1.液壓缸的類型(xing)

　　【答】液壓(ya)缸(gang)的類型繁多。①按(an)作用(yong)方式分(fen)，液壓缸分為單作用式(shi)和雙作用式兩(liang)大類。單作(zuo)

　　用式(shi)液壓缸，其(qi)一個(ge)方向的運動靠(kao)液壓力來實現，而反向運動(dong)則依靠(kao)重力(li)或彈簧力等實現。雙(shuang)作用(yong)式液(ye)壓缸，其正、反兩(liang)個方(fang)向的運動(dong)都依(yi)靠液壓力(li)來實(shi)現。②按不同的使(shi)用壓力(li)，液壓缸(gang)又可(ke)分為(wei)中壓、低壓、中高壓(ya)和(he)高壓液壓(ya)缸。對(dui)于機床類機械(xie)，一般采用中低(di)壓液壓缸，其額(e)定壓力為2.5mpa~6.3mpa;對(dui)于要求體積小、質(zhi)量輕、出(chu)力大的(de)建築(zhu)車輛和飛(fei)機用(yong)液壓(ya)缸多(duo)采用中高壓液(ye)壓缸(gang)，其(qi)額定壓(ya)力為(wei)10lmpa~16mpa;對(dui)于(yu)油壓(ya)機響(xiang)一類機械，大多(duo)數(shu)采用高(gao)壓液壓缸(gang)，其額(e)定壓力為(wei)25mpa~315mpa。③按結(jie)構型式(shi)的不同(tong)，液壓(ya)缸又有活(huo)塞(sai)式、柱塞式、擺(bai)動式、伸縮式(shi)等(deng)型式。其(qi)中以活(huo)塞式液莊缸應(ying)用最多。而活塞式(shi)液(ye)壓(ya)缸又有(you)單活塞杆(gan)和雙活塞杆、缸定式和杆定(ding)式(shi)的不同結(jie)構和運動(dong)方式。

　　2.液壓(ya)缸的(de)差動(dong)連接及(ji)其(qi)特點(dian)、應用(yong)

　　【答】對單活(huo)塞(sai)杆液壓(ya)缸來說(shuo)，其左右(you)兩腔相互連通(tong)，并同時(shi)都和(he)進油管路相(xiang)通的(de)連接方式(shi)叫做(zuo)液壓(ya)缸的(de)差動連接。其特點是推力(li)減小了，速(su)度提高了。當元(yuan)杆腔的(de)有(you)效工(gong)作面積是有杆(gan)腔的兩倍時，亦(yi)即活塞直徑d= d時(shi)(d為活(huo)塞杆直徑(jing))，差動連(lian)接的速(su)度較沒(mei)有(you)差動(dong)連接(jie)的速(su)度提(ti)高了(le)一倍，而推(tui)力則減小了一(yi)半。液(ye)壓(ya)缸的差動連接主要用(yong)于有快(kuai)速要求(qiu)的空行(hang)程(cheng)動作(zuo)循環(huan)中，因其結(jie)構簡單(dan)，故(gu)應用(yong)較廣(guang)。但其速度(du)提(ti)高不大(最大(da)提高一倍)。

　　3.液壓(ya)缸的(de)五大(da)組成部分(fen)，缸筒組件、活塞組件的結(jie)構(gou)及相應材料(liao)

　　【答】液(ye)壓缸(gang)的五(wu)大組(zu)成部分是：缸筒(tong)組件(jian)、活塞(sai)組件(jian)、密封(feng)裝置(zhi)、緩沖裝置(zhi)、排氣(qi)裝

　　置。

　　4.液壓缸的洩漏(lou)途(tu)徑

　　【答】液壓缸(gang)在(zai)工(gong)作時，腔内壓力(li)較腔(qiang)外壓(ya)力(li)(大氣壓(ya))高得(de)多;缸内進(jin)油腔(qiang)壓力較回(hui)泊腔壓力高得(de)多。這(zhe)樣，油液就(jiu)可能通過(guo)固定件的(de)聯接處(途(tu)徑之一)，如端蓋和缸(gang)筒的聯接(jie)處，和有相對運(yun)動部件(jian)的(de)配合(he)間隙(途徑(jing)之二(er))而洩漏。如圖4·6所(suo)示。外洩不但使油液損失影響(xiang)環境(jing)，而且有失(shi)火的危險。内洩(xie)則将使泊(bo)液發(fa)熱、液壓(ya)缸容積效率降低，進而(er)使液(ye)壓缸(gang)工作(zuo)性能變壞(huai)。因此(ci)應最(zui)大限(xian)度地(di)減少(shao)洩漏。

　　圖4·6液(ye)壓缸的洩漏

　　5.橡(xiang)膠密封圈(quan)的類(lei)型(0、y、v)及應(ying)用場合(he)、特點

　　【答】橡膠密封圈按其斷面(mian)形狀(zhuang)分為(wei)0形、y型(xing)和v型(xing)三種形式(shi)。

　　①o型密封圈。這(zhe)種密封(feng)圈(quan)斷(duan)面呈(cheng)圓形(xing)，如圖4·7所示。其材(cai)料用耐油(you)橡膠(jiao)制成，具有(you)較強的(de)抗腐(fu)蝕(shi)性。它既可以用(yong)于活(huo)塞(sai)、缸筒這(zhe)樣有(you)相(xiang)對(dui)運動(dong)件之間(jian)的密封(feng)，又可以用于端(duan)蓋、缸(gang)筒這樣固定件之(zhi)間(jian)的密(mi)封;既(ji)可用0型圈(quan)的内徑d或外徑(jing)d密封，又可用(yong)0型(xing)圈的端面(mian)密封。

　　o型密(mi)封(feng)圈的密封作用是(shi)依靠(kao)裝(zhuang)配(pei)後(hou)産生的(de)壓縮變形實現的。當壓力較高(gao)時，0型圈可能被(bei)壓力(li)油擠進配(pei)合間(jian)隙，引(yin)起密(mi)封圈破壞(huai)，因此(ci)在o型圈的(de)一側或兩(liang)側(決定于壓力(li)油作(zuo)用于(yu)一側或兩側)增(zeng)加一個(ge)擋圈：對(dui)于固(gu)定密封，當(dang)壓力大于32mpa時就要用擋圈。這樣(yang)，密封壓力(li)最高(gao)可達(da)70mpa;對于運動(dong)密封，當壓(ya)力大(da)于1ompa時(shi)也要(yao)用擋(dang)圈，此時密封壓(ya)力最(zui)高可達32mpa。為(wei)了保證密(mi)封(feng)性能，安裝o型(xing)圈的(de)溝槽尺寸及表(biao)面粗糙度(du)應

　　符(fu)合要求(qiu)(查(cha)閱有(you)關手冊)。

　　o型密封(feng)圈的(de)形狀簡單、安裝尺寸小，摩(mo)擦力不大(da)，密封(feng)性良好，故(gu)應用(yong)廣泛。但(dan)其使用(yong)壽命(ming)不很(hen)長，不(bu)宜在速度較高(gao)的滑(hua)動密封中(zhong)使用。

　　②y型密(mi)封圈(quan)。這種(zhong)密(mi)封圈(quan)斷(duan)面呈y型(xing)，如(ru)圖4-8所(suo)示。一般(ban)也用耐(nai)油橡膠制成。它依靠略為張開(kai)的唇邊貼(tie)于密(mi)封面(mian)而實現密(mi)封。油(you)壓(ya)增(zeng)加時(shi)，唇邊(bian)作用在密(mi)封面(mian)上(shang)的壓力也随着增加(jia)，并(bing)在磨損後有一(yi)定的(de)自(zi)動補償(chang)能力(li)。故密(mi)封性能較好(hao)，且能保(bao)持較長(zhang)的使(shi)用(yong)壽命(ming)。在裝(zhuang)配y型(xing)密封圈時，可将(jiang)它直(zhi)接裝入溝(gou)槽内。但一(yi)定要(yao)使其(qi)唇邊(bian)面向(xiang)高壓(ya)區才能起(qi)到密封作用，并且在工作壓力波動大、滑動速(su)度較高的情況(kuang)下，要(yao)采用(yong)支承環來定(ding)位。

　　圖4·7 0型密封(feng)圃圖 4.8 y型密(mi)封圈

　　y型密封圈密封(feng)可(ke)靠，壽(shou)命(ming)較長(zhang)、摩擦力小，常用(yong)于速度較(jiao)高的液壓缸。适(shi)用工(gong)作油溫為(wei)一40℃~80℃，工(gong)作壓力為2ompa。

　　③v型密(mi)封圈(quan)。其斷(duan)面呈v型(xing)。如(ru)圖49所(suo)示。該圈用帶夾(jia)織物的橡膠制(zhi)成，由支承(cheng)環、密(mi)封環、壓環(huan)三部(bu)分疊合組成。當(dang)要求密封的壓力(li)小于1ompa時，使小(xiao)用由3個(ge)圈(quan)組成(cheng)的一套已足夠(gou)保證密(mi)封性;當(dang)壓力大于10iwpa時，可(ke)增加中間環節(jie)的數量(liang)。在安裝v型圈酬時，也應(ying)注意(yi)使(shi)密封圈的唇(chun)邊面(mian)向高(gao)壓(ya)區(qu)。v型密封圈(quan)耐高壓，密(mi)封(feng)性能可(ke)靠，但密封(feng)處摩(mo)擦較大，在大直(zhi)徑柱塞或(huo)低速運動的活(huo)塞杆(gan)上采用較(jiao)多。(a)支承(cheng)環(huan);(b)密封(feng)環s (c)壓環(huan)。其工作(zuo)溫度為一40℃~80℃，工作(zuo)壓(ya)力可達到50mpao

　　6.液(ye)壓缸的緩沖、排氣

　　【答】為了(le)避免(mian)活塞在行(hang)程兩(liang)端沖(chong)撞(zhuang)缸蓋，産生噪(zao)聲(sheng)，影響工(gong)件精度以至損(sun)壞機件，常在液(ye)壓缸兩(liang)端(duan)設置(zhi)緩沖(chong)裝(zhuang)置(zhi)。其作用是利用油液(ye)的節流(liu)原理來實現(xian)對運(yun)動部(bu)件的(de)制動。常用(yong)的緩(huan)沖裝置、有(you)環狀間隙(xi)式、、節(jie)流口(kou)可(ke)調式(shi)、節(jie)流口可變(bian)式三(san)種形式。

　　① 環狀間(jian)隙式(shi)：當緩(huan)沖柱(zhu)塞進(jin)入與其相(xiang)配的(de)缸蓋(gai)上

　　内(nei)孔時，液(ye)壓(ya)油(回(hui)油)必須通過間隙δ才(cai)能排出，使(shi)活塞速度降低(di)。由于(yu)配合間隙(xi)不變，故(gu)緩(huan)沖作(zuo)用不可(ke)調，且随(sui)活塞(sai)速度的降(jiang)低，其緩沖作用(yong)逐漸減弱。

　　② 節流(liu)口可調式：當緩(huan)沖柱塞進(jin)入缸(gang)蓋上的内孔時(shi)，液壓(ya)油(回(hui)油)必(bi)須經過節流閥(fa)才能

　　排(pai)出(chu)。由于(yu)節流閥是可調的，故(gu)緩沖(chong)作用也可(ke)調，但這種(zhong)調節是緩(huan)沖進行前的調(diao)節，在(zai)緩沖進(jin)行(hang)中，緩(huan)沖作(zuo)用仍是固(gu)定不變的。

　　③節流(liu)口可(ke)變式：在活(huo)塞的軸向(xiang)上開有三角溝(gou)槽，其(qi)過流(liu)斷(duan)面越來越小(xiao)，緩(huan)沖(chong)作用(yong)随着速度的降(jiang)低而(er)增強。緩沖(chong)作用均勻(yun)，緩沖壓力較低，制動(dong)位置精度較高(gao)，解決(jue)了在行程(cheng)最後階段(duan)緩沖(chong)作用過(guo)弱的問(wen)題。

　　緩(huan)沖裝置：(a)間(jian)隙緩沖 (b)節(jie)流緩(huan)沖 (c)軸向(xiang)三角槽緩沖(chong)

　　關于(yu)液壓(ya)缸的排氣。對于(yu)長期(qi)不(bu)用(yong)的液壓(ya)缸或新(xin)買進(jin)的液壓缸，常在(zai)缸内最高部位(wei)聚積(ji)空氣。空氣(qi)的存(cun)在會使液(ye)壓(ya)缸運(yun)動不平(ping)穩，産生振(zhen)動或(huo)爬行。為此，液壓(ya)缸上要設(she)排氣(qi)裝置(zhi)。

　　排(pai)氣裝置

　　排氣裝置(zhi)通常(chang)有兩種形(xing)式：一種是在液壓缸(gang)的最高(gao)部位處(chu)開排(pai)氣孔(kong)，用長管道(dao)通(tong)向遠處(chu)的排氣閥排氣(機床上(shang)多(duo)采用這種形式(shi));另一種是在缸蓋的最高部位直接安裝排氣閥，對(dui)于雙(shuang)作用式液(ye)壓缸(gang)應(ying)設置2個(ge)排氣閥。

　　二、重點(dian)、難點和(he)解(jie)題要(yao)領

　　1. 重點

　　液(ye)壓缸的類型很(hen)多，但(dan)活塞式(shi)液(ye)壓缸應用(yong)最多，因此(ci)活塞式液壓缸(gang)是重點。對(dui)液壓(ya)缸的基(ji)本(ben)計算(suan)方法(fa)，特(te)别(bie)是對(dui)三種不同聯接(jie)形式的單杆液(ye)壓缸的壓(ya)力(li)ρ(p1、h)、推力f、速度認流量(liang)q及負(fu)載(zai)fl等(deng)量的計算必須掌握(wo)。液壓缸(gang)的密封(feng)至關(guan)重要，離開密封甚至密封(feng)不良(liang)都将(jiang)導緻(zhi)液壓(ya)缸法工作(zuo)。因此，液壓(ya)缸密(mi)封的(de)部位(wei)、特點，橡膠密封圈的(de)種類及應用場(chang)合也(ye)必(bi)須(xu)掌握(wo)。

　　2.難點

　　差動液壓(ya)缸的計算，回油(you)腔及回油(you)壓力(li)的概念(nian)，及(ji)液壓缸的緩沖(chong)是本(ben)章的(de)難點。事實(shi)上，若令(ling)單(dan)杆活(huo)塞缸活塞的直(zhi)徑為d，活塞杆的(de)直徑(jing)為d ，則有πd2/4=π(d2+ d2)/4。即液壓缸(gang)無(wu)杆腔(qiang)的有效(xiao)工作(zuo)面積可以(yi)看成由π(d2+ d2)/4和π d2/4兩部分(fen)組成。

　　液壓(ya)缸差動聯(lian)接時，從(cong)有杆腔(qiang)反饋(kui)到無(wu)杆腔(qiang)的油液占據了(le)面積為π(d2+ d2)/4的空間(不計洩漏)，而進(jin)油管路來(lai)的油(you)液q則(ze)占據了面(mian)積為πd2/4的空(kong)間(不(bu)計洩漏)。因此液(ye)壓缸的速(su)度(差(cha)動聯接的速度(du))為u =4q/πd2，可見(jian)速(su)度較(jiao)沒有差動(dong)聯接(jie)時的速(su)度u =4q/πd2提高了。至(zhi)于(yu)推力f，由(you)于活塞在要動(dong)還沒動時，活塞(sai)左右兩邊壓力(li)相等，推(tui)力産生在活塞(sai)兩邊的(de)有效(xiao)工作面積(ji)差d2/4上(shang)，故推(tui)力為f=p1·πd2/4， (p1為進(jin)油壓(ya)力)。可(ke)見推力較(jiao)沒有差動聯(lian)接時的(de)推力(li)f=p1·πd2/4減(jian)小了。對(dui)于雙作用(yong)式液壓缸(gang)，無(wu)論是單杆缸(gang)還(hai)是雙杆缸，隻(zhi)要是(shi)油液從其流出(chu)的腔(qiang)便稱為回(hui)油腔(qiang)，亦稱(cheng)為背壓腔(qiang)。該腔的壓力稱(cheng)為回泊(bo)壓力或背壓力。在(zai)理論(lun)計算時因不(bu)涉(she)及實際管(guan)路，所以隻要沒有外(wai)界負載(zai)液壓缸的回(hui)泊(從回油(you)腔流出(chu)的(de)油液(ye))壓力便(bian)為(wei)零。這(zhe)是從壓(ya)力(li)決定(ding)于負載這一角(jiao)度(du)得出的。實際(ji)上，此時回油壓(ya)力非(fei)但不(bu)能為零(否則(ze)便不能(neng)流出(chu)回油腔)，而且由于管(guan)路較(jiao)長(沿(yan)程損失較大)、彎頭較多(局(ju)部損(sun)失(shi)較多)，造成壓(ya)力損失較(jiao)大，使回油(you)壓力(li)可高達十幾個大氣(qi)壓。因此讀者應(ying)注意到這(zhe)點，正确理(li)解理(li)論與實際的這(zhe)一差别。

　　關于(yu)液壓缸的緩(huan)沖，其(qi)作用及具體緩(huan)沖裝(zhuang)置的工作原理不難理解(jie)。其難點主(zhu)要是(shi)緩沖壓力(li)，特别(bie)是最大緩沖壓力的(de)計算。事實(shi)上，液(ye)壓(ya)缸在緩(huan)沖時有三種(zhong)能(neng)量在緩沖、制動(dong)後被背(bei)壓腔(緩(huan)沖腔(qiang))所吸收：①是(shi)液壓(ya)能ep，其值為ep =p1 a1 lc(式中(zhong)p1為高壓腔(qiang)的壓力，a1為(wei)高壓腔的有(you)效(xiao)承壓(ya)面積，lc為背(bei)壓腔(qiang)的(de)緩(huan)沖長(zhang)度)。②是(shi)動能em ，其(qi)值(zhi)為em =mv2/2(式(shi)中m為所(suo)有(you)運動部件的質量，v為(wei)運動(dong)部(bu)件(jian)的速(su)度)。③是(shi)反向(xiang)的摩擦能ef，其值(zhi)為(wei)ef=fflc(式(shi)中ff為反向(xiang)摩擦力)。此時(shi)，三種能(neng)量，尤其(qi)是(shi)動能(neng)在(zai)極短的時間(jian)内全部轉化成(cheng)背壓(ya)腔(qiang)液體的壓力能e2，緻(zhi)使背(bei)壓腔(qiang)壓力升高(gao)，形成緩沖壓力(li)。若令背壓(ya)腔(qiang)有(you)效承壓(ya)面積為(wei)人，緩沖(chong)壓力為pc，則有(you)e1=ep+em-ef=e2=pc·ac·lc(e1為高壓腔(qiang)總(zong)的機械(xie)能、即(ji)三種能量之和)，所以(yi)緩沖(chong)壓力(li)為pc=e1/aclc。在采(cai)用(yong)節流口可(ke)調式(shi)的緩(huan)沖裝置中(zhong)，緩沖(chong)過程中的緩沖阻尼是固(gu)定不變的，而在緩沖(chong)、制動(dong)開始時運動部件的(de)速度(du)是最(zui)高的(以(yi)後(hou)才逐(zhu)漸(jian)降低)，所(suo)以在(zai)制(zhi)動(dong)開始時産(chan)生的沖擊(ji)力(li)也最大(da)(以後(hou)才逐漸減弱)。即(ji)在緩沖，制(zhi)動過(guo)程中(zhong)緩沖壓力(li)是由大到(dao)小變化的，非定值。而(er)上述pc值是從能(neng)量轉換角度換(huan)算出的理論值(zhi)，即平均(jun)值，稱為(wei)平均緩沖(chong)壓力(li)。最大(da)緩(huan)沖壓力(li)出現在制動開(kai)始時的速度最高時。若近(jin)似的認(ren)為由運動部(bu)件的(de)動能所轉化的那部(bu)分壓力是(shi)呈(cheng)線性規(gui)律下(xia)降的，則最大(da)的沖擊壓力(li)(緩沖(chong)壓力)pcmax。即(ji)最(zui)大的沖擊(ji)壓力可近(jin)似地等于(yu)平均(jun)緩沖壓力與運(yun)動部件動(dong)能所(suo)轉化(hua)的壓力之(zhi)和。在液壓(ya)缸強度校核時，必須(xu)滿足最大(da)沖擊(ji)力要(yao)小于(yu)缸筒材(cai)料的試(shi)驗壓(ya)力這一條(tiao)件。

　　上述(shu)情況适用于節流(liu)口可(ke)調式(緩沖制動(dong)過程中阻(zu)尼固(gu)定)的(de)緩沖裝置(zhi)。對于節(jie)流(liu)口可(ke)變式(shi)緩沖裝置，在緩沖制動過(guo)程中緩(huan)沖壓力(li)的波動是(shi)比較(jiao)均勻(yun)的。

　　2. 解(jie)題要領

　　本章所涉及(ji)的理(li)論計算主(zhu)要是液壓缸産生的推(tui)力、流量(liang)、速度(du)或負載決(jue)定壓力(li)、緩沖壓(ya)力

　　等問題的計算。問題(ti)的關鍵(jian)要掌(zhang)握(wo)好(hao)有效(xiao)承壓(ya)面(即有效(xiao)工作(zuo)面(mian))這一概(gai)念。

　　計算推(tui)力需(xu)要它，計(ji)算流(liu)量和速度也需要(yao)它。所謂有(you)效承壓面(mian)(有效(xiao)工作(zuo)面(mian))是(shi)這(zhe)樣(yang)的一個面：

　　液壓力(li)在(zai)該面(mian)上的作用(yong)力的方向(xiang)與負(fu)載阻力方向相反(fan)。另外，液壓缸(gang)的五(wu)大組(zu)成部(bu)分并(bing)非都(dou)是必(bi)須的(de)，對前(qian)三部分即缸筒組件，活塞(sai)組件，密封(feng)裝置是必須的(de)，但對後兩(liang)部分(fen)即緩沖裝置、排(pai)氣裝(zhuang)置并不是所(suo)有(you)工況下的(de)液壓缸都需要。這應由具體要(yao)求而(er)定(ding)。

　　、液(ye)壓缸的類型

　　【答】液壓(ya)缸的類型繁多。①按作用方(fang)式分(fen)，液壓缸分為單(dan)作用(yong)式和雙作用式(shi)兩大類。單(dan)作

　　用式液壓缸(gang)，其一個方向的(de)運動靠液壓力(li)來實現，而(er)反向運動(dong)則依靠重(zhong)力或彈簧力等實現。雙作(zuo)用式(shi)液壓缸(gang)，其(qi)正、反(fan)兩個(ge)方(fang)向的運(yun)動都依靠(kao)液壓(ya)力來實現。②按不(bu)同的(de)使用(yong)壓力，液壓(ya)缸又可分為中(zhong)壓(ya)、低壓、中(zhong)高壓(ya)和高壓液(ye)壓缸(gang)。對(dui)于機床(chuang)類機械，一(yi)般采用中低壓(ya)液壓(ya)缸，其額定壓力(li)為2.5mpa~6.3mpa;對(dui)于要(yao)求體(ti)積小、質量(liang)輕、出(chu)力大的建築車輛和飛機(ji)用液(ye)壓缸(gang)多采用中(zhong)高壓(ya)液壓缸，其(qi)額定壓力(li)為10lmpa~16mpa;對(dui)于油(you)壓機響(xiang)一(yi)類機(ji)械，大多數(shu)采用高壓(ya)液壓(ya)缸，其額定(ding)壓力為25mpa~315mpa。③按(an)結構型式(shi)的不同，液壓(ya)缸(gang)又有活塞(sai)式、柱(zhu)塞式、擺動式、伸(shen)縮式(shi)等型式。其(qi)中以活(huo)塞式液(ye)莊缸(gang)應(ying)用最(zui)多(duo)。而活(huo)塞式液壓缸又有單活塞杆和雙活(huo)塞杆(gan)、缸定式和(he)杆定(ding)式的不同(tong)結構(gou)和運動方式。

　　2.液壓缸的差(cha)動連(lian)接及(ji)其特點、應(ying)用

　　【答】對單(dan)活塞杆液壓缸來說(shuo)，其左右兩(liang)腔相(xiang)互連(lian)通，并同時都和進(jin)油(you)管路(lu)相通的連接方(fang)式叫做(zuo)液(ye)壓缸(gang)的差(cha)動(dong)連(lian)接。其特點是(shi)推(tui)力減(jian)小了，速(su)度提高(gao)了。當元杆(gan)腔的(de)有效工作面積(ji)是有杆腔的兩(liang)倍時，亦(yi)即活塞(sai)直徑d= d時(d為活塞(sai)杆(gan)直徑)，差動連(lian)接的速度較沒(mei)有差動連接的(de)速度提高了一(yi)倍，而(er)推(tui)力則減(jian)小了一半。液壓(ya)缸的差動連接主要用于(yu)有快(kuai)速要求(qiu)的空行程動(dong)作循環中，因其結(jie)構簡單(dan)，故應用較廣(guang)。但其速度提高不(bu)大(最大提高一(yi)倍)。

　　3.液壓缸的五大(da)組(zu)成部分，缸(gang)筒組(zu)件(jian)、活塞組(zu)件的結(jie)構(gou)及相(xiang)應材(cai)料

　　【答】液壓(ya)缸的五(wu)大(da)組成部分是：缸筒組(zu)件、活塞組件(jian)、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝

　　置。

　　4.液壓缸的洩漏途(tu)徑

　　【答】液壓缸在工作(zuo)時(shi)，腔(qiang)内壓(ya)力較腔外(wai)壓力(li)(大氣壓)高(gao)得多(duo);缸内進油腔壓力較回(hui)泊(bo)腔壓(ya)力高得多(duo)。這樣，油液(ye)就可能通(tong)過固定件的聯(lian)接處(途徑(jing)之一(yi))，如端蓋和(he)缸筒的聯(lian)接處，和有(you)相對運動(dong)部件的配(pei)合間(jian)隙(途(tu)徑之(zhi)二)而(er)洩漏。如圖4·6所示。外洩(xie)不但使油(you)液損失影響環(huan)境，而(er)且有失火的危(wei)險。内洩則将使(shi)泊液發(fa)熱、液壓缸容積(ji)效率降(jiang)低，進(jin)而使液壓(ya)缸工作性(xing)能變(bian)壞。因此(ci)應(ying)最大(da)限度(du)地減(jian)少洩(xie)漏。

　　圖4·6液壓缸的(de)洩漏

　　5.橡膠密封(feng)圈的類型(xing)(0、y、v)及應(ying)用場(chang)合、特點

　　【答(da)】橡膠密(mi)封(feng)圈按其斷(duan)面形狀分(fen)為0形、y型和(he)v型三種形式。

　　①o型密封(feng)圈。這(zhe)種密(mi)封圈(quan)斷面(mian)呈圓形，如(ru)圖4·7所示。其材料用耐油橡膠制(zhi)成，具有較強的(de)抗腐(fu)蝕性。它既(ji)可以(yi)用(yong)于(yu)活塞(sai)、缸筒(tong)這樣有(you)相對運(yun)動件(jian)之間(jian)的密封(feng)，又可以(yi)用于(yu)端蓋(gai)、缸筒(tong)這樣(yang)固定件之(zhi)間的(de)密封(feng);既可(ke)用0型(xing)圈(quan)的(de)内徑(jing)d或外徑d密(mi)封，又(you)可用(yong)0型(xing)圈(quan)的端(duan)面密封(feng)。

　　o型(xing)密封(feng)圈的密封作用是依靠裝配後産生(sheng)的壓縮變(bian)形實現的。當壓(ya)力較(jiao)高時，0型圈(quan)可能被壓(ya)力油擠進配(pei)合間隙(xi)，引起密封圈破(po)壞，因此在o型圈(quan)的一側或兩側(ce)(決定(ding)于壓力油(you)作用于一側或(huo)兩側(ce))增加一個(ge)擋圈：對于(yu)固定(ding)密封，當壓力大(da)于32mpa時就(jiu)要用擋(dang)圈。這(zhe)樣，密封壓(ya)力最高(gao)可達70mpa;對于運(yun)動密封，當(dang)壓力(li)大于(yu)1ompa時也(ye)要用(yong)擋圈，此(ci)時(shi)密封壓力最高可達32mpa。為了保證(zheng)密封性能，安裝(zhuang)o型圈的溝槽尺(chi)寸及(ji)表面粗糙度應(ying)

　　符合要求(qiu)(查閱有(you)關手冊)。

　　o型密(mi)封圈的形(xing)狀簡單(dan)、安裝尺(chi)寸小，摩擦(ca)力不(bu)大，密封性良好(hao)，故應(ying)用廣泛。但(dan)其使用壽命不很長，不宜在速(su)度較高的(de)滑(hua)動(dong)密封(feng)中使(shi)用。

　　②y型(xing)密封圈。這種密封圈(quan)斷面呈y型，如(ru)圖4-8所示(shi)。一般(ban)也用耐油橡(xiang)膠(jiao)制成(cheng)。它依(yi)靠略為張(zhang)開(kai)的唇邊(bian)貼于(yu)密封(feng)面而(er)實現密封。油壓(ya)增加時，唇(chun)邊(bian)作用在密(mi)封面上(shang)的壓力(li)也(ye)随着(zhe)增加，并在(zai)磨損(sun)後有一定的自(zi)動補償能力。故(gu)密封性能(neng)較好(hao)，且能(neng)保(bao)持(chi)較長的使用壽(shou)命。在裝配y型密封圈(quan)時，可将(jiang)它(ta)直接(jie)裝入(ru)溝槽内。但(dan)一定(ding)要(yao)使(shi)其唇邊面向(xiang)高(gao)壓區(qu)才能起到密封作用(yong)，并且在工作壓力波動大(da)、滑動速度較高(gao)的情況下(xia)，要采用支承環來定(ding)位。

　　圖(tu)4·7 0型密封圃(pu)圖 4.8 y型密封圈

　　y型(xing)密封圈密封可(ke)靠，壽(shou)命較長、摩(mo)擦力小，常用于(yu)速度(du)較(jiao)高的液(ye)壓缸。适用(yong)工作油溫為一40℃~80℃，工作(zuo)壓力為2ompa。

　　③v型(xing)密封圈。其斷面呈v型(xing)。如圖49所示。該圈用帶(dai)夾織物的橡膠(jiao)制(zhi)成(cheng)，由支承環(huan)、密(mi)封環、壓環(huan)三部分(fen)疊合(he)組成(cheng)。當(dang)要(yao)求密(mi)封的(de)壓力(li)小于(yu)1ompa時，使(shi)小用由3個(ge)圈組成的(de)一套(tao)已足(zu)夠保(bao)證密(mi)封性;當壓力大于10iwpa時(shi)，可增加中(zhong)間環節(jie)的數量(liang)。在安(an)裝(zhuang)v型圈酬(chou)時(shi)，也應注意使(shi)密封圈的唇邊面向高壓(ya)區。v型密封(feng)圈(quan)耐高壓(ya)，密封性(xing)能可靠(kao)，但密封處摩擦(ca)較大(da)，在大(da)直徑(jing)柱塞(sai)或低(di)速運(yun)動的活塞杆上(shang)采用較多。(a)支承(cheng)環;(b)密封環s (c)壓環。其工作溫(wen)度為(wei)一40℃~80℃，工作壓力可(ke)達到50mpao

　　6.液壓缸的(de)緩沖、排氣(qi)

　　【答】為(wei)了避(bi)免(mian)活塞在(zai)行程兩端(duan)沖(chong)撞缸蓋(gai)，産生(sheng)噪聲(sheng)，影響工(gong)件精度以至(zhi)損壞機件(jian)，常在液壓(ya)缸兩(liang)端設置緩(huan)沖裝置。其作(zuo)用(yong)是利(li)用油(you)液(ye)的節流(liu)原理(li)來實現對運動部件的制(zhi)動。常用的緩(huan)沖(chong)裝置、有環狀間(jian)隙式、、節流口可調式、節(jie)流(liu)口可變式三種形式(shi)。

　　① 環狀(zhuang)間隙式：當(dang)緩沖柱塞(sai)進入(ru)與其相(xiang)配(pei)的缸(gang)蓋上

　　内孔時，液壓油(you)(回油(you))必須(xu)通過間隙δ才能(neng)排出(chu)，使活(huo)塞速(su)度降低(di)。由(you)于配(pei)合間隙不變，故緩沖作用(yong)不可(ke)調，且(qie)随活塞速度的降低，其緩沖作用(yong)逐漸減弱。

　　② 節流(liu)口可調(diao)式(shi)：當緩沖(chong)柱塞(sai)進入缸(gang)蓋(gai)上的(de)内孔時，液(ye)壓油(you)(回油)必須(xu)經過(guo)節流(liu)閥才能

　　排(pai)出。由于(yu)節(jie)流閥(fa)是可(ke)調的，故緩(huan)沖作用也(ye)可調，但這(zhe)種調(diao)節是(shi)緩沖進行前的(de)調節，在緩沖進(jin)行中，緩沖作用(yong)仍是(shi)固定(ding)不變的。

　　③節流(liu)口(kou)可變式：在活塞的軸(zhou)向上開有三角(jiao)溝槽(cao)，其過流斷(duan)面越來越小，緩(huan)沖作(zuo)用(yong)随着速度的降低(di)而增(zeng)強。緩沖作用均(jun)勻，緩(huan)沖壓力較(jiao)低，制動(dong)位置精(jing)度較高(gao)，解決了在行(hang)程最後階(jie)段緩沖作用過弱的(de)問題。

　　緩沖(chong)裝置：(a)間隙(xi)緩沖(chong) (b)節流緩(huan)沖 (c)軸向(xiang)三角槽緩沖

　　關于(yu)液(ye)壓缸的排(pai)氣。對于長(zhang)期不用的液壓(ya)缸或(huo)新買進的(de)液壓缸，常在缸内最(zui)高(gao)部位聚積空(kong)氣。空氣(qi)的存在(zai)會使液壓(ya)缸運(yun)動不平穩，産生(sheng)振動或爬(pa)行。為(wei)此(ci)，液(ye)壓缸上要(yao)設排氣(qi)裝置。

　　排氣裝(zhuang)置

　　排氣裝置通常有兩種(zhong)形式(shi)：一種是在(zai)液壓(ya)缸的最高(gao)部位(wei)處開(kai)排(pai)氣(qi)孔，用(yong)長(zhang)管(guan)道通(tong)向遠(yuan)處的排氣(qi)閥排氣(機床上多采用這種形(xing)式);另一種(zhong)是在(zai)缸蓋的最高部位直接安裝排氣閥(fa)，對于雙作(zuo)用式液壓缸應(ying)設置(zhi)2個(ge)排氣閥(fa)。

　　二、重點(dian)、難(nan)點和解題要(yao)領

　　1. 重點(dian)

　　液壓缸的類型很多(duo)，但活塞式(shi)液壓(ya)缸(gang)應用最(zui)多，因(yin)此活(huo)塞式(shi)液壓缸(gang)是重點。對液(ye)壓缸的基(ji)本計算方法，特别是(shi)對三種不同聯接形式的(de)單杆(gan)液(ye)壓缸的(de)壓力ρ(p1、h)、推力(li)f、速度認流量q及負載(zai)fl等量的(de)計(ji)算必須掌握。液(ye)壓缸(gang)的密(mi)封(feng)至關重(zhong)要，離(li)開(kai)密封甚(shen)至密封不(bu)良都将導(dao)緻液壓缸(gang)法工作。因此，液(ye)壓缸(gang)密封的部(bu)位、特(te)點，橡膠密(mi)封圈(quan)的(de)種類及(ji)應用(yong)場合也(ye)必(bi)須掌(zhang)握。

　　2.難點

　　差(cha)動液(ye)壓缸(gang)的計(ji)算，回油(you)腔及回(hui)油壓力(li)的概念(nian)，及液(ye)壓缸的緩(huan)沖是本章(zhang)的難點。事實上，若令(ling)單杆活塞缸活塞(sai)的(de)直(zhi)徑(jing)為d，活(huo)塞杆的直徑為(wei)d ，則有πd2/4=π(d2+ d2)/4。即液壓缸(gang)無杆腔(qiang)的(de)有效(xiao)工作(zuo)面積(ji)可以看(kan)成由π(d2+ d2)/4和π d2/4兩部(bu)分組成。

　　液(ye)壓缸(gang)差動聯接(jie)時，從有杆(gan)腔反饋到(dao)無杆腔的油液(ye)占據了面積為(wei)π(d2+ d2)/4的空間(不計洩(xie)漏)，而進油管路(lu)來的油液q則占(zhan)據了面積為πd2/4的(de)空(kong)間(jian)(不計(ji)洩漏(lou))。因此(ci)液壓缸的(de)速度(差動聯接(jie)的速(su)度)為u =4q/πd2，可見(jian)速度較沒(mei)有差動聯接(jie)時的速(su)度u =4q/πd2提(ti)高了(le)。至于推力(li)f，由于活塞(sai)在要動還沒動(dong)時，活(huo)塞左右兩邊壓(ya)力相等，推(tui)力産生在活塞(sai)兩邊的(de)有(you)效工(gong)作面積差d2/4上，故(gu)推力(li)為f=p1·πd2/4， (p1為進油(you)壓力)。可(ke)見推力(li)較沒有(you)差動聯(lian)接時的推(tui)力f=p1·πd2/4減(jian)小了。對于雙作用式(shi)液(ye)壓缸，無(wu)論(lun)是單杆缸還是雙杆(gan)缸(gang)，隻要(yao)是油液從其流(liu)出的(de)腔便稱為(wei)回油(you)腔(qiang)，亦(yi)稱為背(bei)壓腔。該(gai)腔的(de)壓力稱為回(hui)泊(bo)壓力(li)或背壓力(li)。在理(li)論計算時(shi)因不(bu)涉及實際(ji)管路，所(suo)以(yi)隻要(yao)沒有外界負載(zai)液壓缸(gang)的回泊(從回(hui)油(you)腔流出(chu)的油(you)液)壓(ya)力便(bian)為零。這是(shi)從壓(ya)力決定于負載這一(yi)角(jiao)度得出(chu)的。實際(ji)上，此時(shi)回油(you)壓力非但(dan)不(bu)能為零(否則(ze)便不能流出回(hui)油腔)，而且(qie)由于管路較長(沿程損失(shi)較大(da))、彎頭(tou)較(jiao)多(局部(bu)損失(shi)較多)，造成(cheng)壓力損失較大(da)，使回(hui)油壓力(li)可高達十幾個大氣壓(ya)。因(yin)此讀者(zhe)應注(zhu)意到這點，正确(que)理解理(li)論(lun)與實際的這(zhe)一差别(bie)。

　　關于液壓(ya)缸的緩沖(chong)，其(qi)作用及(ji)具體緩(huan)沖裝置(zhi)的工作原(yuan)理不(bu)難理解。其(qi)難點(dian)主要(yao)是緩沖壓(ya)力，特(te)别是最大(da)緩沖壓力的計(ji)算。事實上(shang)，液壓缸在(zai)緩(huan)沖時有(you)三種能(neng)量在緩(huan)沖、制(zhi)動後被背(bei)壓腔(緩沖腔)所吸收(shou)：①是液壓能(neng)ep，其值(zhi)為(wei)ep =p1 a1 lc(式中p1為(wei)高壓腔的壓力(li)，a1為(wei)高壓腔的有(you)效承壓(ya)面積，lc為(wei)背壓腔的緩沖(chong)長度)。②是動(dong)能em ，其(qi)值為em =mv2/2(式中m為所(suo)有(you)運動部件的(de)質量，v為運(yun)動部(bu)件的速度(du))。③是反(fan)向的摩(mo)擦(ca)能ef，其(qi)值為(wei)ef=fflc(式中ff為反(fan)向摩擦力(li))。此時(shi)，三種能量，尤其(qi)是動(dong)能在(zai)極短(duan)的時(shi)間内(nei)全部轉化(hua)成背(bei)壓腔液體(ti)的壓力能(neng)e2，緻使背(bei)壓腔壓(ya)力升高，形(xing)成緩(huan)沖壓力(li)。若令背(bei)壓腔有效承壓(ya)面積為人，緩沖(chong)壓力(li)為pc，則有(you)e1=ep+em-ef=e2=pc·ac·lc(e1為(wei)高壓腔總的機(ji)械能、即(ji)三種能(neng)量之(zhi)和)，所(suo)以緩沖壓力為pc=e1/aclc。在采(cai)用節流口可調(diao)式的(de)緩沖裝置(zhi)中，緩沖(chong)過程中的緩沖阻尼是(shi)固定不(bu)變的，而(er)在緩沖(chong)、制動(dong)開(kai)始時運動部件(jian)的速度是最高(gao)的(以後才逐漸降低)，所以在制(zhi)動開(kai)始(shi)時産生的沖擊力也最(zui)大(以(yi)後才(cai)逐漸(jian)減弱(ruo))。即在緩沖(chong)，制動過(guo)程中緩沖壓(ya)力是由大(da)到小變化(hua)的，非(fei)定值。而(er)上述pc值是從能量轉換角度換算出的(de)理論值(zhi)，即平均值，稱為平均緩(huan)沖壓(ya)力(li)。最(zui)大緩(huan)沖壓(ya)力出現在(zai)制(zhi)動開(kai)始時的(de)速度(du)最高時。若(ruo)近似的(de)認為由(you)運動部(bu)件的動(dong)能所(suo)轉化的那(na)部分壓力是呈(cheng)線性規(gui)律下降(jiang)的，則最大的沖擊壓力(緩沖壓(ya)力)pcmax。即(ji)最(zui)大的沖擊壓力可近似(si)地等于(yu)平(ping)均緩沖壓(ya)力(li)與(yu)運動部件動(dong)能所轉(zhuan)化的壓(ya)力之和(he)。在液壓缸(gang)強度(du)校核(he)時，必(bi)須(xu)滿足最大(da)沖(chong)擊力要小于(yu)缸(gang)筒材料的(de)試驗壓力(li)這一條件。

　　上述情況(kuang)适(shi)用于節(jie)流口可調(diao)式(緩(huan)沖制(zhi)動(dong)過程中(zhong)阻尼(ni)固定)的緩(huan)沖裝(zhuang)置。對于節(jie)流口(kou)可變式緩沖裝置，在(zai)緩沖(chong)制動過(guo)程中緩(huan)沖壓(ya)力的波動(dong)是比較均勻的(de)。

　　2. 解題要(yao)領

　　本章所涉(she)及的(de)理論計算主要(yao)是液(ye)壓缸産(chan)生(sheng)的推(tui)力、流(liu)量(liang)、速(su)度或(huo)負載決定壓力、緩沖壓(ya)力

　　等問(wen)題的(de)計算。問題(ti)的關(guan)鍵要(yao)掌握好有效(xiao)承壓面(mian)(即有效工(gong)作(zuo)面(mian))這一概念。

　　計算(suan)推力需(xu)要(yao)它，計(ji)算流(liu)量和(he)速度(du)也需(xu)要它。所謂(wei)有效承壓面(有效工作面)是這(zhe)樣的一(yi)個面：

　　液壓力(li)在該面上(shang)的作用力的方(fang)向與(yu)負載阻力(li)方向相(xiang)反。另外，液壓缸的五大(da)組成(cheng)部分并非(fei)都是必須(xu)的，對(dui)前三部分(fen)即缸(gang)筒組件，活(huo)塞組(zu)件，密(mi)封(feng)裝(zhuang)置是必須的(de)，但對後(hou)兩(liang)部(bu)分即(ji)緩沖(chong)裝置(zhi)、排氣裝置(zhi)并不是(shi)所有工況下的液壓缸(gang)都需要。這應由(you)具體要求而定(ding)。