工程机械液压与传动 教案

（2）工作原理：活塞或柱塞伸出时，从大到小，速度逐渐增大，推力逐渐减小。活塞或柱塞缩回时，从小到大。

（3）特点应用：∵工作时可伸很长，不工作时缩短∴占地面积小，且推力随行程增加而减小。故起重机伸缩臂、自动倾卸卡车、火箭发射台等皆用

3、摆动液压缸（摆动液压马达）

分类：单叶片式*、双叶片

组成：缸体、定子块、叶片、传动轴等

工作原理：当缸的一个油口进压力油，另一油口回油时，叶片在压力油作用下往一个方向摆动，带动轴偏转一定角度（一般小于2800）。当进回油口互换时，马达反转。

特点：结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于中低压系统。

4、双杆活塞缸

（1）特点：1）腔面积相等；2）压力相同时，推力相等，流量相同时，速度相等。即具有等推力等速度特性

（2）推力、速度计算：

F＝(p1-p2)A＝π(D2-d2)(p1-p2)/4 v＝q/A＝4q/π(D2－d2) （3）工作过程

第10讲 液压缸典型结构

一、液压缸的典型结构举例 二、液压缸的组成 1、缸筒组件

2、活塞组件（活塞与活塞杆） 3、密封装置 4、缓冲装置 5、排气装置 三、液压缸使用与维护 1、液压缸的性能试验 2、液压缸使用注意事项

一、液压缸的典型结构举例

教材图4-3所示双作用单活塞杆式液压缸的结构。

它是由缸底20、缸筒10、缸盖兼导向套9、活塞11和活塞杆18组成。缸筒一端与缸

底焊接，另一端缸盖(导向套)与缸筒用卡键6、套5和弹簧挡圈4固定，以便拆装检修，两端设有油口A和B。活塞11与活塞杆18利用卡键15、卡键帽16和弹簧挡圈17连在一起。活塞与缸孔的密封采用的是一对Y形聚氨酯密封圈12，由于活塞与缸孔有一定间隙，采用由尼龙1010制成的耐磨环(又叫支承环)13定心导向。杆18和活塞11的内孔由密封圈14密封。较长的导向套9则可保证活塞杆不偏离中心，导向套外径由O形圈7密封，而其内孔则由Y形密封圈8和防尘圈3分别防止油外漏和灰尘带入缸内。缸与杆端销孔与外界连接，销孔内有尼龙衬套抗磨。

二、液压缸的组成

液压缸的结构基本上可以分为缸筒组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分，分述如下。

1、缸筒组件

1）缸筒和缸盖的联接形式

一般来说，缸筒和缸盖的结构形式与缸筒的材料和系统压力有关。而缸筒材料决定于系统压力：

工作压力p＜10MPa时，使用铸铁； p＜20MPa时，使用无缝钢管； p＞20MPa时，使用铸钢或锻钢。

教材图4-12所示为缸筒和缸盖的常见结构形式。

A）法兰连接：图4-12(a)，结构简单，容易加工、装拆，①低压，铸铁缸体，外形尺寸、重量大；②高压，需焊接法兰盘，较复杂。

B）半环连接：结构简单、紧凑，容易加工和装拆，重量较轻，常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。但因缸筒壁部开了环行槽，强度削弱，为此有时要加厚缸壁。

C）螺纹连接：①内螺纹。重量轻，外径小，单端部。②外螺纹复杂，装卸不便，需专用工具。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，它的外形尺寸和重量都较小，常用于无缝钢管或铸钢制的缸筒上。

D）拉杆连接：通用性好，缸体加工方便，装拆方便，但端盖体积大，重量也大，拉杆受力后会拉伸变形，影响端部密封效果，只适于低压、缸筒较短的场合。

E）焊接连接：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）液压缸的安装固定方式与原则

方式：底座式、法兰式、耳环式、球铰式等等。

原则：一端固定，另端能自由活动。（想一想：为什么？）

2、活塞组件（活塞与活塞杆）

活塞杆：是连接活塞和工作部件的传力零件，必须具有足够的强度和刚度，一般用钢料

制成,且需镀铬。

∵ 工作压力、安装方式、工作条件的不同。 ∴ 活塞组件有多种结构形式。

1）整体式：把液压缸的活塞杆与活塞做成一体，结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换，常用于小直径液压缸。当行程较长时，这种整体式活塞组件的加工较费事，所以常把活塞与活塞杆分开制造，然后再连接成一体。图4-13所示为几种常见的活塞与活塞杆的连接形式。

2）焊接式：同上

3）螺纹式：活塞与活塞杆之间采用螺纹连接，结构简单，装拆方便，它适用负载较小，受力无冲击的液压缸中。常用于单杆缸。但在活塞杆上车螺纹将削弱其强度，且需防止螺母松动。

4）锥销式：用锥销把活塞固连在活塞杆上。常用于双杆缸，加工容易，装配简单，但承载能力小，且需防止脱落。

5）半环式：常用于高压大负载或振动比较大的场合，强度高，但结构复杂，装拆方便

3、密封装置

液压缸中常见的密封装置如课件图示。

间隙密封：依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。为了提高这种装置的密封能力，常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力。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：它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。

密封圈密封：它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈（O形圈、V形圈等）贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。

防尘圈：对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把脏物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的一端。

4、缓冲装置

必要性：∵在质量较大、速度较高v>12m/min），由于惯性力较大，活塞运动到终端时会撞击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工精度，甚至使液压缸损坏。

∴常在大型、高速、或高精度液压缸中设置缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。 缓冲原理：利用节流方法在液压缸的回油腔产生阻力，减小速度，避免撞击。

缓冲装置类型：1）圆柱形环隙式缓冲装置；2）圆锥形环隙式缓冲装置；3）可变节流槽式缓冲装置；4）可调节流孔式缓冲装置

5、排气装置

必要性：∵系统在安装或停止工作后常会渗入空气

∴ 使液压缸产生爬行、振动和前冲，换向精度降低等。 故 必须设置排气装置。

排气方法：1)排气孔。油口设置在液压缸最高；2）排气塞。象螺钉（如暖气包上的放气阀）；3）排气阀。使液压缸两腔经该阀与油箱相通

启动时，拧开排气阀使液压缸空载往复运动几次即可。

三、液压缸使用与维护 1、液压缸的性能试验

运动平稳性试验 负荷试验 外部泄漏试验 内部泄漏试验 强度实验

2、液压缸使用注意事项

第11讲 压力控制阀（1）

一、液压控制阀概述 1、液压控制阀的概念 2、液压控制阀的功用 3、液压控制阀的类型 4、对液压控制阀的基本要求 二、压力控制阀概述 三、溢流阀 1、直动型溢流阀 2、先导型溢流阀