液压与气动课题8液压缸类型及特点

1、模块三模块三 液压缸和液压马达液压缸和液压马达课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点模块三模块三 液压缸和液压马达液压缸和液压马达 下图所示的专用铣床的工作台采用单杆液压缸驱动，根据工况分析，计算下图所示的专用铣床的工作台采用单杆液压缸驱动，根据工况分析，计算得液压缸在工进阶段的总工作负载为得液压缸在工进阶段的总工作负载为4388N4388N（即最大负载），如图所示，现要（即最大负载），如图所示，现要求活塞快进和快退速度相等，我们该如何进行液压缸的设计计算和结构设计？求活塞快进和快退速度相等，我们该如何进行液压缸的设计计算和结构设计？ 专用铣床液压缸受力简图专用铣床液压缸受力简图 模

2、块三模块三 液压缸和液压马达液压缸和液压马达 液压缸是液压系统中的执行元件，是把液体的压力能转换成机械液压缸是液压系统中的执行元件，是把液体的压力能转换成机械能的能量转换装置，用来驱动工作机构实现直线往复运动或往复摆动。能的能量转换装置，用来驱动工作机构实现直线往复运动或往复摆动。液压缸结构简单，工作可靠，作直线往复运动时，省去减速机构，且液压缸结构简单，工作可靠，作直线往复运动时，省去减速机构，且没有传动间隙，传动平稳、反映快，因此在液压系统中被广泛应用。没有传动间隙，传动平稳、反映快，因此在液压系统中被广泛应用。 本任务中，铣床的工作台采用单杆液压缸驱动，我们根据液压缸本任务中，铣床的工作

3、台采用单杆液压缸驱动，我们根据液压缸所受的最大工作负载（或根据设备的类型），选定液压缸的工作压力，所受的最大工作负载（或根据设备的类型），选定液压缸的工作压力，并计算确定液压缸的内径、活塞杆直径等主要结构尺寸。本模块的任并计算确定液压缸的内径、活塞杆直径等主要结构尺寸。本模块的任务是通过液压缸类型及特点、液压缸的结构设计、液压缸的设计计算务是通过液压缸类型及特点、液压缸的结构设计、液压缸的设计计算等相关知识的学习，掌握液压缸的设计计算方法。等相关知识的学习，掌握液压缸的设计计算方法。1、按结构形式：、按结构形式： 活塞式活塞式2、按作用方式：、按作用方式：单作用式液压缸单作用式液压缸功用：功用

4、：将液压泵供给的液压能转换为机械能而对负载作功，实现直线将液压泵供给的液压能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动或旋转运动。往复运动或旋转运动。液压缸的类型及特点分类：液压缸的类型及特点分类：柱塞式柱塞式 组合式组合式双作用式液压缸双作用式液压缸课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三：缸体内作相对往复运动的组件为活塞的液压缸。：缸体内作相对往复运动的组件为活塞的液压缸。按伸出活塞杆不同：双杆，单杆，无杆按伸出活塞杆不同：双杆，单杆，无杆 按固定方式不同：缸体固定，活塞杆固定按固定方式不同：缸体固定，活塞杆固定 1 1、双杆活塞液压缸、双杆活塞液压缸（1 1）特点）

5、特点1 1）两腔面积相等；）两腔面积相等； 2 2）压力相同时，推力相等，）压力相同时，推力相等，流量相同时，速度相等。流量相同时，速度相等。即具有即具有等推力、等速度等推力、等速度特性。特性。（2 2）推力、速度计算）推力、速度计算 课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三v = q/A = 4qV/(D2-d2) F = (p1-p2)A = (D2-d2)( p1-p2 )/4双杆活塞液压缸双杆活塞液压缸1）实心双杆活塞式）实心双杆活塞式:缸体固定式缸体固定式 进油腔进油腔 回油腔回油腔 运动方向运动方向 左左 右右 活塞右移活塞右移 右右 左左 活塞左移活塞左移2

6、) 空心双杆活塞式空心双杆活塞式:杆固定式杆固定式 进油腔进油腔 回油腔回油腔 运动方向运动方向 左左 右右 缸体左移缸体左移 右右 左左 缸体右移缸体右移 进油腔位置与活塞运动方向进油腔位置与活塞运动方向相同相同。 进油腔位置与活塞运动方向进油腔位置与活塞运动方向相反相反。 占地范占地范围应围应用用场场合合 三倍三倍于于L，占地面，占地面积积大。中小大。中小型型设设 备备占地范占地范围应围应用用场场合合 两两倍倍于于L，占地面，占地面积积小，大中小，大中型型设备设备课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三（1）特点：）特点： 1）两腔面积不等）两腔面积不等, A1 A2

7、 2） 压力相同时，推力不等流量相同时，速度不等，即不具有等推压力相同时，推力不等流量相同时，速度不等，即不具有等推力等速度特性。力等速度特性。 单活塞式液压缸计算简图单活塞式液压缸计算简图 课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三（2）速度、推力计算）速度、推力计算 1）无杆腔进油时）无杆腔进油时 v1= q/A1 = 4q/D2 ， F1= p1A1 - p2A2 =D2 p1 - (D2-d2)p2/4 2）有杆腔进油时）有杆腔进油时 v2= q/A2 = 4q/(D2-d2)， F2= p1A2- p2A1= (D2-d2) p1-D2 p2/4 A1 A2 v1

8、 F2 因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速，活塞杆缩回时，适用于轻因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速，活塞杆缩回时，适用于轻 载快速。载快速。 课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三特点：在不增加流量的前提下，实现快速运动应用单杆活塞液压缸不同连特点：在不增加流量的前提下，实现快速运动应用单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循环：接，可实现如下工作循环： 差动连接差动连接 无杆腔进油无杆腔进油 有杆腔进油有杆腔进油 快进快进 工进工进 快退快退 v3、F3 v1、F1 v2、F2 3）差）差动连动连接式液接式液压压缸缸 课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点

9、 模块三模块三差动连接式液压缸差动连接式液压缸 v3A1=q+v3A2 ， v3= q/（A1-A2）=4 q/d2故故 要使要使 v2=v3 ，D= 2 d ， F3=p1（A1-A2）=d2p1/4 1、定义、定义 在缸体内做相对往复运动的组件是柱塞的液压缸。在缸体内做相对往复运动的组件是柱塞的液压缸。 2、柱塞式液压缸结构、柱塞式液压缸结构 缸体、柱塞、导向套、钢丝卡圈等缸体、柱塞、导向套、钢丝卡圈等 3、柱塞式液压缸工作原理、柱塞式液压缸工作原理： 只能单向运动，回程需靠外力、弹簧力，需双向运动时，常成对使用。只能单向运动，回程需靠外力、弹簧力，需双向运动时，常成对使用。 柱塞式液压缸

10、结构示意图柱塞式液压缸结构示意图 课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三4、柱塞式液压缸速度、推力计算、柱塞式液压缸速度、推力计算 v = q/A = 4q/d2 F = pA = d2 p/4 柱塞式液压缸特点柱塞式液压缸特点: 柱塞工作时总是受压，一般较粗柱塞工作时总是受压，一般较粗 水平放置易下垂，产生单边磨损水平放置易下垂，产生单边磨损 故故 常垂直放置，有时可做成空心常垂直放置，有时可做成空心 又又 缸体内壁与柱塞不接触缸体内壁与柱塞不接触 可不加工或只粗加工，工艺性好，故常用于长行程机床，如龙门可不加工或只粗加工，工艺性好，故常用于长行程机床，如龙门刨床、导

11、轨磨床、大型拉床。刨床、导轨磨床、大型拉床。 课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三v 分类分类： 单叶片式、双叶片单叶片式、双叶片v 组成组成：缸体、定子块、叶片、传动轴等缸体、定子块、叶片、传动轴等 v 工作原理工作原理： 当缸的一个油口进压力油，另一油口回油时，叶片在压力油作用下往一当缸的一个油口进压力油，另一油口回油时，叶片在压力油作用下往一个方向摆动，带动轴偏转一定角度小于个方向摆动，带动轴偏转一定角度小于3600；当进回油口互换时，马达反转。；当进回油口互换时，马达反转。课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三摆动液压缸摆动液压缸 参数

12、计算：参数计算： T = zb/8(D2-d2)(p1-p2)m = 8qcv/zb(D2-d2) v 双叶片摆动式液压马达：双叶片摆动式液压马达： T双双 = 2T单单 双双=1/2单单 v 摆动液压缸特点：摆动液压缸特点： 结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于中低压系统。结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于中低压系统。课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三1、增压缸（增压器）、增压缸（增压器）（1）作用）作用：得到高于泵压的输出压力得到高于泵压的输出压力 （2）结构）结构：单作用、双作用单作用、双作用 （3）增压缸增压原理）增压缸增压原理 A1p1=

13、A2 p2 p1D2/4=p2d2/4 p2 = A1/A2 p1 = K p1 K = KD2/d2 增压比增压比 （4）增压缸特点）增压缸特点 在在 p1不变的前提下，靠不变的前提下，靠A来增大来增大p2 ，单作用断续增压、双作用连续单作用断续增压、双作用连续增压。增压。课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三增压缸增压缸（1）结构）结构: 由两个或多个活塞缸或柱塞缸套装而成，有单作用和双作用之分。由两个或多个活塞缸或柱塞缸套装而成，有单作用和双作用之分。 （2）工作原理）工作原理: 活塞或柱塞伸出时，从大到小，速度逐渐增大，推力逐渐减小。活活塞或柱塞伸出时，从大到小，速度逐渐增大，推力逐渐减小。活塞或柱塞缩回时，从小到大。塞或柱塞缩回时，从小到大。（3）特点应用：）特点应用： 工作时可伸很长，不工作时缩短工作时可伸很长，不工作时缩短 占地面积小，且推力随行程增加而减小占地面积小，且推力随行程增加而减小 故故 起重机伸缩臂、自动倾卸卡车、火箭发射台等皆用。起重机伸缩臂、自动倾卸卡车、火箭发射台等皆用。 课题课题8 8 液压缸类型及特点液压缸类型及特点 模块三模块三（1）结构：）结构： 缸体、活塞、齿条、齿轮、端盖等缸体、活塞、齿条、齿轮、端盖等 （2）工作原理）工作原理 左腔进油，右腔回油时，齿条右移，齿轮带动工作台逆转。