液压缸的分类及基本计算.ppt

ysu-2010 液压缸可以看作是直线马达(或摆动马达)，其单位位移排量即为液压缸的有效面积A。 当液压缸的回油压力为零且不计损失时，输入液压功率p ·q等于输出机械功率F·v 。 液压缸有多种结构，但根据其具体结构特点可分为活塞式、柱塞式和摆动式三类基本形式，除此以外，还有在基本形式上发展起来的各种特殊用途的组合液压缸。 液压缸的分类 4、双作用单活塞杆液压缸双向液压驱动，往复速度、力不等。 8、串联液压缸 小直径的液压缸获得大的作用面积，提高牵引力。 11、单叶片摆动液压缸回转往复运动，最大摆角300?。 3.1.1 活塞式液压缸 活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装方式有缸筒固定和活塞杆固定两种形式。 液压缸的基本参数：液压缸往复运动的速度v和牵引力F。 3.1.1.1 双杆活塞式液压缸图3.1所示为双杆活塞式液压缸的工作原理图。当两活塞杆直径相同，供油压力和流量不变时，活塞式液压缸在两个方向上的运动速度和推力都相等，即 ηm——液压缸的机械效率； q——液压缸的流量(m3／s)； A——液压缸的有效工作面积(m2)，也可看成 单位位移排量(m3／m)； p1——进油压力(Pa)； p2——回油压力(Pa)； D——活塞直径，即缸筒直径(m)； d——活塞杆直径(m)。 这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。 图3.1(b)为活塞杆固定式结构，当液压缸的左腔进油时，推动缸体向左移动，右腔回油；反之，当液压缸的右腔进油时，缸体则向右运动。 3.1.1.2 单杆活塞式液压缸 图3.2所示为双作用单活塞杆液压缸，活塞杆只从液压缸的一端伸出，液压缸的活塞在两腔有效作用面积不相等，当向液压缸两腔分别供油，且压力和流量都不变时，活塞在两个方向上的运动速度和推力都不相等，即运动具有不对称性。 如图所示，当无杆腔进油时，活塞的运动速度v1和推力F1分别为 如图3.2(b)所示，当有杆腔进油时，活塞的运动速度v2和推力F2分别为 如图3.3所示，当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单活塞杆液压缸的这种连接方式被称为差动连接。 在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连接液压缸的推力F3为 [例题3.1] 已知单活塞杆液压缸的缸筒内径 D=100mm，活塞杆直径 d=70mm，进入液压缸的流量 q=25L／min，压力 p1=2MPa，p2=0液压缸的容积效率和机械效率分别为0.98、0.97，试求在图3.2和图3.3所示的三种工况下，液压缸可推动的最大负载和运动速度各是多少?并给出运动方向。 3.1.2 柱塞式液压缸 活塞式液压缸应用非常广泛，但这种液压缸由于缸孔加工精度要求很高，当行程较长时，加工难度大，使得制造成本增加。在生产实际中，某些场合所用的液压缸并不要求双向控制，柱塞式液压缸正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。 如图3.4(a)所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、导套、密封圈和压盖等零件组成，柱塞和缸筒内壁不接触，因此缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低。  单一的柱塞缸只能制成单作用缸，如果要获得双向运动，可采用图3.4(b)所示的复合式柱塞缸结构，即将两柱塞液压缸成对使用，每个柱塞缸控制一个方向的运动参数。柱塞缸的柱塞端面是受压面，其面积大小决定了柱塞缸的输出速度和推力。为保证柱塞缸有足够的推力和稳定性，一般柱塞较粗，重量较大，水平安装时易产生单边磨损，故柱塞缸适宜于垂直安装使用。 3.1.3 摆动式液压缸 摆动式液压缸输出转矩，并实现往复摆动，有时也称为摆动马达，在结构上有单叶片和双叶片两种形式，如图3.5所示。单叶片式摆动液压缸由定子块1、缸体2、摆动轴3、叶片4、左右支承盘和左右盖板等主要零件组成。 定子块固定在缸体上，叶片和摆动轴固连在一起。当两油口相继通以压力油时，叶片即带动摆动轴作往复摆动。 根据能量守恒原理，得输出角速度为 单叶片摆动液压缸的摆角一般不超过280°，双叶片摆动液压缸的摆角一般不超过150°。 当输入压力和流量不变时，双叶片摆动液压缸摆动轴输出转矩是相同参数单叶片摆动缸的两倍，而摆动角速度则是单叶片的一半，摆动缸结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于中、低压系统中往复摆动、转位或间歇运动的地方。 [例3.2] 如图3.5所示单叶片摆动液压缸，供油压力p1＝10 MPa，流量q=25L／min，回油压力p2=0.5 MPa，D=