液壓缸的工作原理

chapterⅢhydrauliccylinder液壓缸和液壓馬達一樣，都屬于液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，都是將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓馬達做旋轉(zhuǎn)運動，輸出的是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；液壓缸做直線往復運動，輸出的是力和速度。2021/5/91一、類型

按運動形式分按作用方式分第一節(jié)液壓缸的主要類型及特點2021/5/92一、類型

2021/5/93一、類型

按結(jié)構(gòu)形式分2021/5/94二、液壓缸的工作原理1、活塞式液壓缸（1）活塞向右行2021/5/95二、液壓缸的工作原理1、活塞式液壓缸（2）活塞向左行2021/5/96二、液壓缸的工作原理

1、活塞式液壓缸（3）差動連接（一般）2021/5/97二、液壓缸的工作原理

1、活塞式液壓缸比較（1）、（2）、（3），可知：差動連接適用于快速、小負載的工況，如液壓機床中的快速推進。2021/5/98二、液壓缸的工作原理

2、柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)原理圖2021/5/99二、液壓缸的工作原理

2、柱塞式液壓缸成對使用實現(xiàn)雙向運動2021/5/910二、液壓缸的工作原理

2、柱塞式液壓缸

它只能實現(xiàn)一個方向的液壓傳動，反向運動要靠外力。若需要實現(xiàn)雙向運動，則必須成對使用。這種液壓缸中的柱塞和缸筒不接觸，運動時由缸蓋上的導向套來導向，因此缸筒的內(nèi)壁不需精加工，它特別適用于行程較長的場合。此外：柱塞重量往往較大，水平放置時容易因自重而下垂，造成密封件和導向單邊磨損，故其垂直使用更有利。2021/5/911二、液壓缸的工作原理

3、伸縮套筒式液壓缸2021/5/912伸縮式液壓缸由兩個或多個活塞式液壓缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞是后一級活塞缸的缸筒，可獲得很長的工作行程。伸縮缸廣泛的用于起重運輸車輛上。圖a是單作用式，圖b是雙作用式。二、液壓缸的工作原理3、伸縮式液壓缸2021/5/913二、液壓缸的工作原理

3、伸縮套筒式液壓缸柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)原理圖2021/5/914二、液壓缸的工作原理

3、伸縮套筒式液壓缸

伸縮式液壓缸的特點是：活塞桿伸出的行程長，收縮后的結(jié)構(gòu)尺寸小，適用于翻斗汽車，起重機的伸縮臂等。2021/5/9154、擺動式液壓缸有單葉片、雙葉片兩種類型。單葉片擺角小于360°，雙葉片擺角小于180°。擺動缸結(jié)構(gòu)比較簡單，制造方便，但密封困難，一般只用于中低壓系統(tǒng)。二、液壓缸的工作原理2021/5/9164、擺動式液壓缸單葉片擺動式液壓缸1—輸出軸；2—葉片；3—缸體；4—固定葉片（與3固定，不轉(zhuǎn)動）二、液壓缸的工作原理雙葉片擺動式液壓缸1—輸出軸；2—固定葉片；3—缸體；4—葉片2021/5/917

齒輪缸由兩個柱塞和一套齒輪齒條傳動裝置組成，當液壓油推動活塞左右往復運動時，齒條就推動齒輪往復轉(zhuǎn)動，從而由齒輪驅(qū)動工作部件作往復旋轉(zhuǎn)運動。5、齒條液壓缸二、液壓缸的工作原理2021/5/9185、齒條液壓缸二、液壓缸的工作原理齒條活塞液壓缸2021/5/9196、增壓缸二、液壓缸的工作原理在某些短時或局部需要高壓的液壓系統(tǒng)中，常用增壓缸與低壓大流量泵配合作用，單作用增壓缸的工作原理如圖a所示，輸入低壓力p1的液壓油，輸出高壓力為p2的液壓油，增大壓力關系如式

單作用增壓缸不能連續(xù)向系統(tǒng)供油，圖b為雙作用式增壓缸，可由兩個高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。2021/5/920第二節(jié)液壓缸的結(jié)構(gòu)圖一、結(jié)構(gòu)（以單桿雙作用式為例）單桿雙作用活塞液壓缸2021/5/9212021/5/922二、緩沖裝置當活塞快速運動到接近缸蓋時，增大排油阻力，使液壓缸的排油腔產(chǎn)生足夠的緩沖壓力，使活塞減速，從而避免與缸蓋快速相撞。

原理：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。柱塞間隙式緩沖裝置柱塞緩沖閥式緩沖裝置單向閥作用：反向運動時增加油壓作用面積2021/5/923由于液壓油中混入空氣，以及液壓缸在安裝過程中或長時間停止使用滲入空氣，液壓缸在運行過程中，會因氣體壓縮性而使執(zhí)行部件出現(xiàn)低速爬行、噪聲等不正?，F(xiàn)象。三、排氣裝置2021/5/924第三節(jié)液壓缸的設計標準油缸選擇原則：動作要求、允許安裝尺寸、安裝形式、負載、行程、速度、工作壓力等。通過計算油缸內(nèi)徑D來選擇標準油缸。自行設計油缸是在標準油缸無法滿足上述工況時，才進行設計。2021/5/925一、油缸的主要幾何尺寸設計1、油缸內(nèi)徑D取標準D值壓力值（根據(jù)系統(tǒng)）選用過大、過小都不好，應參考類似產(chǎn)品、推薦值，經(jīng)驗選定。2021/5/9262、活塞桿直徑d

前述已知式中：——速比系數(shù)

2021/5/9272、活塞桿直徑d

若無特殊要求值可參考下表取值。工作油壓（MPa）Φ1.331.46～22速比確定后，活塞桿直徑如無速比要求，也可取其直徑為缸徑1/5~1/3，選用標準值。2021/5/9283、缸筒長度

＝活塞行程＋活塞長度＋導向長度＋密封長度＋其它長度（如緩沖裝置）其中活塞長度＝導向長度＝最好2021/5/929二、油缸的強度、剛度校核2021/5/930二、油缸的強度、剛度校核2、活塞桿強度及壓桿剛度校驗（即穩(wěn)定性校驗）（1）強度驗算式中：F—活塞桿上的載荷（N）；

[σ]—活塞桿材料許用應力（Pa），

[σ]=σb/n

σb—抗拉強度，n——安全系數(shù)2021/5/931（2）穩(wěn)定性校驗當活塞桿受壓，且l/d>10時（l—活塞桿長），需要對活塞桿進行穩(wěn)定性驗算：

式中：F—活塞受壓時的載荷（N）；Fk—壓桿能保持工作穩(wěn)定的臨界載荷（N），與材料的性質(zhì)、截面