液壓與氣壓傳動技術(shù)課件 2.4：活塞缸

活塞缸液壓與氣壓傳動技術(shù)學(xué)習(xí)過程1.進(jìn)行活塞缸實(shí)物的拆卸（做）。2.線上資源的學(xué)習(xí)（學(xué)）。3.用多媒體課件動畫演示活塞缸的工作原理（教）。教學(xué)重點(diǎn)單活塞缸工作原理的理解。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握活塞缸的工作原理，熟悉各種活塞缸的計(jì)算。2.掌握活塞缸的結(jié)構(gòu)，并能進(jìn)行拆卸及故障分析。教學(xué)難點(diǎn)活塞缸的計(jì)算。3液壓缸功用：將液壓泵供給的液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)對負(fù)載做功，作直線往復(fù)運(yùn)動或者擺動。4活塞缸液壓缸的分類按供油方向分：單作用缸和雙作用缸。按結(jié)構(gòu)形式分：活塞缸、柱塞缸、伸縮套筒缸、擺動液壓缸。按活塞桿形式分：單活塞桿缸、雙活塞桿缸。單桿液壓缸雙桿液壓缸柱塞式液壓缸5活塞缸雙活塞桿液壓缸液壓與氣壓傳動技術(shù)7活塞缸雙桿式活塞缸在活塞的兩側(cè)均有桿伸出，兩腔有效作用面積相等。

(1)往復(fù)運(yùn)動的速度相等(前提是供油流量相同)液壓缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是速度和力。(2)往復(fù)推力相等(前提是供油壓力相同)液壓缸和液壓馬達(dá)都是液壓執(zhí)行元件，其職能是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。液壓缸壓力p

流量Q液壓功率作用力F

速度V機(jī)械功率p1p2FVdQ8雙活塞桿液壓缸因?yàn)殡p活塞桿液壓缸的兩活塞桿直徑相等，所以當(dāng)輸入流量和油液壓力不變時，其往返運(yùn)動速度和推力相等。則缸的運(yùn)動速度V和推力F分別為：9雙活塞桿液壓缸(3)特點(diǎn)當(dāng)缸體固定時：長度方向?yàn)榛顒臃秶?，約為有效行程的三倍，如圖a所示，占地面積較大，常用于小型機(jī)床；當(dāng)活塞桿固定時：約為有效行程的兩倍，如圖b所示，占地面積小，常用于中型及大型機(jī)床。10活塞缸單活塞桿液壓缸液壓與氣壓傳動技術(shù)12單活塞桿液壓缸單活塞桿液壓缸的活塞僅一端帶有活塞桿，活塞雙向運(yùn)動可以獲得不同的速度和力，其簡圖及油路連接方式如圖所示。(a)無桿腔進(jìn)油Ddq(b)有桿腔進(jìn)油q13單活塞桿液壓缸無桿腔進(jìn)油(1)運(yùn)動速度：(2)推力：(a)無桿腔進(jìn)油Ddq14單活塞桿液壓缸有桿腔進(jìn)油(1)運(yùn)動速度：(2)推力：(b)有桿腔進(jìn)油q15單活塞桿液壓缸∵A1>A2故：∴v1<v2F1>F2應(yīng)用：活塞桿伸出時，推力較大，速度較小活塞桿縮回時，推力較小，速度較大活塞桿伸出時，適用于重載慢速活塞桿縮回時，適用于輕載快速(a)無桿腔進(jìn)油Ddq(b)有桿腔進(jìn)油q16單活塞桿液壓缸差動聯(lián)接當(dāng)單桿活塞缸兩腔同時通入壓力油時，由于無桿腔有效作用面積大于有桿腔的有效作用面積，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右運(yùn)動，活塞桿向外伸出；與此同時，又將有桿腔的油液擠出，使其流進(jìn)無桿腔，從而加快了活塞桿的伸出速度，單活塞桿液壓缸的這種連接方式被稱為差動連接。(c)差動聯(lián)接q17單活塞桿液壓缸差動連接(1)運(yùn)動速度：(2)推力：差動連接是把單桿活塞缸的無桿腔和有桿腔連接在一起，同時通入高壓油，利用兩端面積差進(jìn)行工作的連接形式。

差動聯(lián)接q18單活塞桿液壓缸差動連接

特點(diǎn)①只能向一個方向運(yùn)動，反向時必須斷開差動(通過控制閥來實(shí)現(xiàn))；②在不增加流量的前提下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動速度快，出力小，用于增速、負(fù)載小的場合。最后我們來對比一下液壓缸在不同連接形式時的差異19單活塞桿液壓缸20單活塞桿液壓缸

單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循環(huán)：

快進(jìn)

→工進(jìn)

→快退

v3、F3

v1、F1

v2、F2

（差動連接）（無桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油）單活塞桿液壓缸典型結(jié)構(gòu)液壓與氣壓傳動技術(shù)22液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸一般有缸體組件（缸筒和缸蓋）、活塞和活塞桿組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個部分組成。如圖為拉桿式液壓缸。（f）內(nèi)螺紋連接（c）外螺紋連接（d）拉桿式連接（e）焊接式連接（a）法蘭式連接（b）半環(huán)式連接23液壓缸的典型結(jié)構(gòu)1.缸筒和缸蓋的連接24液壓缸的典型結(jié)構(gòu)2.活塞組件活塞組件由活塞、密封件、活塞桿和連接件等組成。活塞與活塞桿的連接最常用的有螺紋連接（a)和半環(huán)連接（b)形式，除此之外還有整體式結(jié)構(gòu)、焊接式結(jié)構(gòu)、錐銷式結(jié)構(gòu)等。

1一活塞桿；2一活塞；3一密封圈；4一彈簧圈；5一螺母1一半環(huán)；2一套環(huán)；3一彈簧卡圈25液壓缸的典型結(jié)構(gòu)3.密封裝置油缸主要采用密封圈密封，密封圈有O形、V形、Y形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨脂等。常用的為O形。（b）有擋板型

（a）普通型26液壓缸的典型結(jié)構(gòu)4.緩沖裝置當(dāng)液壓缸帶動質(zhì)量較大的部件作快速往復(fù)運(yùn)動時，由于運(yùn)動部件具有很大的動能，因此當(dāng)活塞運(yùn)動到液壓缸終端時，會與端蓋碰撞，而產(chǎn)生沖擊和噪聲。這種機(jī)械沖擊不僅引起液壓缸的有關(guān)部分的損壞，而且會引起其它相關(guān)機(jī)械的損傷。為了防止這種危害，保證安全，應(yīng)采取緩沖措施，對液壓缸運(yùn)動速度進(jìn)行控制。27液壓缸的典型結(jié)構(gòu)緩沖裝置(a)環(huán)隙式(b)圓錐形環(huán)隙式(c)可變節(jié)流式(d)可調(diào)節(jié)流式28液壓缸的典型結(jié)構(gòu)緩沖裝置原理原理：利用節(jié)流方法在液壓缸的回油腔產(chǎn)生阻力，減小速度，避免撞擊。說明：緩沖裝置只在活塞快速運(yùn)動到接近缸蓋時即行程終了時才起作用。29液壓缸的典型結(jié)構(gòu)排氣裝置∵系統(tǒng)在安裝或停止工作后常會滲入空氣∴使液壓缸產(chǎn)生爬行、振動和前沖，發(fā)出噪音影響正常工作。故必須設(shè)置排氣裝置。30液壓缸的典型結(jié)構(gòu)排氣方法