第四章 液壓與氣壓缸

1、作用：油液的壓力能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。作用：油液的壓力能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。執(zhí)行元件的作執(zhí)行元件的作用，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和往復(fù)擺動(dòng)的執(zhí)行元件。包括缸和馬達(dá)。用，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和往復(fù)擺動(dòng)的執(zhí)行元件。包括缸和馬達(dá)。液體的壓力高，因此液壓缸和液壓馬達(dá)常用于獲得最大的輸出液體的壓力高，因此液壓缸和液壓馬達(dá)常用于獲得最大的輸出力和扭矩的場(chǎng)合。力和扭矩的場(chǎng)合。 氣壓缸和氣壓馬達(dá)用壓縮空氣作為工作介質(zhì)指，其工作壓氣壓缸和氣壓馬達(dá)用壓縮空氣作為工作介質(zhì)指，其工作壓力小，所以輸出的力和扭矩較小，但壓縮空氣不污染環(huán)境，并力小，所以輸出的力和扭矩較小，但壓縮空氣不污染環(huán)境，并且氣壓元件反應(yīng)迅速，動(dòng)作快，廣泛應(yīng)用在電子和食品工

2、業(yè)。且氣壓元件反應(yīng)迅速，動(dòng)作快，廣泛應(yīng)用在電子和食品工業(yè)。 由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，材質(zhì)要求和密封條件的不同，液壓缸和液由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，材質(zhì)要求和密封條件的不同，液壓缸和液壓馬達(dá)與氣壓缸和氣壓馬達(dá)不能互換。壓馬達(dá)與氣壓缸和氣壓馬達(dá)不能互換。 形式：活塞缸形式：活塞缸 實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，輸出速度和推力實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，輸出速度和推力 柱塞缸柱塞缸 擺動(dòng)缸擺動(dòng)缸 實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，輸出角速度（轉(zhuǎn)速）和轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，輸出角速度（轉(zhuǎn)速）和轉(zhuǎn)矩4.1.1 4.1.1 活塞缸活塞缸 單作用活塞缸：液壓油只供給活塞的一側(cè)，推活單作用活塞缸：液壓油只供給活塞的一側(cè)，推活塞向一側(cè)移動(dòng)，反向復(fù)位則靠重力或彈力。應(yīng)用鍛壓。塞向

3、一側(cè)移動(dòng)，反向復(fù)位則靠重力或彈力。應(yīng)用鍛壓。 雙作用活塞缸：利用液壓力推動(dòng)活塞作正反兩個(gè)雙作用活塞缸：利用液壓力推動(dòng)活塞作正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。方向的運(yùn)動(dòng)。 一、單作用活塞缸一、單作用活塞缸 有缸筒固定和活塞桿固定有缸筒固定和活塞桿固定圖圖4-1 單作用活塞缸單作用活塞缸f1=pa v1=q/a第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸若進(jìn)回油口供油壓力相等若進(jìn)回油口供油壓力相等往復(fù)力：往復(fù)力：往復(fù)速度：缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度比為)(42222ddqaqv22212dddvv 上式表明，當(dāng)活塞桿的直徑愈小時(shí)，速度比愈接近于上式表明，當(dāng)活塞桿的直徑愈小時(shí)，速度比愈接近于1，在兩個(gè)，在兩個(gè)方向上的缸的運(yùn)動(dòng)速度

4、差愈小。方向上的缸的運(yùn)動(dòng)速度差愈小。第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸42221222111pddpdapapf）（42212212212pdpddapapf）（2114dqaqv動(dòng)連接動(dòng)連接： 雙作用單活塞桿油缸可進(jìn)行雙作用單活塞桿油缸可進(jìn)行差動(dòng)連接，即當(dāng)單桿活塞缸兩腔差動(dòng)連接，即當(dāng)單桿活塞缸兩腔同時(shí)通入相同壓力的液體時(shí)，由同時(shí)通入相同壓力的液體時(shí)，由于無(wú)桿腔的受力面積大于有桿腔于無(wú)桿腔的受力面積大于有桿腔的受力面積，使活塞向右的作用的受力面積，使活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活力大于向左的作用力，因此，活塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，并將有桿腔的塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，并將有桿腔的液體擠出，流進(jìn)無(wú)

5、桿腔，加快了液體擠出，流進(jìn)無(wú)桿腔，加快了活塞桿的伸出運(yùn)動(dòng)，缸的這種連活塞桿的伸出運(yùn)動(dòng)，缸的這種連接成為差動(dòng)連接。接成為差動(dòng)連接。圖4-3 差動(dòng)連接第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸圖4-3 差動(dòng)連接 設(shè)右移速度為設(shè)右移速度為v3，則右桿腔出油則右桿腔出油q， q和和 一同進(jìn)入無(wú)桿腔，故一同進(jìn)入無(wú)桿腔，故 可推出可推出 與非差動(dòng)連接比較要大于與非差動(dòng)連接比較要大于v1 推力比較：推力比較： 與與非差動(dòng)連接比較要小于非差動(dòng)連接比較要小于f1。 若令若令 = 推出推出 ，說(shuō)明若使差動(dòng)缸的向右速度與非差動(dòng)缸，說(shuō)明若使差動(dòng)缸的向右速度與非差動(dòng)缸的向左運(yùn)動(dòng)速度相等，應(yīng)滿足上式。舉例說(shuō)明差動(dòng)連接的向左運(yùn)

6、動(dòng)速度相等，應(yīng)滿足上式。舉例說(shuō)明差動(dòng)連接的應(yīng)用：解決回程要求速度高的問(wèn)題，目的用一個(gè)小流的應(yīng)用：解決回程要求速度高的問(wèn)題，目的用一個(gè)小流量可得到一個(gè)大速度。量可得到一個(gè)大速度。3224vddq）（3232244vdvddqqq）（234dqvpdpdddaapf222221344）（）（2v3v2224)(4dqddqdd2第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸q 柱塞柱塞2只與導(dǎo)向套只與導(dǎo)向套3配合，故缸筒配合，故缸筒內(nèi)壁只需粗加工，甚至在缸筒采用無(wú)內(nèi)壁只需粗加工，甚至在缸筒采用無(wú)縫鋼管時(shí)可不加工，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，縫鋼管時(shí)可不加工，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，成本低廉，常用于長(zhǎng)行程制造容易，成本低

7、廉，常用于長(zhǎng)行程機(jī)床，如龍門刨床、導(dǎo)軌磨床、大型機(jī)床，如龍門刨床、導(dǎo)軌磨床、大型拉床等。水壓機(jī)的缸筒以及液壓電梯拉床等。水壓機(jī)的缸筒以及液壓電梯的長(zhǎng)油缸常采用這種結(jié)構(gòu)。的長(zhǎng)油缸常采用這種結(jié)構(gòu)。2244qfpdvd 4-44-5 柱塞缸鍛壓力示例鍛壓力示例4-6 鍛壓回路鍛壓回路第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸4.1.3 擺動(dòng)缸 擺動(dòng)缸輸出轉(zhuǎn)矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，它有單葉片和雙葉片兩種型式。其結(jié)構(gòu)形式如圖47所示。圖4-7a為單葉片式擺動(dòng)缸，它由定子塊1、缸體2、擺動(dòng)軸3、葉片4、左右支承盤和左右蓋板等主要零件組成，定子塊固定在缸體上，葉片和擺動(dòng)軸連接在一起。其工作原理為：當(dāng)工作介質(zhì)從a口

8、進(jìn)入缸內(nèi)，葉片被推動(dòng)并帶動(dòng)軸作逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，葉片另一側(cè)的工作介質(zhì)從b口排出；反之，工作介質(zhì)從b口進(jìn)入，葉片及軸作順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，a口排出工作介質(zhì)。 從圖從圖47中可看出，單葉片式擺動(dòng)缸的最大中可看出，單葉片式擺動(dòng)缸的最大回轉(zhuǎn)角小于回轉(zhuǎn)角小于360，一般不超過(guò)，一般不超過(guò)280；雙葉片式擺；雙葉片式擺動(dòng)缸則小于動(dòng)缸則小于180，一般不超過(guò)，一般不超過(guò)150。當(dāng)輸人工作。當(dāng)輸人工作介質(zhì)的壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)缸擺動(dòng)軸輸介質(zhì)的壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)缸擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度則是出轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度則是單葉片擺動(dòng)缸的一半。單葉片擺動(dòng)缸的一半。

9、擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用在低中壓系統(tǒng)中作往復(fù)擺動(dòng)、轉(zhuǎn)位或間歇一般只用在低中壓系統(tǒng)中作往復(fù)擺動(dòng)、轉(zhuǎn)位或間歇運(yùn)動(dòng)的地方。運(yùn)動(dòng)的地方。第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸1. 多級(jí)液壓缸2. 薄膜氣缸4-8 圖4-9 薄膜氣缸工作原理圖1一缸體；2一膜片；3一膜盤;4一活塞桿第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸薄膜氣缸是一種利用壓縮空氣通過(guò)膜片推動(dòng)活塞薄膜氣缸是一種利用壓縮空氣通過(guò)膜片推動(dòng)活塞桿作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸，它可應(yīng)用在剎車裝置、調(diào)桿作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸，它可應(yīng)用在剎車裝置、調(diào)節(jié)閥和夾具等上。薄膜氣缸由缸體、膜片、膜盤和活節(jié)閥

10、和夾具等上。薄膜氣缸由缸體、膜片、膜盤和活塞桿等主要零件組成，如塞桿等主要零件組成，如4 41616所示。其中，圖所示。其中，圖4-94-9是是單作用式，需借助彈簧力回程；圖單作用式，需借助彈簧力回程；圖4-9b4-9b是雙作用式，是雙作用式，靠氣壓回程，膜片的形狀有盤形和平形兩種，材料可靠氣壓回程，膜片的形狀有盤形和平形兩種，材料可以是夾物橡膠、鋼片或磷青銅片，第一種材料較常厚以是夾物橡膠、鋼片或磷青銅片，第一種材料較常厚度通常為度通常為5-6mm5-6mm，有時(shí)也有用有時(shí)也有用1 13 mm3 mm。金屬膜片只用金屬膜片只用于行程較小的氣缸。于行程較小的氣缸。薄膜氣缸具有結(jié)構(gòu)緊湊和簡(jiǎn)單、制造容易、成本薄膜氣缸具有結(jié)構(gòu)緊湊和簡(jiǎn)單、制造容易、成本低、泄漏少、壽命長(zhǎng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是膜片的變低、泄漏少、壽命長(zhǎng)