第二節(jié)液壓缸

1、按結(jié)構(gòu)形式分：第二節(jié)第二節(jié) 液壓缸液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的機(jī)械能。液壓缸的分類活塞缸單葉片雙葉片柱塞缸擺動(dòng)缸按作用方式分：單桿式雙桿式單作用液壓缸雙作用液壓缸一個(gè)方向由液壓驅(qū)動(dòng)，另一方向靠彈簧力、重力等實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向均由液壓驅(qū)動(dòng)一、常用液壓缸及其速度推力特性一、常用液壓缸及其速度推力特性（一）活塞式液壓缸（一）活塞式液壓缸 根據(jù)其使用要求不同可分為雙桿式和單桿式兩種。 1、雙活塞桿液壓缸 活塞兩側(cè)都有活塞桿伸出。 缸左右兩腔有效面積相等。 常用于要求往返運(yùn)動(dòng)速度相同的場合 。典型液壓缸（1）安裝方式 缸筒固定式：運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)范圍是活塞有效行程的三倍，僅適用于小型機(jī)床；L = 3 lL

2、桿固定時(shí)、缸移動(dòng)軟管空心桿L = 2 lL 活塞桿固定式：運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)范圍是活塞有效行程的兩倍 ，常用于大中型設(shè)備。2. 工作原理：工作原理：因兩側(cè)有效作用面積或油液壓力不等， 活塞在液壓力的作用下，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。無桿腔進(jìn)油腔回油腔有桿腔（2）雙桿活塞缸的速度推力特性mmppdDppAF)(4)(212221)(422dDqAqvvv（3）圖形符號缸在左右兩個(gè)方向上輸出的推力相等。m為缸的機(jī)械效率。缸在左右兩個(gè)方向上輸出的速度相等。v為缸的容積效率。2、單活塞桿液壓缸（1）安裝方式及圖形符號 缸筒固定 活塞桿固定 兩種方式的運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)范圍均為活塞有效行程的兩倍。工作原理：工作原理：因兩側(cè)有

3、效作用面積或油液壓力不等， 活塞在液壓力的作用下，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。無桿腔進(jìn)油腔回油腔有桿腔（2）單桿活塞缸速度推力特性）單桿活塞缸速度推力特性mmdDpDpApApF)(44)(22221221112114DqAqvvv向右運(yùn)動(dòng)速度： 向右運(yùn)動(dòng)推力：無桿腔進(jìn)油向左運(yùn)動(dòng)速度： )(42222dDqAqvvv向左運(yùn)動(dòng)推力： 往返速比：mmDpdDpApApF22221122124)(4)(21211Ddvvv有桿腔進(jìn)油兩腔同時(shí)通壓力油 兩腔同時(shí)供油的瞬間，油液壓力相同，因無桿腔的有效面積大于有桿腔的有效面積，產(chǎn)生液壓作用力差，活塞向右運(yùn)動(dòng)。 右腔排出的油液(流量為q)進(jìn)入左腔，加大了流入左腔的流量

4、(q+q)，從而也加快了活塞移動(dòng)的速度。向右運(yùn)動(dòng)推力：mmdpAApF2121(134)差動(dòng)連接向右運(yùn)動(dòng)速度：2323221344)(4dqAqvDvdDqAqqvvvvv桿整理，得： 差動(dòng)連接的有效工作面積為活塞桿的截面積。 差動(dòng)連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的有效辦法。（3）單桿活塞缸的應(yīng)用 差動(dòng)連接用于實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； 無桿腔進(jìn)油用于實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； 有桿腔進(jìn)油用于實(shí)現(xiàn)快速退回運(yùn)動(dòng)。 如果要求：差動(dòng)快進(jìn)速度v3有桿腔供油的快退速度v2 。則：dD2（二）柱塞液壓缸（二）柱塞液壓缸 1、柱塞缸的特點(diǎn) （1）缸筒內(nèi)孔不需精加工，只柱塞與缸蓋上的導(dǎo)向套有配合要求，需精

5、加工，簡化了工藝。特別適用于行程較長的場合：導(dǎo)軌磨床，龍門刨床。 （2）為減輕重量，減少單邊磨損，柱塞常做成空心。 （3）只能作單作用缸，要求往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，需成對使用。 （4）工作時(shí)柱塞總是受壓，須有足夠剛度。2、柱塞缸的速度推力特性柱塞運(yùn)動(dòng)速度： 柱塞推力：224dqAqvvvmmdppAF2243、圖形符號 擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復(fù)擺動(dòng)的輔助裝置，如送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機(jī)械手及間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 擺動(dòng)缸有: 單葉片式 雙葉片式（三）（三）擺動(dòng)式液壓缸擺動(dòng)式液壓缸擺動(dòng)缸動(dòng)畫1、單葉片式擺動(dòng)缸2、雙葉片式擺動(dòng)缸 擺動(dòng)角度一般小于150。但在相同條件下，輸出

6、轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，輸出角速度是單葉片缸的一半。擺動(dòng)角度較大，可達(dá)300。)(22122RRbqvmppRRbT212122)(2輸出轉(zhuǎn)矩：輸出角速度：二、其他形式液壓缸二、其他形式液壓缸1、伸縮液壓缸 由兩個(gè)或多個(gè)活塞式缸套裝而成。 當(dāng)通入壓力油時(shí)，活塞由大到小依次伸出；縮回時(shí)，活塞則由小到大依次收回。各級壓力和速度可按活塞缸的有關(guān)公式計(jì)算。 特別適用于工程機(jī)械及自動(dòng)線步進(jìn)式輸送裝置。雙作用伸縮液壓缸單作用伸縮液壓缸2、齒條活塞液壓缸(2)齒條活塞缸的速度推力特性 (1) 活塞缸與齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成的復(fù)合式缸。ivmiMDDqDDpT2288輸出角速度：輸出轉(zhuǎn)矩：式中： p 為缸左右兩腔

7、壓力差，D 為活塞直徑，D i為齒輪分度圓直徑。直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 用在機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位、液壓機(jī)械手等。3、增壓缸（增壓器） 增壓缸是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，但它不是能量轉(zhuǎn)換裝置，只是一個(gè)增壓器件。增壓比為大活塞與小柱塞的面積比： mabKpp小柱塞缸輸出的壓力：22dDK 增壓缸作為中間環(huán)節(jié)，用在低壓系統(tǒng)要求有局部高壓油路的場合。其增壓能力是在降低有效流量的基礎(chǔ)上得到的。4、增速缸 是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸?；钊椎幕钊麅?nèi)腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。 增速缸用于快速運(yùn)動(dòng)回路，在不增加泵的流量的前提下，使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工作速度。(1) a進(jìn)油、

8、b補(bǔ)油、c回油時(shí)，活塞向右快進(jìn)；(2) a和b同時(shí)進(jìn)油、c回油時(shí)，活塞向右慢進(jìn)；(3) c 進(jìn)油、 a和b回油時(shí)，活塞向左快退。三、液壓缸的典型結(jié)構(gòu)三、液壓缸的典型結(jié)構(gòu)1、 缸體組件 包括缸筒、缸蓋、缸底等零件。 缸筒是液壓缸的主體，其內(nèi)孔一般采用鏜削、鉸孔、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，要求表面粗糙度在0.1m0.4m。缸筒與缸蓋的連接 法蘭式連接 半環(huán)式連接 內(nèi)螺紋連接 拉桿式連接 外螺紋連接 焊接式連接 2、活塞組件 包括活塞與活塞桿等零件。 活塞與活塞桿的連接最常用的有： 螺紋連接和半環(huán)連接形式； 結(jié)構(gòu)：整體式結(jié)構(gòu)、焊接式結(jié)構(gòu)、錐銷式結(jié)構(gòu)等。3、密封裝置 間隙密封、摩擦環(huán)密封、密封圈密

9、封(O形圈、V形圈、Y形圈等) 。4、緩沖裝置 緩沖裝置的原理是在活塞運(yùn)動(dòng)接近終點(diǎn)位置時(shí)，增大液壓缸的排油阻力，使活塞運(yùn)動(dòng)速度降低。此排油阻力又稱為緩沖壓力。間隙緩沖裝置（a）可調(diào)節(jié)流緩沖裝置（b）可變節(jié)流緩沖裝置（c）5、排氣裝置 排氣裝置有排氣閥和排氣塞等。 一般設(shè)置在液壓缸的最高處。6、液壓缸安裝連接形式液壓缸安裝連接形式 腳架式，耳環(huán)式，鉸軸式。腳架式，耳環(huán)式，鉸軸式。 液壓缸用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)，是液壓系液壓缸用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)，是液壓系統(tǒng)中最廣泛應(yīng)用的一種液壓執(zhí)行元件。液壓缸有時(shí)需統(tǒng)中最廣泛應(yīng)用的一種液壓執(zhí)行元件。液壓缸有時(shí)需專門設(shè)計(jì)。專門設(shè)計(jì)。1根據(jù)需要的推力計(jì)算液

10、壓缸內(nèi)徑及活塞桿根據(jù)需要的推力計(jì)算液壓缸內(nèi)徑及活塞桿直徑等主要參數(shù)；直徑等主要參數(shù)； 2對缸壁厚度、活塞桿直徑、螺紋連接的強(qiáng)對缸壁厚度、活塞桿直徑、螺紋連接的強(qiáng)度及油缸的穩(wěn)定性等進(jìn)行必要的校核；度及油缸的穩(wěn)定性等進(jìn)行必要的校核； 3確定各部分結(jié)構(gòu)，其中包括密封裝置、缸確定各部分結(jié)構(gòu)，其中包括密封裝置、缸筒與缸蓋的連接、活塞結(jié)構(gòu)以及缸筒的固定形筒與缸蓋的連接、活塞結(jié)構(gòu)以及缸筒的固定形式等，進(jìn)行工作圖設(shè)計(jì)。式等，進(jìn)行工作圖設(shè)計(jì)。習(xí)題 3-4 3-5 3-8思考題填空題填空題1. 液壓缸是 元件，它輸出的通常是 或 。 2. 液壓缸根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)大體分為三大 、 、 ；單葉片擺動(dòng)缸回轉(zhuǎn)角小于 度，雙葉

11、片擺動(dòng)缸的回轉(zhuǎn)角小于 度。3. 常把輸出扭矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)的執(zhí)行元件稱為 。 4. 當(dāng)應(yīng)用雙活塞桿液壓缸驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如將活塞桿與工作臺聯(lián)接，缸體固定，工作臺運(yùn)動(dòng)所占空間的長度為活塞有效行程的 倍，這種情況一般用于 床。5. 單桿液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，若活塞桿直徑變小，其推力變 ，速度變 。 6. 在供油壓力、流量一定時(shí)，柱塞缸的承載能力決定于 ，而速度與其成 關(guān)系。 7.單桿活塞缸為實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、快退往復(fù)速度相等，采用 回路，活塞直徑是活塞桿直徑的 倍。8.在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)工作臺行程較長時(shí)常采用 式液壓缸，這是因?yàn)?。9.雙桿活塞缸常用于 的場合。10. 一般單桿活塞缸差動(dòng)連接時(shí)比其非差動(dòng)連接同向運(yùn)動(dòng)獲得的速度 、推力 。因此，在機(jī)床液壓系統(tǒng)中常用其實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的空行程快進(jìn)。11. 柱塞式液壓缸只能實(shí)現(xiàn)單向運(yùn)動(dòng)，其反向行程需借助 或 完成。在龍門刨床、導(dǎo)軌磨床、大型壓力機(jī)等行程長的設(shè)備中為了得到雙向運(yùn)動(dòng)，可采用 。12. 增壓缸能將 轉(zhuǎn)變?yōu)?供液壓系統(tǒng)中某一支油路使用。 13. 油缸的排氣口應(yīng)設(shè)置在 。14. 液壓缸中常用的緩沖裝置有 、 、 和 。 分析題分析題1.在圖示的雙向差動(dòng)回路中，A1、A2和A3分別表示活塞缸左、右腔及柱塞缸的有效工作面積，qP