1.液(ye)壓缸的類型
【答(da)】液壓缸的類型(xing)繁多。①按作用方(fang)式分，液壓缸分(fèn)為單作💃用式🤟和(hé)雙作用式兩大(da)類。單作
用式液(ye)壓缸，其一個方(fang)向的運動靠液(yè)壓力來實現，而(er)反💋向運動㊙️則依(yī)靠重力或彈簧(huang)力等實現。雙作(zuo)用式液壓缸，其(qi)正、反兩個方向(xiang)的運動都依靠(kào)液壓力來實現(xian)。②按不同的使用(yong)壓力，液✨壓缸又(you)可分為中壓、低(dī)壓、中高壓和高(gāo)壓🍉液壓缸。對于(yu)機床類機械，一(yī)般采用中低壓(yā)液壓缸，其額定(ding)壓力為2.5MPa~6.3MPa;對于要(yào)求體積小、質量(liang)輕、出力大的建(jiàn)築車輛🚶♀️和飛機(jī)用液壓🔴缸多采(cǎi)用中高壓液壓(ya)🙇♀️缸，其額定壓力(lì)為⁉️10lMPa~16MPa;對于油壓機(ji)響一☔類機械，大(da)多數采用高壓(yā)液壓缸，其額♻️定(ding)壓力為25MPa~315MPa。③按結構(gou)型式的不同，液(yè)壓缸又有活塞(sai)式、柱塞式、擺動(dong)式、伸縮式等型(xíng)式。其中以活塞(sai)式液莊❗缸應用(yòng)最多。而活塞式(shì)液壓缸又有⭐單(dān)活塞杆和雙活(huo)塞杆、缸🌍定式和(he)杆定式的不同(tong)結❄️構和運動方(fāng)式。
2.液壓缸的差(chà)動連接及其特(tè)點、應用
【答】對單(dān)活塞杆液壓缸(gang)來說，其左右兩(liang)腔相互連通，并(bìng)同時♈都和進油(you)管路相通的連(lián)接方式叫做液(ye)壓⛹🏻♀️缸的差動連(lian)接。其特點是🈲推(tui)力減小了，速度(du)提高了。當元杆(gan)♌腔的有效工作(zuo)面積是有杆腔(qiang)⭐的兩倍時，亦♻️即(ji)活塞直徑D= d時(d為(wéi)活塞杆直徑)，差(cha)動連接的速度(dù)較沒有差動連(lián)接的速度提高(gao)了一倍，而推力(lì)則減小☔了一半(ban)。液壓👉缸的差動(dòng)連接主要用于(yu)有快速要求的(de)空行程動作循(xún)環中，因其結構(gou)簡單，故應用較(jiào)廣。但其速度提(ti)高不大(最大提(tí)高一倍)。
3.液壓缸(gāng)的五大組成部(bu)分，缸筒組件、活(huo)塞組件的結構(gou)及相應材料
【答(da)】液壓缸的五大(dà)組成部分是：缸(gāng)筒組件、活塞組(zǔ)件、密封裝置‼️、緩(huan)沖裝置、排氣裝(zhuang)
置。
4.液壓缸的洩(xie)漏途徑
【答】液壓(yā)缸在工作時，腔(qiang)内壓力較腔外(wai)壓力(大氣壓)高(gao)得👉多;缸㊙️内進油(yóu)腔壓力較回泊(bó)腔壓力高得多(duo)。這樣，油液就🌍可(kě)能😍通過固定件(jian)的聯接處(途徑(jìng)之一)，如♉端蓋和(he)缸筒的聯接處(chù)，和有相對運動(dòng)部件的配合間(jiān)隙(途徑之二)而(er)洩漏。如圖4·6所示(shi)。外洩不但使油(you)液損失影響環(huán)境，而且有失火(huǒ)的危險。内洩則(ze)将使泊📐液發熱(re)、液壓缸容積效(xiào)率降低，進而使(shi)液壓缸工作性(xing)能變壞。因此應(yīng)最大限❤️度地減(jian)少洩漏。
圖4·6液壓(ya)缸的洩漏
5.橡膠(jiao)密封圈的類型(xíng)(0、Y、V)及應用場合、特(tè)點
【答】橡膠密封(fēng)圈按其斷面形(xing)狀分為0形、Y型和(he)V型三種形式。
O型(xing)密封圈的密封(fēng)作用是依靠裝(zhuang)配後産生的壓(yā)縮變形實現的(de)。當壓力較高時(shí)，0型圈可能被壓(yā)力油擠進配🚩合(he)間🔱隙，引起密封(fēng)圈♈破壞，因此在(zài)O型圈的一側或(huò)兩側🛀(決定于☁️壓(yā)力油作用于一(yī)側或兩側)增加(jia)一個擋圈：對于(yu)固定密封，當壓(yā)力㊙️大于32MPa時就要(yào)用擋圈。這樣，密(mì)封壓💁力最高可(ke)達70MPa;對于運動密(mi)封，當壓力大☔于(yú)1OMPa時也要用擋圈(quān)，此時密封壓力(lì)最高可達32MPa。為了(le)保證密封性能(neng)，安裝O型圈的溝(gou)槽尺寸及表面(mian)粗糙度應
符合(hé)要求(查閱有關(guan)手冊)。
O型密封圈(quān)的形狀簡單、安(ān)裝尺寸小，摩擦(cā)力不大，密封性(xing)良好，故應用廣(guǎng)泛。但其使用壽(shou)命不很長，不宜(yi)在速度較高的(de)滑動密封💞中使(shǐ)用。
②Y型密封圈。這(zhè)種密封圈斷面(miàn)呈Y型，如圖4-8所示(shi)。一般也用耐油(you)橡膠制成。它依(yī)靠略為張開的(de)唇邊貼于密封(feng)面而實現密封(feng)。油壓增🈲加時，唇(chun)邊作用在密封(fēng)面上的壓🐇力也(yě)随着增加，并在(zai)磨損後有一定(ding)的自動🐇補償能(néng)力。故密封性能(néng)較好，且能保持(chi)較長的使用🤩壽(shou)命。在裝配Y型密(mì)封圈時，可将它(tā)直接裝入溝槽(cáo)内。但一定要使(shǐ)其唇邊面向高(gāo)壓區才能起到(dao)密🌐封作用，并且(qiě)在工作壓力波(bo)動大、滑動速👌度(dù)較高的情況下(xià)❓，要采用支承環(huán)來定位。
圖4·7 0型密(mi)封圃圖 4.8 Y型密封(fēng)圈
Y型密封圈密(mi)封可靠，壽命較(jiao)長、摩擦力小，常(cháng)用于速度較高(gao)的🔞液壓缸。适用(yòng)工作油溫為一(yī)40℃~80℃，工作壓力為2OMPa。
③V型(xíng)密封圈。其斷面(mian)呈V型。如圖49所示(shì)。該圈用帶夾織(zhī)物的橡膠☔制成(cheng)，由支承環、密封(fēng)環、壓環三部分(fèn)疊合組成。當要(yao)求密封的壓力(lì)小💞于1OMPa時，使小用(yong)由3個圈組成🍓的(de)一套已足夠㊙️保(bǎo)證密封性;當壓(yā)力大于10IWPa時，可增(zeng)加📐中間環節♋的(de)數量。在⭕安裝V型(xíng)圈酬時，也應注(zhu)意使密封圈的(de)唇邊面向高壓(yā)區。V型密封圈耐(nài)高壓，密封性💰能(neng)可靠，但密封處(chù)摩擦較大，在大(dà)直徑柱塞或✍️低(di)速運動的活塞(sai)杆上采用較多(duo)。(a)支承環✌️;(b)密封環(huán)S (c)壓環。其工作溫(wēn)度為一40℃~80℃，工作壓(ya)力可達到50MPao
6.液壓(yā)缸的緩沖、排氣(qi)
【答】為了避免活(huó)塞在行程兩端(duān)沖撞缸蓋，産生(shēng)噪聲，影響工件(jian)精度以至損壞(huài)機件，常在液壓(yā)缸兩端設置緩(huǎn)☂️沖裝置。其作用(yong)是利用油液的(de)節流原理來實(shi)現對運動部件(jiàn)的制動。常用的(de)緩沖裝置、有環(huán)狀間✏️隙式、、節流(liú)🌏口可調式、節流(liu)口可變式三種(zhong)形式。
① 環狀間隙(xi)式：當緩沖柱塞(sai)進入與其相配(pèi)的缸蓋上
内孔(kong)時，液壓油(回油(you))必須通過間隙(xì)δ才能排出，使活(huó)塞✔️速🈲度降低。由(you)于配合間隙不(bú)變，故緩沖作用(yòng)不可調，且随活(huó)塞速度的降低(di)，其緩沖作用逐(zhú)漸減弱。
② 節流口(kou)可調式：當緩沖(chòng)柱塞進入缸蓋(gai)上的内孔時⛹🏻♀️，液(ye)壓油(回油)必須(xū)經過節流閥才(cai)能
排出。由于節(jie)流閥是可調的(de)，故緩沖作用也(yě)可調，但這⭕種調(diao)☂️節是🌈緩沖進行(hang)前的調節，在緩(huǎn)沖進行中，緩沖(chong)作用仍是固定(dìng)不變的。
③節流口(kou)可變式：在活塞(sai)的軸向上開有(you)三角溝槽，其過(guò)流斷面越來越(yuè)小，緩沖作用随(sui)着速度的降低(dī)而增強。緩沖作(zuò)用均勻，緩沖壓(ya)力較低，制動位(wèi)置精度較高，解(jie)❗決了在行程最(zui)後階段緩沖作(zuo)用過弱的問題(ti)。
緩沖裝置：(a)間隙(xì)緩沖 (b)節流緩沖(chòng) (c)軸向三角槽緩(huǎn)沖
關于液壓缸(gang)的排氣。對于長(zhǎng)期不用的液壓(ya)缸或新買進的(de)液㊙️壓🏃♀️缸，常在缸(gāng)内最高部位聚(ju)積空氣。空氣📐的(de)存在會使液壓(ya)缸運動不平穩(wěn)，産生振動或爬(pa)行。為此，液壓缸(gāng)上要設排氣裝(zhuāng)置。
排氣裝置
排(pai)氣裝置通常有(you)兩種形式：一種(zhong)是在液壓缸的(de)最高部位處開(kāi)排氣孔，用長管(guǎn)道通向遠處的(de)排氣閥🙇♀️排氣🌈(機(ji)床上多采用這(zhè)種形式);另一種(zhǒng)是在缸蓋的最(zui)高部位直接🈲安(an)裝排氣閥，對🈚于(yú)雙作用式液壓(yā)缸應設置2個排(pái)氣閥。
二、重點、難(nán)點和解題要領(lǐng)
1. 重點
2.難(nán)點
差動液壓缸(gāng)的計算，回油腔(qiāng)及回油壓力的(de)概念，及液壓缸(gāng)的緩沖是本章(zhāng)的難點。事實上(shàng)，若令單杆活塞(sāi)缸活塞的直徑(jìng)為D，活塞杆的直(zhí)徑為d ，則有πD2/4=π(D2+ d2)/4。即液(ye)壓❌缸無杆腔的(de)有效工作面積(jī)可以看成由π(D2+ d2)/4和(hé)π d2/4兩部分組成。
液(ye)壓缸差動聯接(jiē)時，從有杆腔反(fan)饋到無杆腔的(de)油液占☁️據🐆了面(mian)積為π(D2+ d2)/4的空間(不(bú)計洩漏)，而進油(yóu)管路來✌️的油🌏液(ye)Q則占據🔴了面積(jī)為πd2/4的空間(不計(ji)洩漏)。因此液壓(ya)缸的速度(差動(dòng)聯接的速度)為(wéi)U =4Q/πd2，可見速度較沒(méi)有差動聯接時(shi)的速度U =4Q/πD2提高了(le)。至于推力F，由于(yú)活塞在要動還(hái)沒動💚時，活塞左(zuo)右兩邊壓力相(xiàng)等，推力産生⭐在(zai)活塞兩邊的有(yǒu)效工作面積差(cha)d2/4上，故推力為F=P1·πd2/4， (P1為(wei)進油壓力)。可見(jian)推力較沒有差(chà)動聯接時的推(tui)力F=P1·πD2/4減小了。對于(yu)雙作用式液壓(yā)缸，無論是單杆(gǎn)缸還是雙杆缸(gāng)，隻要是油液從(cong)其流出的腔便(biàn)稱為回油腔，亦(yì)稱🈲為背壓腔。該(gai)腔的壓力稱為(wei)回泊壓力或🍉背(bèi)壓力。在✂️理論計(jì)算時因不涉及(jí)實際管路，所以(yǐ)隻要沒有外界(jiè)負📞載液壓缸的(de)回泊(從回油腔(qiāng)流出的油液)壓(yā)力便為零。這是(shi)從壓力決定于(yu)負載💔這一角度(dù)得出的。實際上(shang)，此時回油壓力(lì)非但不能為零(líng)(否則便不能❓流(liu)出回油腔)，而且(qie)由于管路較長(zhang)(沿程損失較大(da))、彎頭較多(局部(bu)☔損失較多)，造成(cheng)壓力損失較大(da)，使回油壓力可(kě)高達十幾個大(da)氣🆚壓。因此讀者(zhe)應注意到這🌂點(diǎn)，正确理解理論(lùn)與實際的這一(yī)差🌍别。
關于液壓(yā)缸的緩沖，其作(zuo)用及具體緩沖(chòng)裝置的工作原(yuán)💯理不難理解。其(qí)難點主要是緩(huǎn)沖壓力，特别是(shì)最大緩沖💰壓力(lì)的計👅算。事實上(shàng)，液壓缸在緩沖(chong)時有三種能量(liàng)在緩沖、制動⚽後(hou)被背壓腔(緩沖(chòng)腔)所吸收✌️：①是液(ye)壓能🆚Ep，其值為Ep =p1 A1 Lc(式(shì)中P1為高壓腔的(de)壓力，A1為高壓腔(qiang)的有效承壓面(mian)積，Lc為背壓腔的(de)緩沖長度)。②是動(dòng)能Em ，其值為Em =mv2/2(式中(zhong)m為🏃♀️所有運動部(bù)件的質量，v為運(yùn)動部件的速度(dù))。③是反向的摩⁉️擦(ca)能Ef，其值為Ef=FfLc(式中(zhong)Ff為反向摩擦力(lì))。此時，三種能量(liàng)，尤其🤩是動能在(zài)極短的時間内(nei)全部轉化成背(bèi)壓腔液體的壓(yā)力能💚E2，緻使背壓(yā)腔壓力升🔆高，形(xing)成緩沖壓力。若(ruo)令背壓腔有效(xiao)承壓面積為人(ren)❓，緩沖壓力為pc，則(zé)有E1=Ep+Em-Ef=E2=Pc·Ac·Lc(E1為高壓腔總(zǒng)的機械能、即三(san)種能量之和)，所(suǒ)以緩沖壓力為(wéi)pc=E1/AcLc。在采用節流口(kǒu)可調式的緩沖(chong)裝置🐕中，緩沖過(guo)程中的緩沖阻(zǔ)尼是固定不變(biàn)的，而在緩沖、制(zhì)動開始時運動(dong)部件✨的速度是(shì)最高🌂的(以後才(cai)逐漸降低)，所以(yǐ)在制👈動開始時(shí)産生的沖擊力(li)也最大(以後才(cái)逐漸減弱)。即在(zài)緩沖，制動過程(chéng)👣中緩沖壓力是(shi)由大到小變化(hua)的，非定值。而上(shàng)述pc值🌏是從能量(liang)轉換角度㊙️換算(suan)出的理論值🙇♀️，即(jí)平均⛱️值，稱為平(ping)均緩🌍沖壓力。最(zui)大緩沖壓力出(chu)現在制動開始(shǐ)⛱️時的速度最高(gao)時。若近似的認(rèn)為由運動部件(jian)的動能所轉化(huà)的那部分壓力(li)是呈線性規律(lü)下降的，則最大(da)的沖擊壓力(緩(huan)沖壓⭕力)Pcmax。即最大(dà)的沖擊壓力可(kě)💃🏻近似地等于平(ping)均緩沖壓力與(yǔ)運動部件動能(neng)所轉化的壓⭐力(lì)之和。在液壓缸(gāng)強度校核時，必(bi)須滿足最⭕大沖(chòng)擊力要小🏃♀️于缸(gāng)筒材料的試驗(yan)壓力這一條件(jiàn)。
上述情況适用(yong)于節流口可調(diào)式(緩沖制動過(guò)程中阻尼固定(ding)🌈)的緩沖裝置。對(dui)于節流口可變(biàn)式緩沖裝置，在(zài)緩沖制動過程(cheng)中緩沖壓力的(de)波動是比較均(jun)勻的。
2. 解題要領(ling)
本章所涉及的(de)理論計算主要(yào)是液壓缸産生(sheng)的推♈力、流🌈量、速(su)度或負載決定(dìng)壓力、緩沖壓力(li)
等問題的計算(suàn)。問題的關鍵要(yao)掌握好有效承(cheng)壓面(即有🌈效工(gong)作面)這一概念(nian)。
計算推力需要(yào)它，計算流量和(hé)速度也需要它(tā)。所謂有⭕效承壓(yā)面‼️(有效工作面(mian))是這樣的一個(gè)面：
液壓力在該(gāi)面上的作用力(li)的方向與負載(zai)阻力方向相反(fan)🥵。另外，液壓缸的(de)五大組成部分(fèn)并非都是必須(xu)的，對前三部分(fen)即缸筒組件，活(huo)塞組件，密封裝(zhuang)置是必須的，但(dàn)對後兩部分即(jí)緩沖裝置、排氣(qi)裝置并不是所(suǒ)有工況下的液(yè)壓缸都需要。這(zhè)應由具體要求(qiu)而定。
、液壓缸的(de)類型
【答】液壓缸(gang)的類型繁多。①按(an)作用方式分，液(yè)壓缸分為單作(zuo)用式♌和雙作用(yòng)式兩大類。單作(zuò)
用式液壓缸，其(qi)一個方向的運(yun)動靠液壓力來(lái)實現，而反向🙇♀️運(yùn)動則依靠重力(lì)或彈簧力等實(shi)現。雙作用式液(yè)壓缸，其正、反兩(liǎng)個方向的運動(dong)都依靠液壓力(li)來實現。②按不同(tóng)的使用壓力，液(yè)壓缸又可分為(wei)中壓、低壓、中高(gāo)壓和高壓液壓(ya)缸。對于機床類(lei)⛹🏻♀️機械，一般采用(yong)中低壓液壓缸(gāng)，其額定壓力為(wei)2.5MPa~6.3MPa;對于要求體積(ji)小、質量輕、出力(lì)大的建築車輛(liàng)和飛機用液壓(yā)缸多采用中高(gao)壓液壓💃🏻缸，其額(e)🐕定壓力為10lMPa~16MPa;對于(yú)油壓機響一類(lei)機械，大多數采(cai)🌈用高壓液壓缸(gāng)，其額定壓力為(wei)25MPa~315MPa。③按結構型♍式的(de)不同，液壓缸又(yòu)有活塞式、柱塞(sai)式、擺動式、伸縮(suo)式等型式。其中(zhong)以活塞式液莊(zhuang)缸應用最㊙️多。而(er)活塞式液壓缸(gāng)又有單活塞杆(gan)和雙活塞杆、缸(gang)定式🏃♂️和杆定式(shì)的不同結構和(hé)運動方式。
2.液壓(ya)缸的差動連接(jie)及其特點、應用(yong)
【答】對單活塞杆(gǎn)液壓缸來說，其(qi)左右兩腔相互(hù)連通，并同時🍉都(dōu)🏃♂️和🈲進油管路相(xiàng)通的連接方式(shì)叫做液壓缸的(de)差動連接🌐。其特(tè)點是🌈推力減小(xiǎo)了，速度提高了(le)。當元杆腔的有(yǒu)效工作面積是(shì)有杆腔的兩倍(bèi)時，亦即活塞直(zhi)徑D= d時(d為活塞杆(gan)直徑)，差動連接(jie)的速度較沒有(yǒu)差動連接的速(su)度提㊙️高了一倍(bèi)，而推力則減小(xiǎo)了一半。液壓🏒缸(gang)✊的差動連接主(zhǔ)要用于有快速(su)要求的空行程(cheng)動作循環中，因(yin)其結構簡單，故(gu)應用較廣。但其(qí)速度提高不大(da)(最大提高一倍(bei))。
【答】液壓缸在工(gong)作時，腔内壓力(li)較腔外壓力(大(dà)氣壓)高得多;缸(gang)内進油腔壓力(li)較回泊腔壓力(li)高得多。這樣，油(you)🈲液就可能📧通過(guò)固定件的聯接(jiē)處(途徑之一)，如(rú)端蓋和🐇缸筒的(de)☁️聯接處，和有相(xiang)♈對運動部件的(de)配合間隙(途徑(jing)之二)而洩漏。如(ru)圖4·6所示。外洩不(bú)但使油液損失(shī)影響環境，而且(qiě)有失🍓火的危險(xian)。内洩則将使泊(bó)🧡液發熱、液壓缸(gāng)容積效率降低(di)，進而使液壓缸(gang)🈲工作🌈性能變壞(huài)。因此應最大限(xian)✏️度地減少洩漏(lòu)。
5.橡膠密封圈(quan)的類型(0、Y、V)及應用(yòng)場合、特點
【答】橡(xiang)膠密封圈按其(qi)斷面形狀分為(wei)0形、Y型和V型三種(zhong)形😘式。
①O型密封圈(quān)。這種密封圈斷(duan)面呈圓形，如圖(tú)4·7所示。其材🧡料用(yong)耐油橡㊙️膠制成(cheng)，具有較強的抗(kang)腐蝕性。它既可(kě)以用㊙️于活塞、缸(gāng)筒這樣有相對(duì)運動件之間的(de)密封，又可以🔆用(yòng)于端蓋、缸筒這(zhè)樣固定件之間(jiān)的密封;既可用(yòng)0型圈🤞的内徑d或(huò)外徑D密封，又可(ke)用0型圈的端面(miàn)密封。
O型密封圈(quan)的密封作用是(shì)依靠裝配後産(chan)生的壓縮🈲變💔形(xing)實現的。當壓力(li)較高時，0型圈可(kě)能被壓力油擠(ji)進配合間隙，引(yin)起密封圈破壞(huai)，因此在O型圈的(de)一側或兩側⁉️(決(jue)定于☀️壓力油作(zuò)用于❄️一側或⭐兩(liǎng)側)增加一個擋(dang)圈：對于固定密(mì)封，當壓力大于(yu)32MPa時就要用擋圈(quan)💚。這樣，密封壓力(li)最高可達70MPa;對于(yu)運動密封，當壓(ya)力大💜于1OMPa時也要(yao)用♻️擋圈，此時密(mi)封壓力最高可(ke)達32MPa。為📐了保證密(mì)封性能，安裝O型(xíng)圈的溝槽尺寸(cùn)及表面粗糙度(dù)應
符合要求(查(chá)閱有關手冊)。
O型(xing)密封圈的形狀(zhuang)簡單、安裝尺寸(cùn)小，摩擦力不大(da)，密封💰性良🔴好🌍，故(gu)應用廣泛。但其(qi)使用壽命不很(hěn)長，不宜在速度(du)較高的🥵滑動密(mì)封中使用。
圖4·7 0型密封圃圖(tú) 4.8 Y型密封圈
Y型密(mì)封圈密封可靠(kào)，壽命較長、摩擦(cā)力小，常用于速(sù)度較高的液壓(ya)缸。适用工作油(you)溫為一40℃~80℃，工作壓(ya)力為㊙️2OMPa。
③V型密封圈(quān)。其斷面呈V型。如(rú)圖49所示。該圈用(yong)帶夾織物🈚的橡(xiang)膠制成，由支承(cheng)環、密封環、壓環(huan)三部分疊合組(zu)成。當要求密封(fēng)的壓力小于1OMPa時(shi)，使小用由3個圈(quan)組成🌏的一套已(yi)足夠保證密封(fēng)性;當🌈壓力大于(yu)10IWPa時，可增加🔞中間(jiān)環節的數量。在(zài)安裝V型圈⭕酬時(shí)，也應注意使密(mi)🐉封圈的唇邊🎯面(mian)向高壓區。V型密(mi)封圈耐高壓，密(mi)封性能可靠，但(dàn)密☂️封處摩擦較(jiào)大，在💘大直徑柱(zhù)塞或低速運動(dòng)的活❌塞杆上☁️采(cai)用較多。(a)支承環(huán)🌐;(b)密封環S (c)壓環。其(qí)🍉工作溫度為一(yi)40℃~80℃，工作壓力可達(da)到50MPao
6.液壓缸的緩(huǎn)沖、排氣
【答】為了(le)避免活塞在行(háng)程兩端沖撞缸(gang)蓋，産生噪聲，影(ying)響😍工件精度以(yǐ)至損壞機件，常(chang)在液壓缸兩端(duān)設置緩沖裝置(zhì)。其作用是利用(yong)油液的節流原(yuán)理來實現對運(yùn)動部件的制動(dong)。常用的緩沖裝(zhuāng)❄️置、有環狀間💞隙(xi)式、、節流口可調(diào)式、節流口可🔅變(biàn)式三種形式。
① 環(huán)狀間隙式：當緩(huan)沖柱塞進入與(yǔ)其相配的缸蓋(gài)上
内孔時，液壓(ya)油(回油)必須通(tōng)過間隙δ才能排(pái)出，使活塞速度(du)降低。由于配合(hé)間隙不變，故緩(huǎn)沖作用不可調(diao)，且随活👈塞速度(dù)的✍️降低，其緩沖(chòng)作用逐漸減弱(ruò)。
排出(chū)。由于節流閥是(shi)可調的，故緩沖(chòng)作用也可調，但(dan)這種🌈調節是緩(huan)沖進行前的調(diao)節，在緩沖進行(háng)中，緩沖作用仍(réng)💜是固定不🔱變的(de)。
③節流口可變式(shì)：在活塞的軸向(xiang)上開有三角溝(gou)槽，其過流斷面(mian)越⭐來越小，緩沖(chòng)作用随着速度(du)的降低而增強(qiang)。緩沖作用均勻(yun)，緩沖🤟壓力較低(dī)，制動位置精度(dù)較高，解決了在(zai)行程最後階段(duàn)😍緩沖作用過弱(ruò)的問題。
緩沖裝(zhuāng)置：(a)間隙緩沖 (b)節(jiē)流緩沖 (c)軸向三(sān)角槽緩沖
關于(yú)液壓缸的排氣(qì)。對于長期不用(yong)的液壓缸或新(xin)買🔴進的液壓缸(gāng)，常在缸内最高(gao)部位聚積空氣(qi)。空氣的存在會(hui)使液壓缸運動(dong)不平穩，産生振(zhèn)動或爬行。為此(cǐ)，液壓缸上要設(she)排氣裝置。
排氣(qi)裝置
排氣裝置(zhi)通常有兩種形(xing)式：一種是在液(ye)壓缸的最高部(bu)位👅處開排氣孔(kǒng)，用長管道通向(xiang)遠處的排氣閥(fa)排氣(機床上多(duō)采用這種形式(shì));另一種是在缸(gāng)蓋的✌️最高部位(wei)直接安裝排氣(qì)閥，對于雙作💃🏻用(yong)式液壓缸應設(shè)置2個排氣閥。
二(er)、重點、難點和解(jiě)題要領
1. 重點
液(ye)壓缸的類型很(hěn)多，但活塞式液(yè)壓缸應用最多(duō)，因此活塞式液(ye)壓缸是重點。對(duì)液壓缸的基本(běn)計算方法，特别(bie)是對三種不同(tong)聯接形式的單(dān)杆液壓缸的🔴壓(ya)力ρ(P1、h)、推力F、速度認(ren)流量Q及負載FL等(deng)量的計算必須(xū)掌握。液壓缸的(de)密封至關重要(yao)，離開密封甚至(zhì)密封不良都将(jiāng)導緻液壓缸法(fa)工作。因此，液壓(yā)缸密封的部位(wei)、特點，橡膠密♍封(fēng)圈的種類及應(yīng)用場合也必須(xū)掌㊙️握。
2.難點
差動(dong)液壓缸的計算(suàn)，回油腔及回油(yóu)壓力的概念，及(jí)液壓缸的緩沖(chong)是本章的難點(dian)。事實上，若令單(dān)杆活塞缸活塞(sāi)的直徑為D，活塞(sāi)杆的直徑為d ，則(zé)有πD2/4=π(D2+ d2)/4。即液壓缸無(wu)杆腔的有效工(gong)作面積可以看(kàn)成由π(D2+ d2)/4和π d2/4兩部分(fen)組成。
液壓缸差(chà)動聯接時，從有(you)杆腔反饋到無(wu)杆腔的油液占(zhàn)👄據了面積為π(D2+ d2)/4的(de)空間(不計洩漏(lòu))，而進油管路來(lai)🐅的油液Q則占據(jù)了面積為☎️πd2/4的空(kong)間(不計洩漏)。因(yīn)此液壓缸的速(sù)度(差動聯接的(de)速度)為U =4Q/πd2，可見速(su)度較沒有差動(dòng)聯接時的速度(du)U =4Q/πD2提高了。至于推(tuī)力F，由于活塞在(zai)🙇♀️要動還沒動時(shí)，活塞左右🔞兩邊(bian)壓力相等，推力(li)産生在活塞兩(liang)邊的有效工作(zuo)面積差d2/4上，故推(tuī)力為F=P1·πd2/4， (P1為進油壓(ya)力)。可見推力較(jiào)沒有差動聯接(jie)時的推力F=P1·πD2/4減小(xiao)了。對于雙作用(yong)式液壓缸，無論(lun)是單杆缸還是(shi)雙杆‼️缸，隻要是(shì)油液從其流🏒出(chu)的腔便稱為回(hui)油腔，亦稱☀️為背(bèi)壓腔。該腔的壓(ya)力稱😘為回泊壓(ya)力或背壓力。在(zài)理論計算時因(yin)不涉及實際🔆管(guan)路，所以隻要沒(méi)有外界負載液(ye)壓缸的回泊(從(cong)💜回油腔流出的(de)油液)壓力便為(wéi)零。這✊是從壓力(lì)決定于負載✍️這(zhè)一💔角度得出的(de)。實際上，此時回(huí)🍓油壓力非但不(bú)能為零(否則便(biàn)不能流出回油(you)腔)，而且由于管(guan)路較長(沿程損(sǔn)失較大)、彎頭較(jiào)多(局部損失較(jiào)多)，造成壓力損(sun)失較大，使回油(you)壓力可高達十(shi)幾個大氣🍓壓。因(yin)此讀者應注意(yì)到這點，正确理(li)解理論與實際(jì)的這一差别。
關(guān)于液壓缸的緩(huǎn)沖，其作用及具(ju)體緩沖裝置的(de)工作原理不難(nan)🧑🏾🤝🧑🏼理解。其難點主(zhu)要是緩沖壓力(lì)，特别是最大緩(huǎn)沖壓力的計算(suan)。事🥵實上，液壓缸(gang)在緩沖時有三(san)種能🚩量在緩沖(chòng)、制動後被背壓(ya)腔(緩沖腔)所吸(xī)收：①是液壓能Ep，其(qi)值為Ep =p1 A1 Lc(式👨❤️👨中P1為高(gāo)壓腔的壓力🌈，A1為(wéi)高壓腔的有效(xiào)承壓面積，Lc為背(bei)壓腔的緩沖長(zhang)度)。②是動能Em ，其🛀🏻值(zhi)為Em =mv2/2(式中m為所有(you)運動部件的質(zhi)量，v為運動部件(jian)的速度)。③是反向(xiang)的摩擦能Ef，其值(zhí)為Ef=FfLc(式中Ff為反向(xiàng)摩擦力)。此時，三(sān)種能量，尤其是(shì)動能在極短的(de)時間内全部轉(zhuan)化成背💚壓腔液(ye)體的🚩壓力能E2，緻(zhì)使背壓腔壓🌈力(li)升🤞高，形成緩沖(chòng)壓力。若令背㊙️壓(ya)腔有效承壓🔞面(mian)積為人，緩沖壓(ya)力為🈲pc，則有E1=Ep+Em-Ef=E2=Pc·Ac·Lc(E1為高(gāo)壓腔總的機械(xie)能、即三種能量(liàng)之和)，所以緩沖(chòng)壓力為pc=E1/AcLc。在采😄用(yòng)節流口可調式(shì)的緩沖裝置🚩中(zhong)，緩沖過程中的(de)緩沖阻尼是固(gu)定不變的，而在(zài)緩沖、制動開始(shǐ)時運動部件👨❤️👨的(de)速度是最高的(de)(以後才逐漸降(jiàng)低)，所以在制動(dong)開始😍時産生的(de)沖擊力♋也最大(dà)🐪(以後才逐漸減(jiǎn)弱)。即在緩沖，制(zhi)動過程中緩沖(chòng)壓力是由大到(dào)小變化的，非定(ding)值。而上述pc值是(shì)從能量轉換角(jiǎo)度換算出的理(lǐ)論值🧡，即平均值(zhi)，稱為平均緩🐕沖(chong)壓力。最大緩沖(chòng)壓力出現在制(zhi)動開㊙️始♌時的速(su)度最高時。若🐕近(jìn)似的認為由運(yun)動部件的動✂️能(neng)所轉化的那部(bù)分壓力是呈線(xiàn)性規律下降的(de)，則最大的沖擊(jī)壓力(緩沖壓力(lì))Pcmax。即最大的沖擊(jī)壓力可🐆近似地(di)等于平均緩沖(chòng)壓力與運動部(bu)件動能所轉化(hua)的壓力之和。在(zài)液壓缸強度校(xiao)核時，必須滿足(zu)最大沖擊力要(yao)小♋于缸筒材料(liao)的試驗壓力這(zhe)一條件。
2. 解(jiě)題要領
本章所(suǒ)涉及的理論計(jì)算主要是液壓(ya)缸産生的推力(li)、流🏃🏻量、速度或負(fù)載決定壓力、緩(huan)沖壓力
等問題(ti)的計算。問題的(de)關鍵要掌握好(hǎo)有效承壓面(即(jí)有效工🏃🏻♂️作面)這(zhè)一概念。
計算推(tuī)力需要它，計算(suan)流量和速度也(ye)需要它。所謂有(you)效承壓面(有效(xiào)工作面)是這樣(yang)的一個面：
液壓(yā)力在該面上的(de)作用力的方向(xiàng)與負載阻力方(fāng)💁向相反。另♊外✍️，液(ye)壓缸的五大組(zu)成部分并非都(dōu)是必須的，對前(qián)❓三部分即💞缸筒(tong)組件，活塞組件(jian)，密封裝置是必(bì)須的，但對後兩(liang)部分即緩沖裝(zhuāng)置、排氣裝置并(bìng)不是所有工況(kuang)下的液壓缸都(dōu)需要。這應由具(jù)體要求而定。
