1.液壓(ya)缸的類型(xing)
用式(shi)液壓缸，其(qi)一個方向(xiang)的運動靠(kao)液壓力來(lai)實現，而反(fan)向運✨動🧑🏾🤝🧑🏼則(ze)依靠重力(li)或彈簧力(li)等實現。雙(shuang)作用式液(ye)壓缸㊙️，其正(zheng)、反兩❄️個方(fang)👅向的運動(dong)都依靠液(ye)壓力來實(shi)現。②按不同(tong)的使用壓(ya)力，液🆚壓缸(gang)又🍓可分為(wei)中壓、低壓(ya)、中高壓和(he)高壓液壓(ya)缸。對于機(ji)床類👨❤️👨機械(xie)，一般采用(yong)中低壓液(ye)壓缸，其額(e)定壓力為(wei)2.5MPa~6.3MPa;對于要求(qiu)體積小、質(zhi)量輕、出☔力(li)大的建築(zhu)車輛和飛(fei)機用液壓(ya)🌏缸多采用(yong)中高壓液(ye)壓缸，其額(e)定壓力為(wei)10lMPa~16MPa;對于油壓(ya)機響一類(lei)機械，大多(duo)數采用高(gao)壓液壓缸(gang)，其額💛定壓(ya)力為25MPa~315MPa。③按結(jie)構型式的(de)不同，液壓(ya)缸又有活(huo)塞式、柱塞(sai)式、擺動式(shi)、伸縮式等(deng)型式。其中(zhong)以活塞式(shi)液莊缸應(ying)用最多。而(er)活塞式液(ye)壓缸又有(you)單活塞杆(gan)和雙活塞(sai)杆、缸定式(shi)和杆定式(shi)的不同結(jie)構和⭐運動(dong)方式。
2.液壓(ya)缸的差動(dong)連接及其(qi)特點、應用(yong)
3.液壓(ya)缸的五大(da)組成部分(fen)，缸筒組件(jian)、活塞組件(jian)的結構及(ji)相應👉材料(liao)
【答】液壓缸(gang)的五大組(zu)成部分是(shi)：缸筒組件(jian)、活塞組件(jian)、密封💯裝置(zhi)、緩沖裝置(zhi)、排氣裝
置(zhi)。
4.液壓缸的(de)洩漏途徑(jing)
【答】液壓缸(gang)在工作時(shi)，腔内壓力(li)較腔外壓(ya)力(大氣壓(ya))高得多💃;缸(gang)内進油腔(qiang)壓力較回(hui)泊腔壓力(li)高得多。這(zhe)樣，油♋液就(jiu)可能☁️通過(guo)固定🔞件的(de)聯接處(途(tu)徑之一)，如(ru)端蓋和缸(gang)筒的聯接(jie)處，和有相(xiang)對運動💰部(bu)件的配合(he)間隙(途徑(jing)之二)而洩(xie)🥵漏。如圖4·6所(suo)示。外洩不(bu)🔞但使油液(ye)損失影響(xiang)環境，而且(qie)有失火的(de)危險。内洩(xie)則将使泊(bo)🤟液發熱、液(ye)壓缸♻️容積(ji)效率降低(di)，進而使液(ye)壓缸工作(zuo)性能變壞(huai)。因此應最(zui)大限度地(di)減少洩漏(lou)。
圖4·6液壓缸(gang)的洩漏
5.橡(xiang)膠密封圈(quan)的類型(0、Y、V)及(ji)應用場合(he)、特點
【答】橡(xiang)膠密封圈(quan)按其斷面(mian)形狀分為(wei)0形、Y型和V型(xing)三種形❓式(shi)。
①O型密封圈(quan)。這種密封(feng)圈斷面呈(cheng)圓形，如圖(tu)4·7所示。其材(cai)料🏃🏻用耐油(you)橡膠制成(cheng)，具有較強(qiang)的抗腐蝕(shi)性。它既可(ke)以用于活(huo)塞、缸筒這(zhe)㊙️樣有🐆相對(dui)運動件之(zhi)間的密封(feng)，又可以用(yong)于端蓋、缸(gang)筒這樣固(gu)定件之間(jian)的密封;既(ji)可用0型圈(quan)的内徑d或(huo)外徑D密封(feng)，又可用0型(xing)圈的端面(mian)㊙️密封。
O型密(mi)封圈的密(mi)封作用是(shi)依靠裝配(pei)後産生的(de)壓縮變形(xing)實現的✔️。當(dang)壓力較高(gao)時，0型圈可(ke)能被壓力(li)油擠進配(pei)合間隙，引(yin)起密封圈(quan)破壞，因此(ci)在O型圈的(de)一側🔴或兩(liang)側(決定于(yu)壓力油作(zuo)用于一側(ce)或兩側)增(zeng)加一個擋(dang)圈：對于固(gu)定密封，當(dang)壓力大于(yu)32MPa時就要用(yong)擋圈。這樣(yang)，密封壓力(li)最高可達(da)70MPa;對于運動(dong)密📱封，當壓(ya)力大✂️于1OMPa時(shi)也要用擋(dang)圈，此時密(mi)封壓力最(zui)高可達32MPa。為(wei)🔞了保證密(mi)封性🌏能，安(an)裝O型圈的(de)溝槽尺寸(cun)及表面粗(cu)糙度應
符(fu)合要求(查(cha)閱有關手(shou)冊)。
②Y型密(mi)封圈。這種(zhong)密封圈斷(duan)面呈Y型，如(ru)圖4-8所示。一(yi)般也用🌐耐(nai)油橡膠制(zhi)成。它依靠(kao)略為張開(kai)的唇邊貼(tie)于密封面(mian)而實現密(mi)封。油壓增(zeng)加時，唇邊(bian)作用在密(mi)封面上的(de)壓力也随(sui)着增加，并(bing)在磨損後(hou)有一定的(de)自動❌補償(chang)能力。故密(mi)封性💜能較(jiao)好，且能保(bao)持較長的(de)使用⛱️壽命(ming)。在裝配🏃🏻♂️Y型(xing)密封圈時(shi)，可将它直(zhi)接裝入溝(gou)槽内。但一(yi)定要使其(qi)唇邊面向(xiang)高壓‼️區才(cai)能起到密(mi)封作用，并(bing)且在工作(zuo)壓力波動(dong)大、滑動速(su)度較高的(de)情況下，要(yao)采用支承(cheng)環來定位(wei)。
圖4·7 0型密封(feng)圃圖 4.8 Y型密(mi)封圈
Y型密(mi)封圈密封(feng)可靠，壽命(ming)較長、摩擦(ca)力小，常用(yong)于速度較(jiao)高💔的👈液壓(ya)缸。适用工(gong)作油溫為(wei)一40℃~80℃，工作壓(ya)力為2OMPa。
③V型密(mi)封圈。其斷(duan)面呈V型。如(ru)圖49所示。該(gai)圈用帶夾(jia)織物的橡(xiang)膠制成，由(you)支承環、密(mi)封環、壓環(huan)三部分疊(die)合組成。當(dang)要求🔅密封(feng)的壓力小(xiao)于1OMPa時，使小(xiao)用由3個圈(quan)組成的一(yi)套已足夠(gou)保證密封(feng)性;當壓力(li)大💔于10IWPa時，可(ke)增加中間(jian)環節的數(shu)量。在安裝(zhuang)V型圈酬時(shi)，也應注意(yi)使密封圈(quan)的唇邊面(mian)向高壓區(qu)。V型密封圈(quan)耐高壓，密(mi)封性💘能可(ke)靠，但密封(feng)處摩擦較(jiao)大，在✂️大直(zhi)徑柱塞或(huo)低速🛀🏻運動(dong)的活塞杆(gan)上采用較(jiao)多。(a)支承環(huan)🥰;(b)密封環S (c)壓(ya)環。其工作(zuo)溫度為一(yi)40℃~80℃，工作壓力(li)可達到50MPao
6.液(ye)壓缸的緩(huan)沖、排氣
【答(da)】為了避免(mian)活塞在行(hang)程兩端沖(chong)撞缸蓋，産(chan)生噪聲，影(ying)響工件♋精(jing)度以至損(sun)壞機件，常(chang)在液壓缸(gang)兩端設置(zhi)緩沖裝置(zhi)。其作用是(shi)利用油液(ye)的節流原(yuan)理來實現(xian)對運動部(bu)件🔴的制動(dong)🏒。常用的緩(huan)沖裝置、有(you)環狀間隙(xi)式、、節流口(kou)可調式、節(jie)流口可變(bian)式三種形(xing)式。
内孔時(shi)，液壓油(回(hui)油)必須通(tong)過間隙δ才(cai)能排出，使(shi)活🌈塞速度(du)降低。由于(yu)配合間隙(xi)不變，故緩(huan)沖作用不(bu)可🍉調，且♌随(sui)活塞速度(du)的降低，其(qi)緩沖作用(yong)逐漸減弱(ruo)。
② 節流口可(ke)調式：當緩(huan)沖柱塞進(jin)入缸蓋上(shang)的内孔時(shi)，液壓油🥰(回(hui)油)必須經(jing)過節流閥(fa)才能
③節流口可(ke)變式：在活(huo)塞的軸向(xiang)上開有三(san)角溝槽，其(qi)過流斷面(mian)越來越小(xiao)，緩沖作用(yong)随着速度(du)的降低而(er)增強。緩沖(chong)作用均勻(yun)，緩沖🈲壓力(li)較低，制動(dong)位置精度(du)較高，解決(jue)了在行程(cheng)最後階段(duan)緩沖作用(yong)過弱的問(wen)👉題。
緩沖裝(zhuang)置：(a)間隙緩(huan)沖 (b)節流緩(huan)沖 (c)軸向三(san)角槽緩沖(chong)
排氣裝置(zhi)
排氣裝置(zhi)通常有兩(liang)種形式：一(yi)種是在液(ye)壓缸的最(zui)高部位處(chu)開排氣孔(kong)，用長管道(dao)通向遠處(chu)的排氣閥(fa)排氣(機床(chuang)上多采用(yong)這種形式(shi));另一種是(shi)在缸蓋的(de)最高部位(wei)直接安裝(zhuang)排氣閥，對(dui)于雙作🚩用(yong)式液壓缸(gang)應設置2個(ge)排氣閥。
二(er)、重點、難點(dian)和解題要(yao)領
1. 重點
液(ye)壓缸的類(lei)型很多，但(dan)活塞式液(ye)壓缸應用(yong)最多，因此(ci)活😍塞🏃🏻式液(ye)壓缸是重(zhong)點。對液壓(ya)缸的基本(ben)計算方法(fa)，特别是對(dui)三種不🈚同(tong)聯接形式(shi)的單杆液(ye)壓缸的壓(ya)力ρ(P1、h)、推力F、速(su)度⭕認流量(liang)Q及負載FL等(deng)量的計算(suan)必須掌握(wo)。液壓缸的(de)密封至關(guan)重要，離開(kai)密封甚至(zhi)密封不🔅良(liang)都将導緻(zhi)液壓缸法(fa)工作。因此(ci)，液壓缸密(mi)封的部位(wei)、特點，橡膠(jiao)密封圈的(de)種類及應(ying)用場合也(ye)必💃🏻須掌握(wo)。
2.難點
差動(dong)液壓缸的(de)計算，回油(you)腔及回油(you)壓力的概(gai)念，及液壓(ya)缸的緩沖(chong)是本章的(de)難點。事實(shi)上，若令單(dan)杆活塞缸(gang)活塞💰的直(zhi)徑為✍️D，活塞(sai)杆的直徑(jing)為d ，則有πD2/4=π(D2+ d2)/4。即(ji)液壓缸無(wu)杆腔的有(you)效工作面(mian)積可以看(kan)成🥵由π(D2+ d2)/4和π d2/4兩(liang)部分組成(cheng)。
液壓缸差(cha)動聯接時(shi)，從有杆腔(qiang)反饋到無(wu)杆腔的油(you)液占據了(le)面積為π(D2+ d2)/4的(de)空間(不計(ji)洩漏)，而進(jin)油管路來(lai)的油💃液Q則(ze)占據了面(mian)積為πd2/4的空(kong)間(不計洩(xie)漏)。因此液(ye)壓缸的速(su)度(差動聯(lian)接的速度(du))為U =4Q/πd2，可見速(su)度較沒有(you)差動聯接(jie)時的速度(du)U =4Q/πD2提高了。至(zhi)于推力F，由(you)🈲于活塞在(zai)要動還沒(mei)動時，活塞(sai)左右🌈兩邊(bian)壓力相等(deng)，推力産生(sheng)在活塞兩(liang)邊的有效(xiao)工作面積(ji)差d2/4上，故推(tui)力為F=P1·πd2/4， (P1為進(jin)油壓力)。可(ke)見推力較(jiao)沒有🔴差動(dong)聯接🙇♀️時的(de)推力F=P1·πD2/4減小(xiao)了。對于雙(shuang)作用式液(ye)壓缸，無論(lun)是單杆缸(gang)還是雙杆(gan)🔴缸，隻要是(shi)油液從其(qi)流出的腔(qiang)便稱為回(hui)油腔🙇♀️，亦稱(cheng)為背壓腔(qiang)。該腔的壓(ya)力稱為回(hui)泊壓力或(huo)背壓力。在(zai)理論計算(suan)時因不涉(she)及實際管(guan)路，所以隻(zhi)要沒有外(wai)🌈界負載液(ye)壓缸的回(hui)泊(從🔞回油(you)腔流出的(de)油液)壓力(li)便為零。這(zhe)是從壓力(li)決定于負(fu)載這一😄角(jiao)度得出的(de)。實際上，此(ci)時回⭕油壓(ya)力非但不(bu)能為零(否(fou)則便不能(neng)流出回油(you)腔)，而且由(you)于管路較(jiao)長(沿程損(sun)失較大)、彎(wan)頭較多(局(ju)部損失較(jiao)多)，造成壓(ya)力損失較(jiao)大，使回油(you)壓力可高(gao)達十幾個(ge)大氣壓。因(yin)💯此讀者應(ying)注🌈意到這(zhe)點，正确理(li)解理論與(yu)實際的這(zhe)一差别。
關(guan)于液壓缸(gang)的緩沖，其(qi)作用及具(ju)體緩沖裝(zhuang)置的工作(zuo)原理😄不難(nan)❄️理解。其難(nan)點主要是(shi)緩沖壓力(li)，特别是最(zui)大緩沖壓(ya)力👅的計算(suan)。事實上，液(ye)壓缸在緩(huan)沖時有🔴三(san)種能量在(zai)緩沖、制動(dong)後被背壓(ya)腔(緩沖腔(qiang))所吸收：①是(shi)液壓能Ep，其(qi)值為Ep =p1 A1 Lc(式中(zhong)P1為高壓腔(qiang)的壓力，A1為(wei)高壓腔的(de)有效承壓(ya)面積，Lc為背(bei)壓腔的緩(huan)沖長度)。②是(shi)動能Em ，其㊙️值(zhi)為Em =mv2/2(式中m為(wei)所有運動(dong)部件的質(zhi)量，v為運動(dong)部♊件的速(su)度)。③是反向(xiang)的摩擦能(neng)Ef，其值為Ef=FfLc(式(shi)中Ff為反向(xiang)摩擦力🐅)。此(ci)🚶♀️時，三種能(neng)量，尤其是(shi)動能在極(ji)短的🏒時間(jian)内全部轉(zhuan)化成背✏️壓(ya)腔液體的(de)壓力能E2，緻(zhi)使背壓腔(qiang)壓力升🆚高(gao)，形成緩沖(chong)壓力。若令(ling)背壓腔有(you)效承壓⁉️面(mian)積為人⭐，緩(huan)沖壓力為(wei)pc，則有E1=Ep+Em-Ef=E2=Pc·Ac·Lc(E1為高(gao)壓腔總的(de)機械能、即(ji)三種能量(liang)之💜和)，所以(yi)緩沖壓力(li)為pc=E1/AcLc。在采用(yong)📞節流口可(ke)調式的♋緩(huan)沖裝置中(zhong)，緩沖過程(cheng)中的緩沖(chong)阻尼是固(gu)定不變♍的(de)，而在緩沖(chong)、制動開始(shi)時運動部(bu)件的速度(du)是最高的(de)(以後才逐(zhu)漸降低)，所(suo)以在制動(dong)開始時産(chan)生的沖擊(ji)力也最大(da)(以後才逐(zhu)漸減弱)。即(ji)在緩沖🐇，制(zhi)動過程中(zhong)緩沖壓力(li)是由大到(dao)小變化的(de)，非定值。而(er)上述pc值📐是(shi)從能量轉(zhuan)換角度換(huan)算出的理(li)論值，即平(ping)均值，稱為(wei)平均緩沖(chong)壓力。最大(da)緩沖壓力(li)出現在制(zhi)動開始時(shi)的速度最(zui)高時。若近(jin)似的認為(wei)由運動部(bu)件🧑🏾🤝🧑🏼的動💞能(neng)所轉化的(de)🔞那部分壓(ya)力是呈⭐線(xian)性規律下(xia)降的，則最(zui)大的沖擊(ji)壓力(緩沖(chong)壓力)Pcmax。即最(zui)大的沖擊(ji)壓力可👉近(jin)似地等于(yu)平均緩沖(chong)壓力與運(yun)動部件動(dong)能所轉化(hua)的壓力🌈之(zhi)和。在液壓(ya)缸強度校(xiao)核時，必須(xu)滿足最大(da)沖擊力❓要(yao)小🐅于缸筒(tong)材料的試(shi)驗壓力這(zhe)一條件。
上(shang)述情況适(shi)用于節流(liu)口可調式(shi)(緩沖制動(dong)過程中阻(zu)尼固定)的(de)緩沖裝置(zhi)。對于節流(liu)口可變式(shi)緩沖裝置(zhi)，在緩沖制(zhi)動過程中(zhong)緩沖壓力(li)的波動是(shi)比較均勻(yun)的。
2. 解題要(yao)領
本章所(suo)涉及的理(li)論計算主(zhu)要是液壓(ya)缸産生的(de)推力、流量(liang)🐇、速度❤️或負(fu)載決定壓(ya)力、緩沖壓(ya)力
等問題(ti)的計算。問(wen)題的關鍵(jian)要掌握好(hao)有效承壓(ya)面(即有👉效(xiao)💃🏻工作面)這(zhe)一概念。
計(ji)算推力需(xu)要它，計算(suan)流量和速(su)度也需要(yao)它。所謂有(you)效承🔞壓面(mian)(有效工作(zuo)面)是這樣(yang)的一個面(mian)：
液壓力在(zai)該面上的(de)作用力的(de)方向與負(fu)載阻力方(fang)🚩向相反🌈。另(ling)外，液壓缸(gang)的五大組(zu)成部分并(bing)非都是必(bi)須的，對前(qian)三部分即(ji)缸筒組件(jian)，活塞組件(jian)，密封裝置(zhi)是必須的(de)，但對後兩(liang)部分即緩(huan)沖裝置、排(pai)氣裝置并(bing)不是所有(you)♌工況下的(de)🌐液壓缸都(dou)需要。這應(ying)由具體要(yao)求而定。
、液(ye)壓缸的類(lei)型
【答】液壓(ya)缸的類型(xing)繁多。①按作(zuo)用方式分(fen)，液壓缸分(fen)為單作用(yong)式和雙作(zuo)用式兩大(da)類。單作
2.液(ye)壓缸的差(cha)動連接及(ji)其特點、應(ying)用
【答】對單(dan)活塞杆液(ye)壓缸來說(shuo)，其左右兩(liang)腔相互連(lian)通，并同時(shi)都和進油(you)管路相通(tong)的連接方(fang)式叫做液(ye)壓缸的差(cha)動♋連接。其(qi)特點是推(tui)力減小了(le)，速度提高(gao)了。當元杆(gan)腔的有效(xiao)工作面積(ji)是有杆腔(qiang)的兩倍時(shi)，亦即活塞(sai)直😍徑D= d時(d為(wei)活🔴塞杆直(zhi)徑)，差動連(lian)接的速度(du)較沒有差(cha)動連接的(de)速度提高(gao)了一倍，而(er)推力則減(jian)小了一半(ban)。液壓缸的(de)差動連接(jie)主要用于(yu)有快速要(yao)求☁️的空行(hang)程動作循(xun)環中，因其(qi)結構簡單(dan)，故應用較(jiao)廣。但其速(su)度提高不(bu)大(最大提(ti)高一倍)。
3.液(ye)壓缸的五(wu)大組成部(bu)分，缸筒組(zu)件、活塞組(zu)件的結構(gou)及相應材(cai)料
置。
4.液壓缸(gang)的洩漏途(tu)徑
【答】液壓(ya)缸在工作(zuo)時，腔内壓(ya)力較腔外(wai)壓力(大氣(qi)壓)高🚩得多(duo);缸内進油(you)腔壓力較(jiao)回泊腔壓(ya)力高得多(duo)。這樣，油液(ye)就可能通(tong)過⛱️固定件(jian)的聯接處(chu)(途徑之一(yi))，如端蓋和(he)缸筒的聯(lian)接處，和有(you)相對運動(dong)部件的配(pei)合🛀🏻間隙(途(tu)徑之二)而(er)洩漏。如圖(tu)4·6所示。外洩(xie)不但使油(you)液損失影(ying)響環境，而(er)且有失火(huo)的危險。内(nei)洩則将使(shi)泊液發熱(re)、液壓缸容(rong)積效率降(jiang)低，進而使(shi)液壓缸工(gong)作性能變(bian)壞☂️。因此應(ying)最大限度(du)地減少洩(xie)漏。
圖4·6液壓(ya)缸的洩漏(lou)
5.橡膠密封(feng)圈的類型(xing)(0、Y、V)及應用場(chang)合、特點
【答(da)】橡膠密封(feng)圈按其斷(duan)面形狀分(fen)為0形、Y型和(he)V型三種形(xing)式。
①O型密封(feng)圈。這種密(mi)封圈斷面(mian)呈圓形，如(ru)圖4·7所示。其(qi)材料用耐(nai)油橡膠制(zhi)成，具有較(jiao)強的抗腐(fu)蝕性。它既(ji)可以用于(yu)活塞、缸筒(tong)這⭕樣有相(xiang)對運動件(jian)之間的密(mi)封❄️，又可以(yi)🥵用于端蓋(gai)、缸筒這樣(yang)固❓定件之(zhi)🛀間的密封(feng);既可用0型(xing)圈的内徑(jing)d或外徑D密(mi)封，又可用(yong)0型圈的端(duan)面密封。
O型(xing)密封圈的(de)密封作用(yong)是依靠裝(zhuang)配後産生(sheng)的壓縮變(bian)形實現的(de)。當壓力較(jiao)高時，0型圈(quan)可能被壓(ya)力油擠進(jin)配合間隙(xi)，引起密封(feng)圈破壞，因(yin)此在O型圈(quan)的一側⭕或(huo)兩側(決定(ding)于壓力油(you)作用于一(yi)側或✨兩側(ce))增加一個(ge)擋圈：對于(yu)固定密封(feng)，當壓力大(da)于32MPa時就要(yao)用擋圈。這(zhe)樣，密封壓(ya)♊力最高可(ke)達70MPa;對于運(yun)動密封，當(dang)壓力大于(yu)1OMPa時也要用(yong)📱擋圈，此時(shi)密封壓力(li)最高可達(da)32MPa。為了保✔️證(zheng)密封性能(neng)，安裝O型圈(quan)的♉溝槽尺(chi)寸及表面(mian)粗糙度應(ying)
符合要求(qiu)(查閱有關(guan)手冊)。
O型密(mi)封圈的形(xing)狀簡單、安(an)裝尺寸小(xiao)，摩擦力不(bu)大，密😘封性(xing)良好，故應(ying)用廣泛。但(dan)其使用壽(shou)命不很長(zhang)，不宜📐在速(su)度較高的(de)滑動密封(feng)中使用。
②Y型(xing)密封圈。這(zhe)種密封圈(quan)斷面呈Y型(xing)，如圖4-8所示(shi)。一般也㊙️用(yong)耐油橡膠(jiao)制成。它依(yi)靠略為張(zhang)開的唇邊(bian)貼于密封(feng)面‼️而實現(xian)密⭕封。油壓(ya)增加時，唇(chun)邊作用在(zai)密封面上(shang)的壓力也(ye)随着增加(jia)，并在磨損(sun)後有一定(ding)的自動補(bu)償能力⚽。故(gu)密封性能(neng)較好，且能(neng)保持較長(zhang)的使用壽(shou)命。在裝配(pei)💋Y型密封圈(quan)時，可将它(ta)直接裝入(ru)溝槽内♋。但(dan)一定要使(shi)其唇邊面(mian)向高壓區(qu)才能起到(dao)密封作用(yong)，并且在工(gong)作壓力波(bo)動大、滑動(dong)速度較高(gao)的情況下(xia)🏃♂️，要采用支(zhi)承環來定(ding)位。
圖4·7 0型密(mi)封圃圖 4.8 Y型(xing)密封圈
Y型(xing)密封圈密(mi)封可靠，壽(shou)命較長、摩(mo)擦力小，常(chang)用于速⛱️度(du)🆚較高的液(ye)壓缸。适用(yong)工作油溫(wen)為一40℃~80℃，工作(zuo)壓力為2OMPa。
③V型(xing)密封圈。其(qi)斷面呈V型(xing)。如圖49所示(shi)。該圈用帶(dai)夾織物的(de)橡膠制🔞成(cheng)，由支承環(huan)、密封環、壓(ya)環三部分(fen)疊合組♍成(cheng)。當要求密(mi)封的壓♈力(li)小☔于1OMPa時，使(shi)小用由3個(ge)圈組成的(de)一套已足(zu)夠🌈保證密(mi)封性;當壓(ya)力大🚶于10IWPa時(shi)，可增加中(zhong)間環節的(de)數量。在⁉️安(an)裝V型圈酬(chou)時，也應注(zhu)意使密封(feng)圈的唇邊(bian)面向高壓(ya)區🍉。V型密封(feng)圈耐🌍高壓(ya)，密封性能(neng)可靠，但密(mi)♍封處摩擦(ca)較大，在大(da)直徑柱塞(sai)或低速運(yun)動的活塞(sai)杆上采用(yong)較多。(a)支承(cheng)環;(b)密封環(huan)S (c)壓環。其工(gong)作溫度為(wei)一40℃~80℃，工作壓(ya)力可達到(dao)50MPao
6.液壓缸的(de)緩沖、排氣(qi)
【答】為了避(bi)免活塞在(zai)行程兩端(duan)沖撞缸蓋(gai)，産生噪聲(sheng)，影♋響工🐆件(jian)精🌍度以至(zhi)損壞機件(jian)，常在液壓(ya)缸兩端設(she)置緩沖裝(zhuang)置。其作用(yong)是利用油(you)液的節流(liu)原理來實(shi)現對運動(dong)部件的制(zhi)動。常用的(de)緩沖裝置(zhi)、有環狀間(jian)隙式、、節流(liu)口可調式(shi)、節流口可(ke)變式三種(zhong)形式。
① 環狀(zhuang)間隙式：當(dang)緩沖柱塞(sai)進入與其(qi)相配的缸(gang)蓋上
内孔(kong)時，液壓油(you)(回油)必須(xu)通過間隙(xi)δ才能排出(chu)，使活塞速(su)度降🔴低。由(you)于配合間(jian)隙不變，故(gu)緩沖作用(yong)不可調，且(qie)随活⛹🏻♀️塞速(su)度的降低(di)㊙️，其緩沖作(zuo)用逐漸減(jian)弱。
② 節流口(kou)可調式：當(dang)緩沖柱塞(sai)進入缸蓋(gai)上的内孔(kong)時💃，液壓油(you)(回油)必須(xu)經過節流(liu)閥才能
排(pai)出。由于節(jie)流閥是可(ke)調的，故緩(huan)沖作用也(ye)可調，但這(zhe)種調節是(shi)緩沖進行(hang)前的調節(jie)，在緩沖進(jin)行中，緩🌈沖(chong)作🔞用仍是(shi)固定不變(bian)的。
③節流口(kou)可變式：在(zai)活塞的軸(zhou)向上開有(you)三角溝槽(cao)，其過流斷(duan)面❌越來越(yue)小，緩沖作(zuo)用随着速(su)度的降低(di)而增強🌏。緩(huan)沖🚩作用均(jun)勻，緩沖壓(ya)力較低，制(zhi)動位置精(jing)度較高，解(jie)決了在行(hang)程最後階(jie)段緩沖作(zuo)用過弱的(de)問題。
緩沖(chong)裝置：(a)間隙(xi)緩沖 (b)節流(liu)緩沖 (c)軸向(xiang)三角槽緩(huan)沖
排氣裝(zhuang)置
排氣裝(zhuang)置通常有(you)兩種形式(shi)：一種是在(zai)液壓缸的(de)最高部位(wei)處開排氣(qi)孔，用長管(guan)道通向遠(yuan)處的排氣(qi)閥排氣❄️(機(ji)床上多采(cai)用這種形(xing)式);另一種(zhong)是在缸蓋(gai)的最高部(bu)🍓位直接💞安(an)裝排氣閥(fa)，對于雙作(zuo)用式液壓(ya)缸應設置(zhi)2個排氣閥(fa)。
二、重點、難(nan)點和解題(ti)要領
1. 重點(dian)
液壓缸的(de)類型很多(duo)，但活塞式(shi)液壓缸應(ying)用最多，因(yin)此活塞🐕式(shi)液壓缸是(shi)重點。對液(ye)壓缸的基(ji)本計算方(fang)法，特别是(shi)對三種不(bu)同聯👌接形(xing)式的單杆(gan)液壓缸的(de)🔆壓力ρ(P1、h)、推力(li)F、速度認流(liu)量♈Q及負載(zai)FL等量的計(ji)算必須掌(zhang)🤟握。液壓缸(gang)的密封至(zhi)關重要，離(li)開密封甚(shen)至密封不(bu)良都将導(dao)緻液壓缸(gang)法工🔴作。因(yin)此，液壓缸(gang)密封的部(bu)💋位、特點，橡(xiang)膠密封圈(quan)的種類及(ji)應用場合(he)也必須掌(zhang)握。
2.難點
差(cha)動液壓缸(gang)的計算，回(hui)油腔及回(hui)油壓力的(de)概念，及液(ye)🚶♀️壓缸的緩(huan)沖是本章(zhang)的難點。事(shi)實上，若令(ling)單杆活塞(sai)缸活塞😍的(de)直徑為🚶D，活(huo)塞杆的直(zhi)徑為d ，則有(you)πD2/4=π(D2+ d2)/4。即液壓缸(gang)無杆腔的(de)有🔴效工作(zuo)🌈面積可以(yi)看成由π(D2+ d2)/4和(he)π d2/4兩部分組(zu)成。
液壓缸(gang)差動聯接(jie)時，從有杆(gan)腔反饋到(dao)無杆腔的(de)油液占✏️據(ju)💃了面積為(wei)π(D2+ d2)/4的空間(不(bu)計洩漏)，而(er)進油管路(lu)來✌️的油📞液(ye)Q則占據了(le)面積為πd2/4的(de)空間(不計(ji)洩漏)。因此(ci)液壓缸的(de)速度(差❓動(dong)聯接的速(su)度)為U =4Q/πd2，可見(jian)速度較沒(mei)有差動聯(lian)接時的速(su)度U =4Q/πD2提高了(le)。至于推力(li)F，由于活塞(sai)在要動還(hai)沒動✔️時，活(huo)塞左右♻️兩(liang)邊壓力相(xiang)等，推力産(chan)生🚶在活塞(sai)兩邊的有(you)效工作面(mian)積差d2/4上，故(gu)推力為F=P1·πd2/4， (P1為(wei)進油壓力(li))。可見推力(li)♌較沒有差(cha)動聯接🈚時(shi)的推力F=P1·πD2/4減(jian)小了✂️。對于(yu)雙作用式(shi)液壓缸，無(wu)論是單杆(gan)缸還是雙(shuang)杆缸，隻要(yao)是油液從(cong)其流♋出的(de)腔便稱為(wei)回油腔，亦(yi)稱為背壓(ya)腔。該腔的(de)壓力稱為(wei)回泊壓力(li)或背壓力(li)。在理論計(ji)算時因不(bu)涉及實⛷️際(ji)管路，所以(yi)隻要沒有(you)外界負載(zai)液壓缸的(de)回泊(從☎️回(hui)油腔流出(chu)的油液)壓(ya)力便為零(ling)。這是從壓(ya)力決定于(yu)負載這一(yi)角度得出(chu)的。實際上(shang)，此時回💯油(you)壓力非但(dan)不能為零(ling)(否則便不(bu)👄能😄流出回(hui)油腔)，而且(qie)由于管路(lu)較長(沿程(cheng)損失較大(da))、彎頭較多(duo)(局部損失(shi)較多)，造🏃🏻♂️成(cheng)壓力損失(shi)較⛹🏻♀️大，使回(hui)油壓力可(ke)高達🌈十幾(ji)個大氣壓(ya)。因此讀者(zhe)應注意到(dao)這點，正确(que)理解理論(lun)與實際的(de)這一差别(bie)。
關于液壓(ya)缸的緩沖(chong)，其作用及(ji)具體緩沖(chong)裝置的工(gong)作🏃♂️原理🧑🏽🤝🧑🏻不(bu)💘難理解。其(qi)難點主要(yao)是緩沖壓(ya)力，特别是(shi)最大緩沖(chong)壓力的計(ji)✉️算。事實上(shang)，液壓缸在(zai)緩沖時有(you)三種能量(liang)在緩沖、制(zhi)動後被背(bei)🛀壓腔(緩沖(chong)腔)所吸收(shou)：①是液壓能(neng)Ep，其值為Ep =p1 A1 Lc(式(shi)中P1為高壓(ya)腔的壓力(li)⛷️，A1為高壓腔(qiang)🏃♀️的有效承(cheng)壓面積，Lc為(wei)背壓腔的(de)緩沖長度(du))。②是動能Em ，其(qi)✔️值為Em =mv2/2(式中(zhong)m為所有運(yun)動部件的(de)質量，v為運(yun)動部件的(de)速度)。③是反(fan)向的摩擦(ca)能Ef，其值為(wei)Ef=FfLc(式中🈲Ff為反(fan)向摩擦力(li))。此♌時，三種(zhong)能量，尤其(qi)是動能在(zai)極短的時(shi)間内全部(bu)轉化成背(bei)壓腔液體(ti)的壓力能(neng)E2，緻使背壓(ya)腔壓力升(sheng)高，形成緩(huan)沖壓力。若(ruo)令背壓腔(qiang)有效承壓(ya)面積為人(ren)📱，緩沖壓力(li)為💰pc，則有E1=Ep+Em-Ef=E2=Pc·Ac·Lc(E1為(wei)高壓腔總(zong)的機械能(neng)、即三種能(neng)量之和)，所(suo)以緩沖壓(ya)力為☔pc=E1/AcLc。在采(cai)用節流口(kou)可調式的(de)緩沖裝置(zhi)中，緩沖過(guo)程中的緩(huan)沖阻尼是(shi)固定不變(bian)的，而在緩(huan)沖、制動開(kai)始時運動(dong)部件的速(su)度是最高(gao)的(以後才(cai)逐漸降低(di)🙇♀️)，所以在制(zhi)動開始時(shi)産生的沖(chong)擊力也最(zui)大(以後才(cai)逐漸減弱(ruo))。即在緩沖(chong)🙇♀️，制動過程(cheng)✌️中緩沖壓(ya)力是由大(da)到小變化(hua)☀️的，非定值(zhi)。而上述pc值(zhi)🎯是從能量(liang)轉換角度(du)🔴換算出的(de)理論值，即(ji)平均值，稱(cheng)為平均緩(huan)沖壓力。最(zui)大緩沖壓(ya)力出現在(zai)制動開始(shi)✔️時的速度(du)最高時。若(ruo)近似的認(ren)為由運動(dong)部件的動(dong)🌈能所轉化(hua)的那部分(fen)壓力是呈(cheng)線性規律(lü)下降的，則(ze)✨最大的沖(chong)擊壓力(緩(huan)沖壓力)Pcmax。即(ji)最大的沖(chong)擊壓力可(ke)近似🏃🏻地等(deng)于平均緩(huan)沖壓力與(yu)運動部件(jian)動能所轉(zhuan)化的壓力(li)之和。在液(ye)壓缸強度(du)校核時，必(bi)須滿足最(zui)大沖擊力(li)要小🧑🏽🤝🧑🏻于缸(gang)筒材料的(de)試驗壓力(li)這一條件(jian)。
上述情況(kuang)适用于節(jie)流口可調(diao)式(緩沖制(zhi)動過程中(zhong)阻尼固定(ding)☔)的🔴緩沖裝(zhuang)置。對于節(jie)流口可變(bian)式緩沖裝(zhuang)置，在緩沖(chong)制動過程(cheng)中緩沖壓(ya)力的波動(dong)是比較均(jun)勻的。
本章(zhang)所涉及的(de)理論計算(suan)主要是液(ye)壓缸産生(sheng)的推力、流(liu)量、速🌏度或(huo)負載決定(ding)壓力、緩沖(chong)壓力
等問(wen)題的計算(suan)。問題的關(guan)鍵要掌握(wo)好有效承(cheng)壓面(即有(you)效工作♉面(mian))這一概念(nian)。
計算推力(li)需要它，計(ji)算流量和(he)速度也需(xu)要它。所謂(wei)🌈有🍉效✉️承壓(ya)🔴面✨(有效工(gong)作面)是這(zhe)樣的一個(ge)面：
液壓力(li)在該面上(shang)的作用力(li)的方向與(yu)負載阻力(li)方向相反(fan)。另外❌，液壓(ya)缸的五大(da)組成部分(fen)并非都是(shi)必🏃♂️須的，對(dui)前⭐三部分(fen)即缸筒組(zu)件，活塞組(zu)件，密封裝(zhuang)置是必須(xu)的，但對後(hou)兩部分即(ji)緩沖裝置(zhi)、排氣裝置(zhi)并🏃🏻不是所(suo)有工況下(xia)的液壓缸(gang)都🔴需要。這(zhe)應由具體(ti)要求而定(ding)。
