伺服液压缸结构及密封设计
伺服液压系统细节处理
勃特克boatke液压油泵5个主要性能参数 1、压力 压力可分为工作压力、额定压力和最高压力等。 ①工作压力是指液压泵（或马达）在实际工作时输出（输入）油液的压力，工作压力由外负载决定。 ②额定压力是指液压泵（或马达）在正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力，其大小受液压泵（或马达）寿命限制，当工作压力大于额定压力时称为超载。 ③最高压力是指液压泵（或马达）的可靠性寿命和泄漏所允许的最高间断压力，其作用时间不超过全部工作时间的1％～2％，该压力由溢流阀设定通常情况下，液压泵（或马达）的工作压力不等于其额定压力。 2、转速 转速（r/min）可分为工作转速、额定转速、最高转速和最低稳定转速等。 ①工作转速是指在工作时液压泵（或马达）的实际转动速度。 ②额定转速是指在额定压力下，液压泵（或马达）能连续长时间运转的最高转速。即当转速超过该转速后，液压泵（或马达）将造成吸油不足，产生振动和噪声，会遭受气蚀损伤，寿命降低。 ③最高转速是指液压泵（或马达）不受异常损坏的情况下不可超越的最高转速极限。 ④最低稳定转速是指马达正常运转所允许的最低转速。 液压油泵（或马达）的转速能力受到流量和旋转组件机械负荷的影响，它是排量和压力的函数，一般情况下，当压力降低或排量减小时，液压泵（或马达）的转速能力提高。 在同等压力条件下，转速随排量减小而增加，到最小排量（不一定是零排量）与全排量之间的某一排量时达到极限值不再增加。在小排量最高转速下，液压泵（或马达）的旋转组件惯性力附加载荷极大，可能使液压泵（或马达）破坏或使转动处形成极限润滑状态而加剧磨损。 在额定转速以下，液压泵（或马达）的使用寿命和传动效率对转速变化不如对压力变化那样敏感，因此从提高液压泵（或马达）功率利用率、降低成本角度考虑，选用额定转速作为匹配转速是适宜的。 3、排量
液压缸结构设计指导
液压缸结构设计指导 液压缸设计是在对整个液压系统进行了工况分析、编制了负载图、选定了工作压力的基础上进行的。因此，首先要根据主机的要求确定缸的结构类型，按照负载、速度、行程等已知条件决定缸的主要尺寸，再迸行结构设计，最后对液压缸的强度、刚度和工作稳定性进行校核。这里，重点对结构设计提出指导性意见，指出校核方法，供课程设计时参考。 1-1 液压缸结构设计的要求 液压缸结构设计的目标是要满足其输出的力、速度、行程等诸项要求，同时要兼顾结构简单，便于加工、装卸、维修，确保一定的效率、寿命等。 一、力 液压缸的推力大小将直接影响其结构。一般来说，推力越大，其工作压力越高。因此，对液压缸的各个零件要进行必要的受力分析。如，活塞杆是受拉还是受压，是否受到偏载，行程末端的冲击压力将有多大等，这就要求正确设计活塞杆的导向装置、密封装置，选定合适的活塞杆长径比和液压缸各零件的连接结构。 二、速度 为实现液压缸的最高速度、最终速度，在结构上就要保证进、出口有一定通径，减少内泄漏量，设置缓冲装置以防止冲击，设置排气装置以免低速爬行等。 三、行程 除了液压缸在起动、制动时所需的附加行程外，其有效行程要达到运动部件的最大行程要求，并力求结构紧凑、占地最小。这就要求合理确定液压缸的结构类型、安装方式，如采用伸缩缸、增程缸的结构型式，或采用活塞杆固定缸体移动的安装方式。 四、其它 在特殊情况下，要考虑防漏、防锈蚀、防尘、防热变形、防自重跌落（如垂直缸或倾斜缸要有锁紧装置）等。 2-2液压缸结构分析实例 一、磨床工作台液压缸 图Ⅲ-2-1所示为小型的卧轴矩台平面磨床M7120A 的工作台液压缸，带动
液压缸基本结构
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。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 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。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接 形式 常见的缸体组件连接形式如图3.10所示。 (1)法兰式连接（见图a），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（见图b）， 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（见图f、c），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（见图d），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（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 ?缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要
各种液压缸工作原理及结构分析(动画演示)
各种液压缸工作原理及结构分析（动画演示） 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。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；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。液压缸的基本作用形式：标准双作用：动力行程在两个方向并且用于大多数应用场合： 单作用缸：当仅在一个方向需要推力时，可以采用一个单作用缸；双杆缸：当在活塞两侧需要相等的排量时，或者当把一个负载连接于每端在机械有利时采用，附加端可以用来安装操作行程开关等的凸轮．弹簧回程单作用缸：通常限于用来保持和夹紧的很小的短行程缸。容纳回程弹簧所需要的长度使得它们在需要长行程时很讨厌；柱塞式单作用缸：仅有一个流体腔，这种类型的缸通常竖直安装，负载重置使缸内缩，他们又是被成为“排量缸”，并且对长行程是实用的；多级伸缩缸：最多可带4个套简，收拢长度比标准缸短．有单作用或双作用，它们与标准缸相比是比较贵的，通常用于安装空间较小但需要较大行程的场合， 串联缸：一个串联缸足由两个同轴安装的缸组成的，两个缸的活塞由一个公共活塞杆链接，在两缸之前设置杆密封件以便使每个缸都能双作用，当安装宽度或高度受限制时．串联
伺服液压缸和普通液压缸的区别
两者的设计思路和用途不同。普通缸主要作往复运动，某些有定位功能；伺服缸是为控制设计的，更看重动态性能。楼上挺幽默，在液压中控制元件是阀，动力元件是泵，缸和马达属于执行元件。 懂伺服，国内像704所等伺服阀做的也还行，伺服液压的核心是控制不是液压，只是因为液压是传动功率体积比最大的方式，更符合大力带小负载（相对），提高响应的原则才选择了液压传动，其实伺服液压跟伺服电机什么的都类似，重点是在控制上。当今液压系统的核心问题是提高传动效率，节能，所以才有什么负载敏感，闭式系统的出现，而伺服系统是典型的低效率系统，以效率换动态响应，正好相反，当然伺服系统也希望效率越高越好。各位可以好好看看机械手册，液压和伺服液压明显是两大块，就是因为二者的侧重点完全不同。东西并不是看上去相似就没多大区别，就像有翅膀的不一定是天使，也可能是鸟人。 两者的设计思路和用途不同。普通缸主要作往复运动，某些有定位功能；伺服缸是为控制设计的，更看重动态性能。楼上挺幽默，在液压中控制元件是阀，动力元件是泵，缸和马达属于执行元件。 伺服缸要考虑磨擦力，在伺服系统中它影响了系统的动态响应，控制精度，稳定性等等 在伺服缸设计中要选取用低磨擦系数的密封件，而运动面要比普通的更加精密。 电液伺服控制系统工作原理 电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。最常见的有电液位置伺服系统、电液力（或力矩）控制系统。液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。 电液伺服系统通过使用电液伺服阀，将小功率的电信号转换为大功率的液压动力，从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。 电液伺服控制系统是使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量地变化而变化，输出功率却被大幅度地放大。 液压缸的组成：基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五部分组成。 伺服液压缸的要求 低摩擦、无爬行、有较高的频率响应。低内外泄露。通常对其摩擦副作特殊处理。 钢筒：内摩擦面镀硬铬后抛光或精密衍磨。 活塞密封:用玻璃微珠填充的聚乙烯制的O型圈。 活塞杆密封：用丁腈橡胶制预加唇形密封圈，也有用内圆带很小圆锥度的导向套静动压密封圈。
液压缸设计
第一章液压系统设计 1.1液压系统分析 1.1.1 液压缸动作过程 3150KN热压成型机液压系统属于中高压液压系统，涉及快慢速切换、多级调压、保压补压等多个典型的液压回路。工作过程为电机启动滑块快速下行滑块慢速下行保压预卸滑块慢速回程滑块快速回程推拉缸推出推拉缸拉回循环结束。按液压机床类型初选液压缸的工作压力为28Mpa,根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。1.1.2液压系统设计参数 （1）合模力； （2）最大液压压28Mp； （3）主缸行程700㎜； （4）主缸速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s。 1.1.2分析负载 （一）外负载压制过程中产生的最大压力，即合模力。 （二）惯性负载 设活塞杆的总质量m＝100Kg，取△t＝0.25s (三)阻力负载 活塞杆竖直方向的自重 活塞杆质量m≈1000Kg，同时设活塞杆所受的径向力等于重力。 静摩擦阻力 动摩擦阻力 由此得出液压缸在各个工作阶段的负载如表****所示。
工况负载组成负载值F 工况负载组成负载值F 启动981 保压3150×103加速537 补压3150×103快速491 快退+G 10301 按上表绘制负载图如图***所示。 F/N v/mm s-1 537 491 981 38 4.85 0 l/mm 0 l/mm -491 -981 由已知速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s和液压缸行程s=700mm，绘制简略速度图，如 图***所示。 1.2确定执行元件主要参数 1.2.1 液压缸的计算 （一）液压缸承受的合模力为3150KN，最大压力p1=28Mp。 鉴于整个工作过程要完成快进、快退以及慢进、慢退，因此液压缸选用单活塞杆式的。在液压缸活塞往复运动速度有要求的情况下，活塞杆直径d根据液压缸工作压力选取。 由合模力和负载计算液压缸的面积。 将这些直径按GB/T 2348—2001以及液压缸标准圆整成就近标准值，得:
液压密封件的结构形式及密封机理
液压密封件的结构形式及密封机理 文章来源于：https://www.360docs.net/doc/cc13090947.html, 常用的自封式压紧型液压密封件主要是○形密封圈，圆形密封圈和方形密封圈等，它们具有结构简单、易于制造、成本低廉等优点，因此它们是液压传动系统中广泛应用的动密封元件和静密封元件。它们安装在密封槽内通常产生１０—２５％的径向压缩变形，并对密封表面产生较高地初始接触应力，从而阻止无压力液体的泄漏。 液压缸工作时，压力液体挤压自封式压紧型液压密封件，使之进一步变形，并对密封表面产生较大的随压力液体的压力，严格地说应为压强。增高而增高的附加接触应力，并与初始接触应力一起共同阻止压力液体的泄漏。但当工作压力大于１０Ｍｐａ时，为了避免合成橡胶质自封式压紧型液压密封件的一部分被挤入密封间隙而在液压缸往复运动中被切掉而造成泄漏，须在合成橡胶质自封式压紧型液压密封件的受压侧各设置一合成树脂挡圈，如尼龙挡圈、聚甲醛挡圈和填充聚四氟乙烯挡圈。 由于合成橡胶质自封式压紧型液压密封件工作时具有较大的压缩变形，因此其静摩擦阻力特别大，通常为其动摩擦阻力的两倍多。如此大的静摩擦阻力在一些低压液压传动系统中势必造成低压爬行及操作困难等不良现象，这正是自封式压紧型液压密封件很小单独用作动密封件的原因。 唇型密封件 目前，陶瓷工厂液压机械设备液压缸常用的液压组合密封件主要是由○形密封圈与方形密封圈、Ｕ形密封圈、Ｙ形密封圈、ＹＸ形密封圈及其他特殊形状的液压密封圈的叠加使用构成的 Ｖ形密封圈 Ｖ形密封圈的密封性能较好，可根据工作压力的大小来确定所用密封圈的数目，通常须借助于压盖的调整来补偿密封圈的磨损量，其致命的弱点是结构复杂，通常须由支承环、密封圈和压环三部分组成，其摩擦阻力较大并随工作压力和密封圈数目的增大而增大。因此Ｖ形密封圈仅适宜于运动速度较低而工作压力较高的液压缸采用 Ｕ形密封圈 Ｕ形密封圈的密封性能较好，但单独使用是极易翻滚，因此需与锡青铜质支承环配套使用，其摩擦阻力较大并随工作压力的升高而增大。因此Ｕ形密封圈仅适宜于工作压力较低或运动速度较低的液压缸采用。
液压密封基础知识及油缸设计
液压密封基础知识及油缸设计 一、液压密封系统： 液压传动是靠密封油腔的容积变化来传递力和速度。密封不良可造成油液泄漏，从而使得机构运动不稳定，降低容积效率，污染环境，严重时会建立不起压力，系统不能工作。 二、常用的轴用、孔用（往复运动用）密封方法： 1． 间隙密封：（图1） 优点：简单，不用任何密封件，摩擦力小。 缺点：不能完全阻止泄漏，且密封性不能随压力升高而提高。 应用：直径较小，压力较低，速度较快，密封性能不是很高的环境，如换向阀、液压泵（柱塞泵）、液压马达等。在油缸中几乎不采用。 2．O形圈密封：（图2）
一般用橡胶制成。 优点：结构简单，密封性能良好，摩擦力小。 缺点：磨损后不能补偿，寿命短。 应用：可用于直线往复和回转运动，但更多的是用于固定密封，如管路、油缸盖和缸套间的密封。或适用于低等级、非关键器件。 3．U形密封件密封（即：常用的UN圈或Yx圈）：（图3为孔轴通用） 分类：轴用、孔用、孔轴通用三种。一般选孔轴通用，即UN圈。 特点：两侧唇口对称。 优点：结构简单，安装相当简单，使用压力较高（最高可达40Mpa）,密封性能良好，密封性能随压力升高而提高，并能自动补偿磨损量，摩擦力小，成本低，对油缸的表面要求也不高。 缺点： 密封圈质量容易材质影响，国产件一般寿命在1-2年。进口件则寿命较长。
使用温度一般＜100℃ 往复速度：≤0.5m/s 应用：相当广泛。 4．挤压式密封件密封（即：常见的格来圈及斯特封）：（图4） 格来圈（图4） 斯特封（图5） 优点：结构简单，使用压力高（最高可达70Mpa）,密封性能良好，密封性能随压力升高而提高，并能自动补偿磨损量，摩擦力小，成本低，使用温度可达120℃，往复速度：≤15m/s，寿命长。 缺点： 对油缸的表面要求较高。
安装液压缸密封圈的方法
安装液压缸密封圈的方法 Prepared on 22 November 2020
安装液压缸密封圈的方法 孔用组合密封圈由O形圈和耐磨环组成(见图1)。由于O形圈弹性较大，安装比较容易;而耐磨环弹性较差，如果直接安装则活塞的各台阶、沟槽容易划伤其密封表面，影响密封效果。为保证耐磨环安装时不被损坏，应采取一定的安装措施。耐磨环主要由填充聚四氟乙烯(PTFE)材料制成，具有耐腐蚀的特性，热膨胀系数较大，故安装前先将其在100℃的油液中浸泡20min，使其逐渐变软，然后用图2所示工装将其装人活塞的沟槽中。 图2所示工装由定位套和涨套组成。定位套头部有5o倒角，用于引导O形圈和耐磨环装人活塞端部沟槽。涨套由弹性较好的65Mn钢经热处理制成，加工成均匀对称的8瓣结构。需要注意的是，加工各瓣底部的小孔时，分度要均匀，铣开各瓣时应使锯口对准小孔的中心，以保证涨套各瓣能均匀涨开。同时各部位都应进行(光滑)倒角，以免损坏密封圈。 每一种规格的密封圈都应有一套对应的工装来保证其装配要求。安装完成后不允许密封圈有折皱、扭曲、划伤和装反的现象存在。 图3所示为液压缸缸筒，缸筒上的螺纹孔常安排在焊接工序之后加工，这样就不可避免地要在螺纹孔出口与缸筒内壁的交界处产生毛刺。为清除毛刺，必须设计制做专用刀具对其进行加工，达到
光滑过渡的目的。专用刀具的结构见图4。使用时，先将刀杆从螺纹孔中插人，然后从侧面将刀头安装在刀杆上，旋转刀杆即可将毛刺除掉并加工出光滑完整的表面。 另一类密封件是聚氨酯材质的Y形密封圈因其具有高硬度、高弹性、耐油、耐磨和耐低温等优点，广泛用于液压油缸中。它的内、外唇根据轴用或孔用可制成不等高形状，以起到密封和自身保护的作用。不等高唇Y形圈，其短唇与密封面接触，滑动摩擦阻力小，耐磨性好，寿命长;长唇与非相对运动表面有较大的预压缩量，工作时不易窜动。 由于聚氨酯材质的Y形圈硬度高、预压缩量大，在安装、更换时常常会造成被挤破、翻卷和咬边等损坏现象，从而起不到应有的密封效果，甚至失效。装配时，我们曾用螺丝刀将密封唇沿缸径往里压;或用细铁丝将密封圈的外唇捆紧，使其外径小于缸的内径，然后将密封圈送入缸内，再将细铁丝抽出。但这两种装法都容易将密封圈划伤，导致密封失效，增加维修时间。针对这种情况，我们用厚的冷轧钢带或铜皮将其剪成长方形，其长度等于Y形圈外径的周长，然后用它将密封圈裹紧，再一点一点地送入液压缸缸筒中，待外唇口全部进入缸筒后再将其抽出，安装效果较好。
电液伺服控制系统的设计
。 电液伺服控制系统的设计与仿真 引言 电液伺服系统具有响应速度快、输出功率大、控制精确性高等突出优点，因而在航空航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到广泛应用。随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高，传统的利用微分方程和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。因此，利用AMESim、Matlab／Simulink等仿真软件对电液伺服控制系统进行动态仿真，对于改进系统的设计以及提高液压系统的可靠性都具有重要意义。 1 液压系统动态特性研究概述 随着液压技术的不断发展与进步和应用领域与范围的不断扩大，系统柔性化与各种性能要求更高，采用传统的以完成执行机构预定动作循环和限于系统静态性能的系统设计远远不能满足要求。因此，现代液压系统设计研究人员对系统动态特性进行研究，了解和掌握液压系统动态工作特性与参数变化，以提高系统的响应特性、控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。 液压系统动态特性简述 … 液压系统动态特性是其在失去原来平衡状态到达新的平衡状态过程中所表现出来的特性，原因主要是由传动与控制系统的过程变化以及外界干扰引起的。在此过程中，系统各参变量随时间变化性能的好坏，决定系统动态特性的优劣。系统动态特性主要表现为稳定性（系统中压力瞬间峰值与波动情况）以及过渡过程品质（执行、控制机构的响应品质和响应速度）问题。 液压系统动态特性的研究方法主要有传递函数分析法、模拟仿真法、实验研究法和数字仿真法等。数字仿真法是利用计算机技术研究液压系统动态特性的一种方法。先是建立液压系统动态过程的数字模型——状态方程，然后在计算机上求出系统中主要变量在动态过程的时域解。该方法适用于线性与非线性系统，可以模拟出输入函数作用下系统各参变量的变化情况，从而获得对系统动态过程直接、全面的了解，使研究人员在设计阶段就可预测液压系统动态性能，以便及时对设计结果进行验证与改进，保证系统的工作性能和可靠性，具有精确、适应性强、周期短以及费用低等优点。 仿真环境简介 基于Matlab平台的Simulink是动态系统仿真领域中著名的仿真集成环境，它在众多领域得到广泛应用。Simulink借助Matlab的计算功能，可方便地建立各种模型、改变仿真参数，有效解决了仿真技术中的问题。Simulink提供了交互的仿真环境，既可通过下拉菜单进行仿真，也可通过命令进行仿真。虽然Simulink提供了丰富的模块库，但是在Matlab／Simulink下对液压系统进行建模及仿真需要做很多简化工作，而模型的简化使得仿真结果往往出现一定的误差。AMESim (Advanced Modeling Environment for Simulation of Engineering Systems)是法国IMAGINE公司开发的一套高级仿真软件。它是一个图形化的开发环境，用于工程系统的建模、仿真和动态性能分析。AMESim的特点是面向工程应用从而使其成为
液压缸课程设计.docx
河南理工大学机械学院 课程设计说明书 题目名称：单柱压力机的液压缸设计 学院：机械与力工程学院 班：机11-1 姓名：邱 学号：3 指教：刘俊利 目录 一、程的目的及要求?????????????? 二、程内容及参数确定????????????? 三、液缸主要尺寸的确定??????????????? 四、液缸的密封???????????????? 五、支承向的????????????????? 六、防圈的?????????????????? 七、液缸材料的用???????????????? 八、程?????????????????? 九、参考文献?????????????????????
说明书 一、课程设计的目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于 360°回摆运动的液 压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程 机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重 机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高 装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸 式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发 射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以， 研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对 于更好的利用液压传动具有十分重要的意 义。 设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书 所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工 整，简明扼要，论据充分。计算公式 不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得 出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。 说明书的最后要附上草图。
液压缸常用的密封方法
液压缸常用的密封方法 液压缸中需要密封的部位有：活塞、活塞杆和端盖等处。今天来介绍一下最常用的密封方法有哪几种： （一）间隙密封 这是依靠两运动件配合面间保持一很小的间隙，使其产生液体摩擦阻力来防止泄漏的一种密封方法。用该方法密封，只适于直径较小、压力较低的液压缸与活塞间密封。为了提高间隙密封的效果，在活塞上开几条环形槽,这些环形槽的作用有两方面，一是提高间隙密封的效果，当油液从高压腔向低压腔泄漏时,由于油路截面突然改变，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）橡胶密封圈密封 按密封圈的结构形式不同有Ｏ型、Ｙ型、Yx型和Ｖ型密封圈，Ｏ形密封圈密封原理是依靠Ｏ形密封圈的预压缩，消除间隙而实现密封。Ｙ型、Yx型和Ｖ型密封圈是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）橡塑组合密封装置 由O型密封圈和聚四氟乙烯做成的格来圈或斯特圈组合而成。这种组合密封装置是利用O型密封圈的良好弹性变形性能，通过预压缩所产生的预压力将格来圈或斯特圈紧贴在密封面上起密封作用。O型密封圈不与密封面直接接触，不存在磨损、扭转、啃伤等问题，而与密封面接触的格来圈或斯特圈为聚四氟乙烯塑料，不仅具有极低的摩擦因素（0.02～0.04，仅为橡胶的1/10），而且动、静摩擦因素相当接近。此外因具有自润滑性，与金属组成摩擦付时不易粘着；启动摩擦力小，不存在橡胶密封低速时的爬行现象。此种密封不紧密封可靠、摩擦力低而稳定，而且使用寿命比普通橡胶密封高百倍，应用日益广泛。
液压缸结构图示
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 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缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7 和导向套8 等组成；缸筒一
焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11 和防 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 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。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要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（见图b），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（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式 用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
液压伺服系统设计
液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入，控制大功率的液压能（流量与压力）输出，并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下： 1）明确设计要求：充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求，并应详细分析负载条件。 2）拟定控制方案，画出系统原理图。 3）静态计算：确定动力元件参数，选择反馈元件及其它电气元件。 4）动态计算：确定系统的传递函数，绘制开环波德图，分析稳定性，计算动态性能指标。 5）校核精度和性能指标，选择校正方式和设计校正元件。 6）选择液压能源及相应的附属元件。 7）完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤，进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统，所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 4.1 全面理解设计要求 4.1.1 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分，它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统，除了应能够承受最大轧制负载，满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程，调节速度和控制精度等要求外，执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束，结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统，必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况，并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识，使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 4.1.2 明角设计系统的性能要求 1）被控对象的物理量：位置、速度或是力。 2）静态极限：最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3）要求的控制精度：由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节（如摩擦力、死区等）以及传感器引起的系统误差，定位精度，分辨率以及允许的飘移量等。 4）动态特性：相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定，响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定； 5）工作环境：主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求； 6）特殊要求；设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 4.1.3 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择，所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有
液压缸的设计计算
液压缸的设计计算-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
液压缸的设计计算 作为液压系统的执行元件，液压缸将液压能转化为机械能去驱动主机的工作机构做功。由于液压缸使用场合与条件的千差万别，除了从现有标准产品系列选型外，往往需要根据具体使用场合自行进行设计。 设计内容 液压缸的设计是整个液压系统设计中的一部分，它通常是在对整个系统进行工况分析所后进行的。其设计内容为确定各组成部分（缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、排气装置等）的 结构形式、尺寸、材料及相关技术要求等，并全部通过所绘制的液压缸装配图和非标准零件工作图反映这些内容。 液压缸的类型及安装方式选择 液压缸的输入是液体的流量和压力，输出的是力和直线速速，液压缸的结构简单，工作可靠性好，被广泛地应用于工业生产各个部门。为了满足各种不同类型机械的各种要求，液压缸具有多种不同的类型。液压缸可广泛的分为通用型结构和专用型结构。而通用型结构液压缸有三种典型结构形式： （1）拉杆型液压缸 前、后端盖与缸筒用四根（方形端盖）或六根（圆形端盖）拉杆来连接，前、后端盖为正方形、长方形或圆形。缸筒可选用钢管厂提供的高精度冷拔管，按行程长度所相应的尺寸切割形成，一般内表面不需加工（或只需作精加工）即能达到使用要求。前、后端盖和活塞等主要零件均为通用件。因此，拉杆型液压缸结构简单、拆装简便、零件通用化程度较高、制造成本较低、适于批量生产。但是，受到行程长度、缸筒内径和额定压力的限制。如果行程长度过长时，拉杆长度就相应偏长，组装时容易偏歪引起缸筒端部泄漏；如缸筒内径过大和额定压力偏高时，因拉杆材料强度的要求，选取大直径拉杆，但径向尺寸不允许拉杆直径过大。 （2）焊接型液压缸 缸筒与后端盖为焊接连接，缸筒与前端盖连接有内螺纹、内卡环、外螺纹、外卡环、法兰、钢丝挡圈等多种形式。 焊接型液压缸的特点是外形尺寸较小，能承受一定的冲击负载和严酷的外界条件。但由于受到前端盖与缸筒用螺纹、卡环或钢丝挡圈等连接强度的制约缸筒内径不能太大和额定压力不能太高。 焊接型液压缸通常额定压力Mpa P n 25≤、缸筒内径mm D 320≤，在活塞杆和缸筒的加工条件许可下，允许最大行程m S 1510-≤。
液压缸结构图示
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。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、 缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7 和导向套8 等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保 证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11 和防尘圈12。 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 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。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。 (1)法兰式连接（见图a），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（见图b），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（见图f、c），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（见图d），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（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变 形。 · 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 ·缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损；缸筒要承受很大的液压力，因此，应具有足够的强度和刚度。
MATLAB电液位置伺服控制系统设计及仿真教案资料
M A T L A B电液位置伺服控制系统设计及仿真
数控机床工作台电液位置伺服控制系统设 计及仿真 姓名：雷小舟 专业:机械电子工程 子方向：机电一体化 武汉工程大学机电液一体化实验室
位置伺服系统是一种自动控制系统。因此，在分析和设计这样的控制系统时，需要用自动控制原理作为其理论基础，来研究整个系统的动态性能，进而研究如何把各种元件组成稳定的和满足稳定性能指标的控制系统。若原系统不稳定可通过调整比例参数和采用滞后校正使系统达到稳定，并选取合适的参数使系统满足设计要求。 1 位置伺服系统组成元件及工作原理 数控机床工作台位置伺服系统有不同的形式，一般均可以由给定环节、比较环节、校正环节、执行机构、被控对象或调节对象和检测装置或传感器等基本元件组成[1]。根据主机的要求知系统的控制功率比较小、工作台行程比较大，所以采用阀控液压马达系统。 系统物理模型如图1所示。 图1 数控机床工作台位置伺服系统物理模型 系统方框图如图2所示。 图2 数控机床工作台位置伺服系统方框图 数控机床工作台位置伺服系统是指以数控机床工作台移动位移为控制对象的自动控制系统。位置伺服系统作为数控机床的执行机构，集电力电子器件、控制、驱动及保护为一体。数控机床的工作台位置伺服系统输出位移能自动地、快速而准确地复现输入位移的变化，是因为工作台输出端有位移检测装置（位移传感器）将位移信号转化为电信号反馈到输入端构成负反馈闭环控制系统。反馈信号与输入信号比较得到差压信号，然后把差压信号通过伺服放大器转化为电流信号，送入电液伺服阀（电液转换、功率放大元件）转换为大功率的液压信号（流量与压力）输出，从而使液压马达的四通滑阀有开口量就有压力油输出到液压马达，驱动液压马达带动减速齿轮转动，从而带动滚珠丝杠运动。因滚珠丝杠与工作台相连所以当滚珠丝杠 运动时，工作台也发生相应的位移。 2数控工作台的数学模型 2.1 工作台负载分析 工作台负载主要由切削力c F ,摩擦力f F 和惯性力a F 三部分组成，则总负载力为: a f c L F F F F ++=
液压缸密封形式研究
液压缸密封形式研究 王旭 （铜陵有色股份铜冠黄铜棒材有限公司） 液压缸是液压系统中的执行元件，它是一种把液体的压力能转换成机械能以实现直线往复运动的能量转换装置。液压缸结构简单、紧凑，工作可靠，加工、装配和维修方便。因此被广泛的应用于各种液压机械设备中。液压缸种类繁多，有柱塞、活塞和摆动缸等，但其基本组件均为缸体、活塞、活塞杆、缸盖、密封件等，其中液压缸的密封件是液压缸中的最重要元件，密封不良可造成油液泄漏，从而使得机构运动不稳定，降低容积效率，污染环境，严重时会建立不起压力，系统不能工作。往往个别密封件的失效所造成的损失可能是密封件本身价值的千万倍。下面就液压缸的密封件及密封形式进行探讨。 液压缸密封件是防止工作介质的泄漏（内泄和外泄）和防止外界异物（如空气、灰尘和水等）进入液压元件和液压系统的机构。液压缸的密封大致有四处：一是缸盖与缸体处静密封，活塞与活塞杆处静密封；二是活塞和缸体的动密封；三是活塞杆与缸盖的动密封；四是缸盖外端面处的防尘密封。 一，盖与缸体处静密封、活塞与活塞杆处静密封 图1为安装在端盖外圆与液压缸内壁接触位置的是端盖静密封圈；安装在活塞与活塞杆之间的是活塞静密封圈。它们都是液压缸内的静密封圈，端盖静密封是防止液压油从端盖和缸筒间的间隙漏出，单面承压，要求防挤出能力强，密封效果好等；活塞静密封是双向承压，防止液压油从活塞和活塞杆之间漏出，要求防挤出能力强，密封效果好等。常见的静密封圈为O型密封圈加挡圈，O形封圈是一种截面为圆形的橡胶圈，其材料主要为丁腈橡胶或氟橡胶，是液压传动系统中使用最广泛的一种密封件。它主要用于静密封和往复运动密封，O形密封圈装入密封槽后，其界面承受接触压缩应力而产生变形,当没有介质压力时，密封圈在自身的弹性力作用下，对接触面产生一个预接触应力p0，如图2a）所示。而当容腔内充入有压力的介质后，则在介质压力p的作用下，O形密封圈发生位移，移向低压侧，且其弹性变形进一步加大，填充和封闭了密封间隙a此时，作
液压缸密封件的正确使用
液压缸密封件的正确使用 润滑与密封中阖彀给z程2006.01 文章编号:l67l一07ll(2006)0l一0058—02 液压缸密封件的正确使用 李锦平 (珠江啤酒股份公司,广东广州510315) 摘要:本文以活塞缸为例,分析,液压装置中影响密封什使用性能和寿命的因素,指出了使用密封什应 沣意的事项. 关键词:液压缸;活塞缸;密封件;使用 中图分类号:TH136文献标识码:B 液压缸可将液压能转换成机械能,其结构种类 繁多,有柱塞,活塞和摆动缸等,但其基本组件均 为缸体,活塞,活塞杆,缸盖,密封件等.下面以 活塞缸为例淡谈影响密封件使用性能和寿命的因 素,以及使用应注意的事项. 一 ,影响密封件使用性能及寿命的因素 1.表面粗糙度.活塞和活塞杆表面粗糙度? 般.8,密封什安装槽的粗糙度,侧面1.6,底 面R3.2.活塞杆淬火硬度为HRC55-60,镀铬层 厚30～501~m,活塞杆电镀后进行无向研磨消除磨 削加工螺旋线痕迹. 2.问隙.主要是指密封安装槽或密封件滑合 面在低压一侧的配合间隙.密封件在汕乐作用下, 将产生变形和塑性流动,密封件根部有被挤入配合 间隙的趋向.为保证液压缸的性能,精度及寿命,
密封结构常设置导向元件.密封摩擦副前,后的间 隙因压力,上况,密封什种类及材料而异. 3.速度.油膜厚度与往复运动速度相关.速 度过高油膜增厚,容易产牛泄漏;速度过低(小丁 0.05m/s,)则油膜过薄,摩擦增大,易产生"爬行". 4.温度.油温的变化影响油的黏度,油膜厚 度和密封性能.为保证密封的良好性能,液压系统 的工作温度应稳定住40~80.C. 5.压力.液压缸油压使密封件的变形可达到 密封效果,但也增加了滑动面的磨损,引起发热, 促使系统温升及进一步增大滑动阻力.所以在实际 使用中要严格控制压力.这也是保证密封使用寿命 的需要.如16MPa的密封件在16MPa液压系统中 的使用寿命为两年;如果用于21MPa液压系统中 则缩短为两个月:使用于31.5MPa的液』玉系统中使0 用寿命仅为两天. 6.接触压力.接触压力必须适中,以便形成 一 层极薄的连续油膜.如果接触压力过小,则油膜 厚,易泄漏;接触压力过大,油膜过薄,易造成干 摩擦,缩短密封件的使用寿命. 7.摩擦阻力.密封与运动件的摩擦阻力是变 化的.启动时摩擦阻力最大(干摩擦),当达到适 当速度时,摩擦副间形成了连续油膜,摩擦阻力下降,摩擦副运动速度过高时,油膜变厚,摩擦阻力 反增大. 8.介质.为满足各种要求,液压油中添加了不 同的添加剂.添加剂对密封材料的相容性及使用寿
双作用液压缸的设计与控制
中原工学院机电学院 机电系统综合实验 （2016-2017学年第 1 学期） 专业：机械电子工程 题目：可伸缩伺服液压缸 姓名：程方园 学号：2 班级机电131 指导教师：周高峰崔路军 完成日期：2017 年 1 月12 日 机械电子工程系
目录 设计任务书 (3) 1.设计目的与意义 (4) 2. 设计内容和要求 (4) 2.1确定总体方案 (4) 2.2设计内容 (5) 2.3设计要求 (5) 3.设计进度安排 (5) 4.机电系统设计的分析、计算、选用与说明 (5) 4.1机械设计 (5) 4.1.1液压缸的结构设计 (5) 4.1.2、液压缸的主要技术性能参数的计算 (6) 4.1.4、液压缸主油缸的设计计算 (8) 4.1.5、缸体的材料和技术要求 (11) 4.1.6、活塞杆径的计算与校核 (11) 4.1.7、快速液压缸柱塞直径的计算 (13) 4.1.8、缸盖的设计计算 (13) 4.1.9、液压缸油口的直径计算 (14) 4.1.10、导向套的设计计算 (15) e．内孔中的环形油槽和直油槽要浅而宽，保证润滑条件良好 (15) 4.2液压回路设计 (16) 4.3电路设计 (16) 4.4控制设计 (17) 5. 机电综合课程设计结论 (17) 6.机电综合课程设计的收获、体会和建议 (17) 7. 参考文献 (18) 8.附录 (18)
设计任务书
可伸缩伺服液压缸设计与控制 1.设计目的与意义 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门。其主要应用有：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构， 起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人、火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以进一步研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。通过学生自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名出色的机械工程师打好基础。 2.设计内容和要求 1）理解可伸缩伺服液压缸的功能和工作原理，确定其功能参数； 2）明确可伸缩伺服液压缸的具体结构和控制方式，并给出相关参数； 3）分析和计算可伸缩伺服液压缸机械结构，并确定控制的具体实现。 4）绘制可伸缩伺服液压缸机械图纸和电气电子线路图； 5）撰写技术说明书 2.1确定总体方案 当下各种液压缸规格品种比较少，主要是因各种机械对液压缸的要求差别太大。比如对液压缸的内径、活塞杆直径、液压缸的行程和连接方式等要求不一样。由于本次液压设计主要是实现立式快速的原则，故选双作用单活塞杆立式快速液压缸的设计。采用焊接连接。