華北科技學(xué)院-液壓缸07

液壓缸液壓缸與馬達(dá)一樣，也是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置，它將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動或擺動的機(jī)械能。液壓缸的分類按結(jié)構(gòu)形式分：活塞缸又分單桿活塞缸、雙桿活塞缸柱塞缸擺動缸又分單葉片擺動缸、雙葉片擺動缸按作用方式分：單作用液壓缸一個方向的運(yùn)動依靠液壓作用力實(shí)現(xiàn)，另一個方向依靠彈簧力、重力等實(shí)現(xiàn)；雙作用液壓缸兩個方向的運(yùn)動都依靠液壓作用力來實(shí)現(xiàn)；復(fù)合式缸活塞缸與活塞缸的組合、活塞缸與柱塞缸的組合、活塞缸與機(jī)械結(jié)構(gòu)的組合等。雙桿活塞缸

雙桿活塞缸活塞兩側(cè)都有活塞桿伸出，根據(jù)安裝方式不同又分為活塞桿固定式和缸筒固定式兩種。雙桿活塞缸的速度推力特性v

＝q/A

＝4qηv/π（D2－d2）

缸在左右兩個方向上輸出的速度相等，ηv為缸的容積效率。F

＝A（p1－

p2）ηm＝π（D2－d2）（p1－p2）ηm

/4

缸在左右兩個方向上輸出的推力相等，ηm為缸的機(jī)械效率。當(dāng)缸筒固定時，運(yùn)動部件移動范圍是活塞有效行程的三倍；當(dāng)活塞桿固定時，運(yùn)動部件移動范圍是活塞有效行程的兩倍。

單桿活塞缸單桿活塞缸速度推力特性向右運(yùn)動速度

v1

＝qηv/A1＝4qηv/πD2向右運(yùn)動推力F1＝（A1p1－A2p2）ηm

向左運(yùn)動速度v2

＝qηv/A2＝4qηv/π（D2－d2）

向左運(yùn)動推力F2

＝（A2p1－A1p2）ηm

往返速比λv＝v2/v1＝1/［1－（d/D）2］式中ηv為缸的容積效率，ηm為缸的機(jī)械效率

單桿活塞缸只有一端帶活塞桿，它也有缸筒固定和活塞桿固定兩種安裝方式，兩種方式的運(yùn)動部件移動范圍均為活塞有效行程的兩倍。單桿活塞缸差動連接的速度推力特性運(yùn)動速度

v3＝（q

＋q‘）/A1＝（q

＋A2v3）/A1

整理得：v3＝q/（A1－A2）＝4q/πd2

如果要求差動缸向右運(yùn)動速度v3＝非差動連接向左運(yùn)動速度v2

則D=2

1/2

d

活塞推力

F3＝p1（A1－A2）ηm單活塞桿缸兩腔同時通壓力油，稱為差動連接。差動連接的缸只能一個方向運(yùn)動。圖示為向右運(yùn)動。柱塞缸柱塞缸只能作單作用缸，要求往復(fù)運(yùn)動時，需成對使用。柱塞缸能承受一定的徑向力。柱塞缸的速度推力特性柱塞運(yùn)動速度v

＝qηv/A＝4qηv/πd2柱塞推力

F＝pAηm＝p（πd2/4）ηm

柱塞缸的特點(diǎn)

柱塞與缸筒無配合關(guān)系，缸筒內(nèi)孔不需精加工，只是柱塞與缸蓋上的導(dǎo)向套有配合關(guān)系。為減輕重量，減少彎曲變形，柱塞常做成空心。伸縮液壓缸當(dāng)通入壓力油時，活塞由大到小依次伸出；縮回時，活塞則由小到大依次收回。各級壓力和速度可按活塞缸的有關(guān)公式計(jì)算。特別適用于工程機(jī)械及自動線步進(jìn)式輸送裝置。

它由兩個或多個活塞式缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞桿是后一級活塞缸的缸筒。各級活塞依次伸出可獲得很長的行程，當(dāng)依次縮回時缸的軸向尺寸很小。除雙作用伸縮液壓缸外，還有單作用伸縮液壓缸，它與雙作用不同點(diǎn)是回程靠外力，而雙作用靠液壓作用力。齒條活塞缸齒條活塞缸的速度推力特性輸出轉(zhuǎn)矩

TM＝Δp（π/8）D2Diηm輸出角速度ω＝8qηv/πD2Di式中Δp為缸左右兩腔壓力差，D為活塞直徑，Di為齒輪分度圓直徑。

齒條活塞缸是活塞缸與齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成的復(fù)合式缸。它將活塞的直線往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，用在機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位、液壓機(jī)械手等。增壓缸增壓比為大活塞與小柱塞的面積比K＝D2/d2

小柱塞缸輸出的壓力

pb＝paKηm增壓能力是在降低有效流量的基礎(chǔ)上得到的。增壓缸作為中間環(huán)節(jié)，用在低壓系統(tǒng)要求有局部高壓油路的場合。

增壓缸是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，但它不是能量轉(zhuǎn)換裝置，只是一個增壓器件。

增壓缸動畫增速缸增速缸用于快速運(yùn)動回路，在不增加泵的流量的前提下，使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工作速度。增速缸也是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，活塞缸的活塞內(nèi)腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。當(dāng)液壓油進(jìn)入柱塞缸時，活塞將快速運(yùn)動（活塞缸大腔必須補(bǔ)油）；當(dāng)液壓油同時進(jìn)入柱塞缸和活塞缸時，活塞慢速運(yùn)動。

增速缸動畫擺動式液壓缸單葉片式擺動角度較大，可達(dá)300°輸出轉(zhuǎn)矩

T＝（R22－R12）Δpηmb/2

輸出角速度ω＝2qηv/b（R22－R12）

雙葉片式擺動角度一般小于150°。但在相同條件下，輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動缸的兩倍，輸出角速度是單葉片缸的一半。當(dāng)通入液壓油，它的主軸能輸出小于360°的擺動運(yùn)動的缸稱為擺動式液壓缸。常用于輔助裝置，如送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機(jī)械手及間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)。

擺動缸動畫液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸安裝連接形式：腳架式，耳環(huán)式，鉸軸式

缸體組件包括缸筒、缸蓋、缸底等零件?；钊M件包括活塞與活塞桿等零件。密封裝置有活塞與缸筒、活塞桿與缸蓋的密封。緩沖裝置排氣裝置缸體組件的連接形式活塞與活塞桿的連接形式油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

1、盡量使液壓缸的活塞桿在受拉狀態(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、根據(jù)主機(jī)的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式但液壓缸只能一端定位。。3、液壓缸的各部分的結(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)，盡可能作到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、加工、裝配和維修方便。油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算-壓力確定

1、按負(fù)載的大小確定負(fù)載F/N<50005000~1000010000~20000缸的工作壓力p1/Mpa<0.8~11.5~22.5~3負(fù)載F/N20000~3000030000~50000>50000缸的工作壓力p1/Mpa3~44~5≧5~7油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算-壓力確定

2、按液壓設(shè)備的類型確定設(shè)備類型磨床組合機(jī)床車床、銑床、鏜床工作壓力p1/Mpa0.8~23~52~4設(shè)備類型拉床龍門刨床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械液壓機(jī)重型機(jī)械其重運(yùn)輸機(jī)械工作壓力p1/Mpa8~102~810~1620~32油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-D和d確定1,D按負(fù)載和工作壓力確定：2,d的確定：（

1）根據(jù)往復(fù)速比確定。（2）按受力情況確定：受拉時：受壓時：強(qiáng)度校核液壓缸練習(xí)一圖示為一柱塞缸，其中柱塞固定，缸筒運(yùn)動。壓力油從空心柱塞中通人，壓力為p，流量為q。柱塞外徑d，內(nèi)徑d0，試求缸筒運(yùn)動速度v和產(chǎn)生的推力F。液壓缸練習(xí)二圖（a）中，小液壓缸（面積A1）回油腔的油液進(jìn)入