液压缸结构及原理课件

1、第5章液压缸，1。PPT学习交流，2。PPT学习交流，3。PPT学习交流，4。PPT学习交流，5。PPT学习交流，6。PPT学习交流，7。PPT学习交流，8。PPT学习交流，9。PPT学习交流，10。PPT学习交流，11。PPT学习交流，12。PPT研究与交流，15，PPT研究与交流，16，PPT研究与交流，17，PPT研究与交流，19，PPT研究与交流，20，PPT研究与交流，21，PPT研究与交流，22，PPT研究与交流，23，PPT研究与交流，24，PPT研究与交流，25，PPT研究与交流，28，PPT研究与交流，29，PPT研究与交流，30，PPT研究与交流，32 38、PPT学习与交

2、流、41、PPT学习与交流、42、PPT学习与交流、43、PPT学习与交流、44、PPT学习与交流、45、PPT学习与交流、46、PPT学习与交流、47、PPT学习与交流、第五章液压缸是完成往复直线运动的执行元件，是将液体的压力能转化为机械能的能量转换装置，其输入参数主要是液压缸，结构简单，运行可靠，应用广泛。 第二章液压缸、48、PPT学习与交流、第三章液压缸，液压缸有很多种类型，根据其作用方式可分为单作用和双作用。单作用液压缸在液压的作用下只能向一个方向运动，其反向运动需要通过重力或弹簧等外力来实现。双动液压缸通过液压可以前后移动。液压缸按其不同的结构形式可分为活塞式、柱塞式、摆动式和伸缩

3、式，其中活塞式液压缸应用广泛。活塞液压缸有两种结构：双杆活塞缸和单杆活塞缸。活塞杆从双杆活塞缸的两端伸出。根据安装方法的不同，有两种类型：气缸固定和连杆固定。4.1.1活塞液压缸，4.1液压缸的类型和特性，1。双活塞杆活塞缸，49。PPT学习和交流。第四章液压缸和双杆活塞缸由气缸固定，如图4-1所示。液压缸的缸筒1、活塞2、活塞杆3和工作台4连接成一体。如果油进入液压缸左腔，液压缸右腔的油返回油箱，活塞在油压的作用下与工作台一起向右移动。如果进出液压缸的油的方向改变，液压缸和工作台将一起向左移动，在图中的虚线位置。从图4-1可以看出，双杆活塞缸工作台的最大移动范围约为活塞有效行程的三倍。因此，

4、这种安装方法占地面积大，通常用于小型机床。图4-1双杆活塞气缸由气缸1气缸2活塞3活塞杆4工作台固定，PPT研究与交换，第50章液压缸，第50章PPT研究与交换，第50章液压缸和双杆活塞气缸由杆固定，如图4-2所示，在图4-2a中，活塞杆3是实心固定的，气缸1和工作台4连接在一起，如果油进入液压缸，但是由于液压缸在移动，与之连接的进油管和出油管需要用软管连接。为了避免油管移动，活塞杆可以做成中空的，如图4-2b所示，此时油管与活塞杆相连。从图4-2可以看出，该活塞缸工作台的最大移动范围约为液压缸有效行程的两倍，因此占地面积小，适用于大中型机床。52，PPT学习与交流，第1章液压缸，图4-2双杆

5、活塞缸由杆A)实心双杆B)空心双杆1缸管2活塞3活塞杆4工作台A) B)固定，第1章液压缸，54，PPT学习与交流，第1章液压缸，双杆活塞当油的输入流量为Q，输入压力为p1，输出压力为p2时，液压缸的推力F和速度V分别为：(4-1)、(4-2)，其中活塞A的有效工作面积为(D2-D2)/4；液压缸的P1进油腔压力；液压缸的P2回油腔压力，如果液压缸的出口直接与油箱相连，p20；活塞直径；活塞杆的直径；液压缸的推力；v液压缸的移动速度；输入液压缸的流量。55，PPT研究与交换，液压缸章节，(4-3)，其中无杆腔的有效工作面积，A1=D2/4；2.单杆活塞缸单杆活塞缸也有两种安装方法：缸固定和杆固

6、定。无论气缸是固定的还是杆固定的，其工作台的最大运动范围大约是活塞有效工作行程的两倍。单杆活塞缸左右腔的有效工作面积不相等，所以两个方向产生的推力和速度不相等。下面以固定圆筒为例分别讨论。如图4-3a所示，液压油从无杆腔进入，其进油压力为p1，其流量为q，杆腔回油，其回油压力为p，推动活塞向右移动，因此液压缸产生的推力F1和速度v1为：(4-4)，A2具有杆腔的有效工作面积，a2=，(4-3)，A) b) c) a)无杆腔供油b)有杆腔供油c)差动连接、图4-3单杆活塞缸、57、PPT学习交流、液压油缸、58、PPT学习交流、液压油缸、59、PPT学习交流。则液压缸产生的推力F2和速度v2为：

7、(4-5)，(4-6)。如果输出速度v2和v1在两个方向上的比值称为速度比系数，那么，(4-7)，活塞杆直径越小，速度比系数越小，活塞在两个方向上的运动速度之差越小。有杆腔供油，61，PPT学习和交流，第章液压缸，当单杆活塞缸的左右腔相互连接，液压油同时输入时，称为“差动连接”。带有差动连接的液压缸称为差动液压缸。如图4-3c所示，假设液压缸是固定的，由于差动液压缸的无杆腔中的液压大于无杆腔中的液压，活塞向右移动，使无杆腔中的油流入无杆腔。此时，液压缸产生的推力F3和速度v3为：(4-8)、(4-9)。如果将F1、F2、F3与v1、v2和v3进行比较，可以看出，FlF2差动连接和杆腔进油产生小

8、推力和高速度。因此，单杆活塞缸常用于“快进(差动连接)工作(无杆腔供油)和快退(有杆腔供油)”的液压系统中。如果要求v2=v3，则可以获得d=0.707D。上述活塞缸都是双作用的。双杆活塞缸广泛应用于机床，而单杆活塞缸广泛应用于各种工程机械。液压缸的差动连接，62，PPT学习和通信，第章液压缸，a) b)图4-4柱塞缸a)单向液压驱动b)双向液压驱动1柱塞2缸3工作台，柱塞型液压缸如图4-4a所示。这是一个单作用液压缸。柱塞1不与气缸2直接接触，移动时由气缸盖上的导向套导向，气缸内壁只需粗加工，而柱塞外表面易于加工，加工工艺性好。它特别适用于长行程的场合，如龙门刨床。此外，它还经常用于液压电梯

9、、自卸卡车、叉车和轧机平衡系统。为了实现工作台的双向运动，柱塞缸可以成对反向排列，如图4-4b所示。4.1.2柱塞式液压缸、63、PPT学习交流、64、PPT学习交流、65、PPT学习交流，液压缸和柱塞式液压缸产生的推力F和运动速度V分别为，(4-10)，(4 P液压缸入口压力；柱塞的直径；f至第二章液压缸，摆动液压缸又称摆动液压马达，其输出运动为摆动运动，其输出参数为扭矩和角速度。如图4-5所示，它主要由缸筒1、叶片轴2、定位块3和叶片4组成。图4-5a显示了一个单叶片摆动气缸，其摆动角度可达300。其理论输出扭矩T和角速度分别为：T=，(4-13)，(4-12)，其中R1叶片轴半径；R2圆

10、柱半径；b)叶片宽度，4.1.3摆动液压缸，67，PPT学习交流，章节液压缸，a) b)图4-5摆动液压缸a)单叶片b)双叶片1型气缸2叶片轴3定位块4叶片，图4-5b为双叶片摆动液压缸。它的摆动角度可达150度。在相同的输入流量下，其理论输出扭矩是单叶片型的两倍，角速度是单叶片型的一半。摆动液压缸的主要特点是结构紧凑，但制造复杂。在机床上，可用于旋转夹具、送料装置、间歇送料机构等。在液压挖掘机和装载机上，可用于铲斗的回转机构。68，PPT研究和交换，液压缸章节，p2=p1(D/d)2=Kp1，(4-l4)，其中K为压力比，K=(D/d)2。其他液压缸增压缸也称为增压器。如果液压系统不增加高压

11、能量，增压缸可以获得比液压系统的能量压力高得多的油压。图4-6显示了一个增压缸，它利用大活塞和小活塞的有效工作面积之比来获得液压系统局部区域的高压。当活塞缸左腔输入的油压为p1，右腔输出的油压为p2，大活塞直径为D，小活塞直径为D时，则有，69，PPT学习交流，第4章液压缸，图4-6增压缸，图4-7伸缩缸，图2。伸缩式液压缸，又称多级液压缸，由两个或两个以上的活塞组装而成，如图4-7所示，当活塞伸出时，活塞根据有效工作面积由大变小，这样可以获得较长的工作行程；收缩时，活塞由小到大收缩，长度较短，结构紧凑。由于各级活塞的有效工作面积不同，在输入油压和流量不变的情况下，液压缸的推力和速度是分阶段变

12、化的。伸出时，活塞先低速大推力运动，然后低速大推力运动。伸缩式液压缸常用于建筑机械(如自卸汽车、起重机等)。)和农业机械。70，PPT学习通讯，第章液压缸，71，PPT学习通讯，第章液压缸，72，PPT学习通讯，第章液压缸，3。齿条活塞缸如图4-8所示，由两个活塞缸和一套齿轮齿条传动装置组成。当液压油进入左室，右室回油时，活塞由于油压向右移动，活塞杆上的齿条推动齿轮逆时针旋转。当油路改变方向时，齿轮反转。齿条活塞缸常用于数控机床的转台、旋转夹具和机械手的分度机构。图4-8齿条缸图4-9多位置液压缸，73，PPT学习通讯，74，PPT学习通讯，第4章液压缸。多位液压缸多位液压缸一般是一个左右活塞

13、杆直径相同的双活塞杆液压缸。两个进油口A和B以及C1、C2、C3和C1在气缸的两端打开。如图4-9所示，如果所有回油口都与油箱断开，液压缸的两个腔室同时供油，压力相等，液压缸左右腔室的液压相等，活塞不动，停留在原来的虚线位置。如果回油口C4与油箱相连，液压缸右腔中的油通过C4返回油箱，右腔中的压力迅速降低。活塞在液压的作用下向右移动，直到C4油口被堵塞。这时，两个腔室中的液压再次相等，并且活塞液压缸设计所需的原始数据主要包括载荷大小、移动速度和行程长度，以及液压缸的结构形式和安装要求。因此，在设计时，首先要分析整个液压系统的工况，编制载荷图，选择工作压力，确定液压缸的结构类型、行程和主要尺寸。

14、最后，进行结构设计，确定气缸壁厚，检查活塞杆的强度和稳定性，检查螺栓强度等。4.2液压缸的设计与计算，76，PPT学习与交流，液压缸章节，当有杆腔油驱动负载时：1。大型动力设备(如组合机床、拉床、压力机等)液压缸推力公式。)是F=pA，其工作压力p可通过类比或根据进油条件计算得出，D=，(4-15)。当无杆腔的进油口驱动负载时，d=，(4-16)，其中活塞杆直径D与液压缸内径D之比d=D，见表4-3。4.2.1液压缸内径D和活塞杆直径D的测定，77，PPT研究交换，第1章液压缸，液压缸压力与载荷的关系，表4-2各种设备液压缸常用压力，表4-3系数推荐值，表4-1，78，PPT研究交换，第2章液

15、压缸。小功率设备(如磨床)，然后根据速比公式(4-7)计算液压缸的内径D:(4-17)。注：计算的D和D必须取整，并取标准值(见表4-4和表4-5)，以便于零件交换。同时，应检查负载下低速液压缸的最小稳定速度，如果不能保证，应适当增大液压缸的内径。79，PPT研究与交换，液压油缸章节，缸径尺寸系列(d/mm)，表4-5油缸活塞杆直径尺寸系列(D/mm)，表4-4，80，PPT研究与交换，液压油缸章节，缸径长度由最大工作行程和结构决定。一般情况下：L=最大活塞行程L活塞长度b活塞杆导向长度l1活塞杆密封长度l2其他长度。其中：活塞长度b=(0.61)d；活塞杆导向长度L1=(0 . 61 . 5)d；其他长度是指一些特殊装置所需的长度，如液压缸两端缓冲装置所需的长度等。一般情况下，缸筒长度不应超过其内径的2030倍。4.2.2。液压缸筒长度l的确定，81，PPT研究与交换，第章液压缸，在中低压