液总汇 | 技术知识分享篇(液压缸)

液总汇官网2020-03-24 09:18:18

前言

近年来液压与气动技术发展迅猛,在诸多领域得到广泛应用,业内新生力量蓬勃发展,今天在此给大家分享液压缸的相关知识。



什么是液压缸


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。

液压缸的结构

液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成;

为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏,在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置,在前端盖外侧,还装有防尘装置;

为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖,液压缸端部还设置缓冲装置;

有时还需设置排气装置。

缸体组件

缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用,因此,缸体组件要有足够的强度,较高的表面精度可靠的密封性。

1)法兰式连接,结构简单,加工方便,连接可靠,但是要求缸筒端部有足够的壁厚,用以安装螺栓或旋入螺钉,它是常用的一种连接形式。

2)半环式连接,分为外半环连接和内半环连接两种连接形式,半环连接工艺性好,连接可靠,结构紧凑,但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍,常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。

3)螺纹式连接,有外螺纹连接和内螺纹连接两种,其特点是体积小,重量轻,结构紧凑,但缸筒端部结构复杂,这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。

4)拉杆式连接,结构简单,工艺性好,通用性强,但端盖的体积和重量较大,拉杆受力后会拉伸变长,影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。

5)焊接式连接,强度高,制造简单,但焊接时易引起缸筒变形。

液压缸工作原理

液压传动原理:以油液作为工作介质,通过密封容积的变化来传递运动,通过油液内部的压力来传递动力。

1)动力部分:将原动机的机械能转换为油液的压力能(液压能)。例如:液压泵。

2)执行部分:将液压泵输入的油液压力能转换为带动工作机构的机械能。例如:液压缸、液压马达。

3)控制部分:用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向。例如:压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。

4)辅助部分:将前面三部分连接在一起,组成一个系统,起贮油、过滤、测量和密封等作用。例如:管路和接头、油箱、过滤器、蓄能器、密封件和控制仪表等。


液压缸的分类


为了满足各种主机的不同用途,液压缸有多种类型。

按供油方向分,可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只是往缸的一侧输入高压油,靠其它外力使活塞反向回程。双作用缸则分别向缸的两侧输入压力油。活塞的正反向运动均靠液压力完成。

按结构形式分,可分为活塞缸、柱塞缸、摆动缸和伸缩套筒缸。按活塞杆的形式分,可分为单活塞杆缸和双活塞杆缸。

按缸的特殊用途分,可分为串联缸、增压缸、增速缸、步进缸等。此类缸都不是一个单纯的缸筒,而是和其它缸筒和构件组合而成,所以从结构的观点看,这类缸又叫组合缸。

1) 差动液压缸

液压缸的差动原理,就是两端同时接供油管路,一端由于活塞杆作用面积要小于另一端,利用差动原理实现运动。

差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下,实现快速运动的有效办法。

2) 单杆液压缸

单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。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。

特点:

(1)无杆腔进油,有杆腔回油。

(2)有杆腔进油,无杆腔回油。

(3)差动连接—左右两腔接通,且都通压力油。

单杆缸三种比较,如下图所示:

3)单杆式活塞缸

单杆活塞缸的活塞只有一端带活塞杆,由于单杆活塞缸左、右两腔的有效面积不等。

4) 双杆式活塞缸

双杆活塞缸两端的杆径通常是相等的,因此活塞两端的有效作用面积也相等。

双杆液压缸是活塞的两侧都有活塞杆的液压缸,一般为双向液压驱动,可实现等速往复运动。

特点:

(1)无杆腔进油,有杆腔回油。

(2)有杆腔进油,无杆腔回油。

(3)差动连接,左右两腔接通,且都通压力油。

5) 气液增力缸

气液增力缸也称气液增压缸,一般简称增压缸。气液增压缸是结合是气缸和油缸优点而改进设计的。

应用范围:压印标记、弯折型材、模具冲孔、冲切钢材、型材碰焊、挤模成型、压平校直、铆接锻压、整型钣金、紧密装配、铆合连接、金属冲压。

6) 伸缩液压缸

伸缩式液压缸是可以得到较长工作行程的,具有多级套筒形活塞杆的液压缸,又称多级液压缸。常用于工程机械和其他行走机械,如起重机、翻斗汽车等的液压系统中。

7) 柱塞缸

柱塞缸是液压缸的一种结构形式。单柱塞缸只能实现一个方向运动,反向要靠外力。它特别适用于行程较长的场合。另外柱塞缸又有径向柱塞缸和轴向柱塞缸之分。


液压缸的密封方式

液压缸需要采用密封的原因是因为其存在内泄漏和外泄漏的问题,当液压缸中存在内泄漏和外泄漏的情况出现时,会导致液压缸的腔体的容积变小效率变低,使液压缸在工作中性能降低。情况严重时会产生系统压力上不去,无法工作。同时站在环境保护的角度,也要尽量的避免泄漏的发生,所以要采取必要的密封措施是非常重要的。


在液压缸中主要密封的部位是活塞、活塞杆、端盖等。而液压缸通常采用的密封的方式有三种,今天久力就来为大家介绍一下液压缸中采用密封的三种方式:

一、间隙密封

其工作原理是在两个运动件之间会保留一点间隙,在间隙中产生的液体摩擦阻力来防止泄露。这种方法有一定的弊端,就是只适用于直径和压力都较小的液压缸和活塞之间密封,优势为了提高这种密封的效率会在活塞上开出几条凹槽,这些凹槽会在发生内泄漏的时候让油液改变路径或者截断,在小槽内形成旋涡而产生阻力,于是使油液的泄漏量减少;另一方面是阻止活塞轴线的偏移,从而有利于保持配合间隙,保证润滑效果,减少活塞与缸壁的磨损,增加间隙密封性能。

二、采用橡胶密封圈的作用

由于液压缸中密封圈的种类不同,所以采用的密封机理也不尽相同,其中o型密封圈主要是依靠预压缩量,来抵消间隙实现密封的作用。而Y、YX、V形等依靠密封圈的唇口受液压力作用变形,使唇口贴紧密封面而进行密封,液压力越高,唇边贴得越紧,并具有磨损后自动补偿的能力。

三、采用橡胶密封组件来实现密封作用

这种密封一般都是组合类型具有两种密封件的特点,在工作中共同发挥起到密封的作用。就拿格莱圈来说,它是由橡胶O形密封圈和聚四氟乙烯的格莱圈组合而成。在工作中利用o型橡胶圈良好的弹性产生预和自润性,使其在液压缸密封中使用的寿命更长。


(分享3D演示液压缸工作原理,简单易懂)

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