液压与气动液压缸.

1、总目录总目录下一页上一页结束结束 液压缸是液压系统中的执液压缸是液压系统中的执行元件，它的职能是将液压能行元件，它的职能是将液压能转换成机械能。液压缸的输入转换成机械能。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。液压缸的量是直线速度和力。液压缸的活塞能完成往复直线运动，输活塞能完成往复直线运动，输出有限的直线位移。出有限的直线位移。 本章目录本章目录教学要求教学要求重点难点重点难点总目录总目录返回本章返回本章下一页上一页结束结束教学要求教学要求l掌握液压缸的作用和工作原理掌握液压缸的作用和工作原理l掌握液压缸的类型和参数计算掌握液压缸的类型和参数计算l熟

2、悉各类液压缸的特点熟悉各类液压缸的特点l了解各类液压缸的结构和设计计算了解各类液压缸的结构和设计计算总目录总目录返回本章返回本章下一页上一页结束结束l液压缸的作用和工作原理液压缸的作用和工作原理l液压缸的参数计算液压缸的参数计算l各类液压缸的特点及应用各类液压缸的特点及应用重点难点重点难点总目录总目录返回本章返回本章下一页上一页结束结束本章目录本章目录第一节第一节 液压缸的组成和类型液压缸的组成和类型第二节第二节 液压缸原理及参数计算液压缸原理及参数计算第三节第三节 液压缸的典型结构液压缸的典型结构第四节第四节 液压缸的设计计算液压缸的设计计算总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结

3、束结束第一节第一节 液压缸的工作原理、液压缸的工作原理、 类型和特点类型和特点1 1 液压缸的工作原理液压缸的工作原理 缸筒固定：缸筒固定：一腔连续地输入压力油。当油的压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，活塞杆对外界做功续向另一腔运动，活塞杆对外界做功 ，反之亦然。，反之亦然。 活塞杆固定活塞杆固定：一腔连续地输入压力油时，则缸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。筒向另一方向运动，反之亦然。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束总目录总目录返回本章返回本章返

4、回本节下一页上一页结束结束2 2 液压缸的组成液压缸的组成液压缸组成：液压缸组成：活塞、缸体、活塞杆、端盖、密封等活塞、缸体、活塞杆、端盖、密封等总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束3 3 液压缸的分类液压缸的分类n 按结构形式分：按结构形式分： 活塞缸活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸又分单杆活塞缸、双杆活塞缸 柱塞缸柱塞缸 又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵 摆动缸摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸n 按作用方式分：按作用方式分： 单作用液压缸单作用液压缸 一个方向的运动依靠液压作用力实现，另一一个方向的运动依靠液压作

5、用力实现，另一个方向依靠弹簧力、个方向依靠弹簧力、 重力等实现；重力等实现； 双作用液压缸双作用液压缸 两个方向的运动都依靠液压作用力来实现；两个方向的运动都依靠液压作用力来实现； 复合式缸复合式缸 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。活塞缸与机械结构的组合等。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第二节第二节 液压缸基本参数的计算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。双活塞杆缸活塞两侧都有活塞杆伸出。1 1 双活塞杆缸双活塞杆缸 注：本章所论及的液压缸，除特别指明外，均以缸筒固定，

6、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。活塞杆运动。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束)2p1)(p2d2(D4F)2d2(Dq4Aqv参数计算参数计算 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。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。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束l 3L l 2L 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当活塞杆固定时，运动部件移动范围是活塞有效行

7、程的两倍 。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束2 2 单活塞杆缸单活塞杆缸 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，即的两倍，即 。l 无杆腔进油无杆腔进油l 有杆腔进油有杆腔进油l 2L总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束参数计算参数计算)2d2(D42p2D41p1F2D1q41A1q1v2D42p)2d2(D41p2F)2d2D(2q42A2q2v1v2v时11

8、v2v时1,则2F1F2A1A1v2v速比时，2v2A1v1A2q1当q两种工作状态比较：两种工作状态比较：无杆腔进油：无杆腔进油：有杆腔进油：有杆腔进油：总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束差动连接缸差动连接缸 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。动连接的缸只能一个方向运动。图示为向右运动。2vAq1vA2qq1qp2d4)2A1p(AF2dq42A1Aqv总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束3 3 柱塞缸柱塞缸 柱塞与缸筒间无配合关系，缸筒内孔不需精加工，

9、只是柱塞与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。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。一定的径向力。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束单向运动时单向运动时2d4pF2dq4v双向运动时双向运动时参数计算参数计算总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束4 4 摆动缸摆动缸 当通入液压油，它的主轴能输出小于当通

10、入液压油，它的主轴能输出小于360360的摆动运动的缸称为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。及间歇进给机构。)21R22b(Rvq2n2wm)2p1)(p21R22(R2b2R1R)rdr2p1(pbmT总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束单叶片式单叶片式 摆动角度较大，可达摆动角度较大，可达300300 双叶片式双叶片式 摆动角度一般小于摆动角度一般小于150150。但在相同条件下，输出转矩是。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

11、缸的一半。单叶片摆动缸的两倍，输出角速度是单叶片缸的一半。结构结构总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束5 5 组合式液压缸组合式液压缸 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。的输出力是两个缸输出力的总和。 (1) (1) 串联缸串联缸参数计算参数计算)2A1p(AF1Aqv总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结

12、束结束2A1A1p2p (2) (2) 增压缸增压缸 增压缸是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，但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，它不是能量转换装置，只是一个增压器件。只是一个增压器件。 增压比为大活塞与小柱塞的面增压比为大活塞与小柱塞的面积比积比K KD D 2 2/ /d d 2 2 ；增压能力是在降；增压能力是在降低有效流量的基础上得到的；增压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。求有局部高压油路的场合。参数计算参数计算总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束(3) (3) 伸

13、缩缸伸缩缸 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。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。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束参数计算参数计算mi2iD41PiF l当通入压力油时，活塞由大到小

14、依次伸出；缩回时，活塞则由当通入压力油时，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。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。l特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。2iDviq4iv 总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束(4) (4) 齿轮齿条缸齿轮齿条缸 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、塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动，用于

15、机床的进刀机构、回转工作台转位、液压机械手等。回转工作台转位、液压机械手等。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第三节第三节 液压缸的典型结构液压缸的典型结构结构举例结构举例 缸体组件缸体组件 包括缸筒、缸盖、缸底等零件包括缸筒、缸盖、缸底等零件 活塞组件活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件包括活塞与活塞杆等零件 密封装置密封装置 活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封 缓冲装置缓冲装置 排气装置排气装置总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束活塞与活塞杆连接活塞与活塞杆连接液压缸共性结构液压缸共性结构缸体与缸盖连接缸体与缸盖连接 常见连接

16、方式有法兰连接式、常见连接方式有法兰连接式、半环连接式半环连接式 、螺纹连接式、螺纹连接式 、拉杆、拉杆连接式连接式 、焊接式连接等、焊接式连接等 常见的有一体式、锥销式连接外、还常见的有一体式、锥销式连接外、还有螺纹式连接和半环式连接等多种型式。有螺纹式连接和半环式连接等多种型式。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束液压缸缓冲液压缸缓冲间隙缓冲间隙缓冲可调缓冲可调缓冲卸载缓冲卸载缓冲总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束排气阀排气、排气塞排气、进出油口排气排气阀排气、排气塞排气、进出油口排气液压缸排气液压缸排气总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上

17、一页结束结束第四节第四节 液压缸的计算液压缸的计算液压缸的参数计算及设计 步骤 (1) 根据使用要求确定液压缸的类型； (2) 按负载和运动要求确定液压缸的主要结构尺寸； (3) 进行强度验算； (4) 进行结构设计。液压缸的主要尺寸包括液压缸的内径D、缸的长度L、活塞杆直径d。主要根据液压缸的负载、活塞运动速度和行程等因素来确定上述参数。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束1 1 液压缸工作压力的确定液压缸工作压力的确定液压缸要承受的负载包括有效工作负载、摩擦阻力和惯性力等。液压缸的工作压力按负载确定。对于不同用途的液压设备，由于工作条件不同，采用的压力范围也不同。设计时

18、，液压缸的工作压力可按负载大小及液压设备类型参考相关手册来确定。总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束2 2 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定 主要尺寸：主要尺寸：缸直径缸直径D D、活塞杆直径、活塞杆直径d d、缸长度、缸长度L L如：对单杆缸而言2124dpFD有杆腔进油有杆腔进油114pFD 无杆腔进油无杆腔进油Dd1杆径杆径总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束计算所得的液压缸内径D 和活塞杆直经d 应圆整为标准系列，参见新编液压工程手册。 液压缸的缸筒长度由活塞最大行程、活塞长度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特殊要求的长度确定。 一般

19、活塞长度为(0.6-1.0)D，导向套长度为(0.6-1.5)d。为减少加工难度，一般液压缸缸筒长度不应大于内径的20-30倍。32总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束 缸筒壁厚校核缸筒壁厚校核l薄壁缸：薄壁缸： D/D/1010时时l厚壁缸：厚壁缸： D/D/1010时时活塞杆强度活塞杆强度l杆受拉时：杆受拉时：l杆受压时：杆受压时：稳定性验算稳定性验算（当活塞杆长度（当活塞杆长度L L与其直径与其直径d d之比大于之比大于1515时，应对活塞杆进行稳定性验算）时，应对活塞杆进行稳定性验算） 稳定临界负载稳定临界负载 F Fk k 按材料力学公式和液压设计手册确定。按材料

20、力学公式和液压设计手册确定。 Dyp2 Fd4knkFF )yp.yp.(D1314023 3 液压缸强度校核液压缸强度校核33总目录总目录返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束习习 题题 1 1 试述柱塞式液压缸的特点。试述柱塞式液压缸的特点。 2 2 液压缸为什么要设置缓冲装置？应如何设置？液压缸为什么要设置缓冲装置？应如何设置？ 3 3 液压缸为什么要设置排气装置？液压缸为什么要设置排气装置？ 4 4 已知单活塞杆液压缸缸筒直径已知单活塞杆液压缸缸筒直径D=50mmD=50mm，活塞杆直径，活塞杆直径d=35mmd=35mm，液压泵，液压泵供油流量为供油流量为q=10L/minq=10L/min，试求：（，试求：（1 1）液压缸差动连接时的运动速度；（）液压缸差动连接时的运动速度；（2 2）若缸在差动阶段所能克