液压传动第4章液压缸.ppt

第四章 液压缸 液压缸是液压系统的执行元件，它的作用是将液体的压力能转换为直线往复运动的机械能 。 一、液压缸的分类 1.按其结构分有 2.按液压缸的运动方式分有 3.按液压缸的作用分 单作用式液压缸—活塞带动负载作外伸运动时，利用油液压力完成的，返程时依靠的是外力、弹簧力、重力等完成的。 双作用式液压缸—活塞带动负载往返运动时，利用油液的液体压力实现的。 详见P68 表3-2 所示。 二、典型液压缸的结构分析 （工作原理与特性） （一）活塞式液压缸 ①按活塞杆数量分有： 单活塞杆式、双活塞杆式。 ②按作用分有：单作用式、双作用式。 常用的有双作用单活塞杆式的液压缸。 1.双作用单活塞杆液压缸 1）双作用单活塞杆活塞缸结构结构组成： 单活塞杆液压缸的活塞只有一端带活塞杆。 双作用单活塞杆活塞缸结构主要由以下几部分组成： *缸筒部分由端盖和缸体组成； *活塞部分由活塞和活塞杆组成； *密封部分等组成。 密封部分的作用—— 是为了防止油液内外泄漏，在缸筒与活塞之间，缸筒和两侧端盖之间，活塞杆与导向套之间、活塞杆与缸盖之间分别装有密封圈。 在前端与活塞杆之间装有导向套和防尘圈。 由于往复运动需要油液压力来实现，称其为双作用液压缸。 双作用单杆活塞缸结构示意图- 2）双作用单杆液压缸 （动画1-3活塞右移.swf） 3）双作用单杆液压缸职能符号、工作原理 4）工作过程和工作特点 工作特点： （1）液压缸两腔的作用力- 单活塞杆液压缸左右两腔的有效工作面积不相等，当给两腔通入相等的压力油时，两腔所产生的推力(作用力)是不相等的，上图所示得知，当输入的压力油为p，两腔产生的推力分别为： （当回油压力等于零时） 左腔产生的推力（系统右行）： 右腔产生的推力（系统左行）： （2）液压缸往返运动速度 当分别给两腔输入相同流量的压力油时，两方向得到的运动速度也是不相等的。 当两腔输入的流量为Q时，往返的速度分别为- 向右运动的速度- 向左运动的速度- 2.单作用单活塞杆液压缸 在液压缸缸体的一端有油口与油路相连接，在压力油的作用下，活塞带动负载外伸，返程时依靠外力、重力、弹簧力等实现。 3.差动式液压缸 把液压缸两腔油路通过相关元件互相接通，当通入压力油时，这样的连接，称为“差动连接” 。 （见下图） 差动连接时，有杆腔排出的油全部流入无杆腔，排出的流量Q′为： 式中 v3——差动连接的速度。 流入无杆腔的流量由液压泵供油Q1 与有杆腔排出量Q`之和： Q1+Q`=Q1+(π/4)(D2-d2)V3 从而得到差动连接速度v3为： V3=Q1 (πd2/4) 可见差动连接的速度比非差动连接时大。 总之，差动连接是一种减少推力而获得高速的方法之一。 单活塞杆液压缸的安装方式有两种： 一种是缸体固定，活塞杆带动负载动作； 另一种是活塞杆固定，缸体带动负载动作。 4.双活塞杆液压缸 双活塞杆缸是活塞两端都有活塞杆的油缸。 职能符号示意 ↓ 双活塞杆液压缸示意图-缸体固定式 活塞杆固定式- 其结构特点--双活塞杆液压缸的两个活塞杆通常做成相同的直径，如果两腔分别输入流量和压力相等时，则左右两个方向产生的推力和往运动速度都相等。 （二）柱塞式液压缸— 1.结构组成 （柱塞式液压缸的结构图） 2.工作过程 其职能符号如下图所示 柱塞式液压缸 （动画4-4柱塞式液压缸.swf） 当从进油口向缸筒输入压力油时，柱塞2在油压作用下向外推出，而反方向的回程要靠外力实现，由于是单向液压驱动，又称为单作用缸。 柱塞液压缸的特点： 因为缸筒内壁与柱塞有间隙不接触，除安装导向套和密封装置的部分内壁外，其余内壁可不加工或粗加工，因此采用柱塞式油缸对大直径或行程较长的缸体，大大减少了加工的困难。 （参见课本P69） （三）伸缩套筒液压缸 下图为伸缩套筒式液压缸的结构原理图 伸缩套筒式液压缸的结构特点： 由两套活塞缸套装而成，件1对缸体3是活塞，对活塞2是缸体依次类推。 当压力油从A口通入，活塞1先伸出，然后活塞2伸出。 当压力油从B口通入，活塞2先缩入，然后活塞1缩入。按活塞的有效面积大活塞1缩入。 按活塞的有效面积大的先动，小的后动。 伸出时的推力和速度是分级变化的，活塞1有效面积大，伸出时推力大速度低，第二级活塞2伸出时推力小速度高。 伸缩