液压与气压传动第3章液压马达和液压缸.ppt

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液压与气压传动第3章液压马达和液压缸概要

3.5.2.1 活塞和活塞杆 活塞受压力在缸筒内作往复运动,活塞必须具有一定的强度和良好的耐磨性。活塞一般用铸铁或钢制造。活塞的结构通常分为整体式和组合式。 活塞杆是连接活塞和工作部件的传力零件,必须有足够的强度和刚度。活塞杆无论是实心还是空心的,通常用钢制造。活塞在导 向套内往复运动,其外圆表面应当耐磨并具有防腐性能,因此活塞杆外圆表面有时需镀铬。 活塞和活塞杆的技术要求可参考有关手册。 3.5.2 活塞组件 活塞组件由活塞、活塞杆和连接件等组成。 3.5.2.2 活塞与活塞杆的连接形式 如图所示,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。 ? 1一活塞杆;2一活塞;3一密封圈; 4一弹簧圈;5一螺母 1一卡键;2一套环;3一弹簧卡圈 3.5.3 缓冲装置 为了防止这种危害,保证安全,应采取缓冲 措施,对液压缸运动速度进行控制。 当缸拖动负载质量较大的部件作快速往复运动 时,由于运动部件具有很大的动能,因此当活塞运 动到液压缸终端时,会与端盖碰撞,而产生冲击和 噪声。这种机械冲击不仅引起液压缸的有关部分的 损坏,而且会引起其它相关机械的损伤。 缓冲的原理是使活塞或缸筒在运动到行程终端时,在出口腔内产生足够的缓冲压力,从而降低缸的运动速度,避免活塞与缸盖相撞,实现缓冲。 (1) 圆柱形环隙式 如图4-19a所示,当缓冲柱塞进入缸盖上的内孔时,缸盖和活塞见形成缓冲油腔,被封闭油液只能从环形间隙 d 排出,产生缓冲压力,从而实现缓冲减速。在缓冲过程中, 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,很快就会降低,缓冲效果差,应用于一般系列化的成品液压缸中。 图3-19 液压缸缓冲装置 常见缓冲装置 (2) 圆锥形环隙缓冲装置 如图19b所示,由于缓冲柱塞为圆形,所以缓冲环形间隙随位移量而改变,即节流面积随缓冲行程的增大而缩小,使机械能吸收均匀,缓冲效果好。 (3) 可变节流槽式缓冲装置 如图19c所示,在缓冲柱塞上开由浅到深的三角节流沟槽,节流面积随着缓冲行程的增大而减小,缓冲压力变化平缓。 (4) 可调节流孔式缓冲装置 如图4-19d,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,以适应不同的负载和不同工况对缓冲的要求。 3.5.4 排气装置   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,必须考虑空气的排除。 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。当松开排气塞或阀的锁紧螺钉后,低压往复运动几 次,带有气泡的油液就会排出,空气排完后拧紧螺钉,液 压缸便可正常工作。 3.6 液压缸的设计与计算   液压缸的计算及验算方法 首先根据使用要求确定液压缸的类型,再按负载和运 动要求确定液压缸的主要结构尺寸,必要时需进行强度验 算,最后进行结构设计。 液压缸的主要尺寸包括液压缸的内径D、缸的长度 L、活塞杆直径d。主要根据液压缸的负载、活塞运动速度 和行程等因素来确定上述参数。 液压缸工作压力的确定 液压缸要承受的负载包括有效工作负载、摩 擦阻力和惯性力等。液压缸的工作压力按负载确 定。对于不同用途的液压设备,由于工作条件不 同,采用的压力范围也不同。设计时,液压缸的 工作压力可按负载大小及液压设备类型参考油管手册来确定。 3.6.1 缸主要尺寸的确定 液压缸内径D和活塞杆直径d可根据最大总负载和 选取的工作压力来定,对单杆缸而言,有: 有杆腔进油时: (3-13) (3-12) 无杆腔进油时 有杆腔进油时: (3-16) (3-15) 无杆腔进油时:   式(4-13)中的杆径d可根据工作压力选取,当液压缸的往复速度比有一定要求时,得杆径为 (3-14) 计算所得的液压缸内经D和活塞杆直经d应圆整为标准 系列,参见《新编液压工程手册》。 液压缸的缸筒长度由活塞最大行程、活塞长度、活塞 杆导向套长度、活塞杆密封长度和特殊要求的长度确定。 其中活塞长度为(0.6-1.0)D,导向套长度为(0.6-1.5) d。为减少加工难度,一般液压缸缸筒长度不应大于内径的 20-30倍。 3.6.2 缸强度计算与校核 3.6.2.1 缸筒壁厚的计算 中、高压液压缸一般用无缝钢管做缸筒,大

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