1、第 五 编机 械 液 压 系 统 设 计常 用 数 据 及 标 准 规 范第 一 章 液 压 系 统 的 设 计 与 实 例液 压 系 统 的 设 计 步 骤 和 内 容液 压 系 统 的 设 计 是 整 个 机 器 设 计 的 一 部 分 ， 它 的 任 务 是 根 据 机 器 的 用 途 、 特 点 和 要求 ， 利 用 液 压 传 动 的 基 本 原 理 ， 拟 定 出 合 理 的 液 压 系 统 图 ， 再 经 过 必 要 的 计 算 来 确 定 液压 系 统 的 参 数 ， 然 后 按 照 这 些 参 数 来 选 用 液 压 元 件 的 规 格 和 进 行 系 统 的 结 构 设 计
2、 。液 压 系 统 的 设 计 步 骤 大 体 如 下 ：一 、 液 压 系 统 的 工 况 分 析在 开 始 设 计 液 压 系 统 时 ， 首 先 要 对 机 器 的 工 作 情 况 进 行 详 细 的 分 析 ， 一 般 要 考 虑 下面 几 个 问 题 。1 ） 确 定 该 机 器 中 那 些 运 动 需 要 液 压 传 动 来 完 成 。2 ） 确 定 各 运 动 的 工 作 顺 序 和 各 执 行 元 件 的 工 作 循 环 。3 ） 确 定 液 压 系 统 的 主 要 工 作 性 能 。 例 如 ： 执 行 元 件 的 运 动 速 度 、 调 速 范 围 、 最 大行 程 以 及
3、 对 运 动 平 稳 性 要 求 等 。4 ） 确 定 各 执 行 元 件 所 承 受 的 负 载 及 其 变 化 范 围 。二 、 拟 定 液 压 系 统 原 理 图拟 定 液 压 系 统 原 理 图 一 般 要 考 虑 以 下 几 个 问 题 。1 ） 采 用 何 种 型 式 的 执 行 机 构 。2 ） 确 定 调 速 方 案 和 速 度 换 接 方 法 。3 ） 如 何 完 成 执 行 机 构 的 自 动 循 环 和 顺 序 动 作 。4 ） 系 统 的 调 压 、 卸 荷 及 执 行 机 构 的 换 向 和 安 全 互 锁 等 要 求 。5 ） 压 力 测 量 点 的 合 理 选 择
4、 。根 据 上 述 要 求 选 择 基 本 回 路 ， 然 后 将 各 基 本 回 路 组 合 成 液 压 系 统 。 当 液 压 系 统 中 有多 个 执 行 部 件 时 ， 要 注 意 到 它 们 相 互 间 的 联 系 和 影 响 ， 有 时 要 采 用 防 干 扰 回 路 。在 液 压 系 统 原 理 图 中 ， 应 该 附 有 运 动 部 件 的 动 作 循 环 图 和 电 磁 铁 动 作 顺 序 表 。735第 一 章 液 压 系 统 的 设 计 与 实 例三 、 液 压 系 统 的 计 算 和 选 择 液 压 元 件液 压 系 统 计 算 的 目 的 是 确 定 液 压 系 统
5、的 主 要 参 数 ， 以 便 按 照 这 些 参 数 合 理 选 择 液 压元 件 和 设 计 非 标 准 元 件 。 具 体 计 算 步 骤 如 下 ：1 ） 计 算 液 压 缸 的 主 要 尺 寸 以 及 所 需 的 压 力 和 流 量 。2 ） 计 算 液 压 泵 的 工 作 压 力 、 流 量 和 传 动 功 率 。3 ） 选 择 液 压 泵 和 电 动 机 的 类 型 和 规 格 。4 ） 选 择 阀 类 元 件 和 辅 助 元 件 的 规 格 。四 、 对 液 压 系 统 进 行 验 算必 要 时 ， 对 液 压 系 统 的 压 力 损 失 和 发 热 温 升 要 进 行 验 算
6、 ， 但 是 有 经 过 生 产 实 践 考 验过 的 同 类 型 设 备 可 供 类 比 参 考 ， 或 有 可 靠 的 试 验 结 果 ， 那 末 也 可 以 不 再 进 行 验 算 。五 、 绘 制 正 式 工 作 图 和 编 制 技 术 文 件设 计 的 最 后 一 步 是 要 整 理 出 全 部 图 纸 和 技 术 文 件 。 正 式 工 作 图 一 般 包 括 如 下 内 容 ：液 压 系 统 原 理 图 ； 自 行 设 计 的 全 套 工 作 图 （ 指 液 压 缸 和 液 压 油 箱 等 非 标 准 液 压 元 件 ） ；液 压 泵 、 液 压 阀 及 管 路 的 安 装 总
7、图 。技 术 文 件 一 般 包 括 以 下 内 容 ： 基 本 件 、 标 准 件 、 通 用 件 及 外 购 件 汇 总 表 ， 液 压 系 统安 装 和 调 试 要 求 ， 设 计 说 明 书 等 。835第 五 编 机 械 液 压 系 统 设 计 常 用 数 据 及 标 准 规 范第 二 章 液 压 缸 的 设 计第 一 节 液 压 缸 主 要 尺 寸 的 确 定一 、 液 压 缸 工 作 压 力 的 确 定液 压 缸 工 作 压 力 主 要 根 据 液 压 设 备 的 类 型 来 确 定 ， 对 不 同 用 途 的 液 压 设 备 ， 由 于 工作 条 件 不 同 ， 通 常 采 用
8、 的 压 力 范 围 也 不 同 。 设 计 时 ， 可 用 类 比 法 来 确 定 。 表 2 1 列 出的 数 据 ， 可 供 选 定 工 作 压 力 时 参 考 。表 2 1 液 压 设 备 常 用 的 工 作 压 力设 备 类 型机 床磨 床 组 合 机 床 龙 门 刨 床 拉 床农 业 机 械 或中 型 工 程 机 械液 压 机 、 重 型 机 械 、起 重 运 输 机 械工 作 压 力 p （ M p a ） 0 8 2 0 3 5 2 8 8 1 0 1 0 1 6 2 0 3 2二 、 液 压 缸 内 径 D 和 活 塞 杆 直 径 d 的 确 定以 单 活 塞 杆 液 压 缸
9、 为 例 来 说 明 其 计 算 过 程 。图 2 1 单 活 塞 杆 液 压 缸 计 算 示 意 图由 图 2 1 可 知4 D2 p 1 F 4 （ D2 d 2 ） p 2 F f cD 2 4 （ F F f c ） p1 （ D 2 d 2 ） p 2p1（ 2 1 ）式 中 p 1 液 压 缸 工 作 压 力 ， 初 算 时可 取 系 统 工 作 压 力 p p ；p 2 液 压 缸 回 油 腔 背 压 力 ， 初 算 时 无 法 准确 计 算 ， 可 先 根 据 表 2 2 估 计 ；d D 活 塞 杆 直 径 与 液 压 缸 内 径 之 比 ， 可935第 二 章 液 压 缸
10、的 设 计按 表 2 3 选 取 ；表 2 2 执 行 元 件 背 压 的 估 计 值系 统 类 型 背 压 P 2 （ M P a ）中 、 低 压 系 统 0 8 M P a简 单 的 系 统 和 一 般 轻 载 的 节 流 调 速 系 统 0 2 0 5回 油 路 带 调 速 阀 的 调 速 系 统 0 5 0 8回 油 路 带 背 压 阀 0 5 1 5采 用 带 补 液 压 泵 的 闭 式 回 路 0 8 1 5中 高 压 系 统 8 1 6 M P a 同 上 比 中 低 压 系 统 高 5 0 1 0 0 高 压 系 统 8 3 2 M P a 如 锻 压 机 械 等 初 算 时
11、 背 压 可 忽 略 不 计表 2 3 液 压 缸 内 径 D 与 活 塞 杆 直 径 d 的 关 系按 机 床 类 型 选 取 d D 按 液 压 缸 工 作 压 力 选 取 d D机 床 类 别 d D 工 作 压 力 p （ M P a ） d D磨 床 、 珩 磨 及 研 磨 机 床 0 2 0 3 2 0 2 0 3插 床 、 拉 床 、 刨 床 0 5 2 5 0 5 0 5 8钻 、 镗 、 车 、 铣 床 0 7 5 7 0 6 2 0 7 0 7 0 7F 工 作 循 环 中 最 大 的 外 负 载 ；F f c 液 压 缸 密 封 处 摩 擦 力 ， 它 的 精 确 值 不
12、 易 求 得 ， 常 用 液 压 缸 的 机 械 效 率 c m 进 行估 算 。F F f c F c m （ 2 2 ）式 中 c m 液 压 缸 的 机 械 效 率 ， 一 般 c m 0 9 0 9 7将 c m 代 入 式 （ 2 1 ） ， 可 求 得 D 为D 4 F p 1 c m 1 p 2p1 1 dD2 （ 2 3 ）活 塞 杆 直 径 可 由 d D 值 算 出 ， 由 计 算 所 得 的 D 与 d 值 分 别 按 表 2 4 与 表 2 5 圆 整到 相 近 的 标 准 直 径 ， 以 便 采 用 标 准 的 密 封 元 件 。表 2 4 液 压 缸 内 径 尺 寸
13、 系 列 （ G B 2 3 4 8 8 0 ） （ m m ）8 1 0 1 2 1 6 2 0 2 5 3 24 0 5 0 6 3 8 0 （ 9 0 ） 1 0 0 （ 1 1 0 ）1 2 5 （ 1 4 0 ） 1 6 0 （ 1 8 0 ） 2 0 0 （ 2 2 0 ） 2 5 03 2 0 4 0 0 5 0 0 6 3 0注 ： 括 号 内 数 值 为 非 优 先 选 用 值 。045第 五 编 机 械 液 压 系 统 设 计 常 用 数 据 及 标 准 规 范表 2 5 活 塞 杆 直 径 系 列 （ G B 2 3 4 8 8 0 ） （ m m ）4 5 6 8 1
14、0 1 2 1 4 1 6 1 82 0 2 2 2 5 2 8 3 2 3 6 4 0 4 5 5 05 6 6 3 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 5 1 4 01 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 2 5 0 2 8 0 3 2 0 3 6 0 4 0 0对 选 定 后 的 液 压 缸 内 径 D ， 必 须 进 行 最 小 稳 定 速 度 的 验 算 。 要 保 证 液 压 缸 节 流 腔 的有 效 工 作 面 积 A ， 必 须 大 于 保 证 最 小 稳 定 速 度 的 最 小 有 效 面 积 A m i n ， 即 A A m i nA m i
15、n q m i nvm i n（ 2 4 ）式 中 q m i n 流 量 阀 的 最 小 稳 定 流 量 ， 一 般 从 选 定 流 量 阀 的 产 品 样 本 中 查 得 ；v m i n 液 压 缸 的 最 低 速 度 ， 由 设 计 要 求 给 定 。如 果 液 压 缸 节 流 腔 的 有 放 工 作 面 积 A 不 大 于 计 算 所 得 的 最 小 有 效 面 积 A m i n ， 则 说 明液 压 缸 不 能 保 证 最 小 稳 定 速 度 ， 此 时 必 须 增 大 液 压 缸 的 内 径 ， 以 满 足 速 度 稳 定 的 要 求 。三 、 液 压 缸 壁 厚 和 外 径
16、的 计 算液 压 缸 的 壁 厚 由 液 压 缸 的 强 度 条 件 来 计 算 。液 压 缸 的 壁 厚 一 般 是 指 缸 筒 结 构 中 最 薄 处 的 厚 度 。 从 材 料 力 学 可 知 ， 承 受 内 压 力 的圆 筒 ， 其 内 应 力 分 布 规 律 因 壁 厚 的 不 同 而 各 异 。 一 般 计 算 时 可 分 为 薄 壁 圆 筒 和 厚 壁 圆筒 。液 压 缸 的 内 径 D 与 其 壁 厚 的 比 值 D 1 0 的 圆 筒 称 为 薄 壁 圆 筒 。 起 重 运 输 机 械和 工 程 机 械 的 液 压 缸 ， 一 般 用 无 缝 钢 管 材 料 ， 大 多 属
17、于 薄 壁 圆 筒 结 构 ， 其 壁 厚 按 薄 壁 圆筒 公 式 计 算 P y D2 式 中 液 压 缸 壁 厚 （ m ）D 液 压 缸 内 径 （ m ） ；p y 试 验 压 力 ， 一 般 取 最 大 工 作 压 力 的 （ 1 2 5 1 5 ） 倍 （ M P a ） ； 缸 筒 材 料 的 许 用 应 力 。 其 值 为 ： 锻 钢 ： 1 1 0 1 2 0 M P a ； 铸 钢 ： 1 0 0 1 1 0 M P a ； 无 缝 钢 管 ： 1 0 0 1 1 0 M P a ； 高 强 度 铸 铁 ： 6 0 M P a ； 灰 铸 铁 ： 2 5 M P a 。在
18、 中 低 压 液 压 系 统 中 ， 按 上 式 计 算 所 得 液 压 缸 的 壁 厚 往 往 很 小 ， 使 缸 体 的 刚 度 往 往很 不 够 ， 如 在 切 削 加 工 过 程 中 的 变 形 、 安 装 变 形 等 引 起 液 压 缸 工 作 过 程 卡 死 或 漏 油 。 因此 一 般 不 作 计 算 ， 按 经 验 选 取 ， 必 要 时 按 上 式 进 行 校 核 。对 于 D 1 0 时 ， 应 按 材 料 力 学 中 的 厚 壁 圆 筒 公 式 进 行 壁 厚 的 计 算 。对 脆 性 及 塑 性 材 料145第 二 章 液 压 缸 的 设 计 D2 0 4 p y 1
19、3 py 1( )式 中 符 号 意 义 同 前 。液 压 缸 壁 厚 算 出 后 ， 即 可 求 出 缸 体 的 外 径 D 1 为D 1 D 2 式 中 D 1 值 应 按 无 缝 钢 管 标 准 ， 或 按 有 关 标 准 圆 整 为 标 准 值 。四 、 液 压 缸 工 作 行 程 的 确 定液 压 缸 工 作 行 程 长 度 ， 可 根 据 执 行 机 构 实 际 工 作 的 最 大 行 程 来 确 定 ， 并 参 照 表 2 6 中 的 系 列 尺 寸 来 选 取 标 准 值 。表 2 6 液 压 缸 活 塞 行 程 参 数 系 列 （ G B 2 3 4 9 8 0 ） （ m
20、m ）2 5 5 0 8 0 1 0 0 1 2 5 1 6 0 2 0 0 2 5 03 2 0 4 0 0 5 0 0 6 3 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 5 0 1 6 0 02 0 0 0 2 5 0 0 3 2 0 0 4 0 0 04 0 6 3 9 0 1 1 0 1 4 0 1 8 0 2 2 0 2 8 03 6 0 4 5 0 5 5 0 7 0 0 9 0 0 1 1 0 0 1 4 0 0 1 8 0 02 2 0 0 2 8 0 0 3 9 0 02 4 0 2 6 0 3 0 0 3 4 0 3 8 0 4 2 0 4 8 0 5 3 06 0 0 6
21、5 0 7 5 0 8 5 0 9 5 0 1 0 5 0 1 2 0 0 1 3 0 01 5 0 0 1 7 0 0 1 9 0 0 2 1 0 0 2 4 0 0 2 6 0 0 3 0 0 0 3 8 0 0注 ： 液 压 缸 活 塞 行 程 参 数 依 、 、 次 序 优 先 选 用 。五 、 缸 盖 厚 度 的 确 定一 般 液 压 缸 多 为 平 底 缸 盖 ， 其 有 效 厚 度 t 按 强 度 要 求 可 用 下 面 两 式 进 行 近 似 计 算 。无 孔 时 t 0 4 3 3 D 2 p y 有 孔 时 t 0 4 3 3 D 2 p y D 2 （ D2 d 0 ）式
22、 中 t 缸 盖 有 效 厚 度 （ m ） ；D 2 缸 盖 止 口 内 径 （ m ） ；d 0 缸 盖 孔 的 直 径 （ m ） 。245第 五 编 机 械 液 压 系 统 设 计 常 用 数 据 及 标 准 规 范六 、 最 小 导 向 长 度 的 确 定当 活 塞 杆 全 部 外 伸 时 ， 从 活 塞 支 承 面 中 点 到 缸 盖 滑 动 支 承 面 中 点 的 距 离 H 称 为 最图 2 2 液 压 缸 的 导 向 长 度小 导 向 长 度 （ 图 2 2 ） 。 如 果 导 向 长 度 过小 ， 将 使 液 压 缸 的 初 始 挠 度 （ 间 隙 引 起 的挠 度 ） 增
23、 大 ， 影 响 液 压 缸 的 稳 定 性 ， 因 此设 计 时 必 须 保 证 有 一 定 的 最 小 导 向 长 度 。对 一 般 的 液 压 缸 ， 最 小 导 向 长 度 H 应满 足 以 下 要 求H L2 0 D2式 中 L 液 压 缸 的 最 大 行 程 ；D 液 压 缸 的 内 径 。活 塞 的 宽 度 B 一 般 取 B （ 0 6 1 0 ） D ； 缸 盖 滑 动 支 承 面 的 长 度 l 1 ， 根 据 液 压 缸 内径 D 而 定 ；当 D 8 0 m m 时 ， 取 l 1 （ 0 6 1 0 ） D ；当 D 8 0 m m 时 ， 取 l 1 （ 0 6 1
24、 0 ） d 。为 保 证 最 小 导 向 长 度 H ， 若 过 分 增 大 l 1 和 B 都 是 不 适 宜 的 ， 必 要 时 可 在 缸 盖 与 活 塞之 间 增 加 一 隔 套 K 来 增 加 H 的 值 。 隔 套 的 长 度 C 由 需 要 的 最 小 导 向 长 度 H 决 定 ， 即C H 12 （ l 1 B ）七 、 缸 体 长 度 的 确 定液 压 缸 缸 体 内 部 长 度 应 等 于 活 塞 的 行 程 与 活 塞 的 宽 度 之 和 。 缸 体 外 形 长 度 还 要 考 虑到 两 端 端 盖 的 厚 度 。 一 般 液 压 缸 缸 体 长 度 不 应 大 于
25、内 径 的 2 0 3 0 倍 。八 、 活 塞 杆 稳 定 性 的 验 算当 液 压 缸 支 承 长 度 L B （ 1 0 1 5 ） d 时 ， 须 考 虑 活 塞 杆 弯 曲 稳 定 性 并 进 行 验 算 。 液 压缸 的 支 承 长 度 L B 是 指 活 塞 杆 全 部 外 伸 时 ， 液 压 缸 支 承 点 与 活 塞 杆 前 端 连 接 处 之 间 的 距离 ； d 为 活 塞 杆 直 径 。 具 体 计 算 方 法 可 参 考 有 关 资 料 。第 二 节 液 压 缸 的 结 构 设 计液 压 缸 主 要 尺 寸 确 定 以 后 ， 就 进 行 各 部 分 的 结 构 设
26、计 。 主 要 包 括 ： 缸 体 与 缸 盖 的 连接 结 构 、 活 塞 杆 与 活 塞 的 连 接 结 构 、 活 塞 杆 导 向 部 分 结 构 、 密 封 装 置 、 缓 冲 装 置 、 排 气345第 二 章 液 压 缸 的 设 计装 置 、 及 液 压 缸 的 安 装 连 接 结 构 等 。 由 于 工 作 条 件 不 同 ， 结 构 形 式 也 各 不 相 同 。 设 计 时根 据 具 体 情 况 进 行 选 择 。一 、 缸 体 与 缸 盖 的 连 接 形 式缸 体 端 部 与 缸 盖 的 连 接 形 式 与 工 作 压 力 、 缸 体 材 料 以 及 工 作 条 件 有 关
27、 。 表 2 7 为常 见 的 缸 盖 连 接 形 式 。表 2 7 液 压 缸 缸 体 与 缸 盖 的 连 接 形 式连 接 方 式 结 构 形 式 图 例 优 缺 点法 兰 连 接优 点 ：（ 1 ） 结 构 简 单 、 成 本 低（ 2 ） 容 易 加 工 、 便 于 装 拆（ 3 ） 强 度 较 大 、 能 承 受 高 压缺 点 ：（ 1 ） 径 向 尺 寸 较 大（ 2 ） 重 量 比 螺 纹 连 接 的 大 ； 缸 体 为 钢管 时 ， 用 拉 杆 连 接 的 重 量 也 较 大（ 3 ） 用 钢 管 焊 上 法 兰 、 工 艺 过 程 复 杂些螺 纹 连 接优 点 ：（ 1 ）
28、外 形 尺 寸 小（ 2 ） 重 量 较 轻缺 点 ：（ 1 ） 端 部 结 构 复 杂 、 工 艺 要 求 较 高（ 2 ） 装 拆 时 需 要 专 用 工 具（ 3 ） 拧 端 盖 时 易 损 坏 密 封 圈外 半 环 连 接优 点 ：（ 1 ） 结 构 较 简 单（ 2 ） 加 工 装 配 方 便缺 点 ：（ 1 ） 外 形 尺 寸 大（ 2 ） 缸 筒 开 槽 ， 削 弱 了 强 度 ，需 增 加 缸 筒 壁 厚内 半 环 连 接优 点 ：（ 1 ） 外 形 尺 寸 较 小（ 2 ） 结 构 紧 凑 ， 重 量 较 轻缺 点 ：（ 1 ） 缸 筒 开 槽 ， 削 弱 了 强 度（ 2
29、） 端 部 进 入 缸 体 内 较 长 ， 安 装 时 密封 圈 易 被 槽 口 擦 伤445第 五 编 机 械 液 压 系 统 设 计 常 用 数 据 及 标 准 规 范二 、 活 塞 杆 与 活 塞 的 连 接 结 构表 2 8 为 活 塞 杆 与 活 塞 的 几 种 常 用 的 连 接 形 式 。 分 整 体 式 结 构 和 组 合 式 结 构 。 组合 式 结 构 又 分 为 螺 纹 连 接 、 半 环 连 接 和 锥 销 连 接 。表 2 8 活 塞 杆 与 活 塞 的 连 接 结 构连 接 方 式 结 构 形 式 图 例 特 点整 体 式 结 构 结 构 简 单 ， 适 用 于 缸
30、 径 较 小 的 液 压 缸螺 纹 连 接结 构 简 单 ， 在 振 动 的 工 作 条 件 下 容 易松 动 ， 必 须 用 锁 紧 装 置 。 应 用 较 多 ， 如 组合 机 床 与 工 程 机 械 上 的 液 压 缸半 环 连 接结 构 简 单 ， 装 拆 方 便 ， 不 易 松 动 ， 但会 出 现 轴 向 间 隙 。 多 应 用 在 压 力 高 、 负 荷大 、 有 振 动 的 场 合锥 销 连 接结 构 可 靠 ， 用 锥 销 连 接 ， 销 孔 必 须 配铰 ， 销 钉 连 接 后 必 须 锁 紧 ， 多 用 于 负 荷 较小 的 场 合三 、 活 塞 杆 导 向 部 分 的
31、结 构活 塞 杆 导 向 部 分 的 结 构 ， 包 括 活 塞 杆 与 端 盖 、 导 向 套 的 结 构 ， 以 及 密 封 、 防 尘 和 锁紧 装 置 等 。 导 向 套 的 结 构 可 以 做 成 端 盖 整 体 式 直 接 导 向 ， 也 可 做 成 与 端 盖 分 开 的 导 向 套结 构 。 后 者 导 向 套 磨 损 后 便 于 更 换 ， 所 以 应 用 较 普 遍 。 导 向 套 的 位 置 可 安 装 在 密 封 圈 的内 侧 ， 也 可 以 装 在 外 侧 。 机 床 和 工 程 机 械 中 一 般 采 用 装 在 内 侧 的 结 构 ， 有 利 于 导 向 套 的润
32、 滑 ； 而 油 压 机 常 采 用 装 在 外 侧 的 结 构 ， 在 高 压 下 工 作 时 ， 使 密 封 圈 有 足 够 的 油 压 将 唇边 张 开 ， 以 提 高 密 封 性 能 。活 塞 杆 处 的 密 封 形 式 有 O 形 、 V 形 、 Y 形 和 Y x 形 密 封 圈 。 为 了 清 除 活 塞 杆 处 处 露545第 二 章 液 压 缸 的 设 计部 分 沾 附 的 灰 尘 、 保 证 油 液 清 洁 及 减 少 磨 损 ， 在 端 盖 外 侧 增 加 防 尘 圈 。 常 用 的 有 无 骨 架防 尘 圈 和 J 形 橡 胶 密 封 圈 ， 也 可 用 毛 毡 圈 防
33、 尘 。 具 体 结 构 参 看 表 2 9 图 例 及 有 关 设 计手 册 。表 2 9 活 塞 杆 的 导 向 与 密 封 及 防 尘 装 置结 构 形 式 结 构 简 图 特 点端 盖 直 接 导 向（ 1 ） 端 盖 与 活 塞 杆 直 接 接 触 导 向 ， 结 构简 单 ， 但 磨 损 后 只 能 更 换 整 个 端 盖（ 2 ） 盖 与 杆 的 密 封 常 用 O 型 、 Y 型 、 Y x形 密 封 圈（ 3 ） 防 尘 圈 用 无 骨 架 的 防 尘 圈导 向 套 导 向（ 1 ） 导 向 套 与 活 塞 杆 接 触 支 承 导 向 ， 磨损 后 便 于 更 换 ， 导 向
34、 套 也 可 用 耐 磨材 料（ 2 ） 盖 与 杆 的 密 封 常 用 Y 形 、 Y x 形 及V 形 密 封 装 置 。 密 封 可 靠 适 用 于 中高 压 液 压 缸（ 3 ） 防 尘 方 式 常 用 J 形 或 三 角 形 防 尘 装置四 、 活 塞 及 活 塞 杆 处 密 封 圈 的 选 用活 塞 及 活 塞 杆 处 的 密 封 圈 的 选 用 ， 应 根 据 密 封 的 部 位 、 使 用 的 压 力 、 温 度 、 运 动 速度 的 范 围 不 同 而 选 择 不 同 类 型 的 密 封 圈 。 表 2 1 0 为 几 种 常 用 的 密 封 圈 及 其 使 用 参 数 ，供
35、 设 计 时 参 考 。五 、 液 压 缸 的 缓 冲 装 置液 压 缸 带 动 工 作 部 件 运 动 时 ， 因 运 动 件 的 质 量 较 大 运 动 速 度 较 高 ， 则 在 到 达 行 程终 点 时 ， 会 产 生 液 压 冲 击 ， 甚 至 使 活 塞 与 缸 筒 端 盖 之 间 产 生 机 械 碰 撞 。 为 防 止 这 种 现 象的 发 生 ， 在 行 程 未 端 设 置 缓 冲 装 置 。 现 介 绍 几 种 常 用 的 缓 冲 结 构 。（ 1 ） 环 状 间 隙 式 节 流 缓 冲 装 置如 图 2 3 所 示 ， 活 塞 端 部 的 缓 冲 柱 塞 1 向 端 盖 3
36、 方 向 运 动 进 入 圆 柱 形 油 腔 2 时 ，将 封 闭 在 柱 塞 与 端 盖 间 的 油 液 从 环 状 间 隙 中 挤 出 去 。 由 于 间 隙 很 小 ， 因 而 起 节 流 缓 冲 作用 。 适 用 于 运 动 惯 性 不 大 、 运 动 速 度 不 高 的 液 压 系 统 。645第 五 编 机 械 液 压 系 统 设 计 常 用 数 据 及 标 准 规 范表 2 1 0 活 塞 及 活 塞 杆 的 密 封 圈 使 用 参 数类 型 密 封 部 位活 塞 用 活 塞 杆 用 截 面 简 图 材 料 压 力 范 围（ M P a ） 温 度 范 围（ ） 速 度 范 围（
37、 m s ） 摩 擦 泄 漏 用 途O 表 圈 N B RF P M 6 3 0 1 3 0 1 5 1 8 0 0 5 中 低 通 用O 形 圈加 挡 圈 N B R P T F E 3 5 3 0 1 3 0 0 5 中 低 通 用高 低 唇Y 形 圈N B R 1 0 3 0 1 0 0N B R 夹 纤 维 2 0 2 0 1 0 0 0 5 中 低通 用柱 塞 缸Y 形 圈 N B R 夹 纤 维 2 5 3 0 1 2 0 0 5 中 低农 机 、 船用 注 塑 机、 工 程 机械奥 米加 型 N B R 夹 纤 维 4 0 3 0 1 2 0 5 微 中机 床 、农 机奥 米加
38、型 N B R 夹 纤 维 4 0 3 0 1 2 0 1 微 中机 床 、农 机745第 二 章 液 压 缸 的 设 计（ 续 ）V 型 N B R 夹 纤 维 6 3 3 0 1 3 0 0 5 大 极 微挖 土 机注 塑 机 、压 力 机 、打 桩 机活 塞 环 铸 铁 2 5 3 5 0 0 3 1 0 小 高高 速 液压 机 、 缸筒 多 孔 缓冲 液 压 机注 ： N B R 丁 腈 橡 胶 ， F P M 氟 碳 橡 胶 ， P T E F 聚 四 氟 乙 烯 ， 应 用 部 位 。图 2 3 环 状 间 隙 节 流 缓 冲 装 置a ） 圆 柱 形 柱 塞 b ） 圆 锥 形
39、柱 塞1 缓 冲 柱 塞 2 圆 柱 形 油 腔 3 端 盖图 2 3 a 为 圆 柱 形 的 缓 冲 柱 塞 ， 间 隙 的 大 小 不 变 ， 缓 冲 柱 塞 长 度 一 般 为 1 0 m m 左右 。 这 种 结 构 制 造 容 易 ， 但 在 缓 冲 开 始 时 会 出 现 压 力 的 峰 值 。 图 2 3 b 为 圆 锥 形 缓 冲 柱塞 ， 缓 冲 时 有 明 显 的 渐 减 过 程 ， 设 计 时 制 动 锥 的 参 数 可 参 照 表 2 1 1 。表 2 1 1 制 动 锥 参 数工 作 机 速 度 （ m s ） 结 构 简 图 L （ m m ） 0 2 50 2 5
40、 0 6 51 5 33 5 5 1 0（ 2 ） 三 角 槽 式 节 流 缓 冲 装 置三 角 槽 式 节 流 缓 冲 装 置 ， 也 是 利 用 被 封 闭 液 体 的 节 流 产 生 的 液 压 阻 力 来 缓 冲 的 。 图845第 五 编 机 械 液 压 系 统 设 计 常 用 数 据 及 标 准 规 范2 4 为 磨 床 砂 轮 架 快 速 进 退 液 压 缸 应 用 三 角 槽 节 流 缓 冲 的 实 例 。 活 塞 5 的 两 端 开 有 轴向 三 角 槽 ， 前 后 缸 盖 3 、 8 上 的 钢 球 7 起 单 向 阀 的 作 用 。 在 活 塞 启 动 时 ， 压 力 油
41、 顶 开 钢球 进 入 液 压 缸 ， 推 动 活 塞 运 动 。 当 活 塞 接 近 缸 的 端 部 时 ， 回 油 路 被 活 塞 逐 渐 封 闭 ， 使 缸内 液 压 油 只 能 通 过 活 塞 上 的 轴 向 三 角 槽 缓 慢 排 出 ， 形 成 缓 冲 液 压 阻 力 。 节 流 口 的 通 流 面积 随 活 塞 的 移 动 而 逐 渐 减 小 ， 所 以 活 塞 运 动 速 度 逐 渐 减 慢 ， 实 现 制 动 缓 冲 。缸 盖 8 左 侧 的 凹 腔 和 缸 盖 3 右 侧 的 凸 台 ， 都 是 为 了 增 加 活 塞 启 动 时 有 效 承 压 面 积 ，使 启 动 迅
42、速 而 采 取 的 措 施 。（ 3 ） 可 调 节 流 缓 冲 装 置如 图 2 5 所 示 是 一 种 节 流 口 可 调 式 缓 冲 装 置 。 它 不 但 有 圆 柱 形 的 缓 冲 柱 塞 1 和 凹腔 等 结 构 ， 而 且 在 液 压 缸 端 盖 上 还 装 有 针 形 节 流 阀 2 和 单 向 阀 3 。 当 活 塞 上 的 缓 冲 柱 塞插 入 凹 腔 时 ， a 腔 的 油 液 只 能 经 可 调 节 流 阀 流 入 c 腔 而 排 出 ， 回 油 阻 力 增 大 ， 实 现 制 动缓 冲 。 调 节 针 形 节 流 阀 的 流 通 面 积 ， 便 可 改 变 缓 冲 作
43、 用 的 强 弱 和 效 果 。当 活 塞 反 向 运 动 时 ， 压 力 油 田 c 腔 经 单 向 阀 3 进 入 a 室 ， 使 活 塞 迅 速 启 动 。必 须 拽 出 ， 上 述 缓 冲 装 置 ， 只 能 在 液 压 缸 全 行 程 终 了 时 才 起 缓 冲 作 用 ， 当 活 塞 在 行程 过 程 中 停 止 运 动 时 ， 上 述 缓 冲 装 置 不 起 缓 冲 作 用 。 这 时 在 回 油 路 上 可 设 置 行 程 阀 来 实现 缓 冲 。图 2 4 三 角 槽 式 节 流 缓 冲 液 压 缸1 活 塞 杆 2 导 向 套 3 前 端 盖 4 缸 体5 活 塞 6 螺
44、母 7 钢 球 8 后 端 盖 9 密 封 圈图 2 5 可 调 节 流 缓 冲 装 置1 柱 塞 2 节 流 阀 3 单 向 阀六 、 液 压 缸 的 排 气 装 置对 于 运 动 速 度 稳 定 性 要 求 较 高 的 机 床 液 压 缸 和 大 型 液 压 缸 ， 则 需 要 设 置 排 气 装 置 ，如 排 气 阀 等 。排 气 装 置 的 结 构 有 多 种 形 式 。 常 用 的 如 图 2 6 a 、 b 的 两 种 结 构 。 图 2 7 为 图 2 6 a 的 零 件 尺 寸 。 表 2 1 2 为 图 2 6 b 排 气 阀 阀 座 和 阀 杆 的 零 件 尺 寸 。排 气
45、 阀 一 般 安 装 在 液 压 缸 两 端 的 最 高 处 。 双 作 用 液 压 缸 需 装 设 两 个 排 气 阀 。 当 液 压缸 需 要 排 气 时 ， 打 开 相 应 的 排 气 阀 ， 空 气 连 同 油 液 经 过 锥 部 缝 隙 和 小 孔 排 出 缸 外 ， 直 至945第 二 章 液 压 缸 的 设 计连 续 排 油 时 （ 不 冒 气 ） ， 就 将 排 气 阀 关 死 。图 2 6 排 气 阀 结 构 图 2 7 排 气 阀 零 件 尺 寸表 2 1 2 排 气 阀 零 件 尺 寸 （ m m ）阀 座 阀 杆 孔d c d 1 d 2 D l 1 l 2 L 1 S
46、 l 3 d 4 l s L 2 l 4 d 3 tM 1 6 6 1 1 6 1 9 6 9 3 3 1 1 7 2 1 0 3 4 8 8 5 4 6 2 3M 2 0 2 8 1 4 7 2 5 4 1 1 4 3 9 2 2 3 1 3 4 5 9 1 1 4 8 2 8注 ： 1 d M 1 6 的 排 气 阀 标 记 ： 排 气 阀 M 1 62 零 件 材 料 ： 阀 座 2 5 钢 ， 阀 杆 3 C r 1 8 不 锈 钢3 阀 杆 锥 头 部 分 热 处 理 硬 度 H R C 3 8 4 44 阀 座 孔 的 尺 寸 d 3 及 深 度 t 所 指 的 部 位 见 图 2 6 b055第 五 编 机 械 液 压 系 统 设 计 常 用 数 据 及 标 准 规 范七 、 液 压 缸 的 安 装 连 接 结 构液 压 缸 的 安 装 连 接 结 构 包 括 液 压 缸 的 安 装 结 构 、 液 压 缸 进 出 油 口 的 连 接 等 。（ 1 ） 液 压 缸 的 安 装 形 式根 据 安 装 位 置 和 工 作 要 求 不 同 可 有 长 螺 栓 安 装 、 脚 架 安 装 、 法 兰 安 装 、 轴 销 和 耳 环安 装 等 如 表 2 1 3 所 示 。表 2 1 3 液 压 缸 安 装 方 式序 号 安 装 形 式 安 装 简 图 注1 长 螺 检
