模块二 任务2 压力机液压缸的结构设计(课件）- 高二《液压传动与气动技术》同步教学（劳动版）

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 任务2 压力机液压缸的结构设计 压力机液压缸 通过模块二任务1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。本任务要求设计压力机液压缸的结构。 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。 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： 1. 液压缸缸体材料和缸盖连接形式 2. 活塞与活塞杆的连接形式 3. 密封的类型 4. 缓冲装置类型 5. 排气装置的形式 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、放气装置、后缸盖、缓冲装置、活塞密封圈组成。 二、液压缸的组成 从液压缸的典型结构可以看出，液压缸主要有缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分。 1.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p＜10MPa时，使用铸铁；10MPa＜p＜20MPa时，使用无缝钢管；p＞20MPa时，使用铸钢或锻钢。 缸筒和缸盖的结构 a)法兰连接式 b)半环连接式 c)螺纹连接式 d)拉杆连接式 e)焊接连接式 1—缸盖2—缸筒3—压板4—半环5—防松螺母 6—拉杆 二、液压缸的组成 缸筒和缸盖的常见结构形式的特点： 缸筒和缸盖的结构形式 特点 法兰连接式 结构简单，容易加工，也容易装拆，但外形尺寸和质量都较大，常用于铸铁制造的缸筒 半环连接式 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。它容易加工和装拆，质量较轻，常用于无缝钢管或锻钢制造的缸筒 螺纹连接式 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。它的外形尺寸和质量都较小，常用于无缝钢管或铸钢制造的缸筒 拉杆连接式 结构的通用性大，容易加工和装拆，但外形尺寸较大，且较重 焊接连接式 结构简单，尺寸小，但缸底处内径不易加工，且可能引起变形 2.活塞与活塞杆 二、液压缸的组成 常见的活塞组件的连接形式 a)螺母连接 b)、 c)卡环式连接 d)径向销式连接 7 3.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： 二、液压缸的组成 密封装置类型 图示 工作特点 间隙密封 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 摩擦环密封 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。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。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 V形圈密封 与O形圈密封相似，但V形圈密封只能承受单向的工作压力液体 常见的密封装置的类型及工作特点 8 4.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，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。 二、液压缸的组成 密封装置类型 图示 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，孔中的液压油只能通过间隙δ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，但仍不能解决速度减低后缓冲作用减弱的缺点