[高等教育]第4章 液压缸.ppt

液压缸是液压系统中的执行元件，它的职能是将液压能转换成机械能。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。液压缸的活塞能完成往复直线运动，输出有限的直线位移。,液压缸,本章目录,教学要求,重点难点,教学要求,掌握液压缸的作用和工作原理 掌握液压缸的类型和参数计算 熟悉各类液压缸的特点 了解各类液压缸的结构和设计计算,液压缸的作用和工作原理 液压缸的参数计算 各类液压缸的特点及应用,重点难点,本章目录,第一节 液压缸的组成和类型,第二节 液压缸原理及参数计算,第三节 液压缸的典型结构,第四节 液压缸的设计计算,第一节 液压缸的工作原理、 类型和特点,液压缸的工作原理,缸筒固定：一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，活塞以速度连续向另一腔运动，活塞杆对外界做功 。反之亦然。,活塞杆固定：一腔连续地输入压力油时，则缸筒向另一方向运动。反之亦然。,液压缸的分类,按结构形式分： 活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸 柱塞缸 又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵 摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸 按作用方式分： 单作用液压缸 一个方向的运动依靠液压作用力 实现，另一个方向依靠弹簧力、 重力等实现； 双作用液压缸 两个方向的运动都依靠液压作用 力来实现； 复合式缸 活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸 与柱塞缸的组合、活塞缸与机械 结构的组合等。,第二节 液压缸基本参数的计算,双活塞杆缸活塞两侧都有活塞杆伸出。,双活塞杆缸,注：本章所论及的液压缸，除特别指明外，均以缸筒固定，活塞杆运动,参数计算,双活塞杆缸根据 安装方式不同又 分为活塞杆固定 式和缸筒固定式 两种。,当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效 行程的三倍；当活塞杆固定时，运动部件移动 范围是活塞有效行程的两倍 。,单活塞杆缸,单活塞杆缸只有一端带活塞杆，它也有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效行程的两倍，即 。,无杆腔进油 有杆腔进油,参数计算,两种工作状态比较：,差动连接缸,单活塞杆缸两腔同时通压力油，称为差动连接。差动连接的缸只能一个方向运动。图示为向右运动。,参数计算,柱塞缸,柱塞与缸筒间无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心。,柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸能承受一定的径向力。,单向运动时,双向运动时,参数计算,摆动缸,当通入液压油，它的主轴能输出小于360的摆动运动的缸称为摆动式液压缸。常用于辅助装置，如送料和转位装置、液压机械手及间歇进给机构。,参数计算,单叶片式 摆动角度较大，可达300,双叶片式 摆动角度一般小于150。但在相同条件下， 输出转矩是单叶片摆动缸的两倍，输出角速度 是单叶片缸的一半。,结构,组合式液压缸,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。,串联缸,参数计算,增压缸,增压缸是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，但它不是能量转换装置，只是一个增压器件。,增压比为大活塞与小柱塞的面积比KD 2/d 2 ； 增压能力是在降低有效 流量的基础上得到的； 增压缸作为中间环节，用 在低压系统要求有局部高 压油路的场合。,参数计算,伸缩缸,由两个或多个活塞式缸套装而成。前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。除双作用伸缩液压缸外，还有单作用伸缩液压缸，它与双作用不同点是回程靠外力，而双作用靠液压作用力。,参数计算,当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；缩回时，活塞则由小到大依次收回。各级压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。 特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。,齿轮齿条缸,齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。它将活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动，用于机床的进刀机构、回转工作台转位、液压机械手等。,第三节 液压缸的典型结构,结构举例,缸体组件 包括缸筒、缸盖、缸底等零件 活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件 密封装置 活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封 缓冲装置 排气装置,活塞与活塞杆连接,液压缸共性结构,缸体与缸盖连接,常见连接方式有法兰连接式、半环连接式 、螺纹连接式 、拉杆连接式 、焊接式连接等,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,液压缸缓冲,间隙缓冲 可调缓冲 卸载缓冲,排气阀排气、排气塞排气、进出油口排气,液压缸排气,第四节 液压缸的计算,液压缸主要尺寸确定,主要尺寸：缸直径D、活塞杆直径d、缸长度L,选择杆径d 计算负载F 选择工作压 力p,杆径d 有速比要求时按和D确定 无速比要求时由教材中表4-5选取，但1.61 油缸长度L L活塞有效行程l+活塞长度+活塞杆轴向长度+活塞杆密封长度+调整长度+其他长度,计算缸直径D 无杆腔工作时： 有杆腔工作时：,缸筒壁厚校核 薄壁缸 厚壁缸 Py为试验压力 为缸筒材料的许用压力 活塞杆强度 稳定性验算 Nk为安全系数； Fk为