※ 条件二 已知设备或装置需要液压缸对负载输出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相应力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）大小（应考虑负载可能存在的额外阻力）。但其设备或装置液压系统控制回路供给液压缸的油压P、流量Q等参数未知，针对负载输出力的三种不同作用方式，其缸径/杆径的初选方法如下：（1）根据本设备或装置的行业规范或特点，确定液压系统的额定压力P；专用设备或装置液压系统的额定压力由具体工况定，一般建议在中低压或中高压中进行选择。 （2）根据本设备或装置的作业特点，明确液压缸的工作速度要求。 （3）参照“条件一”缸径/杆径的初选方法进行选择。 注：缸径D、杆径d可根据已知的推（拉）力、压力等级等条件由下表进行初步查取。 不同压力等级下各种缸径/杆径对应理论推（拉）力表
液压缸全套图纸说明书-★★
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，通常称液压油。液压系统就是通过工作介质实现运
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，易于实现复 杂的自动工作循环。 〈4〉惯性小、响应速度快，起动、制动 和换向迅速。(液压马达起动只需 0.1s) 〈5〉易于实现过载保护，安全性好；采 用矿物油作为工作介质，自润滑 性好。 〈6〉液压元件易于实现系列化标准化 和通用化。 缺点： 〈1〉由于液压传动系统中存在的泄漏和油液的压缩性，影响了传动的准确性，不易 实现定比传动。 〈2〉不适应在温度变化范围较大的场合工作。
液压缸设计 指导书 河南理工大学机械与动力工程学院 热能与动力工程系
一、设计目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以，研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 通过学生自己独立地完成指定的液压缸设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名合格的机械工程师打好基础。 为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供热能专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。 二、设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式 不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。 5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。 三、设计任务 设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。 四、设计依据和设计步骤 油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对油缸则有不同的工作要求。因此在设计油缸之前，首先应了解下列这些作为设计原始依据的主要内容：主机的用途和工作条件，工作机构的结构特点，负载值，速度，行程大小和动作要求，液压系统所选定的工作压力和流量等。 油缸的设计内容和步骤大致如下： 1、液压缸类型和多部分结构的选择。 2、确定基本参数。主要包括工作负载、工作速度（当有速度要求时）、工作行程、导向长度、缸筒 内径及活塞杆直径等。 3、强度和稳定性计算。其中包括缸筒壁厚、外径和缸底厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性验
第四章 液压缸（习题四） 一、填空题 1．单杆活塞式液压缸作差动连接时，若要使活塞往返运动速度相等，即v 2=v 3，则活塞直径D 和活塞杆径d 应必存在 的比例关系 。 2．在液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取 措施。 3．柱塞缸只能实现 运动。 二、单选题（请在正确答案的序号填入问题的括号内） 1．当工作行程较长时，采用 缸较为合适。 A . 单活塞杆缸 B . 双活塞杆缸 C . 柱塞缸 D . 摆动缸 2．能形成差动连接的液压缸是 。 A . 单杆液压缸 B . 双杆液压缸 C . 柱塞式液压缸 D . 摆动液压缸 （ 3．液压缸的运行速度主要取决于 。 A . 液压缸的密封 B . 输入流量轴 C . 泵的供油压力 D . 外负荷 4．作差动连接的单活塞杆液压缸，欲使活塞往复运动速度相同，必须满足 。 A ．活塞直径为活塞杆直径的2倍 B ．活塞直径为活塞杆直径的2倍 C ．活塞有效作用面积为活塞杆面积的2倍 D ．活塞有效作用面积比活塞杆面积大2倍 5．在图所示液压缸中，活塞截面积A 1、活塞杆截面积A 2、活塞运动速度υ为已知。 下列判断中正确的是 。 A . 进入液压缸的流量q v1与从液压缸排出的流量q v2相等，即q v1= q v2 B . 左、右两油腔油液的平均流速21υυ和与活塞运动速度υ的关系为：υυυ==21 C . 若进油管与回油管的有效直径相同，则进油管路与回油管路中油液的平均流速21''υυ和相等 * D . 左、右两油腔油液的压力相等，即21p p = 6．图示为处于三种不同回路状态的液压缸，三者左腔工作压力大小的关系是 。 A . c b a p p p >> B . b c a p p p >> C . b a c p p p >> D . a b c p p p >>
第四章液压缸 一、名词解释 差动油缸摆动液压缸单作用液压缸 双作用液压缸推力油缸增压缸 二、填空 1、双作用单活塞杆液压缸的活塞直径为D，活塞杆直径为d，当输入压力为P，流量为Q的油液时，若不计损失，活塞杆伸出时，推力为，速度为；活塞杆缩回时，拉力为，速度为。 2、单作用缸的内径为D，柱塞直径为d，柱塞速度V，负载为F，柱塞缸内压力P为，输入流量Q为。 3、速比为2的液压缸称为差动油缸，其无杆腔活塞的有效面积为有杆活塞有效面积的倍，差动连接时活塞往返速度。 4、串联液压缸可使推力一倍，因此也称为。 5、增压缸是通过两个油缸来实现增压的，伸缩式油缸适用于较大，而安装空间受到限制的工作环境。 6、双作用单活塞杆液压缸缸筒内径为D，活塞杆直径为d，其往返速比为。 7、液压缸的效率是缸的实际运动速度和理想运动速度之比。 三、选择题 1、伸缩缸外伸时，首先伸出。 ①柱塞②套筒 2、活塞面积加大时，液压缸的刚度。 ①提高②不变③降低 3、工作行程很长的情况下，使用油缸最合适。 ①双作用式②伸缩式③增压式 4、当液压缸活塞的运动速度很高或运动部件质量很大时，可在液压缸内
部设置装置。 ①密封装置②排气装置③缓冲装置 5、差动连接时，活塞杆往返运动的速比为。 ① 1 ② 2 ③0.5 6、差动油缸的无杆腔活塞有效面积为有杆腔活塞有效面积的倍。 ①1 ②2 ③3 7、双作用单活塞杆液压缸缸筒内径与活塞杆直径之比为2∶1，活塞杆往返速度比为。 ①3∶4 ②4∶3 ③4∶1 8、双作用单活塞杆液压缸缸筒内径与活塞杆直径之比为2∶1，活塞杆伸 ①3∶4 ②4∶ 9 ①正比②反比 10 ①较大②较小 四、简答及计算题 1 2、那种类型的油缸采用怎样的方式，可以得到差动油缸，它的推力和速度与什么有关？ 3、何谓差动连接？差动连接液压缸要求往返速度相等时，活塞和活塞杆直径的关系如何？ 4、某一差动油缸，要求快进速度V1是快退速度V2的两倍，试求活塞面积A1与活塞杆截面积A2之比应为多少，即A1/A2=？ 5、液压缸差动连接的本质是什么？当活塞杆两侧的有效面积A1=2A2时，主要达到什么目的？ 6、如图所示液压缸，设缸径D=125mm，活塞杆直径d=63mm，最大行程S=2000mm，当油源压力p=16Mpa、流量Q=20L/min时，试计算：
佳木斯大學 机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师） 说明书 题目单杆活塞式液压缸的设计 学院机械工程学院 专业机械设计制造及其自动化（卓越工师）组员曾瑶瑶、王健跃、杨兰、沈宜斌 指导教师臧克江 完成日期2016年6月 佳木斯大学机械工程学院
目录 设计要求............................................................................................................................ II 第1章缸的设计. (1) 1.1 液压缸类型和结构型式的确定 (1) 1.1.1结构类型 (1) 1.1.2局部结构及选材初选 (1) 1.2液压缸主要尺寸的确定 (2) 1.2.1 液压缸筒的内径D的确定 (2) 1.2.2 活塞杆直径d的确定 (3) 1.2.3 缸筒长度l的确定（如图1-3） (3) 1.2.4 导向套的设计 (4) 1.3活塞及活塞杆处密封圈的选用 (4) 1.4缓冲装置设计计算 (5) 第2章强度和稳定性计算 (7) 2.1缸筒壁厚和外径计算 (7) 2.2缸底厚度计算 (7) 2.3 活塞杆强度计算 (7) 致谢 (8) 参考文献 (9)
设计要求 设计单杆活塞式液压缸；系统压力：10MPa；系统流量：100L/min；液压缸行程：450mm；速度：30mm/s；液压缸输出力：5000N；油口尺寸：M24*1.5，且两油口尽可能在缸筒的缸底侧；液压缸与外界联接方式缸底固定，活塞杆为耳环联接。
第1章缸的设计 1.1 液压缸类型和结构型式的确定 1.1.1结构类型 1、采用单作用单杆活塞缸； 2、液压缸的安装形式采用轴线固定类中的头部内法兰式安装在机器上。法兰设置在活塞杆端的缸头上，内侧面与机械安装面贴紧，这叫头部内法兰式。液压缸工作时，安装螺栓受力不大，主要靠安装支承面承受，所以法兰直径较小，结构较紧凑【1】。这种安装形式在固定安装形式中应用得最多。而且压力机的工作时的作用力是推力，则采用图1-1的安装形式。 图1-1安装形式 1.1.2局部结构及选材初选 1、缸筒的材料采用45号无缝钢管（如图1-2）；
齿条式摆动缸的原理：是将液压缸的往复运动通过齿条带动齿轮，转化成齿轮轴的正反向摆动旋转，同时将往复缸的推力转化成齿轮轴的输出扭矩。由于齿轮轴的摆动角度与齿条的长度成正比，因此齿轮轴的摆角可以任意选择，并能大于360o 叶片式摆动缸的特点：就是它内部一段固定的装置，也就是所谓的叶片。一个叶片段牢牢地固定在外壳上，活塞部分则牢牢地固定在驱动轴上。叶片式摆动缸设计上非常紧凑。尽管如此，它的最大旋转角度仍可达到270度。叶片式摆动缸经常用于伺服回转台 蓄能器有两种用途。①当低速运动时载荷需要的流量小于液压泵流量，液压泵多余的流量储入蓄能器，当载荷要求流量大于液压泵流量时，液体从蓄能器放出来，以补液压泵流量之不足。②当停机但仍需维持一定压力时，可以停止液压泵而由蓄能器补偿系统的泄漏，以保持系统的压力。蓄能器也可用来吸收液压泵的压力脉动或吸收系统中产生的液压冲击压力,蓄能器按加载方式可分为弹簧式、重锤式和气体式电液动换向阀的先导阀为何选用“Y”型机能？：先导阀中位时（不工作时）进油口封住，不会引起控制压力的降低，第二，先导阀两个工作油口与主阀阀芯两端控制腔相通，并和油箱相通，使控制腔卸荷，主阀阀芯在两端弹簧力作用下回到中位。如果选用其它机能（如O、M型），先导阀中位时，主阀两端控制油路切断，两腔封闭，不能保证主阀芯回到中位， 直动式溢流阀的弹簧腔不和回油腔接通的现象：节流阀起不到节流作用，液压泵输出的液压油全部经节流阀进入液压缸，改变节流阀节流口的大小只是改变啦液流流经节流阀的压力值，节流口小，流速快，节流口大流速慢，总的流量不变，液压缸的运动速度不变，若此时压力缸的负载很大，吃过泵的最大允许压力，会导致泵的损坏 液压冲击的定义危害如何消除：液压系统在突然启动、停机、变速或换向时，阀口突然关闭或动作突然停止，由于流动液体和运动部件惯性的作用，使系统内瞬时形成很高的峰值压力，这种现象就称之为液压冲击、液压系统中的很多元部件如管道、仪表等会因受到过高的液压冲击力而遭到破坏，液压系统的可靠性和稳定性也会受到液压冲击的影响，还能引起液压系统升温，产生振动和噪声以及连接件松动漏油，使压力阀的调整压力（设定值）发生改变，减弱方法：在确保换向阀工作周期的前提下，应尽可能地减慢换向阀的关闭或开启进、回油口的速度，在换向阀未完全关闭关减慢液体的流速，设置储能器，加大管道通径缩短管道的长度采用橡胶管吸收液压冲击的能量、 溢流阀作用：定压溢流作用稳压作用系统卸荷作用安全保护作用定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。稳压作用：溢流阀串联在回油路上，溢流阀产生背压，运动部件平稳性增加。系统卸荷作用：在溢流阀的遥控口串接溢小流量的电磁阀，当电磁铁通电时，溢流阀的遥控口通油箱，此时液压泵卸荷。溢流阀此时作为卸荷阀使用。安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加一般溢流阀接反了不起溢流作用,系统压力不断升高,超过规定压力,损坏终端液压元件,顺序阀也一样,接反了不起顺序作用,只起在顺序阀前端的作用而已 齿轮泵困油：液压齿轮泵是由一对互相啮合的齿轮组成,通过齿轮在旋转时齿的啮合与分离形成容积的变化而吸油和压油.当齿轮啮合后,啮合的两齿间的液压油由于齿的封闭无法排出而形成困油现象.齿轮泵困油现象的危害：使闭死容积中的压力急剧升高，使轴承受到很大的附加载荷，同时产生功率损失及液体发烧等不良现象；溶解于液体中的空气便析生产气愤泡，产气愤蚀现象，引起振动和噪声。消除困油现象：在齿轮泵的侧板上或浮动轴套上开卸荷槽。非对称式，必需保证在任何时候都不能使吸油腔与压油腔相互串通；这样的齿轮泵不能反转 节流阀与溢流阀有什么区别？：节流阀：是一个最简单又最基本的流量控制阀，其实质相当于一个可变的节流口。溢流阀：控制信号来源是进口，并保持进口的压力近似恒定不变，出口接油箱，溢流阀在常态下阀口是常闭的。 回油节流调速回路和进油节流调速回路的区别：1，对于回油节流调速回路，由于液压缸的回油腔中存在一定背压，因而能承受一定负值负载，而进油节流调速回路，在负值负载作用下活塞的运动会因
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
液压缸使用说明书 一、液压缸的使用与维护 1、液压缸正常工作油温在-20℃~+80℃范围内，不能超出此范围。 2、为了保证液压缸的寿命，使用介质中不得混有杂质、脏物， 以免划伤缸筒内壁，使密封件损伤，引起内外泄漏。（普通液压缸油液清洁度要求控制在NAS8级以内；带伺服阀液压缸要求控制在NAS6级以内。） 3、液压缸安装时要保证活塞杆顶端的连接方向与缸头、耳环（或 中间铰轴）的方向一致，并保证整个活塞杆在进退过程中的直线度， 防止出现刚性干涉现象，造成不必要的损坏。 4、液压缸安装完毕，在运行试车前，应对耳环、中间铰轴等有 相对活动部位进行加油润滑。 5、液压缸在工作之前必须用低压进行数次往复运动，交替松开 两端接头或放气阀，排净缸内的气体后方可进行正常工作。 6、当液压缸出现漏油等故障需拆卸维修时，应用液压力使活塞 位移至任一始末位置，拆卸中严禁硬性敲打以及出现突然掉落等现象。 7、在拆卸之前，应使系统卸荷，回路压力为零，松开油口配管 后将油口用油塞堵住。 8、液压缸各零部件拆卸后组装时，必须用煤油清洗干净，涂润 滑油，并严防损坏密封件。
二、液压缸常见故障及排除方法 三、液压缸周围环境的影响及处理意见 1、在风雨环境中，液压缸表面涂好防锈油漆。 2、在高温下作业，应在液压缸周围设防护装置，如石棉板等。 3、在尘土较大环境下作业，机构应考虑附加防尘罩等。 四、液压缸带有磁致位移传感器，发货时为避免贵重物品损坏，必须分开包装。安装时只要将磁致位移传感器，拧入缸筒底部螺孔中，并注意密封用的O型圈不要损坏，然后安装好防护罩。 五、设备成套厂注意事项 1、加强现场待安装液压缸的活塞杆及安装配合部位防护。 2、采用安全，平稳的方式吊装液压缸（并确保液压缸油口堵头密 封良好，避免活塞杆在吊运过程中运动受损）。 3、在对液压缸安装位置调整时，尽量避免直接敲击液压缸（避免 缸体或活塞杆受损）。
江苏盛鑫气动液压设备有限公司 液压油缸使用说明书 一、油液的清洁度 为保证液压缸的使用寿命,液压系统中必须设置有效的过滤以防止污染,油液 的清洁度应符合ISO4406的标准,过滤的质量也应符合ISO中相应的标准。过滤 器的等级要求按照系统的实际工况需要执行,但最低要求不低于ISO4406中的 19/15级,也即ISO4572中的24μ(β10≥75)级别。 二、液压缸的贮存 当液压缸需要贮存一段时间时,请按如下推荐的方法执行: ?液压缸应存放在干燥,洁净,无腐蚀性气体的室内环境中,注意保护液压缸 免受来自内部的腐蚀与外部的损害。 ?液压缸应尽可能垂直放置,并且活塞杆朝上,这可以使因液压缸内可能发生 的冷凝引起的腐蚀, 以及密封件因活塞与活塞杆自重引起的永久性变形减小到 最小。 ?保留油口防护盖,直至连接管路为止。 ?长期贮存时,应在液压缸的活塞两侧加注保护油,以防止缸内部的腐蚀。 ?若液压缸放置于室外一段时间,未油漆表面如活塞杆端应作防护。 三、液压缸的安装 ?油口的防护盖仅在连接管路时方可取下,以防杂物进入。 ?连接管路须清洗方连入,液压系统油液须设置过滤器并定期检测; ?在有大量粉尘纤维、快干性化学物质附着、高温杂质喷溅工况下,液压缸须 作防护。 ?活塞杆须与负载完全拧紧,定期检查以防连接螺纹松动;定期检查杆端密封 导套有无随活塞杆转动松出。 ?必须保证液压缸的活塞杆与杆端连接的附件,在活塞杆伸出与缩回时都处于 同一直线上, 否则将导致压盖与缸筒的过度磨损, 从而缩短液压缸的使用寿命。 ?液压缸不同安装方式注意事项 ●C安装方式,建议选用推力键或推力结构以抵抗防止连接螺栓受剪切力。 ●拉杆安装方式,拉杆伸出长度可定制,安装力矩与拉杆拧紧力矩相同。 ●耳轴安装方式,耳轴应严格对正,防止其受弯曲力矩;轴承应预先润滑并选 用最小的配合间隙;杆端连接的销轴应与耳轴中心线平行;轴承定期润滑。 ●耳环安装方式,两端轴承安装销轴应严格平行;对于向心球轴承,液压缸在 轴承摆动范围内应能自由摆动, 且与周围部件无干涉; 轴承应定期清洁及润滑, 检查有无点蚀、破损与锈蚀,检查轴承就是否有移位松脱等情况。带有防尘圈的 轴承还应检查防尘圈就是否有损坏及脱落的情况。如有异常情况请及时更换该轴 承部件。 ●法兰安装方式, (1)密封垫片就是整个法兰连接(包括法兰、垫片、螺柱、螺母)的基础。