第三章液壓執(zhí)行元件

第三章液壓執(zhí)行元件第一節(jié)液壓馬達將液壓能轉換為機械能輸入——壓力、流量輸出——轉動：力矩T、角速度ω（轉速n）學習目標：1、學會根據(jù)使用條件，選擇液壓馬達的實際輸出轉矩、實際轉速，液壓馬達的調(diào)速范圍，啟動性能；2、學會根據(jù)液壓馬達選擇液壓泵的輸出壓力、流量及配套電機功率、轉速。徑向柱塞油馬達圖形符號一、液壓馬達的分類及特點

按結構類型來分齒輪式葉片式柱塞式按額定轉速分：齒輪式

高速——額定轉速高于500r/min螺桿式葉片式軸向柱塞式低速——額定轉速低于500r/min徑向柱塞油馬達通常高速液壓馬達輸出轉矩不大（僅幾十牛·米到幾百?！っ祝?，所以又稱為高速小轉矩馬達。高速液壓馬達的主要特點——轉速高，轉動慣量小，便于啟動和制動，靈敏度高等。低速液壓馬達的主要特點——輸入壓力高，排量大，體積大，轉速低（幾轉甚至零點幾轉每分鐘可在

每分鐘10轉以下平穩(wěn)運轉），輸出轉矩大（可達幾千?！っ椎綆兹f牛·米），又稱為低速大轉矩液壓馬達。1、葉片式液壓馬達二、液壓馬達的工作原理葉片式液壓馬達工作原理原理——由于壓力油作用，受力不平衡使轉子產(chǎn)生轉矩。輸出轉矩T——與液壓馬達的排量VM和液壓馬達進出油口之間的壓力差有關，轉速n——輸入液壓馬達的流量qM大小來決定。轉動特性——能正反轉（壓、回油互換）結構特點：葉片要徑向放置---適應正反轉在回、壓油腔通入葉片根部的通路上應設置單向閥---使葉片根部始終通壓力油在葉片根部應設置預緊彈簧---使葉片在啟動前能伸出葉片式液壓馬達的使用特點體積小，轉動慣量小，動作靈敏——允許高頻換向，且角速度和輸出轉矩脈動?。蝗秉c：泄漏量較大，低速工作時不穩(wěn)定（爬行）；因此葉片式液壓馬達一般用于轉速高、轉矩小和動作要求靈敏的場合。

2、徑向柱塞式液壓馬達工作原理：定子與缸體存在一偏心距ｅ，在柱塞與定子接觸處，定子對柱塞的反作用力為FN

可分解為

FF

FT——切向力產(chǎn)生轉矩

由于在壓油區(qū)作用有好幾個柱塞，在這些柱塞上所產(chǎn)生的轉矩都使缸體旋轉，并輸出轉矩。結構：徑向柱塞馬達的特點優(yōu)點：轉速低（低于500r/min，有的可達每分鐘幾轉甚至零點幾轉）輸出轉矩大（可達幾千牛米到幾萬牛米）

——排量大，體積大，屬于低速大扭矩液壓馬達。徑向柱塞液壓馬達多用于低速大轉矩的情況下。連桿——偏心定子式該馬達有五個柱塞，殼體上有五個缸，。連桿通過球鉸與活塞聯(lián)接，另一端為圓弧表面，圓弧半徑與偏心輪半徑一致，兩個圓環(huán)套在連桿的圓弧外表面，而連桿既能沿著偏心輪的圓弧表面滑動而又不能脫開，輸出軸左端通過聯(lián)軸器使配流軸同步旋轉。連桿式徑向柱塞馬達定子有多段曲線，轉子每轉一轉柱塞來回往復多次，排量大，所以轉矩大。定子內(nèi)表面采用正弦曲線，（或等加速曲線、阿基米德曲線），保證在低轉速下也能穩(wěn)定工作。為增大轉矩，也有做成多排轉子，各排錯開可減小脈動。曲線定子式多作用指定子的內(nèi)曲面可以多達十幾段（多次行程）。轉子每轉一轉，每個柱塞經(jīng)過每一段時都要吸排油各一次，柱塞要進行多次進退，對輸出軸產(chǎn)生多次漸增轉矩，并通過輸出軸帶動負載旋轉，因此稱為多作用馬達。軸向柱塞泵除閥式配流外，其它形式原則上都可以作為液壓馬達用，即軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達是可逆的。

3、軸向柱塞馬達直軸或斜軸式液壓泵都可以作液壓馬達用。原理：在配流盤的一側槽中通入壓力油，另一側回油，將使柱塞球頭壓在斜盤上，其反作用力的分力將使缸體帶動軸轉動從而輸出力矩和轉速。軸向柱塞馬達的特點轉矩較小，轉速較高，可以反轉，多用于高轉速小轉矩的工作場合。4、齒輪馬達結構特點：進出油口相等、對稱——齒輪馬達在結構上為了適應正反轉要求有單獨外泄油口將軸承部分的泄漏油引出殼體外；采用滾動軸承——減少啟動摩擦力矩；齒輪液壓馬達的齒數(shù)比泵的齒數(shù)要多——為了減少轉矩脈動,

。齒輪馬達的特點及應用缺點：不能產(chǎn)生較大轉矩——密封性差，容積效率較低，輸入油壓力不能過高，瞬間轉速和轉矩隨著嚙合點的位置變化而變化適合于——高速小轉矩的場合。一般用于工程機械、農(nóng)業(yè)機械以及對轉矩均勻性要求不高的機械設備上。三、液壓馬達的基本參數(shù)和基本性能基本參數(shù)排量——每轉的輸入流量（理論流量），

決定轉速流量——每分鐘輸入的理論流量壓力——輸入的油壓（油泵輸出壓力－總損失）輸出油壓壓力差——輸入油壓－輸出油壓排量和輸入輸出壓力差決定轉矩

1、液壓馬達的排（流）量與轉矩的關系

Δp－液壓馬達進、出油口之間的壓力差ｑ－液壓馬達的輸入流量（ｑ＝Vn）Tt

－液壓馬達輸出的理論轉矩ω－角速度(ω=2πn)，如果不計損失，所以，馬達的理論轉矩為（理論轉矩與壓力差和排量的關系）2、液壓馬達的機械效率液壓馬達的實際輸出轉矩TM總要比理論轉矩TMt小些——效率。

機械效率運行機械效率

起動機械效率，低于運行效率運行機械效率：式中，

TM—實際運行輸出轉矩

ηMm

—馬達的運行機械效率起動機械效率——液壓馬達的啟動性能，用ηm0表示式中，

TM0—為液壓馬達的起動轉矩

TMt—為液壓馬達的理論轉矩

ηMm0

—馬達的起動機械效率啟動轉矩降低的原因——在靜止狀態(tài)下的摩擦系數(shù)最大，在摩擦表面出現(xiàn)相對滑動后摩擦系數(shù)明顯減小，在同樣的壓力下，液壓馬達由靜止到開始轉動的啟動狀態(tài)的輸出轉矩要比運轉中的轉矩小。意義——給液壓馬達帶載啟動造成了困難不同類型的液壓馬達，內(nèi)部受力部件的力平衡情況不同，摩擦力的大小不同，所以ηMm也不盡相同，同一類液壓馬達，摩擦副的力平衡設計不同，其ηMm也有高低之分。例如，有的齒輪馬達的ηMm只有0.6左右，而高性能低速大轉矩液壓馬達卻可達0.9左右，相差很大。所以，如果液壓馬達帶載啟動，必須注意到所選擇的液壓馬達的啟動性能。

3、液壓馬達的轉速和低速穩(wěn)定性液壓馬達的轉速取決于供液的流量qM和液壓馬達本身的（理論）排量VM，液壓馬達的實際轉速nM要比理論轉速小。原因——液壓馬達內(nèi)部有泄漏，式中，nM

—液壓馬達的實際轉速

qM

—液壓馬達的輸入流量；

VM

—液壓馬達的理論排量

ηMV

—液壓馬達的容積效率轉速過低時的爬行現(xiàn)象——當液壓馬達工作轉速過低時，往往保持不了均勻的速度，進入時動時停的不穩(wěn)定狀態(tài)。為防止“爬行”：高速液壓馬達工作轉速不應低于10r/min，

低速馬達的工作轉速不應低于3r/min。一般地說，低速大-轉矩液壓馬達的低速穩(wěn)定性要比高速馬達為好。低速大轉矩馬達的排量大，因而尺寸大，即便是在低轉速下工作摩擦副的滑動速度也不致過低，加之馬達排量大，泄漏的影響相對變小，馬達本身的轉動慣量大，所以容易得到較好的低速穩(wěn)定性。

4．調(diào)速范圍

液壓馬達的調(diào)速范圍——允許的最大轉速和最低穩(wěn)定轉速之比寬調(diào)速液壓馬達——既有好的高速性能又有好的低速性能。當負載從低速到高速在很寬的范圍內(nèi)工作時，選用：寬調(diào)速液壓馬達

窄調(diào)速液壓馬達＋機械變速

——傳動機構復雜化。液壓馬達的選用：根據(jù)負載需要的轉速、轉矩、調(diào)速范圍、啟動性能，選擇液壓馬達的：參數(shù)：輸出轉矩、輸出額定轉速、調(diào)速范圍輸入額定壓力、排量性能：低速爬行性能、帶載啟動轉矩選擇配套的泵額定壓力、額定流量，與泵配套的電機功率、轉速五、液壓馬達的安裝傳動軸與其他機械連接時要保證同心，或采用柔性連接。軸承受徑向力，對于不能受徑向力的馬達，不得將帶輪直接裝在主軸上。泄漏油管要暢通，一般不接背壓，當泄漏油管太長或因某種需要而接背壓時，其大小不得超過低壓密封所允許的數(shù)值。外接泄漏油應能保證液壓馬達的殼體內(nèi)充滿油，防止停機時殼體里的油全部流回油箱。對于停機時間較長的馬達，不能直接滿載運轉，應待空轉一段時間后再正常使用。六、液壓馬達使用和維護要點轉速和壓力不能超過規(guī)定值。對低速液壓馬達回油口應有足夠的背壓，對內(nèi)曲線液壓馬達更應如此，否則滾輪會產(chǎn)生撞擊，發(fā)出噪音降低壽命。背壓力值為0.3－1.0MPa。避免在系統(tǒng)有負載的情況下突然起動或停止。經(jīng)常檢查油箱的油量，防止因油量過少，使空氣吸入。保持油液清潔，防止混入固體顆?；蛩帧Ｆ?、液壓馬達常見故障及其排除一、轉速低輸出轉矩小1、由于濾油器阻塞，油液粘度過大，泵間隙過大，泵效率低，使供油不足。清洗濾油器，更換粘度適合的液油，保證供油量。2、電機轉速低，功率不匹配。更換電機。3、密封不嚴，有空氣進入。緊固密封。4、油液污染，堵塞馬達內(nèi)部通道。拆卸、清洗馬達，更換液油。5、油液粘度小，內(nèi)泄漏增大。更換粘度適合的液油。6、油箱中油液不足或管徑過小或過長。加油，加大吸油管徑。7、齒輪馬達側板和齒輪兩側面、葉片馬達配油盤和葉片等零件磨損造成內(nèi)泄漏和外泄漏。對零件進行修復。8、單向閥密封不良，溢流閥失靈。修理閥芯和閥座。二、噪聲過大1、進油口濾油器堵塞，進油管漏氣。清洗，緊固接頭。2、聯(lián)軸器與馬達軸不同心或松動。重新安裝調(diào)整或緊固。3、齒輪馬達齒形精度低，接觸不良，軸向間隙小，內(nèi)部個別零件損壞，齒輪內(nèi)孔與端面不垂直，端蓋上兩孔不平行，滾針軸承斷裂，軸承架損壞。更換齒輪，或研磨修整齒形，研磨有關零件重配軸向間隙，對損壞零件進行更換。4、葉片和主配油盤的兩側面、葉片頂端或定子內(nèi)表面磨損或刮傷，扭力彈簧變形或損壞。根據(jù)磨損程度修復或更換。5、徑向柱塞馬達的徑向尺寸嚴重磨損。修磨缸孔，重配柱塞。第二節(jié)液壓缸

液壓缸是將液壓泵輸出的壓力能轉換為機械能的執(zhí)行元件一、液壓缸的分類

活塞缸柱塞缸擺動缸

活塞缸和柱塞缸實現(xiàn)往復運動，

輸出推力“F”和速度“v”，擺動缸實現(xiàn)＜360°的往復擺動，

輸出轉矩“T”和角速度“ω”。

液壓缸使用

單個使用，

幾個組合起來使用

和其它機構組合起來，以完成特殊的功用。

砂輪架尾架橫向操縱機構下工作臺床身內(nèi)圓磨頭頭架上工作臺滑鞍液壓操縱箱縱向手柄液壓缸的組成缸體活塞活塞桿缸蓋密封圈進出油口

1缸底2格來圈密封3活塞4活塞桿5缸筒6拉桿8缸蓋7斯特圈密封9防塵圈11拉桿頭螺栓10防塵壓蓋13緩沖節(jié)流閥14單向閥12密封圈活塞式液壓缸柱塞式液壓缸擺動式液壓缸其他類型液壓缸單活塞桿式液壓缸雙活塞桿式液壓缸伸縮式液壓缸增壓缸彈簧復位式液壓缸串聯(lián)式液壓缸齒輪齒條式液壓缸（一）活塞式液壓缸（液壓符號——附錄p291）

活塞式液壓缸分為雙桿式和單桿式兩種。1.雙桿式活塞缸結構特點——

活塞兩端都有一根直徑相等的活塞桿伸出安裝方式分為缸筒固定式占空長，小機床

活塞桿固定式大機床M7120M7150進出油口設置在空心活塞桿的兩端,用軟管連接。

精密臥軸矩臺M7150平面磨床雙桿活塞油缸作用力和速度計算：雙桿活塞缸兩端的活塞桿直徑通常是相等的，因此

A1=A2當分別向左、右腔輸入p1=p2和q1=q2時，液壓缸左、右兩個方向的推力相等：F1=F2

速度相等：

v1=v2當活塞直徑為Ｄ，活塞桿直徑為ｄ，進油腔壓力為ｐ1，出油腔壓力為ｐ2，流量為ｑ時，活塞桿受力特點：雙桿活塞缸在工作時，一個活塞桿是受拉的，而另一個活塞桿不受力，(活塞桿始終不受壓力)因此這種液壓缸的活塞桿可以做得細些。

連負載不受力2.單桿式活塞缸（液壓符號——附錄p291）

結構特點——活塞只有一端帶活塞桿安裝

缸體固定

活塞桿固定工作臺移動范圍都是活塞有效行程的兩倍

背壓背壓結構特點——活塞兩端有效面積不等。油液進入無桿腔時，有桿腔回油，回油有背壓p2——有效面積大：

進入有桿腔時，無桿腔回油，回油有背壓p2——有效面積小，；推力大速度慢推力小速度快－意義——根據(jù)速度比值λV

，確定活塞桿直徑由上式可知，由于A1>

A2，所以F1

＞

F2

，v1

＜

v2

。若把兩個方向上的輸出速度和v2的比值稱為速度比，記作λV，則因此，活塞桿直徑越小，λV越接近于1，活塞兩個方向的速度差值也就越小，如果活塞桿較粗，活塞兩個方向運動的速度差值就較大。在已知Ｄ和λV的情況下，也就可以較方便地確定ｄ。

差動連接的單桿活塞缸稱為差動液壓缸運動特點——開始工作時差動缸左右兩腔的油液壓力相同，但是由于左腔(無桿腔)的有效面積大于右腔(有桿腔)的有效面積，故活塞向右運動。右腔排出的油液(流量為q′)也進入左腔，加大了流入左腔的流量(q＋q′)，結論——加快了活塞移動的速度。差動缸活塞推力F3：單桿活塞缸差動連接——兩腔同時進油運動速度

v3：由上式可知，差動連接時液壓缸的推力比非差動連接時小，速度比非差動連接時大，正好利用這一點，可使在不加大油源流量的情況下得到較快的運動速度，這種連接方式被廣泛應用于組合機床的液壓動力滑臺和其它機械設備的快速運動中?？爝M——差動連接慢進——切斷差動連接

如果要求快進和快退速度相等，快退時切斷差動連接，為使v3=v2

，須確定活塞直徑和活塞桿直徑的關系，根據(jù)：有（3-14）（3-12）（二）柱塞缸

柱塞缸是一種單作用液壓缸，柱塞——與工作部件連接，缸筒——固定在機體上。當壓力油進入缸筒時，推動柱塞帶動運動部件向右運動，但反向退回時必須靠其它外力（彈簧）或自重驅動。雙向運動——柱塞缸通常成對反向布置使用，如圖3-7b所示。

彈簧復位式液壓缸其柱塞上所產(chǎn)生的推力Ｆ：d－柱塞的直徑ｑ－輸入液壓油的流量ｐ－壓力Ｆ－推力(3-16)(3-15)ｖ－速度速度ｖ：柱塞式液壓缸的主要特點:柱塞與缸筒無配合要求，缸筒內(nèi)孔不需精加工，甚至可以不加工。柱塞運動時由缸蓋上的導向套來導向，所以它特別適用在行程較長的場合。

擺動式液壓缸也稱擺動液壓馬達。當它通入壓力油時，它的主軸能輸出小于360°的擺動運動，常用于工夾具夾緊裝置、送料裝置、轉位裝置以及需要周期性進給的系統(tǒng)中。圖3-8a所示為單葉片式擺動缸，它的擺動角度較大，可達300°。（三）擺動缸

密封當擺動缸進出油口壓力為ｐ1和ｐ2，輸入流量為ｑ時，單葉片擺動缸輸出轉矩Ｔ：（3－17）（3－18）角速度ω：b——葉片寬度

R1、R2

——葉片底部、頂部回轉半徑雙葉片（四）其他液壓缸1、增壓缸增壓缸又稱為增壓器。在某些短時或局部需要高壓液體的系統(tǒng)中，常用增壓缸與低壓大流量液壓泵配合使用。增壓缸單作用增壓缸的工作原理如圖3－9a所示，輸入低壓力p1的液壓油，輸出高壓力為p2的液壓油，

增大壓力關系如式。缺點：不能連續(xù)向系統(tǒng)供油雙作用式增壓缸：右圖，可由兩個高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。2、伸縮缸伸縮式液壓缸由兩個或多個活塞式液壓缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞是后一級活塞缸的缸筒，可獲得很長的工作行程?？s回時尺寸很小。伸縮式液壓缸伸縮缸可廣泛用于起重運輸車輛上。單作用式伸縮缸靠外力回程，雙作用式伸縮缸則靠液壓力回程。圖3-10套筒式伸縮缸(a)單作用式伸縮缸；(b)雙作用式伸縮缸外伸動作是逐級進行，最大直徑的缸筒以最低的油液壓力開始外伸，當達到行程終點后，稍小直徑的缸筒開始外伸，直徑最小的末級最后伸出。3、齒輪缸（無桿缸）它由兩個柱塞和一套齒輪齒條傳動裝置組成，當液壓油推動活塞左右往復運動時，齒條就推動齒輪往復轉動，從而由齒輪驅動工作部件作往復旋轉運動。圖3-11齒輪缸二、液壓缸的典型結構1缸底2格來圈密封3活塞4活塞桿5缸筒6拉桿8缸蓋7斯特圈密封9防塵圈11拉桿頭螺栓10防塵壓蓋13緩沖節(jié)流閥14單向閥12密封圈典型液壓缸的結構缸體組件：缸體、前后端蓋活塞組件：活塞、活塞桿密封裝置：密封環(huán)，密封圈等緩沖裝置排氣裝置1、缸體、缸蓋

(2)蓋板。通常它由鋼材制成，有前端蓋和后端蓋之分，它們分別安裝在缸筒的前后兩端。蓋板和缸筒的連接方法有焊接、拉桿、法蘭、螺紋連接等。(1)缸筒。缸筒主要由鋼材制成。缸筒內(nèi)要經(jīng)過精細加工，表面粗糙度Ra<0.08nm，以減少密封件的摩擦。螺紋焊接法蘭拉桿鑄鐵2、活塞、活塞桿活塞和缸筒內(nèi)壁間需要密封，采用的密封件有“O”形環(huán)、“Y”形油封、“U”形油封、“X”形油封和活塞環(huán)、組合式格來圈等。

(3)活塞。活塞的材料通常是鋼或鑄鐵，有時也采用鋁合金?；钊麑蜷L度——一般取缸筒內(nèi)徑的0.6～1.0。（4）活塞桿a、整體式活塞、活塞桿b、分體式螺紋連接：圖（a）適用于負載較小，受力較平穩(wěn)的液壓缸中；非螺紋連接：是由鋼材做成實心桿或空心桿，表面經(jīng)淬火再鍍鉻處理并拋光（也可磨光）（b）半環(huán)式（c）卡鍵式連接（d）卡銷式連接3、密封裝置液壓缸中的密封活塞和缸體之間活塞桿和端蓋之間的密封，缸蓋和缸筒之間密封裝置的要求：(1)在一定工作壓力下，具有良好的密封性能。(2)相對運動表面之間的摩擦力要小，且穩(wěn)定。(3)要耐磨，工作壽命長，或磨損后能自動補償。(4)使用維護簡單，制造容易，成本低。密封形式：間隙密封；（活塞環(huán)密封）；密封圈密封。（1）間隙密封：三角形環(huán)形槽（平衡槽）快進油缸及緩沖結構原理——三角槽節(jié)流緩沖停止、啟動通過單向閥快速絲杠進油縫隙單向閥端面限位保證進油放縫隙快進（2）活塞環(huán)密封（開口金屬環(huán)）：適用于高壓、高速或密封性能要求較高的場合。（3）密封圈密封：

(1)結構簡單，制造方便，成本低；

(2)能自動補償磨損；

(3)密封性能可隨壓力加大而提高，密封可靠；

(4)被密封的部位，表面不直接接觸，所以加工精度可以放低

(5)既可用于固定件，也可用于運動件。（不同）（6）標準件，易采購1）優(yōu)點：密封圈的材料應具有較好的彈性適當?shù)臋C械強度耐熱耐磨性能好摩擦系數(shù)小與金屬接觸不互相粘著和腐蝕與液壓油有很好的“相容性”。2）材料要求：材料：耐油橡膠；尼龍

聚氨脂3）密封圈形狀：“O”形：內(nèi)徑×斷面直徑——動、靜密封“Y”形——活塞動密封“V”形——活塞桿與套YVO形密封圈的使用Y形密封圈的使用p68活塞桿和端蓋處的密封回轉軸密封圈彈簧4、緩沖裝置（1）型式：1）間隙緩沖裝置；

2）可調(diào)節(jié)流緩沖裝置；

3）可變節(jié)流緩沖裝置。針閥縫隙快進油缸及緩沖結構原理——三角槽節(jié)流緩沖停止、啟動通過單向閥快速絲杠進油縫隙單向閥端面限位保證進油放縫隙快進（2）緩沖原理：當活塞接近端蓋時，增大液壓缸回油阻力，使緩沖油腔內(nèi)產(chǎn)生足夠的緩沖壓力，使活塞減速，從而防止活塞撞擊端蓋。5、排氣裝置在安裝過程中或停止工作一段時間后，空氣將侵入液壓系統(tǒng)內(nèi)，缸筒內(nèi)如存留空氣，將使液壓缸在低速時產(chǎn)生爬行、顫抖等現(xiàn)象，換向時易引起沖擊，因此在液壓缸結構上要能及時排除缸內(nèi)留存的氣體。一般雙作用式液壓缸不設專門的放氣孔，而是將液壓油出入口布置在前、后蓋板的最高處。大型雙作用式液壓缸則必須在前、后端蓋板設放氣栓塞。對于單作用式液壓缸，液壓油出入口一般設在缸筒底部，放氣栓塞一般設在缸筒的最高處。排氣孔排氣塞p69(1)在保證滿足設計要求的前提下，盡量使液壓缸的結構簡單緊湊，尺寸小，盡量采用標準形式和標準件，使設計、制造容易，裝配、調(diào)整、維護方便。三、液壓缸的設計計算1、液壓缸結構設計中應注意的問題(3)當確定液壓缸在機床上的固定形式時，必須考慮缸體受熱后的伸長問題。(4)當液壓缸很長時，應防止活塞扦由于自重產(chǎn)生過大的下垂而使局部磨損加劇。(2)應盡量使活塞扦在受拉力的情況下工作，以免產(chǎn)生縱向彎曲失穩(wěn)，或在受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。(5)應盡量避免用軟管連接。(6)液壓缸結構設計完后，應對液壓缸的強度、穩(wěn)定性進行驗算。2、液壓缸主要尺寸的計算液壓缸的缸筒內(nèi)徑D是根據(jù)負載的大小和選定的工作壓力，或運動速度和輸入的流量，按有關公式計算后，再從國家標準GB/T2348－1993（等效于ISO3320－1987）中選取最近的標準值而得到的。（1）活塞桿直徑d（2）活塞缸缸筒長度L由最大工作行程長度決定，缸筒的長度一般最好不超過其內(nèi)徑的20倍。（3）最小導向長度當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到導向套滑動面中點的距離稱為最小導向長度H?；钊膶挾菳：一般取B=(0.6-1.0)D導向套滑動面的長度A，一般在D<80mm時取A=(0.6-1.0)D；在D>80mm時取A=(0.6-1.0)d（d為活塞桿直徑）。為保證最小導向長度，過分增大A、B多時不合適的，必要時可在導向套與活塞之間裝一隔套（圖中K）隔套的長度C由需要的最小導向長度H決定，（3－22）3、強度校核液壓缸的缸筒壁厚δ、活塞桿直徑d和缸蓋處固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進行強度校核。（1）缸筒壁厚的校核當D/δ≥10薄壁時，壁厚按下式校核（3－23）py—缸筒試驗壓力，缸的額定壓力pn≤16MPa時取py

＝1.5pn缸的額定壓力pn>16MPa時取py

＝1.25pn〔σ〕－為缸筒材料的許用應力，〔σ〕＝σb/n，σb－材料抗拉強度極限，

n——安全系數(shù)，一般取n＝5。當D/δ<10厚壁時：（3－24）如為半環(huán)連接，δ應取缸筒壁厚最小處的值。（2）活塞桿直徑校核活塞桿直徑d的校核按式（3－25）F－活塞桿上的作用力〔σ〕－活塞桿材料的許用應力，一般〔σ〕＝σb/1.4（3）液壓缸蓋固定螺栓直徑校核

液壓缸蓋固定螺栓在工作過程中同時承受拉應力和扭應力，其螺栓直徑可按下式校核（3－26）式中，F(xiàn)－液壓缸負載z－固定螺栓個數(shù)k－螺栓擰緊系數(shù)，K=1.12－1.5〔σ〕＝σs/（1.2－1.5），σs－材料的屈服強度極限4、緩沖計算液壓缸緩沖計算主要是估計液壓缸內(nèi)出現(xiàn)的最大沖擊壓力，以便用來校核缸筒強度、制動距離是否符合要求。工作腔的液壓能和工作部位的動能不能全部被緩沖腔所吸收，制動中就可能產(chǎn)生活塞和缸蓋相碰現(xiàn)象。液壓缸在緩沖時，緩沖腔內(nèi)產(chǎn)生的液壓能E1和工作部件產(chǎn)生的機械能E2分別為E1＝pcAclc（3－27）（3－28）式中，lc－緩沖長度；pc－緩沖腔中的平均緩沖壓力；Ac

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－緩沖腔、高壓腔有效面積；m－工作部件總質量；v0

－工作部件運動速度；Ff－摩擦力當E1=E2時，工作部件的機械能全部被緩沖腔液體所吸收，由上兩式得：（3－29）若緩沖裝置為節(jié)流口可調(diào)式緩沖裝置，在緩沖過程中的緩沖壓力逐漸降低，假定緩沖壓力現(xiàn)行地降低，則最大的緩沖壓力為（3－30）若緩沖裝置為節(jié)流口變化式緩沖裝置，則由于緩沖壓力始終不變，最大緩沖壓力值仍可用（3－29）計算。5、液壓缸穩(wěn)定性校核對受壓的活塞桿來說，一般其直徑d應不小于長度l的1/15。當l/d≥15時，須進行穩(wěn)定性校核，應使活塞桿所承受的負載力F小于使其保持工作穩(wěn)定的臨界負載力Fk。的值與活塞桿的材料、截面形狀、直徑和長度，以及液壓缸的安裝方式等因素有關。驗算可按材料力學有關公式進行。四、液壓缸常見故障分析與排除在液壓缸運行故障的眾多原因中，安裝、使用和維護不當是造成其故障的重要原因。一、液壓缸不能動作1、執(zhí)行運動部件的阻力太大。排除方法：排除執(zhí)行機構中存在的卡死、楔緊等問題；改善運動部件的潤滑狀態(tài)。2、進油口油液壓力太低，達不到規(guī)定值。排除方法：檢查有關油路系統(tǒng)的泄漏情況并排除泄漏；檢查活塞與活塞桿處密封圈有無損壞、老化、松脫等現(xiàn)象；檢查液壓泵、壓力閥是否有故障。3、油液未進入液壓缸。排除方法：檢查油管、油路，特別是軟管接頭是否已被堵塞，應依次檢查從缸到泵的有關油路并排除堵塞；檢查溢流閥的錐閥與閥座間的密封是否良好；檢查電磁閥彈簧是否損壞或電磁鐵線圈是否燒壞，油路是否切換。4、液壓缸本身滑動部件的配合過緊，密封摩擦力過大。排除方法：活塞桿與導向套之間應選用H8/f8配合；檢查密封圈的尺寸是否嚴格按標準加工；如采用的是V形密封圈，應將密封摩擦力調(diào)整到適中程度。5、由于設計和制造不當。當活塞行至終點后回程時，液壓油作用在活塞的有效工作面積過小。排除方法：改進設計、重新制造。6、活塞桿承受的橫向載荷過大，特別別勁、咬死。排除方法：安裝液壓缸時，應保證缸的軸線位位置與運動方向一致；使液壓缸承受的負載盡量通過缸軸線，避免產(chǎn)生偏心現(xiàn)象。長液壓缸水平旋轉時，活塞桿因自重產(chǎn)生撓度，使導向套、活塞產(chǎn)生偏載，導致缸蓋密封損壞、漏油，活塞卡死在缸筒內(nèi)。對此可采取如下措施：加大活塞長度，活塞外圓加工成鼓凸形，使活塞能自位，改善受力狀況，以減少和避免拉缸；活塞與活塞桿的連接采用球形接頭。7、液壓缸的背壓太大。排除方法：減小背壓。其中液壓缸不能動作的重要原因是，進油口油液他力太低，即工作壓力不足。造成液壓系統(tǒng)工作壓力不足的原因，主要是液壓泵、驅動電機和調(diào)壓閥有故障，其他原因還有;過濾器堵塞、油路通徑小、油液粘度過高或過低；油液中進入過量空氣；污染嚴重；管路接錯；壓力表損壞等。二、動作不靈敏（有阻滯現(xiàn)象）液壓缸動作不靈敏不同于液壓缸的爬行現(xiàn)象，