《第四章液压传动与气压传动》.pptVIP

第四章 液压缸 教学内容 液压缸的作用及分类 液压缸的工作原理及推力和速度计算 液压缸的典型结构 4.1 液压缸的作用及分类 一、液压缸的作用 液压缸是将液体的压力能转换成机械能，实现直线往复运动或摆动的执行元件。它具有结构简单、工作可靠和制造容易等优点，被广泛应用于各种液压机械设备中。 二、液压缸的分类 按结构方式：活塞缸、柱塞缸、摆动缸和组合缸四大类。 活塞缸、柱塞缸实现往复直线运动，输出力和速度； 摆动缸实现小于360°的往复摆动，输出扭矩和角速度； 组合液压缸具有较特殊的结构和功用。 按液体压力的作用方式：单作用液压缸和双作用液压缸。 单作用液压缸是利用液体压力产生的推力推动活塞向 一个方向运动，反向复位则靠弹簧力、重力或其它外力来 实现。双作用液压缸则是利用液体压力产生的推力推动活 塞作正反两个方向的运动。 4.2 液压缸的工作原理 活塞缸 柱塞缸 组合缸 摆动缸 4.2.1 活塞缸 双杆活塞缸 单杆活塞缸 一、双杆活塞缸 双杆活塞缸是活塞两端都带活塞杆的液压缸。它有两种安装形式，图4-1(a)所示是缸筒固定，活塞杆移动的安装形式。图4-1(b)所示是活塞杆固定，缸筒移动的安装形式。 双杆活塞缸两个方向上输出的推力F1、 F2相等，其值为： 活塞往复运动的速度v1、 v2相等,其值为： 二、单杆活塞缸 图4-2所示是活塞只有一端带活塞杆的液压缸，称为单杆活塞缸。单杆活塞缸也有缸筒固定、活塞杆移动和活塞杆固定、缸筒移动两种安装形式。 当压力油以相同的压力 p1 和流量 q 分别进入缸的左右两腔时，活塞杆左右运动时的推力和速度不相等，其值分别为： 将单杆活塞缸的两腔连通，并同时输入压力油，这种连接形式称为差动连接，如图4-2（c）所示。作差动连接时的单杆活塞缸也称为差动液压缸。作差动连接时，进入液压缸两腔压力油的压力相同，但由于两腔有效工作面积不等，A1A2，产生的液压作用力不等，故活塞向右运动，有杆腔中的油液便会流入无杆腔。此时，差动液压缸产生的推力F3和活塞向右运动的速度v3分别为： 上式表明，单杆活塞缸差动连接时的推力比非差动连接时要小；而活塞向右移动时的速度，在供油量q相同的情况下要比非差动连接时的速度大得多。 4.2.2 柱塞缸 图4—3所示为一柱塞缸。其特点是，缸筒内壁与柱塞没有配合要求，因此缸筒内孔可只作粗加工或不加工，仅柱塞与导向套有配合要求，这样就大大简化了缸筒的加工工艺。为减轻柱塞重量以减小柱塞弯曲变形，柱塞一般做成空心的. 柱塞缸产生的推力和运动速度为： 4.2.3 摆动液压缸 摆动液压缸是输出转矩并实现往复摆动的一种液压缸。叶片式摆动液压缸如图4—4所示，按叶片数量可分为单叶片、双叶片和多叶片摆动缸。图4—4（a）所示为单叶片摆动液压缸。 4.2.4 组合液压缸 组合液压缸的结构形式很多，这里仅简要介绍较为常见的三种组合液压缸。 齿条传动液压缸 伸缩式液压缸 增压缸 一、 齿条传动液压缸 齿条传动液压缸结构形式很多，图4—5所示是一种用于驱动回转工作台回转的齿条传动液压缸。 二、伸缩式液压缸 图4一6所示为一种伸缩式液压缸。伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小。 三、增压缸 图4一7所示为一种由活塞缸和柱塞缸组合而成的增压缸，常应用于在局部区域需要获得高压的液压系统中。该增压缸利用活塞的有效面积大于柱塞的有效面积，使输出压力p2大于输入压力p1，其值为： 4.3 液压缸的典型结构 图4-8所示为拉杆式单杆活塞缸的典型结构。根据图4-8所示液压缸各部分的结构特点及功用，可将其划分为缸筒组件、活塞组件、液压缸的密封、液压缸的排气装置和制动缓冲装置等几个部件，其它种类的液压缸也不外乎是由这几个部件组成。 4.3.1 缸筒组件 缸筒组件的其它几种连接方式如图4-9所示。图4-9（a）、（b）、(c)所示分别为法兰连接、半环连接和螺纹连接。 4.3.2 活塞组件 图4—10所示是活塞组件的几种常见结构形式。 4.3.3 液压缸的密封 液压缸的密封是指活塞、活塞杆和端盖等处的密封，是用来防止液压缸内部(活塞与缸筒内孔的配合面)和外部的泄漏。以下简要介绍液压缸中常见的密封形式。 4.3.4 液压缸的排气装置 液压系统中混入空气后，会影响液压缸运动的平稳性，如低速运动时易爬行，启动时出现冲击、振动和噪声，换向精度降低等，压力过大时还会产生绝热压缩而造成局部高温。因此在设计和使用液压缸时，必须考虑空气的排除。 4.3.5 液压缸的制动和缓冲 制动和缓冲结构主要有环状间隙式、可调流量式和可变节流式等。图4—15（a）所示是一种环状间隙式缓冲装置。环状间隙缓冲装置的凸台，也可以制成园锥形，如图4—1