济南大学机械工程学院液压传动课件 第四章.ppt

第四章 液压缸 4.1 液压缸的工作原理、类型和特点 4.2 液压缸基本参数的计算 4.3 液压缸的典型结构 4.4 液压缸的计算 第一节 液压缸的工作原理、类型和特点 一、 液压缸的工作原理 当缸筒固定，左腔连续地 输入压力油，当油的压力足以 克服活塞杆上的所有负载时， 活塞以速度连续向右运动，活 塞杆对外界做功。 反之，往右腔输入压力油时， 活塞以速度向左运动，活塞杆也 对外界做功。这样，完成了一个 往复运动。这种液压缸叫做缸筒固定缸。 若活塞杆固定，左腔连续地输入压力油时，则缸筒向左运动。当往右腔连续地通入压力油时，则缸筒右移。这种液压缸叫活塞杆固定缸。 因此，缸输入的压力，流量，以及输出作用力和速度是液压缸的主要性能参数。 二、液压缸的分类 按供油方向分，可分为单作用缸和双作用缸。 按结构形式分，可分为活塞缸、柱塞缸、摆动缸和伸缩套筒缸。 按缸的特殊用途分，可分为串联缸、增压缸、增速缸、步进缸等。 一、双活塞杆缸的计算 双作用活塞杆缸活塞的运动速度。 活塞杆上理论的输出力等于活塞两侧有效面积和活塞两腔压力差的乘积。 以上计算未考虑油从活塞的一腔到另一腔的内泄漏和端盖与活塞杆之间的外泄漏以及活塞和缸筒、活塞杆和端盖之间的摩擦力。 由以上公式可知，这类缸在两个方向上的运动速度和输出力均相等。 二、单活塞杆缸的计算 当压力油进入无杆腔的流量 活塞右移速度为， 输出力为： 活塞的输出力为 结论：活塞速度与活塞有效面积成反比；活塞输出的力 和活塞的有效面积成正比。 单活塞杆差动连接形式： 若往单活塞杆缸的无杆腔中供压力油，将有杆腔排 出的油再接回到无杆腔，则称为差动连接缸。 将未差动连接的缸和差动连接缸比较后可见，后者的速度比较快，但输出力较小。 若 ，即 ，则差动连接缸在两个方向上的速度相等、输出力也相等。这是因为：设活塞左行的速度 三、 柱塞缸 柱塞缸只能实现一个方向的运动，反向运动要靠外力。这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不须精加工。它特别适用于在行程较长的场合。柱塞缸输出的推力和速度分别为： 四、摆动缸 五、 组合式液压缸 1、串联液压缸 右图是由两个缸组成的串连液压缸。两个缸分别有自己的进油口、出油口，缸筒固定在同一个活塞杆上。两个缸的进油口相连，出油口也相连。串连液压缸的输出力是两个缸输出力的总和。 2、增压缸 3．增速缸 先从a口供油使活塞2以较快的速度右移。 活塞2运动到某一位置后，再从b口供油，活塞 2以较快的速度右移，同时输出力也相应增大。 5．伸缩缸 下图所示是一种双作用式伸缩缸。通入压力油时各级活塞按有效面积大小依次先后动作，并在输入流量不变的情况下输出推力逐级减小，速度逐级加大，其值为： 6．齿轮齿条缸 下图为一齿轮齿条缸。它由两个柱塞缸和一套齿轮齿条传动装置组成，柱塞的移动经齿轮齿条传动装置变成齿轮的转动，用于实现工作部件的往复摆动或间隙进给运动。 第三节、液压缸典型结构 右图所示是一个双作用单杆活塞液压缸的结构 图，它的主要零件是缸底2、活塞8、缸筒11、活 塞杆12、导向套13和端盖15。以下将介绍缸主要 零件的几种常见结构。 一般地说，缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。 工作压力时使用铸铁；在时使用无缝钢管；时使用铸钢或锻钢。 图4-14所示为常见的缸筒和缸盖结构形式。 2.活塞和活塞杆 活塞和活塞杆的结构形式很多，常见的有一体式、锥销式连接外、 还有螺纹式连接和半环式连接等多种型式，见图4－15所示。 螺纹式连接结构简单，装拆方便，但在高压大负载下需备有螺帽防 松装置。半环式连接结构较复杂，装拆不便，但工作较可靠。 此外，活塞和活塞杆也有制成整体式结构的，但它只适用于尺寸较 小的场合。活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆则不论是空心的还是实心， 大多用钢料制造。 3.密封装置 图a为间隙密封，它依靠运动件间的微小间隙来防止泄漏。为了提高这种装置的密封能力，常在活塞的表面上制出几条细小的环形槽，以增大油液通过间