第二節(jié)液壓缸

按結構形式分：第二節(jié)液壓缸將液壓能轉變?yōu)橹本€運動或擺動的機械能。液壓缸的分類活塞缸單葉片雙葉片柱塞缸擺動缸按作用方式分：單桿式雙桿式單作用液壓缸雙作用液壓缸一個方向由液壓驅動，另一方向靠彈簧力、重力等實現(xiàn)兩個方向均由液壓驅動一、常用液壓缸及其速度推力特性（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。

常用于要求往返運動速度相同的場合

。典型液壓缸（1）安裝方式

①缸筒固定式：運動部件移動范圍是活塞有效行程的三倍，僅適用于小型機床；L=3lL桿固定時、缸移動軟管空心桿L=2lL②活塞桿固定式：運動部件移動范圍是活塞有效行程的兩倍，常用于大中型設備。2.工作原理：工作原理：因兩側有效作用面積或油液壓力不等，活塞在液壓力的作用下，作直線往復運動。無桿腔進油腔回油腔有桿腔（2）雙桿活塞缸的速度推力特性（3）圖形符號缸在左右兩個方向上輸出的推力相等。ηm為缸的機械效率。缸在左右兩個方向上輸出的速度相等。ηv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動部件移動范圍均為活塞有效行程的兩倍。工作原理：工作原理：因兩側有效作用面積或油液壓力不等，活塞在液壓力的作用下，作直線往復運動。無桿腔進油腔回油腔有桿腔（2）單桿活塞缸速度推力特性向右運動速度：

向右運動推力：①無桿腔進油向左運動速度：向左運動推力：往返速比：②有桿腔進油③兩腔同時通壓力油

兩腔同時供油的瞬間，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，活塞向右運動。右腔排出的油液(流量為q′)進入左腔，加大了流入左腔的流量(q+q′)，從而也加快了活塞移動的速度。向右運動推力：差動連接向右運動速度：差動連接的有效工作面積為活塞桿的截面積。差動連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實現(xiàn)快速運動的有效辦法。（3）單桿活塞缸的應用差動連接用于實現(xiàn)快速進給運動；

無桿腔進油用于實現(xiàn)工作進給運動；

有桿腔進油用于實現(xiàn)快速退回運動。

如果要求：差動快進速度v3＝有桿腔供油的快退速度v2。則：（二）柱塞液壓缸

1、柱塞缸的特點

（1）缸筒內孔不需精加工，只柱塞與缸蓋上的導向套有配合要求，需精加工，簡化了工藝。特別適用于行程較長的場合：導軌磨床，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，要求往復運動時，需成對使用。

（4）工作時柱塞總是受壓，須有足夠剛度。2、柱塞缸的速度推力特性柱塞運動速度：柱塞推力：3、圖形符號

擺動缸結構緊湊，輸出轉矩大，但密封困難，一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復擺動的輔助裝置，如送料和轉位裝置、液壓機械手及間歇進給機構。擺動缸有:單葉片式雙葉片式（三）擺動式液壓缸擺動缸動畫1、單葉片式擺動缸2、雙葉片式擺動缸擺動角度一般小于150°。但在相同條件下，輸出轉矩是單葉片擺動缸的兩倍，輸出角速度是單葉片缸的一半。擺動角度較大，可達300°。輸出轉矩：輸出角速度：二、其他形式液壓缸1、伸縮液壓缸由兩個或多個活塞式缸套裝而成。當通入壓力油時，活塞由大到小依次伸出；縮回時，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公式計算。特別適用于工程機械及自動線步進式輸送裝置。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構組成的復合式缸。式中：Δp為缸左右兩腔壓力差，D為活塞直徑，Di為齒輪分度圓直徑。直線往復運動旋轉運動用在機床的進刀機構、回轉工作臺轉位、液壓機械手等。3、增壓缸（增壓器）增壓缸是活塞缸與柱塞缸組成的復合缸，但它不是能量轉換裝置，只是一個增壓器件。增壓比為大活塞與小柱塞的面積比：小柱塞缸輸出的壓力：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上得到的。4、增速缸是活塞缸與柱塞缸組成的復合缸?；钊椎幕钊麅惹皇侵椎母淄?，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。增速缸用于快速運動回路，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進油、b補油、c回油時，活塞向右快進；(2)a和b同時進油、c回油時，活塞向右慢進；(3)c進油、a和b回油時，活塞向左快退。三、液壓缸的典型結構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0.1m～0.4m。缸筒與缸蓋的連接

法蘭式連接

半環(huán)式連接

內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；

結構：整體式結構、焊接式結構、錐銷式結構等。3、密封裝置間隙密封、摩擦環(huán)密封、密封圈密封(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動接近終點位置時，增大液壓缸的排油阻力，使活塞運動速度降低。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。一般設置在液壓缸的最高處。6、液壓缸安裝連接形式腳架式，耳環(huán)式，鉸軸式。

液壓缸用于實現(xiàn)往復直線運動和擺動，是液壓系統(tǒng)中最廣泛應用的一種液壓執(zhí)行元件。液壓缸有時需專門設計。設計液壓缸的主要內容1．根據(jù)需要的推力計算液壓缸內徑及活塞桿直徑等主要參數(shù)；

2．對缸壁厚度、活塞桿直徑、螺紋連接的強度及油缸的穩(wěn)定性等進行必要的校核；

3．確定各部分結構，其中包括密封裝置、缸筒與缸蓋的連接、活塞結構以及缸筒的固定形式等，進行工作圖設計。小結習題

3-43-5思考題填空題液壓缸是

元件，它輸出的通常是

或

。液壓缸根據(jù)結構特點大體分為三大

、

、

；單葉片擺動缸回轉角小于

度，雙葉片擺動缸的回轉角小于

度。常把輸出扭矩并實現(xiàn)往復擺動的執(zhí)行元件稱為

。當應用雙活塞桿液壓缸驅動機床工作臺作往復運動時，如將活塞桿與工作臺聯(lián)接，缸體固定，工作臺運動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。單桿液壓缸差動連接時，若活塞桿直徑變小，其推力變

，速度變

。在供油壓力、流量一定時，柱塞缸的承載能力決定于

，而速度與其成

關系。單桿活塞缸為實現(xiàn)快進、快退往復速度相等，采用

回路，活塞直徑是活塞桿直徑的

倍。在液壓傳動系統(tǒng)中，當工作臺行程較長時常采用

式液壓缸，這是因為

。雙桿活塞缸常用于

的場合。一般單桿活塞缸差動連接時比其非差動連接同向運動獲得的速度

、推力

。因此，在機床液壓系統(tǒng)中常用其實現(xiàn)運動部件的空行程快進。柱塞式液壓缸只能實現(xiàn)單向運動，其反向行程需借助

或

完成。在龍門刨床、導軌磨床、大型壓力機等行程長的設備中為了得到雙向運動，可采用

。增壓缸能將

轉變?yōu)?/p>

供液壓系統(tǒng)中某一支油路使用。油缸的排氣口應設置在

。液壓缸中常用的緩沖裝置有

、

、

和

。分析題在圖示的雙向差動回路中，A1、A2和A3分別表示活塞缸左、右腔及柱塞缸的有效