液壓與氣動液壓缸課件

液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它的職能是將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能。液壓缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是直線速度和力。液壓缸的活塞能完成往復(fù)直線運動，輸出有限的直線位移。液壓缸本章目錄教學(xué)要求重點難點教學(xué)要求掌握液壓缸的作用和工作原理掌握液壓缸的類型和參數(shù)計算熟悉各類液壓缸的特點了解各類液壓缸的結(jié)構(gòu)和設(shè)計計算液壓缸的作用和工作原理液壓缸的參數(shù)計算各類液壓缸的特點及應(yīng)用重點難點第一節(jié)液壓缸的工作原理、

類型和特點1液壓缸的工作原理缸筒固定：一腔連續(xù)地輸入壓力油。當油的壓力足以克服活塞桿上的所有負載時，活塞以速度連續(xù)向另一腔運動，活塞桿對外界做功，反之亦然。

活塞桿固定：一腔連續(xù)地輸入壓力油時，則缸筒向另一方向運動，反之亦然。2液壓缸的組成液壓缸組成：活塞、缸體、活塞桿、端蓋、密封等3液壓缸的分類

按結(jié)構(gòu)形式分：活塞缸又分單桿活塞缸、雙桿活塞缸柱塞缸又分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵擺動缸又分單葉片擺動缸、雙葉片擺動缸

按作用方式分：單作用液壓缸一個方向的運動依靠液壓作用力實現(xiàn)，另一個方向依靠彈簧力、重力等實現(xiàn)；雙作用液壓缸兩個方向的運動都依靠液壓作用力來實現(xiàn)；復(fù)合式缸活塞缸與活塞缸的組合、活塞缸與柱塞缸的組合、活塞缸與機械結(jié)構(gòu)的組合等。參數(shù)計算

雙活塞桿缸根據(jù)安裝方式不同又分為活塞桿固定式和缸筒固定式兩種。2單活塞桿缸單活塞桿缸只有一端帶活塞桿，它也有缸筒固定和活塞桿固定兩種安裝方式，兩種方式的運動部件移動范圍均為活塞有效行程的兩倍，即。無桿腔進油有桿腔進油差動連接缸單活塞桿缸兩腔同時通壓力油，稱為差動連接。差動連接的缸只能一個方向運動。圖示為向右運動。3柱塞缸柱塞與缸筒間無配合關(guān)系，缸筒內(nèi)孔不需精加工，只是柱塞與缸蓋上的導(dǎo)向套有配合關(guān)系。為減輕重量，減少彎曲變形，柱塞常做成空心。

柱塞缸只能作單作用缸，要求往復(fù)運動時，需成對使用。柱塞缸能承受一定的徑向力。單向運動時雙向運動時參數(shù)計算4擺動缸當通入液壓油，它的主軸能輸出小于360°的擺動運動的缸稱為擺動式液壓缸。常用于輔助裝置，如送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機械手及間歇進給機構(gòu)。單葉片式擺動角度較大，可達300°

雙葉片式擺動角度一般小于150°。但在相同條件下，輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動缸的兩倍，輸出角速度是單葉片缸的一半。結(jié)構(gòu)(2)增壓缸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，只是一個增壓器件。增壓比為大活塞與小柱塞的面積比K＝D2/d

2；增壓能力是在降低有效流量的基礎(chǔ)上得到的；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。參數(shù)計算(3)伸縮缸由兩個或多個活塞式缸套裝而成。前一級活塞缸的活塞桿是后一級活塞缸的缸筒。各級活塞依次伸出可獲得很長的行程，當依次縮回時缸的軸向尺寸很小。除雙作用伸縮液壓缸外，還有單作用伸縮液壓缸，它與雙作用不同點是回程靠外力，而雙作用靠液壓作用力。(4)齒輪齒條缸齒條活塞缸是活塞缸與齒輪齒條機構(gòu)組成的復(fù)合式缸。它將活塞的直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的旋轉(zhuǎn)運動，用于機床的進刀機構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位、液壓機械手等。第三節(jié)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)舉例缸體組件包括缸筒、缸蓋、缸底等零件活塞組件包括活塞與活塞桿等零件密封裝置活塞與缸筒、活塞桿與缸蓋的密封緩沖裝置排氣裝置液壓缸緩沖間隙緩沖可調(diào)緩沖卸載緩沖排氣閥排氣、排氣塞排氣、進出油口排氣液壓缸排氣第四節(jié)液壓缸的計算液壓缸的參數(shù)計算及設(shè)計步驟(1)根據(jù)使用要求確定液壓缸的類型；(2)按負載和運動要求確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸；(3)進行強度驗算；(4)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

液壓缸的主要尺寸包括液壓缸的內(nèi)徑D、缸的長度L、活塞桿直徑d。主要根據(jù)液壓缸的負載、活塞運動速度和行程等因素來確定上述參數(shù)。2液壓缸主要尺寸的確定

主要尺寸：缸直徑D、活塞桿直徑d、缸長度L如：對單桿缸而言有桿腔進油無桿腔進油桿徑計算所得的液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直經(jīng)d應(yīng)圓整為標準系列，參見《新編液壓工程手冊》。液壓缸的缸筒長度由活塞最大行程、活塞長度、活塞桿導(dǎo)向套長度、活塞桿密封長度和特殊要求的長度確定。

一般活塞長度為(0.6-1.0)D，導(dǎo)向套長度為(0.6-1.5)d。為減少加工難度，一般液壓缸缸筒長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20-30倍。缸筒壁厚校核薄壁缸：D/δ≥10時厚壁缸：D/δ＜10時活塞桿強度桿受拉時：桿受壓時：穩(wěn)定性驗算（當活塞桿長度L與其直徑d之比大于15時，應(yīng)對活塞桿進行穩(wěn)定性驗算）

穩(wěn)定臨界負載Fk按材料力學(xué)公式和液壓設(shè)計手冊確定。3液壓缸強度校核習題1試述柱塞式液壓缸的特點。2液壓缸為什么要設(shè)置緩沖裝置？應(yīng)如何設(shè)置？3液壓缸為什么要設(shè)置排氣裝置？4已知單活塞桿液壓缸缸筒直徑D=50mm，活塞桿直徑d=35mm，液壓泵供油流量為q=10L/min，試求：（1）液壓缸差動連接時的運動速度；（2）若缸在差動階段所能克服的外負載F=1000N，缸內(nèi)油液壓力有多大（不計管內(nèi)壓力損失）？5一柱塞缸的柱塞固定，缸筒運動，壓力油從空心柱塞中通入，壓力為p=10MPa，流量為q=25L/min，缸筒直徑為D=100mm，柱塞外徑為d=80mm，柱塞內(nèi)孔直徑為d0=30mm，試求柱塞缸所產(chǎn)生的推力和運動速度。33

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6設(shè)計一單桿活塞液壓缸，要求快進時為差動連接，快進和快退（有桿腔進油）時的速度均