液压缸工作原理剖析.ppt

* * 第四章 液压缸 液压缸的类型和工作原理 液压缸的设计和计算 液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。 § 4-1液压缸的类型和工作原理 根据常用液压缸的结构形式，可将其分为四种类型： 活塞式 柱塞式 伸缩式 摆动式 单活塞杆式 双活塞杆式 { 一、活塞式液压缸 单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。 1、单活塞杆液压缸 参照下图，当供给液压缸的流量Q一定时，活塞两个方向的运动速度为：V1=Q/A1=4Q/πD2 (向左） V2= Q/A2=4Q/π(D2-d2) (向右） 当供油压力p一定，回油压力为零时 作用力： F1=p.A1=p.πD2/4 (向右） F2=p.A2=p.π(D2-d2)/4 (向左） 当其差动连接时，作用力为： F3=p(A1-A2)=p.(πd2/4) 速度:v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1 所以 v3=Q/(A1-A2)=4Q/πd2 符号意义参阅下图 单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。（见下图） 双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方向的作用力和速度相等。 v=Q/A=4Q/?(D2-d2) , F=p.A=p. ?(D2-d2)/4 v—活塞（或缸筒）运动速度；Q—供油流量；F—活塞（或缸筒）上的作用力； p—供油压力；A—活塞有效面积； D—活塞直径；d—活塞杆直径。 这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，多数用于机床。 2、双活塞杆液压缸 双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。 双活塞缸机构示意 将缸筒固定在床身上，活塞杆和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为活塞有效行程的三倍（见图A）。一般多用于小机床；反之，将活塞杆固定在床身上，缸筒和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为液压缸有效行程的两倍（见图B），适用于中型及大型机床。 二、柱塞式液压缸 柱塞式液压缸结构 （１）它是一种单作用式液压缸，靠 液压力只能实现一个方向的运动，柱 塞回程要靠其它外力或柱塞的自重； （２）柱塞只靠缸套支承而不与缸套 接触，这样缸套极易加工，故适于做 长行程液压缸； （３）工作时柱塞总受压，因而它必须 有足够的刚度； （４）柱塞重量往往较大，水平放置时 容易因自重而下垂，造成密封件和导向 单边磨损，故其垂直使用更有利。 柱塞式液压缸特点： 柱塞上有效作用力F为： F=p.A= 柱塞运动速度为： v= = 式中 d—柱塞直径；其它符号意义同前。 A ?d2 p . ?d2 4 Q 4Q 三、伸缩式液压缸 伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，如图所示。伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。 摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。图中定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根据进油方向， 叶片将 带动转 子作往 复摆动。 四、摆动式液压缸 如图所示，若输入液压油的流量为Q和摆动轴输出的角速度?之间的关系为： Q=?/4(D2-d2)b.n=(b/8)(D2-d2)? 所以 ?＝8Q/b(D2-d2) 式中 n－摆动轴的转速(n= ?/2?)； b－叶片宽度； D、d－见图。 结束 *