液压缸结构及原理培训资料大全

--送给未来公司最敬爱的客户液压缸是液压传动中的执行元件。它将液压能转变为机械能，实现往复直线运动或回转摆动运动。与杠杆、连杆、曲轴、齿轮、齿条、凸轮等机构连用，能扩大液压缸的使用范围和机构的灵活性。按运动形式分：直线运动（活塞式和柱塞式）摆动（摆动液压缸）按作用方式分：单作用液压缸：活塞单向作用，由弹簧使活塞复位；柱塞单向作用，由外力使柱塞返回。双作用液压缸：活塞双作用，左右移动速度不等；双柱塞双作用。按结构形式分：活塞式柱塞式摆动式图1－1是一能实现往复运动的液压缸。图1－1往复运动式液压缸名称图形说明活塞式液压缸单出杆单作用活塞单向作用，由弹簧使活塞复位双作用活塞双向作用，左、右移动速度不等，差动连接时，可提高运动速度双出杆活塞左、右移动速度相等柱塞式液压缸单柱塞柱塞单向作用，由外力使柱塞返回双柱塞双柱塞双向作用摆动式液压缸单叶片输出转轴只能作小于360o的摆动双叶片输出转轴只能作小于1800的摆动其它液压缸增力液压缸当液压缸直径受到限制，而长度不受限制时，可获得大的推力增压液压缸由两个不同直径的液压缸组成可提高B腔中的液压力伸缩液压缸由两层液压缸组成，可增加行程多位液压缸活塞A有三个确定的位置齿条液压缸活塞经齿条传动小齿轮使它产生回转运动液压缸主要由前盖、后盖、缸筒、活塞杆、活塞、安装连接件、缓冲套、缓冲螺母、针阀、排气阀、密封圈、导套、支撑环等组成。标准的液压缸如图1－2所示。（三）液压缸的类型和工作原理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。根据常用液压缸的结构形式，可将其分为四种类型：活塞式柱塞式伸缩式摆动式单活塞杆式双活塞杆式{A、活塞式液压缸单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。1、单活塞杆液压缸1-缸底2-弹簧挡圈3-套环4-卡环5-活塞6-型密封圈7-支承环8-挡圈9-形密封圈10-缸筒11-管接头12-导向套13-缸盖14-防尘圈15-活塞杆16-定位螺钉17-耳环单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。（见下图）单活塞杆液压缸运动所占空间2、双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。双活塞杆缸机构示意B、柱塞式液压缸柱塞式液压缸结构（１）它是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；（２）柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；（３）工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；（４）柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。柱塞式液压缸特点：C、伸缩式液压缸伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，如图所示。伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。图中定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根据进油方向，叶片将带动转子作往复摆动。D、摆动式液压缸摆动式液压缸AAA－A1－定子块2－缸体3－弹簧4－密封镶条5－转子6－叶片7－支承盘8－盖板（四）液压缸的型号液压缸的主要参数内容及意义YG系列YGC80×200-G，表示型号为YGC，缸径为80mm，行程为200mm，安装形式为G型（脚架式）的油缸。FHSG系列CD250系列Y-HG1系列二、液压缸使用规范随着液压技术的迅速发展，液压设备越来越多。但是，由于液压缸的工作是在封闭的壳体内进行的，不能从外部直接观察，测量和安装不如电器传动那样方便，加之它比较“娇嫩”——对故障比较敏感，所以对液压缸的使用也提出了一定的要求：（一）对油液的要求液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起着润滑、冷却和防锈作用。液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。故此，合理的选用液压油也是很重要的。从液压系统使用液压油的要求来看，有下面几点：1）油液的清洁度要求要达到NAS9级至10级；2）油液要定期检查，何时换油要按照换油标准进行；表2－1达到下表其中一项指标即应换油项目换油指标试验方法外观不透明或混浊目测运动粘度（40℃）变化率超过±10%GB265色度变化(比新油)，号≥3mgKOH/gGB6540酸值0.3GB264水分0.1%GB260机械杂质0.1%GB511铜片腐蚀(100℃,3h)≥2级GB50963）一个液压缸的好坏不仅取决于设计的合理性和元件性能的优劣，还因液压缸的污染防护和处理，液压缸污染直接影响液压缸工作的可靠性和元件的使用寿命，而且直接关系到液压系统是否能正常工作。液压系统多数故障与液压油受到污染有关，因此控制液压油的污染是十分重要的。（1）液压油被污染的原因主要有以下几方面：①液压系统的管道及液压元件内的型砂、切屑、磨料、焊渣、锈片、灰尘等污垢在系统使用前冲洗时未被洗干净，在液压系统工作时，这些污垢就进入到液压油里。②外界的灰尘、砂粒等，在液压系统工作过程中通过往复伸缩的活塞杆，流回油箱。另外在检修时，稍不注意也会使灰尘、棉绒等进入液压油里。③液压系统本身也不断地产生污垢，而直接进入液压油里，如金属和密封材料的磨损颗粒，过滤材料脱落的颗粒或纤维及油液因油温升高氧化变质而生成的胶状物等。图2－1液压油污染物的组成（2）油液污染的危害液压油污染严重时，直接影响液压系统的工作性能，使液压系统经常发生故障，使液压元件寿命缩短。造成这些危害的原因主要是污垢中的颗粒。对于液压元件来说，由于这些固体颗粒进入到元件里，会使元件的滑动部分磨损加剧，并可能堵塞液压元件里的节流孔、阻尼孔，或使阀芯卡死，从而造成液压系统的故障。水分和空气的混入使液压油的润滑能力降低并使它加速氧化变质，产生气蚀，使液压元件加速腐蚀，使液压系统出现振动、爬行等。（3）防止污染的措施造成液压油污染的原因多而复杂，液压油自身又在不断地产生脏物，因此要彻底解决液压油的污染问题是很困难的。为了延长液压元件的寿命，保证液压系统可靠地工作，将液压油的污染度控制在某一限度以内是较为切实可行的办法。对液压油的污染控制工作主要是从两个方面着手：一是防止污染物侵入液压系统；二是把已经侵入的污染物从系统中清楚出去。污染控制要贯穿于整个液压装置的设计、制造、安装、使用、维护和修理等各个阶段。为防止油液污染，在实际工作中应采取如下措施：①使液压油在使用前保持清洁。液压油在运输和保管过程中都会受到外界污染，新买来的液压油看上去很清洁，其实很“脏”，必须将其静放数天后经过过滤后加入液压系统中使用。②使液压系统在装配后、运转前保持清洁。液压元件在加工和装配过程中必须清洗干净，液压系统在装配后、运转前应彻底进行清洗，最好用系统工作中使用的油液清洗，清洗时油箱除通气孔(加防尘罩)外必须全部密封，密封件不可有飞边、毛刺。③使液压油在工作中保持清洁。液压油在工作过程中会受到环境污染，因此应尽量防止工作中空气和水分的侵入，为完全消除水、气和污染物的侵入，采用密封油箱，通气孔上加空气滤清器，防止尘土、磨料和冷却液侵入，经常检查并定期更换密封件和蓄能器中的胶囊。④采用合适的滤油器。这是控制液压油污染的重要手段。应根据设备的要求，在液压系统中选用不同的过滤方式，不同的精度和不同结构的滤油器，并要定期检查和清洗滤油器和油箱。⑤定期更换液压油。更换新油前，油箱必须先清洗一次，系统较脏时，可用煤油清洗，排尽后注入新油。⑥控制液压油的工作温度。液压油的工作温度过高对液压装置不利，液压油本身也会加速裂化变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限，一般液压系统的工作温度最好控制在65℃以下，机床液压系统则应控制在55℃以下。（4）选择液压油应满足以下几点要求：①适宜的粘度和良好的粘温性能。一般液压系统所用的液压油其粘度范围为：ν=11.5×10-6～35.3×10-6m2/s(2～5°E50)②润滑性能好在液压传动机械设备中，除液压元件外，其它一些有相对滑动的零件也要用液压油来润滑，因此，液压油应具有良好的润滑性能。为了改善液压油的润滑性能，可加入添加剂以增加其润滑性能；③良好的化学稳定性：即对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性；④对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性；⑤对金属材料具有防锈性和防腐性；⑥比热、热传导率大，热膨胀系数小；⑦抗泡沫性好，抗乳化性好；⑧油液纯净，含杂质量少；⑨流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度)和燃点高。此外，对油液的无毒性、价格便宜等，也应根据不同的情况有所要求。总之，粘度是第一位的。选择液压油，首先根据工作条件（v、p、T）和元件类型选择油液品种，然后根据粘度选择牌号。通常正确而合理地选用液压油，乃是保证液压设备高效率正常运转的前提。选用液压油时，可根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的品种、号数来选用液压油，或者根据液压系统的工作压力、工作温度、液压元件种类及经济性等因素全面考虑，一般是先确定适用的粘度范围，再选择合适的液压油品种。同时还要考虑液压系统工作条件的特殊要求，如在寒冷地区工作的系统则要求油的粘度指数高、低温流动性好、凝固点低；伺服系统则要求油质纯、压缩性小；高压系统则要求油液抗磨性好。在选用液压油时，粘度是一个重要的参数。粘度的高低将影响运动部件的润滑、缝隙的泄漏以及流动时的压力损失、系统的发热温升等。所以，在环境温度较高，工作压力高或运动速度较低时，为减少泄漏，应选用粘度较高的液压油，否则相反。）大（以低速、高压、高温：）小（以快速、低压、低温：qP通常按以下几方面进行选用（1）按工作机械的不同要求选用精密机械与一般机械对粘度要求不同。为了避免温度升高而引起机件变形，影响工作精度，精密机械宜采用较低粘度的液压油。又如机床液压伺服系统，为保证伺服机构动作灵敏，也宜采用粘度较低的液压油。表2－2按液压泵类型推荐选用粘度（2）按液压泵的类型选用液压泵是液压系统的重要元件，在系统中它的运动速度、压力和温升都较高，工作时间长，因而对粘度要求较严格，所以选择粘度时应先考虑到液压泵。否则，泵磨损快，容积效率降低，甚至可能破坏泵的吸油条件。在一般情况下，可将液压泵要求液压油的粘度作为选择液压油的基准，如表2－2所示。一般而言，齿轮泵的抗磨要求比叶片泵、柱塞泵低，齿轮泵选L-HL或L-HM油；叶片泵、柱塞泵选用L-HM油条件液压泵类型环境温度（5～40）℃时/（mm2/s）（40℃）环境温度（40～80）℃时/（mm2/s）（40℃）叶片泵7MPa以下30～5040～757MPa以上50～7055～90齿轮泵30～7065～165柱塞泵70～8065～240（3）按液压系统工作压力选用通常，当工作压力较高时，宜选用粘度较高的油，以免系统泄漏过多，效率过低；工作压力较低时，宜用粘度较低的油，这样可以减少压力损失，例如机床液压传动的工作压力一般低于6.3MPa，采用20～60×mm2/s的油液；工程机械的液压系统，其工作压力属于高压，多采用较高粘度的油液。（4）考虑液压系统的环境温度矿物油的粘度由于温度的影响变化很大，为保证在工作温度时有较适宜的粘度，还必须考虑周围环境温度的影响。当温度高时，宜采用粘度较高的油液；周围环境温度低时，宜采用粘度较低的油液。（5）考虑工作部件运动速度当液压系统中工作部件的运动