液压气动技术基础 第4章

第第页液压气动技术基础第4章液压气动技术基础第五讲2022年10月13日2022年10月13日(三)

本节内容第四章液压执行元件4.1液压缸的工作原理与结构4.2液压缸的设计计算4.3液压缸性能试验、运用与维护4.4液压马达

4.1液压缸的工作原理与结构工作原理：执行元件。液压缸是◎工作原理：是液压系统中的执行元件执行元件把液体的压力能转变为机械能的装置，主要用于实现机构的直线往复运动。◎分类：分类：1、按结构特点：活塞缸、柱塞缸、伸缩缸、摆曳缸；按结构特点：2、按作用方式：单作用式液压缸、双作用式液压缸、按作用方式：组合液压缸。

4.1液压缸的工作原理与结构柱塞式液压缸1、单作用式液压缸：单活塞杆液压缸单作用式液压缸：双活塞杆液压缸伸缩液压缸单活塞杆液压缸2、双作用式液压缸：双活塞杆液压缸双作用式液压缸：伸缩液压缸柱塞式液压缸3、组合液压缸：组合液压缸：单活塞杆液压缸双活塞杆液压缸伸缩液压缸

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4.1液压缸的工作原理与结构1、单作用式液压缸

柱塞式液压缸

单活塞杆式液压缸

双活塞杆式液压缸

伸缩式液压缸

4.1液压缸的工作原理与结构2、双作用式液压缸

单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸

伸缩式液压缸

4.1液压缸的工作原理与结构3、组合液压缸

增压缸弹簧复位式液压缸

串联式液压缸齿条传动液压缸

4.1液压缸的工作原理与结构一、液压缸的工作原理1、双活塞杆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。

4.1液压缸的工作原理与结构1、双活塞杆液压缸由于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，其来回运动速度和推力相等。那么缸的运动速度v和推力F分别为：

双活塞杆液压缸的特点：双活塞杆液压缸的特点：两腔面积相等；1、两腔面积相等；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。即具有等推力等速度特性。即具有等推力等速度特性。

4.1液压缸的工作原理与结构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，其简图以油路连接方式如下列图所示：

4.1液压缸的工作原理与结构2、单活塞杆液压缸1)无杆腔进油时：

4.1液压缸的工作原理与结构2、单活塞杆液压缸2)有杆腔进油时：

活塞运动速度v2与v1之比称为速比速比，速比用λv表示，那么

或

4.1液压缸的工作原理与结构2、单活塞杆液压缸3)液压缸差动

连接时：单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，利用两端面积差进行工作的连接形式,称为液压缸的差动连接液压缸的差动连接。液压缸的差动连接

差动连接时工作台运动速度v3比无杆腔进油时的速度v1大，而输出压力F3要比F1小，故在不增加流量的前提下，它可以实现快速运动实现快速运动。实现快速运动

4.1液压缸的工作原理与结构2、单活塞杆液压缸◎特点：(1)两腔面积不等,A1A2;特点：(2)压力相同时，推力不等；流量相同时，速度不等；即不具有等推力、等速度特性。◎结论:结论:(1)活塞杆直径越小，两个方向速度差值越小。(2)固定方式和工作过程皆与双杆活塞液压缸相同。(3)运动行程皆为两倍的活塞或缸体的有效行程。动画演示

4.1液压缸的工作原理与结构【例题1】已知单杆液压缸缸筒直径D=100mm,活塞例题1杆直径d=50mm,工作压力=2MPa,流量为q=10L/min,回油背压力为0.5MPa,试求活塞往复运动时的推力和运动速度(留意，分别计算无杆腔进油和有杆腔进油两种情况)。

4.1液压缸的工作原理与结构【解】

4.1液压缸的工作原理与结构【例题2】对于单活塞杆液压缸，设液压油进例题2入有杆腔时的速度为v2,差动连接时的速度为v3,现要求v3/v2=2时，试推导活塞直径D和活塞杆直径d之间应满意什么关系？

4.1液压缸的工作原理与结构【解】有杆腔进油时：有杆腔进油时：

差动连接时：差动连接时：

故可以得到：故可以得到：

4.1液压缸的工作原理与结构3、柱塞式液压缸柱塞式液压缸工作时，压力油从进油口1进入缸筒2中，推动柱塞3向外伸出。柱塞输出的速度v和推力F分别为：

柱塞式液压缸是单作用单作用的，它的回程需要借助自重或弹簧等其他外力单作用来完成，为了实现双憧憬复运动，柱塞式液压缸常成对运用成对运用。成对运用

4.1液压缸的工作原理与结构4、增压缸增压缸又称增压器增压器，是活塞和柱塞组合而成。由于活塞的增压器有效面积大于柱塞面积，所以向活塞缸无杆腔输入低压油，可以在柱塞缸得到高压油。

4.1液压缸的工作原理与结构二、液压缸的结构右图为液压缸结构图，选用液压缸时，首