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高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2一 控制集体备课课件ppt
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这是一份高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2一 控制集体备课课件ppt，共42页。PPT课件主要包含了第4章液压缸，1类型及特点，3设计计算，三个主要结构尺寸，缸筒内径D，活塞杆外径d，缸筒长度L，1缸筒内径D，工作压力，往返速度比等内容，欢迎下载使用。
功用：将压力能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动。
只有一腔能进出压力油，活塞（缸体）只能依靠液压力作单向运动，回程需借助自重/外力的液压缸
两腔均能进出压力油，活塞（缸体）能作正、反两个方向移动。
单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。两端进出油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。
当供给液压缸的流量Q一定时，活塞两个方向的运动速度为：
v1 = Q/A1 = 4 Q/πD2 (向左）
v2 = Q/A2 = 4 Q/π(D2-d2) (向右）
当供油压力 p 一定，回油压力为零时作用力
F1 = p.A1 = p.πD2/4 (向右）F2 = p.A2 = p.π(D2-d2)/4 (向左）
当差动连接时，作用力为：
F3 = p(A1-A2) = p.(πd2/4)
速度: v3 = (Q+Q2)/A1 = (Q+v3.A2)/A1
v3 = Q/(A1-A2) = 4Q/πd2
单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。
1—活塞杆 2—堵头 3—托架 4、17—V形密封圈 5、14—排气孔 6、19—导向套 7—O形密封圈 8—活塞 9、22—锥销 10—缸体 11、20—压板 12、21—钢丝环 13、23—纸垫 15—活塞杆 16、25—压盖1 8、24—缸盖
双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。
双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方向的作用力和速度相等。
v = Q/A = 4Q/ (D2-d2) F = p.A = p . (D2-d2) /4
这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，多数用于机床。
(1) 一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；
(2) 柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；
(3) 工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；
(4) 柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。
柱塞上有效作用力F为：
具有二级或多级活塞，如伸缩式缸活塞伸出顺序从大到小，而空载缩回的顺序则一般从小到大。可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。常用于工程机械和农业机械上。
主要是由钢材制成，工作压力p＜10MPa 铸铁缸筒 10MPa≤p＜20MPa 无缝钢管 p≥20MPa 铸钢或锻钢
4.2 液压缸的典型结构
缸筒内要经过精细加工，表面粗糙度Ra<0.08m，以减少密封件的摩擦。
通常由钢材制成，有前端盖和后端盖，安装在缸筒的前后两端，盖板和缸筒的连接方法有焊接、拉杆、法兰、罗纹连接等。
活塞的材料通常用钢或铸铁，也可采用铝合金。活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为缸筒内径的（0.6～1.0）倍。
活塞杆是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬处理并抛光。短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体。
结构简单，适用负载较小，受力无冲击的缸中，安装方便可靠，但在活塞杆上车螺纹将削弱其强度。
高压，需焊接法兰盘，较复杂
结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换
活塞杆上开有一个环形槽，槽内装有两个半圆环3以夹紧活塞4，半环3由轴套2套住，而轴套2的轴向位置用弹簧卡圈1来固定。
用锥销1把活塞2固连在活塞杆3上。特别适用于双出杆式活塞。
作用：防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏。
利用节流方法在液压缸的回油腔产生阻力，减小速度，避免撞击。
凡是两个零件连接处或相对运动表面都应设置密封装置静密封－O形圈动密封－O形圈、V形密封、U形密封、 Y形密封、复合密封、活塞环。
在安装过程中或停止工作的一段时间后，空气将渗入液压系统内，缸筒内如存留空气，将使液压缸在低速时产生爬行、颤抖现象，换向时易引起冲击，因此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。
双作用式液压缸不设专门的放气孔，将液压油出入口布置在前后盖板的最高处。
大型双作用式液压缸则必须在前后端盖板设放气栓塞。对于单作用式液压缸液压油出入口一般设在缸筒底部，在最高处设放气栓塞。
液压缸的设计和计算
选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计。
液压缸的设计内容和步骤
(1)选择液压缸的类型和各部分结构形式
(2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸
(3)结构强度、刚度的计算和校核
(4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计
(5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书
计算液压缸的结构尺寸
①以无杆腔作工作腔时
②以有杆腔作工作腔时
先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。
由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定
L=l+B+A+M+C
一般为(0.6-1)D
杆导向长度 取(0.6-1.5)D
(4)最小导向长度的确定
活塞杆全部外伸时，活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离。
保证稳定性的最小长度
H≥L/20+D/2
在高压系统中必须对液压缸的缸筒壁厚δ、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径进行强度校核。中低压系统，无需校核。
D/δ≥10时，壁厚按薄壁进行校核：
δ＞=py D/2[σ]
D/δ ＜10，按壁厚进行校核
(2)活塞杆直径校核
(3)液压缸盖固定螺栓直径校核
功用：将压力能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动。
只有一腔能进出压力油，活塞（缸体）只能依靠液压力作单向运动，回程需借助自重/外力的液压缸
两腔均能进出压力油，活塞（缸体）能作正、反两个方向移动。
单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。两端进出油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。
当供给液压缸的流量Q一定时，活塞两个方向的运动速度为：
v1 = Q/A1 = 4 Q/πD2 (向左）
v2 = Q/A2 = 4 Q/π(D2-d2) (向右）
当供油压力 p 一定，回油压力为零时作用力
F1 = p.A1 = p.πD2/4 (向右）F2 = p.A2 = p.π(D2-d2)/4 (向左）
当差动连接时，作用力为：
F3 = p(A1-A2) = p.(πd2/4)
速度: v3 = (Q+Q2)/A1 = (Q+v3.A2)/A1
v3 = Q/(A1-A2) = 4Q/πd2
单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。
1—活塞杆 2—堵头 3—托架 4、17—V形密封圈 5、14—排气孔 6、19—导向套 7—O形密封圈 8—活塞 9、22—锥销 10—缸体 11、20—压板 12、21—钢丝环 13、23—纸垫 15—活塞杆 16、25—压盖1 8、24—缸盖
双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。
双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方向的作用力和速度相等。
v = Q/A = 4Q/ (D2-d2) F = p.A = p . (D2-d2) /4
这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，多数用于机床。
(1) 一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；
(2) 柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；
(3) 工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；
(4) 柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。
柱塞上有效作用力F为：
具有二级或多级活塞，如伸缩式缸活塞伸出顺序从大到小，而空载缩回的顺序则一般从小到大。可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。常用于工程机械和农业机械上。
主要是由钢材制成，工作压力p＜10MPa 铸铁缸筒 10MPa≤p＜20MPa 无缝钢管 p≥20MPa 铸钢或锻钢
4.2 液压缸的典型结构
缸筒内要经过精细加工，表面粗糙度Ra<0.08m，以减少密封件的摩擦。
通常由钢材制成，有前端盖和后端盖，安装在缸筒的前后两端，盖板和缸筒的连接方法有焊接、拉杆、法兰、罗纹连接等。
活塞的材料通常用钢或铸铁，也可采用铝合金。活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为缸筒内径的（0.6～1.0）倍。
活塞杆是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬处理并抛光。短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体。
结构简单，适用负载较小，受力无冲击的缸中，安装方便可靠，但在活塞杆上车螺纹将削弱其强度。
高压，需焊接法兰盘，较复杂
结构简单，轴向尺寸紧凑，但损坏后需整体更换
活塞杆上开有一个环形槽，槽内装有两个半圆环3以夹紧活塞4，半环3由轴套2套住，而轴套2的轴向位置用弹簧卡圈1来固定。
用锥销1把活塞2固连在活塞杆3上。特别适用于双出杆式活塞。
作用：防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏。
利用节流方法在液压缸的回油腔产生阻力，减小速度，避免撞击。
凡是两个零件连接处或相对运动表面都应设置密封装置静密封－O形圈动密封－O形圈、V形密封、U形密封、 Y形密封、复合密封、活塞环。
在安装过程中或停止工作的一段时间后，空气将渗入液压系统内，缸筒内如存留空气，将使液压缸在低速时产生爬行、颤抖现象，换向时易引起冲击，因此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。
双作用式液压缸不设专门的放气孔，将液压油出入口布置在前后盖板的最高处。
大型双作用式液压缸则必须在前后端盖板设放气栓塞。对于单作用式液压缸液压油出入口一般设在缸筒底部，在最高处设放气栓塞。
液压缸的设计和计算
选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计。
液压缸的设计内容和步骤
(1)选择液压缸的类型和各部分结构形式
(2)确定液压缸的工作参数和结构尺寸
(3)结构强度、刚度的计算和校核
(4)导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计
(5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书
计算液压缸的结构尺寸
①以无杆腔作工作腔时
②以有杆腔作工作腔时
先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。
由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定
L=l+B+A+M+C
一般为(0.6-1)D
杆导向长度 取(0.6-1.5)D
(4)最小导向长度的确定
活塞杆全部外伸时，活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离。
保证稳定性的最小长度
H≥L/20+D/2
在高压系统中必须对液压缸的缸筒壁厚δ、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径进行强度校核。中低压系统，无需校核。
D/δ≥10时，壁厚按薄壁进行校核：
δ＞=py D/2[σ]
D/δ ＜10，按壁厚进行校核
(2)活塞杆直径校核
(3)液压缸盖固定螺栓直径校核
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