液壓傳動(dòng)液壓缸

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液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。它是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以實(shí)現(xiàn)直線或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。前言特點(diǎn)液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。第1頁(yè)/共34頁(yè)第一頁(yè)，共35頁(yè)。2§5－1液壓缸的類型和特點(diǎn)

一、活塞缸㈠、雙桿活塞缸1、缸筒固定的雙桿活塞缸：第2頁(yè)/共34頁(yè)第二頁(yè)，共35頁(yè)。3

1）、進(jìn)、出油口布置在缸筒兩端；

2）、兩活塞桿的直徑一般相等；

3）、當(dāng)工作壓力P1和輸入流量q不變時(shí)，兩個(gè)方向上輸出的推力和速度相等。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第3頁(yè)/共34頁(yè)第三頁(yè)，共35頁(yè)。4式中：A－活塞的有效面積；

d－活塞桿直徑；

D－活塞直徑。4）、這種安裝使工作臺(tái)的移動(dòng)范圍約為活塞有效行程的3倍，占地面積大，宜用于小型設(shè)備。第4頁(yè)/共34頁(yè)第四頁(yè)，共35頁(yè)。52、活塞桿固定的雙桿活塞缸第5頁(yè)/共34頁(yè)第五頁(yè)，共35頁(yè)。61）、進(jìn)、出油口可布置在活塞桿兩端，也可布置在缸筒兩端；2）、移動(dòng)范圍為缸筒有效行程的二倍，故適用于較大型的設(shè)備；3）、兩活塞桿的直徑相等；4）、兩個(gè)方向上輸出的推力和速度與活塞桿固定時(shí)相同。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第6頁(yè)/共34頁(yè)第六頁(yè)，共35頁(yè)。7可將雙桿活塞缸設(shè)計(jì)成一個(gè)活塞桿受拉，而另一個(gè)活塞桿不受力，所以活塞桿可做得細(xì)一些。職能符號(hào)：注意第7頁(yè)/共34頁(yè)第七頁(yè)，共35頁(yè)。8㈡、單桿活塞缸：第8頁(yè)/共34頁(yè)第八頁(yè)，共35頁(yè)。91、進(jìn)、出油口的布置根據(jù)安裝方式而定；2、可以缸筒固定，也可活塞桿固定；3、工作臺(tái)移動(dòng)范圍是活塞（缸筒）有效行程的二倍；4、兩個(gè)方向上輸出的推力和速度不相等；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第9頁(yè)/共34頁(yè)第九頁(yè)，共35頁(yè)。10第10頁(yè)/共34頁(yè)第十頁(yè)，共35頁(yè)。115、速度比：兩個(gè)方向上的輸出速度v2和v1的比值稱為速度比。即：6、差動(dòng)缸：?jiǎn)螚U活塞缸在其左右兩腔都通高壓油時(shí)，稱為差動(dòng)連接，這時(shí)稱作差動(dòng)缸。第11頁(yè)/共34頁(yè)第十一頁(yè)，共35頁(yè)。121）、差動(dòng)連接只能向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，反向運(yùn)動(dòng)時(shí)再接入非差動(dòng)連接；第12頁(yè)/共34頁(yè)第十二頁(yè)，共35頁(yè)。132）、輸出的推力和速度。結(jié)論單桿活塞缸職能符號(hào)較大提高速度，推力下降很大。第13頁(yè)/共34頁(yè)第十三頁(yè)，共35頁(yè)。14二、柱塞缸1、只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，反向運(yùn)動(dòng)要靠外力；第14頁(yè)/共34頁(yè)第十四頁(yè)，共35頁(yè)。152、柱塞與缸筒不接觸，運(yùn)動(dòng)時(shí)由缸蓋上的導(dǎo)向套來(lái)導(dǎo)向，因此缸筒的內(nèi)壁不須精加工；3、適合于行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合；4、輸出的推力和速度：式中：d—柱塞的直徑第15頁(yè)/共34頁(yè)第十五頁(yè)，共35頁(yè)。16柱塞缸的職能符號(hào)第16頁(yè)/共34頁(yè)第十六頁(yè)，共35頁(yè)。17三、其它液壓缸1、增壓缸：由活塞缸和柱塞缸組成。工作原理：利用活塞與柱塞有效面積之差使液壓系統(tǒng)中的局部區(qū)域獲得高壓。第17頁(yè)/共34頁(yè)第十七頁(yè)，共35頁(yè)。18當(dāng)D》d時(shí)，p3》p1。2、伸縮缸:由兩個(gè)或多個(gè)活塞缸套裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞是后一級(jí)活塞缸的缸筒，伸出時(shí)可獲得很長(zhǎng)的工作行程，縮回時(shí)可保持很小的尺寸。第18頁(yè)/共34頁(yè)第十八頁(yè)，共35頁(yè)。193、齒輪缸：由兩個(gè)柱塞缸和一套齒輪齒條傳動(dòng)裝置組成。柱塞的移動(dòng)經(jīng)齒輪齒條傳動(dòng)裝置變成齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。第19頁(yè)/共34頁(yè)第十九頁(yè)，共35頁(yè)。20§5－2液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算

一、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1、盡量使活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載或在受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性；2、考慮液壓缸的制動(dòng)問(wèn)題和排氣問(wèn)題；3、正確確定液壓缸的安裝，固定方式（只能一端定位）；第20頁(yè)/共34頁(yè)第二十頁(yè)，共35頁(yè)。214、液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、加工、安裝維修方便。二、液壓缸主要尺寸的確定D：液壓缸缸筒內(nèi)徑或活塞直徑。根據(jù)公式算定后，再選靠近的標(biāo)準(zhǔn)值。d：活塞桿的直徑。根據(jù)推薦值選取。L：缸筒的長(zhǎng)度。由最大行程確定，一般L≦20D。第21頁(yè)/共34頁(yè)第二十一頁(yè)，共35頁(yè)。22三、強(qiáng)度校核1、缸筒壁厚δ：1）、薄壁（D/δ≧10)：2）、厚壁（D/δ<10）：第22頁(yè)/共34頁(yè)第二十二頁(yè)，共35頁(yè)。23式中：D—缸筒內(nèi)徑；

py—缸筒實(shí)驗(yàn)壓力，根據(jù)要求選定；

[σ]—缸筒材料的許用應(yīng)力。2、活塞桿直徑d：式中：F

—活塞桿上的作用力；

[σ]—活塞桿材料的許用應(yīng)力。第23頁(yè)/共34頁(yè)第二十三頁(yè)，共35頁(yè)。243、缸蓋螺栓的直徑ds：式中：F—液壓缸負(fù)載；

Z—固定螺栓的個(gè)數(shù)；

k—螺紋擰緊系數(shù)k=1.12～1.5；

[σ]—螺栓材料的許用應(yīng)力。第24頁(yè)/共34頁(yè)第二十四頁(yè)，共35頁(yè)。25四、穩(wěn)定性校核

活塞桿受軸向壓縮時(shí)，它所承受的力F：式中：Fk—臨界負(fù)載；

nk—安全系數(shù)，一般取2～4。1、當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比ι/rk>ψ1√ψ2

時(shí)：第25頁(yè)/共34頁(yè)第二十五頁(yè)，共35頁(yè)。262、若ι/rk≦ψ1√ψ2

時(shí)且ψ1√ψ2=20～120時(shí)：式中：

ι—安裝長(zhǎng)度；

rk—活塞桿橫截面最大回轉(zhuǎn)半徑；

ψ1和

ψ2—柔性系數(shù)和末端系數(shù)；

E—活塞桿材料的彈性模量；

J—活塞桿橫截面慣性矩；

A—活塞桿橫截面積；a—系數(shù)；

f—由材料強(qiáng)度決定的實(shí)驗(yàn)值。第26頁(yè)/共34頁(yè)第二十六頁(yè)，共35頁(yè)。27五、緩沖計(jì)算1、活塞桿與缸筒凹部未接觸時(shí)：pc=031第27頁(yè)/共34頁(yè)第二十七頁(yè)，共35頁(yè)。282：活塞桿與缸筒凹部接觸時(shí)

被壓腔（緩沖腔）內(nèi)產(chǎn)生的液壓能：工作部件產(chǎn)生的機(jī)械能：若制動(dòng)：E1=E2∴第28頁(yè)/共34頁(yè)第二十八頁(yè)，共35頁(yè)。29

1)、緩沖裝置為節(jié)流口可調(diào)式

2）、緩沖裝置為節(jié)流口變化式：29pcmax=第29頁(yè)/共34頁(yè)第二十九頁(yè)，共35頁(yè)。304-1、附圖所示三個(gè)液壓缸的缸筒和活塞桿直徑都是D和d，當(dāng)輸入壓力油的流量都是q時(shí)，試說(shuō)明各缸筒的移動(dòng)速度，移動(dòng)方向和活塞桿的受力情況。第30頁(yè)/共34頁(yè)第三十頁(yè)，共35頁(yè)。31解：a).移動(dòng)速度：v=4q/π(D2-d2)

移動(dòng)方向：缸筒向左移動(dòng)活塞桿的受力：受拉；F=π(D2-d2)p/4

b).移動(dòng)速度：v=4q/πd2

移動(dòng)方向：缸筒向右移動(dòng)活塞桿的受力：受壓；F=πd2p/4c).移動(dòng)速度：v=4q/πd2

移動(dòng)方向：缸筒向右移動(dòng)活塞桿的受力：受壓；F=πd2p/4第31頁(yè)/共34頁(yè)第三十一頁(yè)，共35頁(yè)。324-2、附圖示兩結(jié)構(gòu)相同的串聯(lián)液壓缸，A1=100cm2，A2=80cm2，p1=9×105Pa，q1=12L/min，當(dāng)不計(jì)摩擦損失和泄漏時(shí)，問(wèn)：1>.兩缸負(fù)載相同時(shí)的負(fù)載和速度各為多少？

2>.缸1不受負(fù)載時(shí)，缸2能承受多少負(fù)載？

3>.缸2不受負(fù)載時(shí)，缸1能承受多少負(fù)載？第32頁(yè)/共34頁(yè)第三十二頁(yè)，共35頁(yè)。33q1解：1)、∵p1A1=p2A2+F1p2A1=F2F1=F2∴

F1=F2=p1A1/(1+A2/A1)=9×105×100×10-4/(1+80/100)=5000N第33頁(yè)/共34頁(yè)第三十三頁(yè)，共35頁(yè)。34感謝您的觀看！第34頁(yè)/共34頁(yè)第三十四頁(yè)，共35頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)1。它是一