液壓與氣動(dòng)技術(shù) 課件 模塊三課題8

模塊三

液壓缸和液壓馬達(dá)課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三

液壓缸和液壓馬達(dá)下圖所示的專用銑床的工作臺(tái)采用單桿液壓缸驅(qū)動(dòng)，根據(jù)工況分析，計(jì)算得液壓缸在工進(jìn)階段的總工作負(fù)載為4388N（即最大負(fù)載），如圖所示，現(xiàn)要求活塞快進(jìn)和快退速度相等，我們?cè)撊绾芜M(jìn)行液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？

專用銑床液壓缸受力簡(jiǎn)圖

【任務(wù)提出】模塊三

液壓缸和液壓馬達(dá)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(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，用來驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)擺動(dòng)。液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，省去減速機(jī)構(gòu)，且沒有傳動(dòng)間隙，傳動(dòng)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(tái)采用單桿液壓缸驅(qū)動(dòng)，我們根據(jù)液壓缸所受的最大工作負(fù)載（或根據(jù)設(shè)備的類型），選定液壓缸的工作壓力，并計(jì)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(diǎn)、液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算方法?！救蝿?wù)分析】1、按結(jié)構(gòu)形式：

活塞式2、按作用方式：?jiǎn)巫饔檬揭簤焊坠τ茫簩⒁簤罕霉┙o的液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而對(duì)負(fù)載作功，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓缸的類型及特點(diǎn)分類：柱塞式

組合式雙作用式液壓缸課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三一、活塞式液壓缸定義：缸體內(nèi)作相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件為活塞的液壓缸。分類按伸出活塞桿不同：雙桿，單桿，無桿

按固定方式不同：缸體固定，活塞桿固定

1、雙桿活塞液壓缸（1）特點(diǎn)1）兩腔面積相等；

2）壓力相同時(shí)，推力相等，流量相同時(shí)，速度相等。即具有等推力、等速度特性。（2）推力、速度計(jì)算

課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三v=q/A=4qV/π(D2-d2)F=(p1-p2)A=π(D2-d2)(p1-p2)/4雙桿活塞液壓缸（3）固定方式1）實(shí)心雙桿活塞式:缸體固定式

進(jìn)油腔回油腔運(yùn)動(dòng)方向

左右活塞右移

右左活塞左移2)

空心雙桿活塞式:桿固定式進(jìn)油腔

回油腔

運(yùn)動(dòng)方向

左右

缸體左移

右左

缸體右移

進(jìn)油腔位置與活塞運(yùn)動(dòng)方向相同。

進(jìn)油腔位置與活塞運(yùn)動(dòng)方向相反。

占地范圍應(yīng)用場(chǎng)合三倍于L，占地面積大。中小型設(shè)備占地范圍應(yīng)用場(chǎng)合兩倍于L，占地面積小，大中型設(shè)備課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三2、單桿活塞液壓缸（1）特點(diǎn)：

1）兩腔面積不等,

A1>A2

2）壓力相同時(shí)，推力不等流量相同時(shí)，速度不等，即不具有等推力等速度特性。

單活塞式液壓缸計(jì)算簡(jiǎn)圖

課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三（2）速度、推力計(jì)算1）無桿腔進(jìn)油時(shí)

v1=q/A1=4q/πD2

，

F1=p1A1-p2A2

=π[D2p1-(D2-d2)p2/42）有桿腔進(jìn)油時(shí)

v2=q/A2=4q/π(D2-d2)，

F2=p1A2-p2A1=π[(D2-d2)p1-D2p2]/4

∵A1>A2

∴v1<v2F1>F2

因而：活塞桿伸出時(shí)，適用于重載慢速，活塞桿縮回時(shí)，適用于輕載快速。

課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三特點(diǎn)：在不增加流量的前提下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)應(yīng)用單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循環(huán)：

差動(dòng)連接無桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油快進(jìn)→工進(jìn)→快退

v3、F3v1、F1v2、F2

3）差動(dòng)連接式液壓缸課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三差動(dòng)連接式液壓缸

∵

v3A1=q+v3A2

，

∴

v3=q/（A1-A2）=4q/πd2故要使

v2=v3

，D=√2d，

F3=p1（A1-A2）=πd2p1/41、定義在缸體內(nèi)做相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件是柱塞的液壓缸。

2、柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)

缸體、柱塞、導(dǎo)向套、鋼絲卡圈等

3、柱塞式液壓缸工作原理：

只能單向運(yùn)動(dòng)，回程需靠外力、彈簧力，需雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，常成對(duì)使用。

二、柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)示意圖課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三4、柱塞式液壓缸速度、推力計(jì)算

v=q/A=4q/πd2F=pA=πd2p/4

柱塞式液壓缸特點(diǎn):

∵柱塞工作時(shí)總是受壓，一般較粗

∴水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損故常垂直放置，有時(shí)可做成空心又∵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(zhǎng)行程機(jī)床，如龍門刨床、導(dǎo)軌磨床、大型拉床。

課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三分類：

單葉片式、雙葉片組成：缸體、定子塊、葉片、傳動(dòng)軸等

工作原理：

當(dāng)缸的一個(gè)油口進(jìn)壓力油，另一油口回油時(shí)，葉片在壓力油作用下往一個(gè)方向擺動(dòng)，帶動(dòng)軸偏轉(zhuǎn)一定角度小于3600；當(dāng)進(jìn)回油口互換時(shí)，馬達(dá)反轉(zhuǎn)。三、擺動(dòng)液壓馬達(dá)（擺動(dòng)液壓缸）課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三擺動(dòng)液壓缸參數(shù)計(jì)算：

T=zb/8·(D2-d2)(p1-p2)ηm

ω=8qηcv/zb(D2-d2)

雙葉片擺動(dòng)式液壓馬達(dá)：

T雙

=2T單

ω雙=1/2·ω單

擺動(dòng)液壓缸特點(diǎn)：

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8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三四、其它液壓缸1、增壓缸（增壓器）（1）作用：得到高于泵壓的輸出壓力

（2）結(jié)構(gòu)：?jiǎn)巫饔谩㈦p作用（3）增壓缸增壓原理

A1p1=A2p2

p1πD2/4=p2πd2/4p2=A1/A2p1=Kp1

K=KD2/d2—增壓比（4）增壓缸特點(diǎn)

在

p1不變的前提下，靠A來增大p2，單作用斷續(xù)增壓、雙作用連續(xù)增壓。課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三增壓缸（1）結(jié)構(gòu):

由兩個(gè)或多個(gè)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:

活塞或柱塞伸出時(shí)，從大到小，速度逐漸增大，推力逐漸減小?；钊蛑s回時(shí)，從小到大。（3）特點(diǎn)應(yīng)用：

∵工作時(shí)可伸很長(zhǎng)，不工作時(shí)縮短∴占地面積小，且推力隨行程增加而減小故起重機(jī)伸縮臂、自動(dòng)傾卸卡車、火箭發(fā)射臺(tái)等皆用。

2、多級(jí)缸（伸縮缸）課題8液壓缸類型及特點(diǎn)模塊三（1）結(jié)構(gòu)：缸體、活塞、齒條、齒輪、端蓋等（2）工作原理

左腔進(jìn)油，右腔回油時(shí)，齒條右移，齒輪帶動(dòng)工作臺(tái)逆轉(zhuǎn)。右腔進(jìn)