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液壓(yā)油缸介紹
1.液壓缸的(de)類型
【答】液壓(yā)缸的類型繁(fán)多。①按作用方(fang)式分，液壓缸(gang)分為單💚作用(yong)式和🈲雙作用(yong)式兩大類。單(dan)作
用式液壓(yā)缸，其一個方(fāng)向的運動靠(kao)液壓力來實(shí)現，而反⚽向運(yun)😘動則依靠重(zhòng)力或彈簧力(lì)等實現。雙作(zuò)用🔴式液壓缸(gāng)，其正、反兩個(gè)方☂️向的運動(dòng)都依靠液壓(ya)力來實現。②按(àn)不同的使用(yòng)🌈壓力，液🌏壓缸(gāng)又✔️可分為中(zhong)壓、低壓、中高(gāo)壓和高壓液(yè)壓缸。對于機(ji)床類機械，一(yī)般采用中低(di)壓液壓缸，其(qí)額定壓力為(wei)2.5MPa~6.3MPa;對于要求體(ti)積小、質量輕(qīng)、出力大的建(jian)築車輛和飛(fēi)機用液壓缸(gang)多采用中高(gao)壓液壓👄缸，其(qi)額定壓力為(wéi)10lMPa~16MPa;對于油壓機(jī)響一☎️類機械(xiè)，大多數采用(yong)高壓液壓缸(gang)，其🤞額定壓力(lì)為㊙️25MPa~315MPa。③按結構型(xíng)式的不同，液(ye)壓缸又⛱️有活(huó)塞式、柱塞式(shì)、擺🌈動式、伸縮(suo)式等型🈚式。其(qi)中以活塞式(shì)液莊缸應用(yong)最🐉多。而活塞(sāi)式🏃🏻♂️液壓缸又(you)有單活塞杆(gan)和雙活塞杆(gǎn)、缸定式和杆(gǎn)定式的不同(tong)結構和運動(dong)方式。
2.液壓缸(gang)的差動連接(jie)及其特點、應(yīng)用
【答】對單活(huó)塞杆液壓缸(gāng)來說，其左右(you)兩腔相互連(lian)通，并同時都(dōu)和進油管路(lù)相通的連接(jie)方式叫做液(ye)壓缸的差動(dong)連接。其特點(diǎn)是推力減小(xiao)了，速度提高(gāo)了。當元杆腔(qiang)的有效工作(zuo)面積是有杆(gan)腔的兩倍時(shi)，亦即活塞直(zhí)徑D= d時(d為活塞(sai)杆直徑🆚)，差動(dòng)連接的速度(du)較沒有差動(dong)連接的速度(du)提高了一倍(bei)，而推力則減(jian)小了一半。液(ye)壓缸的差動(dòng)連接主要用(yong)于有快速要(yào)求的空行程(cheng)動作循環中(zhōng)，因其結構簡(jiǎn)單，故應用較(jiào)廣。但其速度(dù)提高不大(最(zuì)大提高一倍(bei))。
3.液壓缸的五(wu)大組成部分(fen)，缸筒組件、活(huó)塞組件的結(jié)構及相應材(cai)料
【答】液壓缸(gāng)的五大組成(cheng)部分是：缸筒(tong)組件、活塞組(zu)件、密📞封裝置(zhì)、緩沖裝置、排(pái)氣裝
置。
4.液壓(yā)缸的洩漏途(tu)徑
【答】液壓缸(gāng)在工作時，腔(qiang)内壓力較腔(qiang)外壓力(大氣(qi)壓)高得☔多;缸(gāng)内進油腔壓(ya)力較回泊腔(qiang)壓力高得多(duo)。這樣，油液就(jiu)可能通過固(gù)定件的聯接(jiē)處(途徑之一(yi))，如端蓋和缸(gang)筒的聯接處(chu)，和有相對運(yun)動部件的配(pei)合間隙(途徑(jing)之二)而洩漏(lòu)。如圖4·6所示。外(wai)洩不但使油(you)液損失影響(xiang)環境，而且有(you)失火的危險(xiǎn)。内洩則将使(shi)泊⭐液發熱、液(yè)壓缸容積效(xiao)率降低，進而(ér)使液壓缸工(gong)作性能變壞(huai)。因此應最大(dà)限度地減少(shǎo)🐇洩漏。
圖4·6液壓(yā)缸的洩漏
5.橡(xiang)膠密封圈的(de)類型(0、Y、V)及應用(yong)場合、特點
【答(dá)】橡膠密封圈(quān)按其斷面形(xíng)狀分為0形、Y型(xíng)和V型三種💜形(xing)式。
①O型密封圈(quān)。這種密封圈(quan)斷面呈圓形(xíng)，如圖4·7所示。其(qí)材料用耐油(you)橡膠制成，具(jù)有較強的抗(kàng)腐蝕性。它既(jì)可以用于活(huó)塞、缸筒這🙇🏻樣(yang)有相對運動(dong)件之間的密(mì)封，又可以用(yòng)于端蓋、缸筒(tǒng)這樣固🏃🏻定件(jiàn)之💜間的密封(fēng);既可用0型圈(quān)㊙️的内徑d或外(wài)徑D密封，又可(kě)用0型圈的端(duan)面💋密封。
O型密(mì)封圈的密封(feng)作用是依靠(kao)裝配後産生(shēng)的壓縮變形(xíng)實現的。當壓(ya)力較高時，0型(xing)圈可能被壓(yā)力油擠進配(pei)❗合間隙，引起(qǐ)密❗封圈破壞(huai)，因此在O型圈(quan)的一側或兩(liang)側(決定于壓(ya)力油作用于(yú)一側或兩側(ce))增加一㊙️個擋(dǎng)圈：對于固定(dìng)密封，當壓力(li)大于32MPa時就要(yao)用擋圈。這樣(yang)，密封壓力最(zuì)高可達🌏70MPa;對于(yu)運動密封，當(dang)壓力大🌈于1OMPa時(shí)也要用擋圈(quan)，此時密封壓(ya)力最高可達(da)32MPa。為了保證密(mì)封性能，安裝(zhuāng)O型圈的溝槽(cao)尺寸及表面(miàn)粗糙度應
符(fu)合要求(查閱(yuè)有關手冊)。
O型(xíng)密封圈的形(xing)狀簡單、安裝(zhuāng)尺寸小，摩擦(ca)力不大，密☎️封(feng)性良‼️好，故應(ying)用廣泛。但其(qi)使用壽命不(bu)很長，不宜在(zài)速🈲度較高的(de)滑動密封中(zhong)使用。
圖4·7 0型密(mì)封圃圖 4.8 Y型密(mì)封圈
Y型密封(feng)圈密封可靠(kào)，壽命較長、摩(mó)擦力小，常用(yong)于速度‼️較✨高(gāo)🈲的液壓缸。适(shì)用工作油溫(wēn)為一40℃~80℃，工作壓(ya)力為2OMPa。
③V型密封(feng)圈。其斷面呈(cheng)V型。如圖49所示(shi)。該圈用帶夾(jiá)織物🍓的橡🐅膠(jiāo)制成👣，由支承(chéng)環、密封環、壓(yā)環三部分疊(die)合組成。當要(yào)求密封的壓(yā)力小🌈于1OMPa時，使(shi)小用由3個圈(quān)組成的一套(tao)已足夠保證(zhèng)密封性;當壓(ya)力大💁于10IWPa時，可(ke)增加中間環(huán)節🥵的數量。在(zài)安裝V型圈酬(chóu)時，也應注意(yi)使密封圈的(de)唇邊面向高(gāo)壓區。V型密封(fēng)圈耐高壓，密(mi)封性能可靠(kào)，但密封處摩(mo)擦較大，在✌️大(da)直徑柱塞或(huò)🎯低速運動的(de)活塞杆上采(cai)用較多。(a)支承(chéng)環;(b)密封環S (c)壓(yā)環。其工作溫(wen)度為一40℃~80℃，工作(zuo)壓力可達到(dào)50MPao
6.液壓缸的緩(huan)沖、排氣
【答】為(wéi)了避免活塞(sai)在行程兩端(duān)沖撞缸蓋，産(chan)生噪聲，影響(xiǎng)工㊙️件精☔度以(yi)至損壞機件(jian)，常在液壓缸(gāng)兩端設⭐置緩(huan)👄沖裝置。其🧡作(zuò)用是利用油(yóu)液的節流原(yuán)理來實現對(duì)運動部件的(de)制動。常用的(de)緩沖裝置、有(you)環狀間隙式(shì)、、節流口可調(diao)式、節流口可(kě)變式三種形(xíng)式。
① 環狀間隙(xì)式：當緩沖柱(zhu)塞進入與其(qí)相配的缸蓋(gài)上
内孔時，液(ye)壓油(回油)必(bì)須通過間隙(xì)δ才能排出，使(shi)活㊙️塞速度降(jiàng)低。由于配合(hé)間隙不變，故(gu)緩沖作用不(bú)可調，且随活(huó)塞速🧑🏽🤝🧑🏻度的降(jiang)低，其緩沖作(zuò)用逐漸減弱(ruò)。
排(pai)出。由于節流(liú)閥是可調的(de)，故緩沖作用(yòng)也可調，但這(zhè)種調節是緩(huan)沖進行前的(de)調節，在緩沖(chong)進行中，緩沖(chong)作用仍是固(gu)定不變的。
③節(jie)流口可變式(shì)：在活塞的軸(zhóu)向上開有三(san)角溝槽，其🐇過(guo)流斷面越來(lái)越小，緩沖作(zuò)用随着速度(dù)的降低而👉增(zēng)強。緩沖作用(yong)均勻，緩沖壓(yā)力較低，制動(dong)位置精度較(jiào)高，解決了在(zài)行程最🛀🏻後階(jie)段緩沖作🌂用(yòng)過弱的問題(ti)。
關(guan)于液壓缸的(de)排氣。對于長(zhang)期不用的液(ye)壓缸或新買(mai)進的液壓缸(gang)，常在缸内最(zuì)高部位聚積(ji)空氣。空氣的(de)存在會👨❤️👨使液(ye)壓缸運動不(bu)平穩，産生振(zhen)動或爬行。為(wei)此，液壓缸上(shàng)要設排🛀🏻氣裝(zhuāng)置。
排氣裝置通(tōng)常有兩種形(xíng)式：一種是在(zài)液壓缸的最(zuì)高部位處開(kāi)排氣孔，用長(zhǎng)管道通向遠(yuǎn)處的排氣閥(fá)🈲排氣(機床上(shàng)多采用這種(zhong)形式);另一種(zhong)是在缸蓋的(de)🐪最高部位直(zhí)接安裝排氣(qì)閥，對于雙作(zuò)用式液壓缸(gāng)應設置2個排(pai)氣閥。
二、重點(diǎn)、難點和解題(tí)要領
1. 重點
液(yè)壓缸的類型(xing)很多，但活塞(sāi)式液壓缸應(ying)用最多，因此(cǐ)活塞式液壓(ya)缸是重點。對(dui)液壓缸的基(ji)本計算方法(fa)，特别是對三(sān)種不同聯❌接(jie)形式的單杆(gan)液壓缸的壓(yā)力ρ(P1、h)、推力F、速度(du)認流量Q及負(fù)載🌏FL等量的計(ji)算必須掌握(wo)。液壓缸的密(mi)封至關重要(yao)，離開密封甚(shèn)至密封不良(liang)都将導緻液(yè)壓缸法工📧作(zuò)。因此，液壓缸(gāng)密封的部位(wèi)、特點，橡膠密(mì)封圈的種類(lei)及應用場合(he)也必須掌握(wò)。
2.難點
差動液(yè)壓缸的計算(suan)，回油腔及回(huí)油壓力的概(gai)念，及液壓缸(gāng)的緩沖是本(ben)章的難點。事(shì)實上，若令單(dān)杆活塞缸活(huo)塞的直🏃🏻徑為(wéi)D，活塞🌈杆的直(zhi)徑為d ，則有πD2/4=π(D2+ d2)/4。即(ji)液壓缸無杆(gan)腔的有🎯效工(gōng)作面積可✌️以(yǐ)看成♌由π(D2+ d2)/4和π d2/4兩(liang)部分組成。
液(ye)壓缸差動聯(lian)接時，從有杆(gǎn)腔反饋到無(wú)杆腔的油液(yè)占據了🚶♀️面積(jī)為π(D2+ d2)/4的空間(不(bu)計洩漏)，而進(jìn)油管路來的(de)油液Q則占據(jù)了面積為⁉️πd2/4的(de)空間(不計洩(xie)漏)。因此液👣壓(ya)缸的速度(差(cha)動聯接的速(sù)度🛀)為U =4Q/πd2，可見速(sù)度較沒有差(cha)動聯接時的(de)速度💁U =4Q/πD2提高了(le)。至🏃🏻于推力F，由(you)于活塞在要(yao)動還沒動時(shí)，活塞左右☂️兩(liang)邊壓力相等(deng)，推力産生☎️在(zài)活塞兩邊的(de)有效工作面(mian)積差d2/4上，故推(tuī)力為F=P1·πd2/4， (P1為進油(yóu)壓力)。可見推(tui)力較沒有差(chà)動聯接時的(de)推力F=P1·πD2/4減小💯了(le)。對于雙作用(yòng)式液壓缸，無(wú)論是單杆缸(gang)還是雙杆缸(gang)，隻要是油液(ye)從其流🤩出的(de)腔便稱為回(hui)油腔，亦稱為(wéi)背壓腔。該腔(qiang)的壓力稱為(wei)回泊壓力或(huò)背壓力。在㊙️理(lǐ)論計算時因(yīn)不涉及實際(jì)管路，所以隻(zhī)要沒有外❄️界(jie)負載液壓缸(gang)的回泊(從回(huí)油腔流出的(de)油液)壓力便(bian)為零。這是從(cong)壓力決定于(yú)負載這一💋角(jiǎo)度得出的。實(shi)際上，此時回(huí)油壓🎯力非但(dàn)不能為零(否(fǒu)則便不能流(liú)出回油腔)，而(ér)且由于管路(lu)較長(沿程損(sun)失較大)、彎頭(tóu)較多(局部損(sǔn)失較多)，造🥵成(cheng)壓力損失較(jiao)大，使回油壓(ya)力可高達十(shi)幾個大氣壓(ya)。因此讀者應(ying)注意到這點(dian)，正确理解理(lǐ)論與實際的(de)這一差别。
關(guān)于液壓缸的(de)緩沖，其作用(yong)及具體緩沖(chong)裝置的工作(zuo)原理不‼️難理(lǐ)解。其難點主(zhu)要是緩沖壓(yā)力，特别是最(zuì)大🙇♀️緩沖壓力(li)的計算。事實(shí)上，液壓缸在(zai)緩沖時有三(san)種能量在緩(huan)沖、制動後被(bèi)背壓腔(緩沖(chong)腔)所吸收：①是(shi)液壓能Ep，其值(zhí)為Ep =p1 A1 Lc(式中P1為高(gao)壓腔的壓力(li)，A1為高壓腔的(de)有效承壓面(mian)積，Lc為背壓🏃🏻腔(qiang)的緩沖長度(dù))。②是動能Em ，其值(zhi)為Em =mv2/2(式中m為所(suǒ)有運動部件(jian)的質量，v為運(yun)動部件的速(sù)度)。③是反向的(de)摩🤟擦能Ef，其值(zhí)為Ef=FfLc(式中Ff為反(fan)向摩擦力)。此(ci)時，三種能量(liang)，尤其是動能(néng)在極短的時(shi)間内全部轉(zhuan)化成背壓腔(qiang)液體的壓力(lì)能E2，緻使背壓(ya)腔壓力升高(gāo)，形成緩沖壓(yā)力。若令背壓(ya)腔有效承壓(yā)面積為人，緩(huǎn)沖壓力為pc，則(ze)有E1=Ep+Em-Ef=E2=Pc·Ac·Lc(E1為高壓腔(qiang)🈲總的機械能(néng)、即三種能量(liàng)之✂️和)，所以緩(huan)沖壓力為⁉️pc=E1/AcLc。在(zài)采用節流口(kǒu)可調式的緩(huǎn)沖裝置中，緩(huan)沖過程中的(de)緩沖阻尼🤞是(shi)固定不變📐的(de)，而在緩沖、制(zhì)動開始時運(yùn)動部件的速(su)度是最高💋的(de)(以後才逐漸(jian)降低🔅)，所以在(zài)制動開始時(shi)産生的沖🧑🏽🤝🧑🏻擊(jī)力🆚也最大(以(yi)後才逐漸減(jiǎn)弱)。即在緩沖(chòng)，制動過程中(zhōng)緩沖壓力是(shi)由大到小變(biàn)化的，非定值(zhi)。而上述pc值是(shì)從能量轉換(huàn)角度換算出(chu)的理論‼️值，即(ji)平均值，稱為(wei)平均緩沖壓(yā)力。最大緩沖(chòng)壓力出現在(zài)制動開始🌈時(shi)的速度最高(gāo)時。若近似的(de)認為由運動(dòng)部件的動能(neng)所轉化的那(nà)部分壓力是(shi)呈線性規律(lü)下降的，則最(zui)👅大的沖擊壓(ya)力(緩沖壓力(li))Pcmax。即最大的沖(chòng)擊壓力可🧡近(jìn)似地等于平(píng)均緩沖壓力(lì)與運動部件(jiàn)動能所轉化(hua)的壓力之和(he)。在液壓缸強(qiang)度校核時，必(bi)須滿足最大(dà)沖擊力要小(xiǎo)于缸筒材料(liao)的試驗壓力(li)這一條件。
上(shàng)述情況适用(yong)于節流口可(ke)調式(緩沖制(zhi)動過程中阻(zu)尼固‼️定)的緩(huǎn)沖裝置。對于(yú)節流口可變(biàn)式緩沖裝置(zhi)，在緩沖制動(dòng)過程🧑🏾🤝🧑🏼中緩沖(chong)壓力的波動(dòng)是比較均勻(yún)的。
2. 解題要領(ling)
本章所涉及(ji)的理論計算(suàn)主要是液壓(ya)缸産生的推(tui)力、流量、速度(du)或負載決定(ding)壓力、緩沖壓(yā)力
等問題的(de)計算。問題的(de)關鍵要掌握(wo)好有效承壓(ya)面(即有效工(gong)作面)這一概(gai)念。
計算推力(lì)需要它，計算(suàn)流量和速度(dù)也需要它。所(suo)謂有效承壓(ya)☁️面(有效工作(zuò)面)是這樣的(de)一個面：
液壓(ya)力在該面上(shàng)的作用力的(de)方向與負載(zǎi)阻力方向🔅相(xiang)反。另外，液壓(yā)缸的五大組(zu)成部分并非(fēi)都是必須的(de)，對前三部🔴分(fèn)即缸筒組件(jiàn)，活塞組件，密(mì)封裝置是必(bi)須♉的，但對後(hou)兩部分即緩(huan)沖裝置、排氣(qi)裝置并不是(shi)所有工況下(xià)的液壓缸都(dōu)❄️需要。這應由(yóu)具體要✂️求而(ér)定。
、液壓缸的(de)類型
【答】液壓(yā)缸的類型繁(fán)多。①按作用方(fāng)式分，液壓缸(gang)分為單作用(yong)式👨❤️👨和雙作用(yòng)式兩大類。單(dan)作
用式液壓(yā)缸，其一個方(fāng)向的運動靠(kào)液壓力來實(shi)現🈚，而反向🙇🏻運(yun)動則依靠重(zhong)力或彈簧力(lì)等實現。雙作(zuo)用🍉式液🙇🏻壓缸(gang)，其正、反兩個(ge)方向的運動(dòng)都依靠液壓(ya)力來實現。②按(an)不同的使用(yòng)壓力，液壓缸(gāng)又可分為中(zhōng)壓⁉️、低壓、中高(gāo)💘壓和高壓液(yè)壓缸。對于機(jī)床類機械，一(yi)般㊙️采用中低(di)壓液壓缸，其(qí)額定壓力為(wei)2.5MPa~6.3MPa;對于要求體(tǐ)積小、質量輕(qīng)、出力大的建(jiàn)築車輛和飛(fēi)機用液壓缸(gāng)多⭐采用中高(gao)🐆壓液壓缸，其(qi)額定壓力為(wéi)10lMPa~16MPa;對于油壓機(ji)響一類機械(xiè)，大多數采㊙️用(yong)高壓液壓缸(gang)，其額🏒定壓力(lì)為25MPa~315MPa。③按結構型(xing)式的不同，液(ye)壓缸又有活(huó)塞式、柱塞式(shi)、擺動式、伸縮(suo)式等型式。其(qí)中以活塞式(shi)液莊❓缸應用(yong)最多。而活塞(sāi)式液壓缸又(yòu)有單活塞杆(gǎn)和雙活塞杆(gǎn)、缸定式和杆(gan)定式的不同(tóng)結構和運動(dong)方式。
2.液壓缸(gāng)的差動連接(jiē)及其特點、應(yīng)用
【答】對單活(huó)塞杆液壓缸(gang)來說，其左右(you)兩腔相互連(lian)通♍，并同🏒時都(dōu)和進油管路(lù)相通的連接(jiē)方式叫做液(yè)壓缸的差動(dong)連接⭐。其特點(dian)是推力減小(xiǎo)了，速度提高(gāo)了。當元杆腔(qiāng)的有👉效工作(zuo)面積是有杆(gǎn)腔的兩倍時(shí)，亦即活塞直(zhi)徑D= d時(d為活塞(sai)杆直徑)，差動(dòng)連接的速度(du)較🌍沒有差動(dòng)連接的速度(dù)提高了一倍(bei)，而推力則減(jiǎn)小🚶♀️了一半。液(yè)壓👅缸⛱️的差動(dòng)連接主💋要用(yong)于有快速要(yào)求的空行程(chéng)⁉️動作循環中(zhong)，因其結構簡(jian)單，故應用較(jiao)廣。但其速度(dù)提高不大(最(zui)大提高一倍(bèi))。
3.液壓缸的五(wu)大組成部分(fen)，缸筒組件、活(huó)塞組件的結(jie)構及相應材(cái)料
【答】液壓缸(gāng)的五大組成(cheng)部分是：缸筒(tǒng)組件、活塞組(zu)件、密♉封裝置(zhì)、緩🔞沖裝置、排(pái)氣裝
置。
4.液壓(yā)缸的洩漏途(tú)徑
【答】液壓缸(gāng)在工作時，腔(qiāng)内壓力較腔(qiāng)外壓力(大氣(qì)壓)高得多;缸(gang)内🆚進油腔壓(ya)力較回泊腔(qiang)壓力高得多(duo)。這♌樣，油液就(jiu)可能通過固(gu)定件的聯接(jiē)處(途徑之一(yi))，如端蓋和缸(gang)筒的聯接處(chù)，和有相對運(yùn)動部件的配(pèi)合間隙(途徑(jìng)之二)而洩漏(lòu)。如圖4·6所示。外(wài)洩不但使油(you)液🚶♀️損失影響(xiǎng)環境，而且有(you)失火的危險(xian)。内洩則将使(shi)泊液發熱、液(yè)壓缸⁉️容積效(xiào)率降低，進而(ér)使液壓缸工(gōng)作性能變壞(huài)。因此應最大(da)限♋度地減少(shǎo)洩漏。
5.橡(xiang)膠密封圈的(de)類型(0、Y、V)及應用(yong)場合、特點
①O型密封圈(quān)。這種密封圈(quān)斷面呈圓形(xing)，如圖4·7所示。其(qi)材料用耐油(yóu)橡膠制成，具(ju)有較強的抗(kang)腐蝕性。它既(ji)可🍉以用于活(huo)塞、缸筒這樣(yàng)有相對運動(dòng)件之間的密(mi)封，又可以用(yong)于端蓋、缸筒(tong)這樣固定件(jian)之間的密封(feng);既可用0型圈(quan)的内徑d或外(wài)徑D密封，又可(kě)用0型圈的端(duān)面密封。
O型密(mi)封圈的密封(feng)作用是依靠(kào)裝配後産生(sheng)的壓縮變形(xing)實現的㊙️。當壓(yā)力較高時，0型(xíng)圈可能被壓(ya)力油擠進配(pèi)合間隙，引起(qi)密封圈破壞(huai)，因此在O型圈(quan)的一側或兩(liǎng)側(決定于壓(ya)力油作用于(yu)📐一側或兩側(ce))增加一個擋(dǎng)圈：對🔴于固定(ding)密封，當壓力(lì)大于32MPa時就✨要(yào)用擋圈㊙️。這樣(yang)，密封壓力最(zui)高可達⚽70MPa;對于(yú)運動密封，當(dang)壓力大于1OMPa時(shí)也要用擋圈(quān)，此時密封壓(yā)力最高可達(da)32MPa。為👨❤️👨了保證密(mì)封性能，安裝(zhuāng)O型圈的溝槽(cao)尺寸及表面(mian)粗糙度應
符(fu)合要求(查閱(yue)有關手冊)。
O型(xíng)密封圈的形(xing)狀簡單、安裝(zhuang)尺寸小，摩擦(ca)力不大，密🙇🏻封(feng)👨❤️👨性良好，故應(yīng)用廣泛。但其(qí)使用壽命不(bú)很長，不宜在(zai)速度較高的(de)滑動密封中(zhong)使用。
②Y型密封(fēng)圈。這種密封(fēng)圈斷面呈Y型(xing)，如圖4-8所示。一(yī)般也用耐油(you)㊙️橡🔴膠制成。它(ta)依靠略為張(zhang)開的唇邊貼(tie)于密封面而(er)實現密封。油(yóu)壓增加時，唇(chún)邊作用在密(mì)封面上的壓(ya)力也随着增(zēng)加，并在磨損(sǔn)後有一定的(de)自動💚補償能(néng)力。故密封性(xìng)能較好，且能(neng)保持較長的(de)使用壽命。在(zài)裝配☁️Y型密封(fēng)圈時，可将它(ta)直接裝入溝(gou)槽内。但一定(dìng)要使其唇邊(biān)面向高壓✏️區(qū)才能起到密(mì)⭕封作用，并且(qie)在工作壓力(lì)波動🔆大、滑動(dong)速度較高的(de)情況下，要采(cai)用支承環來(lái)✏️定位。
圖4·7 0型密(mì)封圃圖 4.8 Y型密(mì)封圈
③V型密封(feng)圈。其斷面呈(cheng)V型。如圖49所示(shi)。該圈用帶夾(jia)織物的橡膠(jiao)制成，由支承(cheng)環、密封環、壓(yā)環三部分疊(die)合組成。當要(yao)求密封的壓(ya)力小于1OMPa時，使(shǐ)小用由3個圈(quān)組成的一套(tao)已足夠✌️保證(zheng)密封性;當壓(ya)力大于10IWPa時，可(ke)增加中間環(huan)節的數量。在(zai)🧑🏽🤝🧑🏻安裝V型圈酬(chou)時，也應注意(yi)使密封圈的(de)唇邊面向高(gāo)壓區。V型密封(fēng)圈耐高壓，密(mi)封性能可靠(kao)，但密封處摩(mo)擦較大，在大(da)直徑柱塞或(huò)低速運動的(de)活塞杆上采(cai)用較多。(a)支承(chéng)環;(b)密封環S (c)壓(ya)環。其工♍作溫(wēn)度為一40℃~80℃，工作(zuò)壓力可達到(dao)50MPao
6.液壓缸的緩(huan)沖、排氣
【答】為(wéi)了避免活塞(sāi)在行程兩端(duān)沖撞缸蓋，産(chǎn)生噪聲，影響(xiang)🛀🏻工件精🏃度以(yi)至損壞機件(jian)，常在液壓缸(gāng)兩端設置緩(huan)沖裝置。其作(zuo)用是利用油(yóu)液的節流原(yuan)理來實現對(dui)運動部件的(de)制動。常用的(de)緩沖裝置、有(yǒu)環狀間👨❤️👨隙式(shì)、、節流口可調(diao)式、節流口可(ke)變式三種形(xíng)式。
① 環狀間隙(xi)式：當緩沖柱(zhù)塞進入與其(qi)相配的缸蓋(gai)上
内孔時，液(ye)壓油(回油)必(bì)須通過間隙(xì)δ才能排出，使(shi)活🌈塞速度降(jiang)低。由于配合(hé)間隙不變，故(gu)緩沖作用不(bú)可調，且随活(huó)塞速度的降(jiang)低，其緩沖作(zuò)用逐漸減弱(ruo)。
② 節流口可調(diào)式：當緩沖柱(zhù)塞進入缸蓋(gài)上的内孔時(shí)💛，液壓油🐕(回🙇♀️油(you))必須經過節(jie)流閥才能
排(pai)出。由于節流(liú)閥是可調的(de)，故緩沖作用(yòng)也可調，但🏃這(zhe)👣種調節是緩(huǎn)沖進行前的(de)調節，在緩沖(chòng)進行中，緩沖(chòng)作用仍是固(gu)🔆定不變的。
③節(jie)流口可變式(shì)：在活塞的軸(zhóu)向上開有三(san)角溝槽，其過(guò)👌流🚶♀️斷面越來(lai)越小，緩沖作(zuo)用随着速度(dù)的降低而增(zēng)強。緩沖作用(yong)均勻，緩沖壓(ya)力較低，制動(dong)位置精度🤟較(jiào)高，解決了在(zài)♍行程最後階(jie)段⛷️緩沖作用(yòng)過弱的問❤️題(tí)。
緩沖裝置：(a)間(jiān)隙緩沖 (b)節流(liu)緩沖 (c)軸向三(sān)角槽緩沖
關(guān)于液壓缸的(de)排氣。對于長(zhǎng)期不用的液(ye)壓缸或新買(mai)☎️進的液壓缸(gāng)，常在缸内最(zuì)高部位聚積(jī)空氣。空氣的(de)存在會使液(yè)壓缸運動不(bú)平穩，産生振(zhen)動或爬行。為(wéi)此，液壓缸上(shàng)要設排氣裝(zhuang)置。
排氣裝置(zhi)
排氣裝置通(tōng)常有兩種形(xíng)式：一種是在(zai)液壓缸的最(zuì)高部位處開(kai)排氣孔，用長(zhang)管道通向遠(yuǎn)處的排氣閥(fa)排氣(機床上(shang)多采用這種(zhǒng)形式);另一種(zhǒng)是在缸蓋的(de)最高部🔆位直(zhi)接安裝排氣(qì)閥，對于雙作(zuo)用式液壓缸(gāng)應設置2個排(pái)氣閥。
二、重點(dian)、難點和解題(ti)要領
1. 重點
液(ye)壓缸的類型(xíng)很多，但活塞(sāi)式液壓缸應(yīng)用最多，因此(cǐ)活🌐塞❓式液壓(yā)缸是重點。對(dui)液壓缸的基(ji)本計算方法(fa)，特别是🈲對三(san)種不同聯接(jie)形式的單杆(gǎn)液壓缸的🏃♂️壓(ya)力ρ(P1、h)、推力F、速度(dù)認流量Q及負(fù)載FL等量的計(ji)算必須掌握(wò)。液壓缸☂️的密(mi)封至❓關重要(yao)，離開密封甚(shen)至密封不良(liang)都将導緻液(yè)壓缸法工作(zuò)。因此，液壓缸(gāng)密封的部位(wèi)、特點，橡膠密(mì)封圈的種類(lei)及應用場合(he)也必須掌握(wo)。
2.難點
差動液(ye)壓缸的計算(suàn)，回油腔及回(huí)油壓力的概(gài)念，及液壓缸(gāng)的緩沖是本(ben)章的難點。事(shì)實上，若令單(dan)杆活塞缸活(huó)塞的直徑為(wei)D，活塞杆的直(zhí)徑為d ，則有πD2/4=π(D2+ d2)/4。即(jí)液壓缸無杆(gan)🆚腔的有✨效工(gong)作面積可以(yi)看成㊙️由π(D2+ d2)/4和π d2/4兩(liǎng)部分📱組成。
液(ye)壓缸差動聯(lián)接時，從有杆(gǎn)腔反饋到無(wú)杆腔的油液(ye)🎯占據了面積(ji)為π(D2+ d2)/4的空間(不(bú)計洩漏)，而進(jin)油管路來的(de)油液Q則占據(ju)了面🔞積為πd2/4的(de)空間(不計洩(xie)漏)。因此液❌壓(yā)缸的速度(差(chà)動聯接的速(sù)度)為U =4Q/πd2，可見速(su)度較沒有🔱差(cha)動聯接時的(de)速度U =4Q/πD2提高了(le)。至于推力F，由(yóu)于活塞在要(yao)動還沒動❓時(shí)，活塞左右兩(liǎng)邊壓力相等(děng)，推力産生在(zai)活塞兩邊的(de)有效工作面(mian)積差d2/4上，故推(tui)力為F=P1·πd2/4， (P1為進油(you)壓力)。可見推(tuī)力較沒有差(chà)動聯接時的(de)推力F=P1·πD2/4減小😘了(le)❓。對于雙作用(yòng)式液🏃壓缸，無(wu)論是單杆🔞缸(gāng)還是雙杆缸(gang)，隻要是油液(yè)從其流出的(de)腔便稱為回(hui)油腔❓，亦稱為(wei)背壓腔。該腔(qiāng)的壓力稱🏃♂️為(wéi)回泊壓力或(huò)背壓力。在理(li)論計算時🚩因(yin)不涉及實😍際(ji)管路，所以隻(zhi)要沒有外🥵界(jiè)負載液壓缸(gāng)的回泊(從回(huí)油腔🔱流出的(de)油液)壓力便(bian)為零。這💘是從(cong)壓力決定于(yú)負載這一角(jiǎo)度得出的❤️。實(shí)際上，此時回(hui)油壓力非但(dàn)不能為☁️零(否(fou)則便不能流(liú)出回油腔)，而(ér)且由于管路(lu)較長(沿程損(sun)失較大)、彎頭(tou)較多(局部損(sun)失較多)，造🐅成(cheng)壓力損失較(jiao)大，使回油🏃🏻♂️壓(yā)力可高達十(shi)幾個大氣壓(ya)。因此讀者應(ying)注㊙️意到這點(dian)，正确理解理(lǐ)論與實際的(de)這一差别。
關(guān)于液壓缸的(de)緩沖，其作用(yong)及具體緩沖(chòng)裝置的工作(zuo)原理不難💘理(lǐ)解。其難點主(zhǔ)要是緩沖壓(ya)力，特别是♻️最(zuì)大緩沖壓力(li)的計算。事實(shí)上，液壓缸在(zài)緩沖時有三(sān)種能❤️量在緩(huan)沖、制動後被(bèi)背壓腔(緩📱沖(chòng)腔)所吸收♊：①是(shì)液壓能Ep，其值(zhí)為Ep =p1 A1 Lc(式👣中P1為高(gao)壓腔的壓力(li)🍓，A1為高壓腔的(de)有效承壓面(miàn)積，Lc為背壓🔞腔(qiāng)的緩沖長🚩度(dù))。②是動能Em ，其值(zhi)為Em =mv2/2(式中m為所(suǒ)有運動部件(jiàn)的質量，v為運(yun)動部件的速(su)度)。③是反向的(de)摩擦能Ef，其值(zhí)為Ef=FfLc(式中Ff為反(fan)向摩擦力💋)。此(cǐ)時，三種能量(liang)，尤其是動能(néng)在極短的時(shi)間内全部轉(zhuǎn)化成背🌂壓腔(qiāng)液體的壓力(lì)能E2，緻使背壓(yā)腔壓力升🌈高(gāo)，形成緩沖壓(yā)力。若令背壓(ya)腔有效承壓(yā)面積為人💜，緩(huan)沖壓力為🧑🏾🤝🧑🏼pc，則(zé)有E1=Ep+Em-Ef=E2=Pc·Ac·Lc(E1為高壓⭐腔(qiang)🔴總的機械能(néng)、即三種能✍️量(liang)之和)，所以緩(huan)沖壓力為pc=E1/AcLc。在(zai)采用🏃🏻節流口(kou)可調式的緩(huǎn)沖裝置㊙️中，緩(huǎn)沖過程中的(de)緩沖阻尼是(shi)固定不變的(de)，而在緩沖、制(zhi)動開始時運(yun)動部件的速(su)度是最高的(de)(以後才逐漸(jian)降低)，所以在(zài)制動開始時(shi)産生的沖❌擊(ji)力也最大(以(yi)後才逐漸減(jian)弱)。即在緩沖(chòng)，制動過程中(zhōng)緩沖壓力是(shi)由大到小變(biàn)化的，非定值(zhí)。而🌏上述pc值是(shi)從能量轉換(huan)角度換算出(chu)的理論值，即(ji)平均❄️值，稱為(wéi)平均緩沖壓(ya)力。最大緩沖(chòng)壓力出現在(zai)制動開始時(shí)的速度最高(gāo)時。若近似的(de)認為由運動(dong)部件的動🈲能(neng)所轉化的那(nà)部分壓力是(shi)呈線性規律(lü)下降的，則最(zui)大的沖擊壓(ya)力(緩沖壓力(lì))Pcmax。即最大的沖(chòng)㊙️擊壓力可🈲近(jìn)似地等于平(píng)均緩沖壓力(lì)與運動部件(jian)動能所轉化(hua)的壓力之和(he)。在液壓缸強(qiang)度校核時，必(bì)須滿足最大(da)沖擊力要小(xiǎo)于缸筒材料(liào)的試驗壓力(lì)這一條件。
上(shang)述情況适用(yòng)于節流口可(ke)調式(緩沖制(zhi)動過程中阻(zu)尼固定)的💞緩(huan)沖裝置。對于(yu)節流口可變(bian)式緩沖裝置(zhi)，在緩沖制動(dong)過程中緩沖(chong)壓力的波動(dong)是比較均勻(yun)的。
2. 解題要領(lǐng)
本章所涉及(ji)的理論計算(suàn)主要是液壓(yā)缸産生的推(tuī)力🌍、流量、速🐪度(dù)或負載決定(dìng)壓力、緩沖壓(yā)力
等問題的(de)計算。問題的(de)關鍵要掌握(wò)好有效承壓(yā)面(即有效工(gōng)☔作面)這一概(gai)念。
計算推力(li)需要它，計算(suàn)流量和速度(dù)也需要它。所(suǒ)謂有效承壓(yā)面🧑🏾🤝🧑🏼(有效工作(zuo)面)是這樣的(de)一個面：
