1.液壓缸的類(lèi)型

　　【答】液壓缸的類型繁多。①按(àn)作用(yòng)方式分，液壓缸分為單作用式(shì)和雙(shuāng)作用(yòng)式(shì)兩大類(lèi)。單作(zuò)

　　用式(shì)液壓缸(gāng)，其一個方向的運(yùn)動靠(kào)液(yè)壓力來(lái)實現，而反(fǎn)向運動(dòng)則(zé)依靠重力(lì)或彈(dàn)簧力等(děng)實現。雙(shuāng)作用(yòng)式液壓缸(gāng)，其正、反(fǎn)兩個方(fāng)向的運動都依靠液(yè)壓(yā)力來實(shí)現。②按不同的使用壓力，液壓缸(gāng)又可分為中壓(yā)、低壓、中高壓和高壓液壓(yā)缸。對(duì)于機床(chuáng)類機械(xiè)，一般(bān)采用(yòng)中低(dī)壓液壓缸，其額(é)定壓(yā)力為(wéi)2.5mpa~6.3mpa;對(duì)于(yú)要求體積(jī)小、質(zhì)量輕、出(chū)力大的建築(zhù)車(chē)輛和飛(fēi)機用液壓缸多(duō)采用中高壓(yā)液(yè)壓缸，其(qí)額定壓(yā)力為10lmpa~16mpa;對于(yú)油壓(yā)機響(xiǎng)一類機械(xiè)，大多數采(cǎi)用高(gāo)壓液壓缸，其額(é)定壓力為25mpa~315mpa。③按結(jié)構型式的不同，液壓(yā)缸(gāng)又有活(huó)塞式、柱(zhù)塞(sāi)式、擺(bǎi)動式、伸縮式(shì)等(děng)型式。其中(zhōng)以活(huó)塞式液莊(zhuāng)缸應用最多(duō)。而活塞(sāi)式液壓缸又有(yǒu)單活塞杆和(hé)雙(shuāng)活塞杆、缸(gāng)定式和杆(gǎn)定(dìng)式(shì)的不同結構和運動方式。

　　2.液壓缸的(de)差動連接及其特點(diǎn)、應用

　　【答】對(duì)單活塞杆液壓(yā)缸來說(shuō)，其左右(yòu)兩腔(qiāng)相互(hù)連通(tōng)，并同時(shí)都和進油管(guǎn)路相通的(de)連接方(fāng)式叫做(zuò)液壓缸的差動(dòng)連接。其特點是(shì)推力(lì)減小了，速度提高了(le)。當元(yuán)杆腔(qiāng)的(de)有效工作面積是(shì)有杆(gǎn)腔的(de)兩倍時，亦(yì)即活塞直(zhí)徑d= d時(shí)(d為活(huó)塞杆(gǎn)直徑)，差動連(lián)接的速度較(jiào)沒有差動連接(jiē)的速度提(tí)高了(le)一(yī)倍，而推(tuī)力則(zé)減(jiǎn)小了一(yī)半。液壓(yā)缸(gāng)的差(chà)動連接主要用(yòng)于有(yǒu)快速要求(qiú)的空行程(chéng)動作(zuò)循環(huán)中(zhōng)，因(yīn)其結(jié)構簡單(dān)，故(gù)應用較廣(guǎng)。但其速度(dù)提(tí)高不大(最大(dà)提高一倍)。

　　3.液壓缸的五大組成部分，缸(gāng)筒組件(jiàn)、活塞組件的結構及相(xiàng)應材料(liào)

　　【答】液(yè)壓缸的五(wǔ)大組成部(bù)分是(shì)：缸筒組(zǔ)件、活塞組件(jiàn)、密封裝置(zhì)、緩沖裝置(zhì)、排氣(qì)裝

　　置(zhì)。

　　4.液(yè)壓(yā)缸的(de)洩漏(lòu)途徑

　　【答】液(yè)壓缸在工作時(shí)，腔内(nèi)壓力較腔外壓力(大氣壓(yā))高得多;缸(gāng)内進油腔壓力較回(huí)泊腔壓(yā)力(lì)高得(dé)多。這樣，油液就(jiù)可能通過(guò)固定(dìng)件的聯(lián)接(jiē)處(途(tú)徑之一)，如(rú)端蓋(gài)和缸(gāng)筒的聯接處，和有相對運(yùn)動部件的配合(hé)間隙(途徑之二(èr))而洩漏。如圖4·6所(suǒ)示。外洩不但使油液(yè)損失(shī)影響環境，而且有失(shī)火的危險。内(nèi)洩(xiè)則将使泊(bó)液發熱、液(yè)壓(yā)缸容積(jī)效率降低，進而(ér)使(shǐ)液(yè)壓缸工作(zuò)性能變壞(huài)。因(yīn)此應最(zuì)大限(xiàn)度地(dì)減少洩漏。

　　圖4·6液(yè)壓缸(gāng)的(de)洩(xiè)漏

　　5.橡(xiàng)膠密封圈的類型(0、y、v)及應用場合(hé)、特點

　　【答】橡(xiàng)膠密封圈按其斷面形狀(zhuàng)分為0形、y型和v型三(sān)種形式(shì)。

　　①o型密封(fēng)圈(quān)。這種(zhǒng)密封圈斷(duàn)面呈圓形，如圖4·7所示(shì)。其材(cái)料(liào)用耐油橡膠制成，具有(yǒu)較強的抗腐蝕(shí)性。它既可(kě)以用(yòng)于活(huó)塞、缸筒這(zhè)樣有相對運動(dòng)件之間的密封(fēng)，又可以用于端(duān)蓋、缸(gāng)筒這樣固定件(jiàn)之(zhī)間的密封;既(jì)可用0型圈(quān)的内徑d或(huò)外徑(jìng)d密封，又可用0型(xíng)圈的(de)端面密封。

　　o型密封圈(quān)的密(mì)封作(zuò)用是依靠(kào)裝配(pèi)後産生的(de)壓縮(suō)變形實現(xiàn)的。當(dāng)壓(yā)力(lì)較高時，0型(xíng)圈(quān)可能被(bèi)壓力(lì)油擠(jǐ)進配合間隙，引起密封圈破壞，因此(cǐ)在o型圈的一側(cè)或兩側(cè)(決(jué)定于壓力油作(zuò)用于(yú)一側或兩(liǎng)側)增(zēng)加一個擋(dǎng)圈：對(duì)于固定密封，當(dāng)壓力(lì)大(dà)于(yú)32mpa時就要用(yòng)擋圈(quān)。這樣(yàng)，密封壓力最高(gāo)可達70mpa;對(duì)于運動(dòng)密封，當壓(yā)力大(dà)于1ompa時(shí)也(yě)要用擋(dǎng)圈，此時密封壓(yā)力最高可達32mpa。為(wéi)了保(bǎo)證密封(fēng)性(xìng)能，安(ān)裝o型(xíng)圈的(de)溝槽尺寸及表面粗(cū)糙度應

　　符(fú)合要求(查閱有(yǒu)關手(shǒu)冊)。

　　o型(xíng)密封(fēng)圈的形狀(zhuàng)簡單(dān)、安裝尺(chǐ)寸小，摩(mó)擦力不(bú)大(dà)，密封(fēng)性(xìng)良好，故應用(yòng)廣泛。但其(qí)使(shǐ)用壽命(mìng)不很長，不(bú)宜在(zài)速度較高的滑動密封中(zhōng)使用。

　　②y型密(mì)封圈。這種(zhǒng)密封(fēng)圈斷面呈y型，如(rú)圖4-8所(suǒ)示。一般也用耐(nài)油橡膠制成。它(tā)依靠(kào)略(luè)為張開(kāi)的唇邊貼(tiē)于密(mì)封面(miàn)而實(shí)現密(mì)封。油壓(yā)增加時(shí)，唇邊(biān)作(zuò)用(yòng)在密(mì)封面上的壓力(lì)也随着增加，并(bìng)在磨損後有一(yī)定的自動(dòng)補償(cháng)能力(lì)。故密(mì)封性(xìng)能(néng)較好，且(qiě)能保(bǎo)持較長的使用(yòng)壽命。在裝(zhuāng)配y型(xíng)密封(fēng)圈時(shí)，可将它直(zhí)接(jiē)裝入溝(gōu)槽内。但一定要(yào)使其唇邊面向(xiàng)高壓區才能起(qǐ)到密封作(zuò)用，并(bìng)且在(zài)工作壓力(lì)波動大、滑(huá)動速(sù)度較高的情(qíng)況(kuàng)下，要采用支承(chéng)環來定位。

　　圖4·7 0型(xíng)密封圃(pǔ)圖 4.8 y型密(mì)封圈

　　y型密封圈(quān)密封(fēng)可靠，壽命(mìng)較長、摩(mó)擦力小(xiǎo)，常用(yòng)于速(sù)度較(jiào)高的液壓(yā)缸。适用(yòng)工(gōng)作油溫為(wéi)一40℃~80℃，工作壓力為(wéi)2ompa。

　　③v型密(mì)封圈。其斷面呈v型(xíng)。如圖49所示。該圈用帶夾(jiá)織物的橡(xiàng)膠制(zhì)成，由支承環、密(mì)封環、壓環(huán)三部(bù)分疊合組成。當(dāng)要求密封(fēng)的壓(yā)力小于1ompa時，使小(xiǎo)用由3個圈組成的一套(tào)已(yǐ)足夠(gòu)保證密封性;當(dāng)壓力(lì)大于10iwpa時，可增加(jiā)中間環節(jiē)的數量。在安裝(zhuāng)v型圈酬時(shí)，也應(yīng)注意使(shǐ)密封圈(quān)的唇(chún)邊面(miàn)向高(gāo)壓(yā)區。v型密(mì)封圈(quān)耐高壓，密(mì)封性(xìng)能可靠，但(dàn)密封處摩擦(cā)較大，在(zài)大直(zhí)徑柱塞或(huò)低速運動的活(huó)塞杆上采用較(jiào)多。(a)支(zhī)承環(huán);(b)密封(fēng)環s (c)壓(yā)環(huán)。其工作(zuò)溫度為一(yī)40℃~80℃，工作壓力(lì)可達到50mpao

　　6.液(yè)壓缸的緩(huǎn)沖、排氣

　　【答】為了(le)避免(miǎn)活塞在行(háng)程兩端沖(chòng)撞缸蓋，産(chǎn)生噪(zào)聲，影(yǐng)響工(gōng)件精度(dù)以(yǐ)至損壞機件，常(cháng)在液壓缸兩(liǎng)端(duān)設置(zhì)緩沖裝置。其作(zuò)用是利(lì)用油液(yè)的節(jiē)流(liú)原理來(lái)實現(xiàn)對運動部(bù)件的制動。常用(yòng)的緩(huǎn)沖裝(zhuāng)置、有(yǒu)環狀間隙式、、節(jiē)流口(kǒu)可調式、節(jiē)流口可(kě)變式三(sān)種形式(shì)。

　　① 環狀間隙式：當(dāng)緩(huǎn)沖柱(zhù)塞進入(rù)與其相(xiàng)配的缸蓋上

　　内(nèi)孔時(shí)，液(yè)壓油(回(huí)油)必須通過間(jiān)隙δ才(cái)能排出，使(shǐ)活塞速度降低(dī)。由于配合間隙(xì)不變，故(gù)緩(huǎn)沖作用不可調(diào)，且随(suí)活塞速(sù)度的降低(dī)，其緩沖作用(yòng)逐漸減弱。

　　② 節流(liú)口可(kě)調式(shì)：當緩(huǎn)沖柱(zhù)塞(sāi)進入缸(gāng)蓋上(shàng)的内孔時(shí)，液壓油(回油)必(bì)須經(jīng)過節流閥(fá)才能(néng)

　　排出(chū)。由于節流閥(fá)是可調的，故緩沖作用也可調(diào)，但這種(zhǒng)調節是緩(huǎn)沖進(jìn)行前的(de)調節，在(zài)緩沖(chòng)進(jìn)行中，緩(huǎn)沖作用仍是固(gù)定不變的(de)。

　　③節流(liú)口可(kě)變式(shì)：在活(huó)塞的軸向(xiàng)上開(kāi)有三(sān)角(jiǎo)溝槽，其(qí)過流(liú)斷(duàn)面(miàn)越來越小(xiǎo)，緩沖作用(yòng)随着速(sù)度的降低而增強。緩沖作用(yòng)均(jun1)勻(yún)，緩沖(chòng)壓力較低(dī)，制動位置精(jīng)度較高(gāo)，解決(jué)了在(zài)行程(chéng)最後階(jiē)段(duàn)緩沖(chòng)作用過弱的問(wèn)題。

　　緩(huǎn)沖裝(zhuāng)置：(a)間(jiān)隙緩沖 (b)節流緩(huǎn)沖 (c)軸(zhóu)向三角槽(cáo)緩沖

　　關于液壓(yā)缸的排(pái)氣。對于長期(qī)不用的液壓缸或(huò)新(xīn)買進(jìn)的液(yè)壓缸，常(cháng)在(zài)缸内最高(gāo)部位(wèi)聚積空(kōng)氣。空氣(qì)的存在(zài)會使液(yè)壓缸運動不平(píng)穩，産生振動或爬行(háng)。為此(cǐ)，液壓(yā)缸上(shàng)要設排氣裝置(zhì)。

　　排氣裝置(zhì)

　　排氣裝置通常(cháng)有兩種(zhǒng)形式：一(yī)種是(shì)在液(yè)壓缸的最(zuì)高部(bù)位處開排氣孔(kǒng)，用長管道(dào)通向(xiàng)遠處(chù)的排氣閥(fá)排氣(機床上多(duō)采用(yòng)這種形式);另一種是在缸蓋的(de)最高部位直接(jiē)安裝排氣(qì)閥，對(duì)于雙作(zuò)用(yòng)式液壓缸應設置2個(gè)排氣(qì)閥。

　　二(èr)、重點、難點和解(jiě)題要(yào)領

　　1. 重點(diǎn)

　　液壓缸(gāng)的類(lèi)型很多，但(dàn)活塞式(shì)液壓缸(gāng)應用最多，因此(cǐ)活塞式液(yè)壓缸是重點(diǎn)。對液壓(yā)缸的基本計算方法，特别(bié)是對(duì)三種不同聯接(jiē)形式的單杆液(yè)壓缸的壓力ρ(p1、h)、推力f、速度認流量q及負載fl等量的計算必須掌握(wò)。液壓缸的密封至關(guān)重要，離開密封甚至密封(fēng)不良(liáng)都(dōu)将導緻液壓(yā)缸法工作。因此，液壓缸密(mì)封的(de)部位(wèi)、特(tè)點，橡膠密封圈的種類及(jí)應(yīng)用場(chǎng)合也(yě)必須掌握(wò)。

　　2.難點

　　差(chà)動(dòng)液壓(yā)缸的(de)計算(suàn)，回油腔及回(huí)油壓力(lì)的概念(niàn)，及液壓(yā)缸的緩沖(chòng)是本章(zhāng)的難點。事實(shí)上，若令單杆(gǎn)活(huó)塞缸(gāng)活塞的直(zhí)徑為(wéi)d，活(huó)塞(sāi)杆的(de)直徑(jìng)為d ，則(zé)有πd2/4=π(d2+ d2)/4。即(jí)液(yè)壓缸無杆腔(qiāng)的有效工作面積可(kě)以(yǐ)看成由(yóu)π(d2+ d2)/4和π d2/4兩部(bù)分組成。

　　液壓缸(gāng)差(chà)動聯接(jiē)時(shí)，從(cóng)有杆腔(qiāng)反饋到無杆(gǎn)腔(qiāng)的油(yóu)液(yè)占據了(le)面積為(wéi)π(d2+ d2)/4的空間(不計(jì)洩漏)，而進(jìn)油管路來(lái)的油(yóu)液q則占據了面(miàn)積為πd2/4的空(kōng)間(不(bú)計洩漏(lòu))。因此液(yè)壓缸(gāng)的速度(差(chà)動(dòng)聯接的(de)速度(dù))為u =4q/πd2，可見(jiàn)速度較沒有差動聯接時的速(sù)度u =4q/πd2提高(gāo)了。至(zhì)于(yú)推(tuī)力f，由于活塞在要動(dòng)還沒動時，活塞左右(yòu)兩邊壓力相等(děng)，推力産生(shēng)在活(huó)塞兩邊的有效工作面積(jī)差d2/4上，故推力為f=p1·πd2/4， (p1為進油壓(yā)力)。可(kě)見推力(lì)較沒有(yǒu)差動(dòng)聯接時的(de)推力f=p1·πd2/4減(jiǎn)小(xiǎo)了。對(duì)于雙作用式液(yè)壓缸(gāng)，無論(lùn)是單杆缸還是雙杆(gǎn)缸，隻要是油液從(cóng)其流出的腔(qiāng)便稱為回(huí)油腔，亦稱(chēng)為背壓腔(qiāng)。該腔的(de)壓力稱(chēng)為回(huí)泊壓(yā)力或(huò)背壓力。在理論(lùn)計算(suàn)時(shí)因(yīn)不涉及實際管(guǎn)路，所(suǒ)以隻(zhī)要沒有外(wài)界負(fù)載液壓缸的(de)回泊(bó)(從回油(yóu)腔流出的油液(yè))壓力(lì)便為零。這(zhè)是從(cóng)壓力決定(dìng)于負(fù)載這一角(jiǎo)度得出的。實際上，此(cǐ)時回油壓(yā)力非但(dàn)不(bú)能為零(否(fǒu)則(zé)便(biàn)不能(néng)流出(chū)回油(yóu)腔)，而(ér)且由于(yú)管路較(jiào)長(沿程(chéng)損(sǔn)失(shī)較(jiào)大)、彎(wān)頭較(jiào)多(局(jú)部損失較多)，造(zào)成壓(yā)力損失較(jiào)大，使回油(yóu)壓力(lì)可高達十幾個(gè)大氣壓。因(yīn)此讀(dú)者應注(zhù)意(yì)到這(zhè)點，正确(què)理解理論與實際的這(zhè)一差别。

　　關于液(yè)壓缸(gāng)的緩沖，其(qí)作用(yòng)及具體緩(huǎn)沖裝(zhuāng)置的工作(zuò)原(yuán)理不難(nán)理解(jiě)。其難點主要是(shì)緩沖壓(yā)力(lì)，特别(bié)是最(zuì)大(dà)緩(huǎn)沖壓(yā)力的計算。事實上，液壓(yā)缸在緩(huǎn)沖時(shí)有(yǒu)三種能(néng)量在緩沖、制動(dòng)後被(bèi)背壓(yā)腔(緩(huǎn)沖腔(qiāng))所吸收：①是(shì)液壓能ep，其值為(wéi)ep =p1 a1 lc(式中(zhōng)p1為高壓腔(qiāng)的壓力，a1為(wéi)高壓腔的(de)有(yǒu)效承壓(yā)面積，lc為背壓腔(qiāng)的緩(huǎn)沖(chòng)長度)。②是(shì)動能em ，其(qí)值(zhí)為em =mv2/2(式(shì)中m為(wéi)所有運動(dòng)部件的質量，v為運動部(bù)件的速(sù)度)。③是(shì)反向(xiàng)的摩(mó)擦能ef，其值為ef=fflc(式(shì)中ff為反向摩擦(cā)力)。此時(shí)，三種能(néng)量，尤(yóu)其是(shì)動能在極短的時間(jiān)内全(quán)部轉(zhuǎn)化成背壓(yā)腔液體的壓力能e2，緻(zhì)使背(bèi)壓腔壓(yā)力升高(gāo)，形成緩沖壓力(lì)。若令(lìng)背壓(yā)腔(qiāng)有(yǒu)效承壓面(miàn)積為(wéi)人，緩(huǎn)沖(chòng)壓力為(wéi)pc，則有e1=ep+em-ef=e2=pc·ac·lc(e1為高(gāo)壓腔總的(de)機械能、即(jí)三種能(néng)量之(zhī)和(hé))，所以緩沖(chòng)壓力為pc=e1/aclc。在采用節流口可調式的緩沖裝置中，緩沖(chòng)過程中(zhōng)的緩(huǎn)沖(chòng)阻尼是固(gù)定不(bú)變的(de)，而在緩沖(chòng)、制動(dòng)開始(shǐ)時運(yùn)動部(bù)件的速度(dù)是最高的(以後才逐(zhú)漸降低)，所(suǒ)以在制動開始(shǐ)時産(chǎn)生(shēng)的沖擊(jī)力也最大(dà)(以後(hòu)才逐漸減(jiǎn)弱(ruò))。即(jí)在緩沖，制(zhì)動過程中緩沖壓力是由(yóu)大到小變化的，非定(dìng)值。而(ér)上述pc值是從能量轉(zhuǎn)換角度換(huàn)算出(chū)的(de)理(lǐ)論值(zhí)，即平(píng)均值(zhí)，稱為(wéi)平均緩沖壓力(lì)。最大緩(huǎn)沖壓力(lì)出現在制動開始時的(de)速度最(zuì)高時。若近似的(de)認為由運動部(bù)件的動能(néng)所轉(zhuǎn)化的那部分壓(yā)力是呈線性規(guī)律下降的，則最(zuì)大的沖擊(jī)壓力(lì)(緩沖壓力)pcmax。即最(zuì)大的沖(chòng)擊(jī)壓力(lì)可近似(sì)地等于(yú)平均緩沖壓力(lì)與運(yùn)動部件動(dòng)能所(suǒ)轉化的壓力之和。在液壓(yā)缸強度校(xiào)核時(shí)，必須滿足(zú)最大沖擊力要(yào)小于(yú)缸筒(tǒng)材(cái)料的試驗壓力這(zhè)一條件。

　　上述情況适(shì)用于節流口可調式(shì)(緩沖制動(dòng)過程中阻尼固(gù)定)的緩沖(chòng)裝置(zhì)。對于節流(liú)口可變式(shì)緩沖(chòng)裝置(zhì)，在(zài)緩沖制動過(guò)程中緩沖壓力(lì)的波(bō)動是(shì)比較(jiào)均勻的。

　　2. 解題要(yào)領

　　本章(zhāng)所(suǒ)涉及的理(lǐ)論計算主(zhǔ)要是液壓缸産生的(de)推力(lì)、流量、速度(dù)或負載決定壓(yā)力、緩沖壓(yā)力

　　等問題(tí)的計(jì)算。問(wèn)題的關鍵(jiàn)要掌握(wò)好(hǎo)有效(xiào)承壓(yā)面(即有效(xiào)工作(zuò)面)這一概念。

　　計算推(tuī)力需(xū)要它，計算流量和速(sù)度也(yě)需要(yào)它。所謂有效承(chéng)壓面(miàn)(有效工作(zuò)面)是這樣的一(yī)個面：

　　液壓(yā)力在(zài)該面上的(de)作用(yòng)力的(de)方向與負載阻(zǔ)力(lì)方向相(xiàng)反。另外，液壓缸(gāng)的五(wǔ)大組(zǔ)成部分并(bìng)非都是必(bì)須的，對(duì)前三部(bù)分即(jí)缸筒組件(jiàn)，活塞組件，密封(fēng)裝置是(shì)必須的，但對(duì)後兩部分(fèn)即緩(huǎn)沖(chòng)裝置、排(pái)氣裝置并(bìng)不是所有(yǒu)工況下的(de)液壓缸都需要(yào)。這應由具體要(yào)求而(ér)定。

　　、液壓缸(gāng)的類(lèi)型

　　【答】液壓(yā)缸的(de)類型(xíng)繁多(duō)。①按作用方(fāng)式(shì)分(fèn)，液壓(yā)缸(gāng)分(fèn)為單(dān)作用(yòng)式和雙作用式兩大類。單(dān)作(zuò)

　　用(yòng)式液壓缸(gāng)，其一(yī)個方向的(de)運動(dòng)靠液壓力(lì)來實現，而反向(xiàng)運動(dòng)則依靠重(zhòng)力(lì)或彈簧力等(děng)實現。雙作用式(shì)液壓(yā)缸，其(qí)正、反(fǎn)兩個方(fāng)向(xiàng)的運(yùn)動都(dōu)依靠(kào)液壓(yā)力來實現。②按不(bú)同的使用壓(yā)力(lì)，液壓缸(gāng)又可分(fèn)為中壓、低(dī)壓、中(zhōng)高壓和高壓液(yè)壓缸。對于機床類機械，一般采(cǎi)用中低壓(yā)液壓(yā)缸，其額定壓力(lì)為2.5mpa~6.3mpa;對于要求體(tǐ)積小(xiǎo)、質(zhì)量(liàng)輕、出(chū)力大的建築車輛和(hé)飛機(jī)用液(yè)壓缸多采(cǎi)用中高壓液壓缸，其(qí)額定壓(yā)力為10lmpa~16mpa;對(duì)于油(yóu)壓機響一類機械，大(dà)多數(shù)采用高(gāo)壓液壓缸，其額定(dìng)壓力(lì)為25mpa~315mpa。③按(àn)結構型式(shì)的不同，液壓(yā)缸(gāng)又有活塞(sāi)式、柱塞式、擺動式、伸縮式(shì)等(děng)型(xíng)式。其(qí)中以活塞式液(yè)莊缸應用(yòng)最多(duō)。而活(huó)塞式(shì)液壓缸又有單活塞(sāi)杆和(hé)雙活塞杆(gǎn)、缸(gāng)定(dìng)式和杆定(dìng)式的(de)不(bú)同(tóng)結構(gòu)和運(yùn)動方式。

　　2.液(yè)壓缸的(de)差動連(lián)接及(jí)其(qí)特點、應(yīng)用

　　【答(dá)】對單(dān)活塞杆液壓缸來說，其左(zuǒ)右兩(liǎng)腔相(xiàng)互連通，并同時(shí)都和進油管路相通的連(lián)接方(fāng)式叫做液壓缸(gāng)的差動連(lián)接。其特點是(shì)推力減(jiǎn)小了，速度(dù)提高(gāo)了(le)。當元杆(gǎn)腔的(de)有效工作(zuò)面積(jī)是有杆腔的兩(liǎng)倍時(shí)，亦即活塞(sāi)直徑d= d時(d為活塞杆直徑(jìng))，差動連(lián)接的速(sù)度較(jiào)沒(méi)有差(chà)動(dòng)連接的(de)速度提高了一倍，而推(tuī)力則減(jiǎn)小(xiǎo)了一(yī)半。液壓(yā)缸的差動(dòng)連接(jiē)主要用于有快(kuài)速要(yào)求(qiú)的空行(háng)程動作循(xún)環中，因(yīn)其(qí)結(jié)構簡單(dān)，故應(yīng)用較廣。但其速度(dù)提高不大(最大(dà)提(tí)高一(yī)倍)。

　　3.液壓缸的五大組(zǔ)成部(bù)分，缸筒組(zǔ)件、活塞組(zǔ)件的結(jié)構及相應材料

　　【答】液壓缸的(de)五大組成部分是：缸筒組(zǔ)件、活塞組件(jiàn)、密(mì)封裝(zhuāng)置、緩(huǎn)沖裝(zhuāng)置、排氣(qì)裝(zhuāng)

　　置。

　　4.液(yè)壓缸的洩(xiè)漏途(tú)徑(jìng)

　　【答】液壓缸在(zài)工作時，腔内壓(yā)力較腔外(wài)壓力(lì)(大氣壓)高得多;缸内進油腔壓(yā)力較回(huí)泊腔壓(yā)力高(gāo)得多。這樣(yàng)，油液(yè)就可(kě)能通(tōng)過固(gù)定件的聯接處(chù)(途徑之一)，如端(duān)蓋(gài)和缸筒的聯接處，和有相對(duì)運動部件(jiàn)的配合間(jiān)隙(途(tú)徑之(zhī)二)而(ér)洩漏(lòu)。如圖4·6所示。外洩(xiè)不但使油(yóu)液(yè)損(sǔn)失影響環(huán)境，而(ér)且有(yǒu)失火(huǒ)的危(wēi)險。内洩則(zé)将使(shǐ)泊液發熱、液壓缸容積(jī)效率降(jiàng)低，進而使(shǐ)液壓缸工作性能變(biàn)壞。因此應(yīng)最大(dà)限度(dù)地減少洩(xiè)漏。

　　圖4·6液壓(yā)缸(gāng)的(de)洩漏

　　5.橡膠密封(fēng)圈的類型(xíng)(0、y、v)及應(yīng)用場(chǎng)合(hé)、特(tè)點

　　【答(dá)】橡膠(jiāo)密(mì)封圈按(àn)其斷面形狀分(fèn)為0形、y型和v型三(sān)種形(xíng)式(shì)。

　　①o型密封(fēng)圈。這種密封圈(quān)斷(duàn)面呈圓(yuán)形，如(rú)圖4·7所示。其(qí)材料(liào)用耐(nài)油橡膠制(zhì)成，具有較(jiào)強的抗腐(fǔ)蝕性。它既可以用于(yú)活塞(sāi)、缸筒(tǒng)這樣有(yǒu)相(xiàng)對運動(dòng)件之間的密封，又可以(yǐ)用于(yú)端蓋、缸筒(tǒng)這樣固定件之(zhī)間的(de)密封;既(jì)可用0型(xíng)圈(quān)的(de)内徑(jìng)d或外徑d密(mì)封，又(yòu)可用0型圈的端(duān)面(miàn)密(mì)封。

　　o型密封圈的密封作(zuò)用(yòng)是依(yī)靠裝(zhuāng)配後(hòu)産生(shēng)的(de)壓縮變(biàn)形實(shí)現的(de)。當壓(yā)力較(jiào)高時，0型圈(quān)可能被壓(yā)力油擠進(jìn)配合間隙(xì)，引起密封圈破壞，因(yīn)此在o型圈(quān)的一側(cè)或(huò)兩側(cè)(決定(dìng)于壓(yā)力油(yóu)作用于一側或(huò)兩側)增加一個擋圈(quān)：對(duì)于固定(dìng)密封，當壓力大(dà)于32mpa時就要(yào)用擋圈。這樣，密封壓(yā)力最高(gāo)可(kě)達70mpa;對(duì)于運動(dòng)密封，當(dāng)壓力(lì)大(dà)于1ompa時也(yě)要用擋圈，此時(shí)密封(fēng)壓力最高(gāo)可達32mpa。為(wéi)了保證(zhèng)密封性能(néng)，安裝(zhuāng)o型(xíng)圈的溝槽尺(chǐ)寸及(jí)表(biǎo)面粗(cū)糙(cāo)度應

　　符(fú)合要求(查閱有(yǒu)關手冊)。

　　o型密(mì)封圈的形(xíng)狀簡單、安(ān)裝尺(chǐ)寸小，摩擦(cā)力(lì)不(bú)大，密封性(xìng)良好，故應用(yòng)廣(guǎng)泛。但(dàn)其使(shǐ)用(yòng)壽(shòu)命不(bú)很長，不宜在速(sù)度較高的滑動(dòng)密封(fēng)中(zhōng)使(shǐ)用。

　　②y型(xíng)密封圈。這種密(mì)封圈(quān)斷面(miàn)呈y型(xíng)，如圖4-8所示。一般(bān)也用(yòng)耐油橡(xiàng)膠(jiāo)制成。它依(yī)靠略為張開(kāi)的唇邊(biān)貼于(yú)密封(fēng)面而實現密封。油壓(yā)增加時，唇邊作用在(zài)密封面上(shàng)的壓力(lì)也(yě)随着(zhe)增加，并在磨損後有一(yī)定的自(zì)動補償能力。故(gù)密封性能較好，且能(néng)保持較長(zhǎng)的使用壽(shòu)命。在(zài)裝配y型密封圈(quān)時，可将它(tā)直接裝入溝槽(cáo)内。但(dàn)一定要使其唇(chún)邊面(miàn)向高壓區(qū)才(cái)能起到密封(fēng)作用，并且(qiě)在(zài)工(gōng)作壓(yā)力(lì)波動大(dà)、滑動速(sù)度較高的情(qíng)況(kuàng)下，要采(cǎi)用支(zhī)承環來定(dìng)位。

　　圖(tú)4·7 0型密(mì)封圃(pǔ)圖 4.8 y型密(mì)封(fēng)圈

　　y型密封圈密(mì)封可(kě)靠，壽命較長、摩(mó)擦(cā)力小，常(cháng)用于(yú)速度(dù)較高的液壓缸(gāng)。适用工作油溫(wēn)為一40℃~80℃，工作(zuò)壓力為2ompa。

　　③v型(xíng)密封圈。其斷(duàn)面呈v型(xíng)。如圖49所(suǒ)示。該圈(quān)用帶夾織(zhī)物的橡膠制(zhì)成，由支(zhī)承環(huán)、密封環、壓(yā)環三部分疊合(hé)組成(chéng)。當要(yào)求密封的(de)壓力小于1ompa時，使小用由3個(gè)圈組成的一套(tào)已足夠保證密(mì)封性;當(dāng)壓力大(dà)于10iwpa時(shí)，可增加中(zhōng)間環(huán)節的數量(liàng)。在安(ān)裝v型(xíng)圈酬(chóu)時，也應注意使(shǐ)密封(fēng)圈(quān)的唇邊(biān)面向(xiàng)高壓區。v型(xíng)密封(fēng)圈耐高壓(yā)，密封性(xìng)能可靠(kào)，但密封處摩擦(cā)較大，在大直徑柱塞或低速運(yùn)動的活塞(sāi)杆上(shàng)采用(yòng)較多(duō)。(a)支承(chéng)環;(b)密封環s (c)壓環(huán)。其工作溫度(dù)為(wéi)一40℃~80℃，工作壓力可(kě)達到50mpao

　　6.液壓缸的(de)緩沖、排氣

　　【答】為了避免活塞在(zài)行程(chéng)兩端(duān)沖撞缸蓋(gài)，産(chǎn)生(shēng)噪聲(shēng)，影響工件(jiàn)精度(dù)以至損壞機件(jiàn)，常在液壓缸兩端設置緩沖裝(zhuāng)置。其作用是利(lì)用油液的(de)節流原理(lǐ)來實(shí)現對運動(dòng)部件的制(zhì)動。常(cháng)用的(de)緩沖(chòng)裝置(zhì)、有環狀間(jiān)隙式、、節(jiē)流口可(kě)調式(shì)、節流口可(kě)變式三種(zhǒng)形式(shì)。

　　① 環狀間(jiān)隙(xì)式：當(dāng)緩沖柱(zhù)塞進入(rù)與其(qí)相配的缸(gāng)蓋上

　　内孔時，液(yè)壓(yā)油(yóu)(回(huí)油(yóu))必須(xū)通過間(jiān)隙δ才能排出，使活(huó)塞速度降低(dī)。由于配合間隙不變，故緩沖作用不可(kě)調，且(qiě)随活塞(sāi)速度的降低(dī)，其緩沖作用逐漸減(jiǎn)弱。

　　② 節流口可調式：當緩沖柱塞(sāi)進入缸蓋(gài)上的内孔時，液(yè)壓油(回油)必須(xū)經過(guò)節流(liú)閥才能

　　排(pái)出。由于節(jiē)流閥(fá)是可調的，故緩(huǎn)沖作用也(yě)可調(diào)，但這種(zhǒng)調節是(shì)緩沖(chòng)進(jìn)行前的調(diào)節(jiē)，在(zài)緩沖進(jìn)行中(zhōng)，緩沖(chòng)作用(yòng)仍是固定不變(biàn)的。

　　③節流口可變(biàn)式：在(zài)活塞的軸(zhóu)向上開有(yǒu)三角(jiǎo)溝槽(cáo)，其(qí)過流斷(duàn)面越來越(yuè)小，緩(huǎn)沖作用随(suí)着速(sù)度的降(jiàng)低而增(zēng)強(qiáng)。緩(huǎn)沖作用均(jun1)勻，緩沖壓力較低，制(zhì)動(dòng)位(wèi)置精(jīng)度較高，解(jiě)決了在行程最(zuì)後階(jiē)段緩沖(chòng)作(zuò)用過(guò)弱的問題(tí)。

　　緩沖裝置：(a)間(jiān)隙緩沖 (b)節流緩沖 (c)軸向(xiàng)三角(jiǎo)槽緩沖

　　關(guān)于液壓缸的排(pái)氣。對于長期不(bú)用的液壓缸或(huò)新買(mǎi)進的(de)液壓(yā)缸，常(cháng)在(zài)缸内最(zuì)高部位聚(jù)積空(kōng)氣。空(kōng)氣(qì)的存在會使液壓缸運動不(bú)平(píng)穩，産生(shēng)振動或爬行。為(wéi)此，液壓(yā)缸上要(yào)設排氣裝(zhuāng)置。

　　排氣裝(zhuāng)置

　　排(pái)氣裝(zhuāng)置通常有兩種(zhǒng)形式：一種(zhǒng)是在(zài)液壓缸的(de)最高(gāo)部位處(chù)開排氣(qì)孔，用長管(guǎn)道通向遠(yuǎn)處(chù)的(de)排氣(qì)閥排氣(機(jī)床上(shàng)多采用(yòng)這種形(xíng)式);另一(yī)種是在(zài)缸蓋的最高部(bù)位直(zhí)接(jiē)安(ān)裝排(pái)氣閥，對于雙作(zuò)用(yòng)式液壓缸應(yīng)設置2個排氣閥(fá)。

　　二、重(zhòng)點、難(nán)點和解題(tí)要領

　　1. 重點(diǎn)

　　液壓缸(gāng)的(de)類型很多(duō)，但活(huó)塞式(shì)液壓缸應用(yòng)最(zuì)多，因(yīn)此活塞式(shì)液壓(yā)缸是重點。對液壓缸的基(jī)本計算(suàn)方法，特(tè)别是(shì)對三種不(bú)同聯接形式的單杆液壓缸的(de)壓力(lì)ρ(p1、h)、推力f、速度(dù)認(rèn)流量q及(jí)負載(zǎi)fl等量的計算(suàn)必(bì)須掌握。液壓缸(gāng)的密封至(zhì)關重(zhòng)要，離開密封甚(shèn)至(zhì)密封不良都(dōu)将導(dǎo)緻液壓缸(gāng)法工作。因此，液(yè)壓缸密封的部(bù)位、特(tè)點，橡膠密封圈的種類及(jí)應用(yòng)場合(hé)也必(bì)須掌握。

　　2.難(nán)點

　　差(chà)動液壓缸的計(jì)算，回(huí)油腔(qiāng)及回油壓力的概念(niàn)，及液壓缸的緩(huǎn)沖是本章的難(nán)點。事(shì)實上，若令(lìng)單杆(gǎn)活塞(sāi)缸活(huó)塞的(de)直徑為d，活(huó)塞杆的直(zhí)徑為(wéi)d ，則有πd2/4=π(d2+ d2)/4。即液壓缸(gāng)無杆(gǎn)腔的有效工作(zuò)面積(jī)可以(yǐ)看成由π(d2+ d2)/4和(hé)π d2/4兩部(bù)分組(zǔ)成。

　　液(yè)壓缸(gāng)差動聯接(jiē)時，從(cóng)有杆(gǎn)腔反饋到(dào)無杆腔的(de)油液(yè)占據了面積為(wéi)π(d2+ d2)/4的空間(jiān)(不計洩(xiè)漏)，而(ér)進油(yóu)管路來的油(yóu)液(yè)q則占(zhàn)據了面積為πd2/4的(de)空(kōng)間(不(bú)計(jì)洩漏(lòu))。因此(cǐ)液(yè)壓缸(gāng)的(de)速度(差動聯接(jiē)的速(sù)度)為u =4q/πd2，可見(jiàn)速度較沒有差(chà)動聯(lián)接時(shí)的速(sù)度u =4q/πd2提高(gāo)了。至于(yú)推力(lì)f，由于(yú)活塞(sāi)在要動還沒動(dòng)時，活(huó)塞左右兩(liǎng)邊壓力相等，推力産生在活塞兩邊的有效工(gōng)作面積(jī)差(chà)d2/4上，故推力(lì)為f=p1·πd2/4， (p1為進油壓力(lì))。可見推力(lì)較沒有差動聯接時(shí)的推(tuī)力f=p1·πd2/4減(jiǎn)小了(le)。對于雙作(zuò)用式液壓缸，無(wú)論是單杆缸還(hái)是雙(shuāng)杆缸，隻要(yào)是油液從(cóng)其流(liú)出的(de)腔便稱為(wéi)回油腔，亦稱為背壓(yā)腔。該腔的(de)壓力稱為(wéi)回泊壓力(lì)或背壓力(lì)。在理論(lùn)計算時因不(bú)涉及實際(jì)管路，所(suǒ)以隻要(yào)沒有外(wài)界負載(zǎi)液壓缸的回泊(從回油(yóu)腔(qiāng)流出(chū)的油液)壓(yā)力便(biàn)為零(líng)。這是從壓(yā)力決(jué)定于負載這一(yī)角度得出(chū)的。實際上(shàng)，此時回油壓力非但(dàn)不能為零(líng)(否則便不能流(liú)出回(huí)油腔(qiāng))，而且由于(yú)管路較長(沿程損失(shī)較大)、彎頭(tóu)較多(局部損失(shī)較多)，造成(chéng)壓力(lì)損失較(jiào)大(dà)，使回油壓力可高達(dá)十幾(jǐ)個大氣壓(yā)。因(yīn)此(cǐ)讀(dú)者應注(zhù)意到(dào)這點(diǎn)，正确(què)理解理論(lùn)與實(shí)際的這(zhè)一(yī)差别(bié)。

　　關于(yú)液(yè)壓缸的(de)緩(huǎn)沖(chòng)，其作用及(jí)具體緩沖裝置(zhì)的工作(zuò)原(yuán)理不(bú)難理解(jiě)。其難點(diǎn)主要(yào)是緩(huǎn)沖壓力，特别是最大緩沖(chòng)壓力的(de)計(jì)算。事實(shí)上，液壓(yā)缸在(zài)緩(huǎn)沖時有(yǒu)三種能量在緩沖、制動後被背(bèi)壓腔(緩沖(chòng)腔(qiāng))所吸收(shōu)：①是液壓能(néng)ep，其值為ep =p1 a1 lc(式中p1為高壓(yā)腔(qiāng)的壓力(lì)，a1為高壓腔的有(yǒu)效承(chéng)壓面積，lc為背壓腔(qiāng)的(de)緩沖(chòng)長度(dù))。②是動能em ，其值為em =mv2/2(式(shì)中m為所(suǒ)有運(yùn)動(dòng)部件的(de)質量，v為運動部(bù)件的速度(dù))。③是反向的摩(mó)擦(cā)能ef，其值為(wéi)ef=fflc(式中ff為反(fǎn)向摩擦(cā)力)。此時(shí)，三種(zhǒng)能量，尤其是動(dòng)能在(zài)極短的時(shí)間内(nèi)全部轉化成背壓腔(qiāng)液體(tǐ)的壓力能(néng)e2，緻使背壓腔壓(yā)力升高(gāo)，形成緩(huǎn)沖壓力。若(ruò)令背(bèi)壓腔有效(xiào)承壓(yā)面積為人，緩沖(chòng)壓力(lì)為pc，則有e1=ep+em-ef=e2=pc·ac·lc(e1為(wéi)高壓腔總(zǒng)的機械能(néng)、即三種能(néng)量之(zhī)和)，所以緩(huǎn)沖(chòng)壓力為pc=e1/aclc。在采(cǎi)用節流口可(kě)調(diào)式的(de)緩沖裝置(zhì)中，緩(huǎn)沖(chòng)過(guò)程中的緩(huǎn)沖阻尼是(shì)固(gù)定不(bú)變的，而在緩沖、制動開(kāi)始時運動(dòng)部件(jiàn)的速度(dù)是最高(gāo)的(以(yǐ)後才(cái)逐漸(jiàn)降(jiàng)低)，所以在制(zhì)動開(kāi)始時産(chǎn)生(shēng)的沖擊力(lì)也最(zuì)大(以後才(cái)逐漸減弱)。即在緩沖(chòng)，制動過程(chéng)中緩(huǎn)沖壓力(lì)是由大(dà)到小變(biàn)化(huà)的，非(fēi)定值(zhí)。而上述pc值(zhí)是從(cóng)能(néng)量轉換(huàn)角度(dù)換(huàn)算出的(de)理論(lùn)值，即(jí)平均值，稱為(wéi)平(píng)均緩(huǎn)沖壓力。最(zuì)大緩(huǎn)沖壓力出現在(zài)制動(dòng)開始時的(de)速度最高時。若(ruò)近似的認(rèn)為由運動(dòng)部件的動(dòng)能所(suǒ)轉(zhuǎn)化的那(nà)部分壓力是呈(chéng)線性規律(lǜ)下降(jiàng)的，則最大的沖(chòng)擊壓力(lì)(緩沖壓(yā)力)pcmax。即(jí)最大(dà)的沖(chòng)擊壓(yā)力可近似(sì)地等于平(píng)均緩沖壓力與運動(dòng)部件(jiàn)動(dòng)能所轉(zhuǎn)化的(de)壓力之和。在液(yè)壓缸強度(dù)校核時，必(bì)須滿(mǎn)足最(zuì)大沖擊力(lì)要小于缸筒材(cái)料的(de)試驗壓力(lì)這一(yī)條(tiáo)件。

　　上述(shù)情況(kuàng)适用于(yú)節(jiē)流口可調式(緩沖制動(dòng)過程中(zhōng)阻尼(ní)固定(dìng))的緩沖裝(zhuāng)置。對于節(jiē)流口可變(biàn)式緩沖裝置，在(zài)緩沖(chòng)制動過(guò)程(chéng)中緩沖壓力的(de)波動(dòng)是(shì)比較均勻的(de)。

　　2. 解題要領

　　本章(zhāng)所涉及的理論(lùn)計算主要是液(yè)壓缸(gāng)産生的推力、流量、速度或(huò)負載決定壓力(lì)、緩沖(chòng)壓(yā)力(lì)

　　等問(wèn)題的計(jì)算(suàn)。問題(tí)的關鍵要掌握(wò)好(hǎo)有效承壓面(即有(yǒu)效工作面(miàn))這一概念。

　　計算(suàn)推力(lì)需(xū)要它，計(jì)算流(liú)量和速度(dù)也需要它(tā)。所謂(wèi)有效承壓面(有(yǒu)效工作面(miàn))是這(zhè)樣的一個(gè)面：

　　液(yè)壓力在該面上(shàng)的作(zuò)用力的方(fāng)向與(yǔ)負(fù)載阻力(lì)方向相反。另外，液壓(yā)缸(gāng)的五大(dà)組成(chéng)部(bù)分并非(fēi)都是(shì)必(bì)須的，對(duì)前三部分即缸筒組(zǔ)件，活塞組件，密封(fēng)裝置是必須(xū)的，但(dàn)對後(hòu)兩部分即(jí)緩沖(chòng)裝置、排氣裝(zhuāng)置并不是(shì)所(suǒ)有工況下的液壓缸(gāng)都需要。這(zhè)應由(yóu)具(jù)體要(yào)求而定(dìng)。