液壓與氣動課題8液壓缸類型及特點

1、模塊三模塊三 液壓缸和液壓馬達液壓缸和液壓馬達課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點模塊三模塊三 液壓缸和液壓馬達液壓缸和液壓馬達 下圖所示的專用銑床的工作臺采用單桿液壓缸驅(qū)動，根據(jù)工況分析，計算下圖所示的專用銑床的工作臺采用單桿液壓缸驅(qū)動，根據(jù)工況分析，計算得液壓缸在工進階段的總工作負載為得液壓缸在工進階段的總工作負載為4388N4388N（即最大負載），如圖所示，現(xiàn)要（即最大負載），如圖所示，現(xiàn)要求活塞快進和快退速度相等，我們該如何進行液壓缸的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計？求活塞快進和快退速度相等，我們該如何進行液壓缸的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計？ 專用銑床液壓缸受力簡圖專用銑床液壓缸受力簡圖 模

2、塊三模塊三 液壓缸和液壓馬達液壓缸和液壓馬達 液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，用來驅(qū)動工作機構(gòu)實現(xiàn)直線往復(fù)運動或往復(fù)擺動。能的能量轉(zhuǎn)換裝置，用來驅(qū)動工作機構(gòu)實現(xiàn)直線往復(fù)運動或往復(fù)擺動。液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，作直線往復(fù)運動時，省去減速機構(gòu)，且液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，作直線往復(fù)運動時，省去減速機構(gòu)，且沒有傳動間隙，傳動平穩(wěn)、反映快，因此在液壓系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。沒有傳動間隙，傳動平穩(wěn)、反映快，因此在液壓系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。 本任務(wù)中，銑床的工作臺采用單桿液壓缸驅(qū)動，我們根據(jù)液壓缸本任務(wù)中，銑床的工作

3、臺采用單桿液壓缸驅(qū)動，我們根據(jù)液壓缸所受的最大工作負載（或根據(jù)設(shè)備的類型），選定液壓缸的工作壓力，所受的最大工作負載（或根據(jù)設(shè)備的類型），選定液壓缸的工作壓力，并計算確定液壓缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑等主要結(jié)構(gòu)尺寸。本模塊的任并計算確定液壓缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑等主要結(jié)構(gòu)尺寸。本模塊的任務(wù)是通過液壓缸類型及特點、液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、液壓缸的設(shè)計計算務(wù)是通過液壓缸類型及特點、液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、液壓缸的設(shè)計計算等相關(guān)知識的學(xué)習，掌握液壓缸的設(shè)計計算方法。等相關(guān)知識的學(xué)習，掌握液壓缸的設(shè)計計算方法。1、按結(jié)構(gòu)形式：、按結(jié)構(gòu)形式： 活塞式活塞式2、按作用方式：、按作用方式：單作用式液壓缸單作用式液壓缸功用：功用

4、：將液壓泵供給的液壓能轉(zhuǎn)換為機械能而對負載作功，實現(xiàn)直線將液壓泵供給的液壓能轉(zhuǎn)換為機械能而對負載作功，實現(xiàn)直線往復(fù)運動或旋轉(zhuǎn)運動。往復(fù)運動或旋轉(zhuǎn)運動。液壓缸的類型及特點分類：液壓缸的類型及特點分類：柱塞式柱塞式 組合式組合式雙作用式液壓缸雙作用式液壓缸課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三：缸體內(nèi)作相對往復(fù)運動的組件為活塞的液壓缸。：缸體內(nèi)作相對往復(fù)運動的組件為活塞的液壓缸。按伸出活塞桿不同：雙桿，單桿，無桿按伸出活塞桿不同：雙桿，單桿，無桿 按固定方式不同：缸體固定，活塞桿固定按固定方式不同：缸體固定，活塞桿固定 1 1、雙桿活塞液壓缸、雙桿活塞液壓缸（1 1）特點）

5、特點1 1）兩腔面積相等；）兩腔面積相等； 2 2）壓力相同時，推力相等，）壓力相同時，推力相等，流量相同時，速度相等。流量相同時，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、速度計算）推力、速度計算 課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三v = q/A = 4qV/(D2-d2) F = (p1-p2)A = (D2-d2)( p1-p2 )/4雙桿活塞液壓缸雙桿活塞液壓缸1）實心雙桿活塞式）實心雙桿活塞式:缸體固定式缸體固定式 進油腔進油腔 回油腔回油腔 運動方向運動方向 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、) 空心雙桿活塞式空心雙桿活塞式:桿固定式桿固定式 進油腔進油腔 回油腔回油腔 運動方向運動方向 左左 右右 缸體左移缸體左移 右右 左左 缸體右移缸體右移 進油腔位置與活塞運動方向進油腔位置與活塞運動方向相同相同。 進油腔位置與活塞運動方向進油腔位置與活塞運動方向相反相反。 占地范占地范圍應(yīng)圍應(yīng)用用場場合合 三倍三倍于于L，占地面，占地面積積大。中小大。中小型型設(shè)設(shè) 備備占地范占地范圍應(yīng)圍應(yīng)用用場場合合 兩兩倍倍于于L，占地面，占地面積積小，大中小，大中型型設(shè)備設(shè)備課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三（1）特點：）特點： 1）兩腔面積不等）兩腔面積不等, A1 A2

7、 2） 壓力相同時，推力不等流量相同時，速度不等，即不具有等推壓力相同時，推力不等流量相同時，速度不等，即不具有等推力等速度特性。力等速度特性。 單活塞式液壓缸計算簡圖單活塞式液壓缸計算簡圖 課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三（2）速度、推力計算）速度、推力計算 1）無桿腔進油時）無桿腔進油時 v1= q/A1 = 4q/D2 ， F1= p1A1 - p2A2 =D2 p1 - (D2-d2)p2/4 2）有桿腔進油時）有桿腔進油時 v2= q/A2 = 4q/(D2-d2)， F2= p1A2- p2A1= (D2-d2) p1-D2 p2/4 A1 A2 v1

8、 F2 因而：活塞桿伸出時，適用于重載慢速，活塞桿縮回時，適用于輕因而：活塞桿伸出時，適用于重載慢速，活塞桿縮回時，適用于輕 載快速。載快速。 課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三特點：在不增加流量的前提下，實現(xiàn)快速運動應(yīng)用單桿活塞液壓缸不同連特點：在不增加流量的前提下，實現(xiàn)快速運動應(yīng)用單桿活塞液壓缸不同連接，可實現(xiàn)如下工作循環(huán)：接，可實現(xiàn)如下工作循環(huán)： 差動連接差動連接 無桿腔進油無桿腔進油 有桿腔進油有桿腔進油 快進快進 工進工進 快退快退 v3、F3 v1、F1 v2、F2 3）差）差動連動連接式液接式液壓壓缸缸 課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點

9、 模塊三模塊三差動連接式液壓缸差動連接式液壓缸 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、定義、定義 在缸體內(nèi)做相對往復(fù)運動的組件是柱塞的液壓缸。在缸體內(nèi)做相對往復(fù)運動的組件是柱塞的液壓缸。 2、柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)、柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu) 缸體、柱塞、導(dǎo)向套、鋼絲卡圈等缸體、柱塞、導(dǎo)向套、鋼絲卡圈等 3、柱塞式液壓缸工作原理、柱塞式液壓缸工作原理： 只能單向運動，回程需靠外力、彈簧力，需雙向運動時，常成對使用。只能單向運動，回程需靠外力、彈簧力，需雙向運動時，常成對使用。 柱塞式液壓缸

10、結(jié)構(gòu)示意圖柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)示意圖 課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三4、柱塞式液壓缸速度、推力計算、柱塞式液壓缸速度、推力計算 v = q/A = 4q/d2 F = pA = d2 p/4 柱塞式液壓缸特點柱塞式液壓缸特點: 柱塞工作時總是受壓，一般較粗柱塞工作時總是受壓，一般較粗 水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損 故故 常垂直放置，有時可做成空心常垂直放置，有時可做成空心 又又 缸體內(nèi)壁與柱塞不接觸缸體內(nèi)壁與柱塞不接觸 可不加工或只粗加工，工藝性好，故常用于長行程機床，如龍門可不加工或只粗加工，工藝性好，故常用于長行程機床，如龍門刨床、導(dǎo)

11、軌磨床、大型拉床。刨床、導(dǎo)軌磨床、大型拉床。 課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三v 分類分類： 單葉片式、雙葉片單葉片式、雙葉片v 組成組成：缸體、定子塊、葉片、傳動軸等缸體、定子塊、葉片、傳動軸等 v 工作原理工作原理： 當缸的一個油口進壓力油，另一油口回油時，葉片在壓力油作用下往一當缸的一個油口進壓力油，另一油口回油時，葉片在壓力油作用下往一個方向擺動，帶動軸偏轉(zhuǎn)一定角度小于個方向擺動，帶動軸偏轉(zhuǎn)一定角度小于3600；當進回油口互換時，馬達反轉(zhuǎn)。；當進回油口互換時，馬達反轉(zhuǎn)。課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三擺動液壓缸擺動液壓缸 參數(shù)

12、計算：參數(shù)計算： T = zb/8(D2-d2)(p1-p2)m = 8qcv/zb(D2-d2) v 雙葉片擺動式液壓馬達：雙葉片擺動式液壓馬達： T雙雙 = 2T單單 雙雙=1/2單單 v 擺動液壓缸特點：擺動液壓缸特點： 結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用于中低壓系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用于中低壓系統(tǒng)。課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三1、增壓缸（增壓器）、增壓缸（增壓器）（1）作用）作用：得到高于泵壓的輸出壓力得到高于泵壓的輸出壓力 （2）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)：單作用、雙作用單作用、雙作用 （3）增壓缸增壓原理）增壓缸增壓原理 A1p1=

13、A2 p2 p1D2/4=p2d2/4 p2 = A1/A2 p1 = K p1 K = KD2/d2 增壓比增壓比 （4）增壓缸特點）增壓缸特點 在在 p1不變的前提下，靠不變的前提下，靠A來增大來增大p2 ，單作用斷續(xù)增壓、雙作用連續(xù)單作用斷續(xù)增壓、雙作用連續(xù)增壓。增壓。課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三增壓缸增壓缸（1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu): 由兩個或多個活塞缸或柱塞缸套裝而成，有單作用和雙作用之分。由兩個或多個活塞缸或柱塞缸套裝而成，有單作用和雙作用之分。 （2）工作原理）工作原理: 活塞或柱塞伸出時，從大到小，速度逐漸增大，推力逐漸減小?；罨钊蛑斐鰰r，從大到小，速度逐漸增大，推力逐漸減小?；钊蛑s回時，從小到大。塞或柱塞縮回時，從小到大。（3）特點應(yīng)用：）特點應(yīng)用： 工作時可伸很長，不工作時縮短工作時可伸很長，不工作時縮短 占地面積小，且推力隨行程增加而減小占地面積小，且推力隨行程增加而減小 故故 起重機伸縮臂、自動傾卸卡車、火箭發(fā)射臺等皆用。起重機伸縮臂、自動傾卸卡車、火箭發(fā)射臺等皆用。 課題課題8 8 液壓缸類型及特點液壓缸類型及特點 模塊三模塊三（1）結(jié)構(gòu)：）結(jié)構(gòu)： 缸體、活塞、齒條、齒輪、端蓋等缸體、活塞、齒條、齒輪、端蓋等 （2）工作原理）工作原理 左腔進油，右腔回油時，齒條右移，齒輪帶動工作臺逆轉(zhuǎn)。