液压传动第13讲.ppt

华北理工大学 第五章 液 压 缸 本章提要 液压缸的类型及特点 液压缸的设计计算 液压缸的典型结构 液压缸的密封 要求： 　　掌握液压缸设计中应考虑的主要问题，包括结构类型的选择和参数计算等，为液压缸设计打下基础。 本章教学内容 5.1 液压缸的类型及特点 5.2 液压缸的结构 5.3 液压缸的设计与计算 本章小结 习 题 5.1 液压缸的类型及特点 　　液压缸（油缸）主要用于实现机构的直线往复运动，也可以实现摆动，其结构简单，工作可靠，应用广泛。 输入量：流量和压力（液压功率） 输出量：速度和力（机械功率） 液压缸 压力p流量Q 液压功率 作用力F速度V 机械功率 注：液压缸和液压马达都是液压执行元件， 其职能是将液压能转换为机械能。 p1 p2 F V d Q A 5.1 液压缸的类型及特点 液压缸的分类 柱塞式液压缸 单作用 单杆液压缸 双作用 双杆液压缸 双作用 　按供油方向分：单作用缸和双作用缸。 　按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒缸、摆动液压缸。 　按活塞杆形式分：单活塞杆缸、双活塞杆缸。 　　活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。 5.1.1.1 双杆活塞液压缸 　　双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如图3.1所示。 (a)缸筒固定式 (b)活塞杆固定式 5.1.1 活塞式液压缸 图3.1 　　活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。 5.1.1.1 双杆活塞液压缸 　　双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如图3.1所示。 (a)缸筒固定式 (b)活塞杆固定式 5.1.1 活塞式液压缸 图5.1 　　因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。则缸的运动速度v和推力F分别为： （5.1） （5.2） 式中: 、 ——分别为缸的进、回油压力； ——分别为缸的容积效率和机械效率； 、 、d ——分别为活塞直径和活塞杆直径； q —— 输入流量； A ——活塞有效工作面积。 这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。 d D 5.1.1.1 双杆活塞液压缸 5.1.1.2单活塞杆液压缸 　　单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力，其简图及油路连接方式如图3.2所示。 5.1.1 活塞式液压缸 图5.2 D d (a)无杆腔进油 D d (b)有杆腔进油 无杆腔进油 （5.3） （5.4） 活塞的运动速度 和推力 分别为: (a)无杆腔进油 D d 5.1.1.2单活塞杆液压缸 5.1.1 活塞式液压缸 有杆腔进油 活塞的运动速度 和推力 分别为: （5.5） （5.6） (b)有杆腔进油 D d 5.1.1.2单活塞杆液压缸 5.1.1 活塞式液压缸 （5.7） 上式表明： 　　当活塞杆直径愈小时，速度比接近1，在两个方向上的速度差值就愈小。 5.1.1.2单活塞杆液压缸 5.1.1 活塞式液压缸 　　比较上述各式，可以看出：v2v1，F1F2；液压缸往复运动时的速度比为： 图5. 3 差动连接缸 Q vA1 vA2 v D d A1 A2 Q vA1 vA2 v D d A1 A2 5.1.1.2单活塞杆液压缸 5.1.1 活塞式液压缸 差动连接：单杆活塞缸在其左右两腔都接通高压油时称为“差动连接”，此时液压缸称为差动缸。 　　两腔的压力相等，活塞两侧有效面积不等，活塞向右运动。 活塞的运动速度v ： Q+vA2=vA1 活塞的输出力为F ： 　　将往未差动连接的无杆腔输油的工况和差动连接缸相比 较，从公式可以看到，后者的速度较快，但输出力较小。 Q vA1 vA2 v D d A1 A2 差动连接 p 5.1.1.2单活塞杆液压缸 5.1.1 活塞式液压缸 差动液压缸计算举例 　　例5.1：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=25 L/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(a)、(b)、(c)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。 　　解：在图3.2（a）中，液压缸无杆腔进压力油，回油腔压力为零，因此，可推动的最大负载为： 　　液压缸向左运动