1、第四章 液壓缸,教學(xué)內(nèi)容 液壓缸的作用及分類 液壓缸的工作原理及推力和速度計算 液壓缸的典型結(jié)構(gòu),4.1 液壓缸的作用及分類,一、液壓缸的作用 液壓缸是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，實現(xiàn)直線往復(fù)運動或擺動的執(zhí)行元件。它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和制造容易等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各種液壓機械設(shè)備中。,二、液壓缸的分類,按結(jié)構(gòu)方式：活塞缸、柱塞缸、擺動缸和組合缸四大類。 活塞缸、柱塞缸實現(xiàn)往復(fù)直線運動，輸出力和速度； 擺動缸實現(xiàn)小于360的往復(fù)擺動，輸出扭矩和角速度； 組合液壓缸具有較特殊的結(jié)構(gòu)和功用。 按液體壓力的作用方式：單作用液壓缸和雙作用液壓缸。 單作用液壓缸是利用液體壓力產(chǎn)生的推力推動活塞向 一個

2、方向運動，反向復(fù)位則靠彈簧力、重力或其它外力來 實現(xiàn)。雙作用液壓缸則是利用液體壓力產(chǎn)生的推力推動活 塞作正反兩個方向的運動。,4.2 液壓缸的工作原理,活塞缸 柱塞缸 組合缸 擺動缸,4.2.1 活塞缸,雙桿活塞缸 單桿活塞缸,一、雙桿活塞缸,雙桿活塞缸是活塞兩端都帶活塞桿的液壓缸。它有兩種安裝形式，圖4-1(a)所示是缸筒固定，活塞桿移動的安裝形式。圖4-1(b)所示是活塞桿固定，缸筒移動的安裝形式。 雙桿活塞缸兩個方向上輸出的推力F1、 F2相等，其值為： 活塞往復(fù)運動的速度v1、 v2相等,其值為：,二、單桿活塞缸,圖4-2所示是活塞只有一端帶活塞桿的液壓缸，稱為單桿活塞缸。單桿活塞缸也

3、有缸筒固定、活塞桿移動和活塞桿固定、缸筒移動兩種安裝形式。 當(dāng)壓力油以相同的壓力 p1 和流量 q 分別進入缸的左右兩腔時，活塞桿左右運動時的推力和速度不相等，其值分別為：,將單桿活塞缸的兩腔連通，并同時輸入壓力油，這種連接形式稱為差動連接，如圖4-2（c）所示。作差動連接時的單桿活塞缸也稱為差動液壓缸。作差動連接時，進入液壓缸兩腔壓力油的壓力相同，但由于兩腔有效工作面積不等，A1A2，產(chǎn)生的液壓作用力不等，故活塞向右運動，有桿腔中的油液便會流入無桿腔。此時，差動液壓缸產(chǎn)生的推力F3和活塞向右運動的速度v3分別為： 上式表明，單桿活塞缸差動連接時的推力比非差動連接時要小；而活塞向右移動時的速度

4、，在供油量q相同的情況下要比非差動連接時的速度大得多。,4.2.2柱塞缸,圖43所示為一柱塞缸。其特點是，缸筒內(nèi)壁與柱塞沒有配合要求，因此缸筒內(nèi)孔可只作粗加工或不加工，僅柱塞與導(dǎo)向套有配合要求，這樣就大大簡化了缸筒的加工工藝。為減輕柱塞重量以減小柱塞彎曲變形，柱塞一般做成空心的. 柱塞缸產(chǎn)生的推力和運動速度為：,4.2.3 擺動液壓缸,擺動液壓缸是輸出轉(zhuǎn)矩并實現(xiàn)往復(fù)擺動的一種液壓缸。葉片式擺動液壓缸如圖44所示，按葉片數(shù)量可分為單葉片、雙葉片和多葉片擺動缸。圖44（a）所示為單葉片擺動液壓缸。,4.2.4組合液壓缸,組合液壓缸的結(jié)構(gòu)形式很多，這里僅簡要介紹較為常見的三種組合液壓缸。 齒條傳動液

5、壓缸 伸縮式液壓缸 增壓缸,一、 齒條傳動液壓缸,齒條傳動液壓缸結(jié)構(gòu)形式很多，圖45所示是一種用于驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)的齒條傳動液壓缸。,二、伸縮式液壓缸,圖4一6所示為一種伸縮式液壓缸。伸縮式液壓缸的特點是：活塞桿伸出的行程長，收縮后的結(jié)構(gòu)尺寸小。,三、增壓缸,圖4一7所示為一種由活塞缸和柱塞缸組合而成的增壓缸，常應(yīng)用于在局部區(qū)域需要獲得高壓的液壓系統(tǒng)中。該增壓缸利用活塞的有效面積大于柱塞的有效面積，使輸出壓力p2大于輸入壓力p1，其值為：,4.3 液壓缸的典型結(jié)構(gòu),圖4-8所示為拉桿式單桿活塞缸的典型結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖4-8所示液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)特點及功用，可將其劃分為缸筒組件、活塞組件、液壓缸的

6、密封、液壓缸的排氣裝置和制動緩沖裝置等幾個部件，其它種類的液壓缸也不外乎是由這幾個部件組成。,4.3.1 缸筒組件,缸筒組件的其它幾種連接方式如圖4-9所示。圖4-9（a）、（b）、(c)所示分別為法蘭連接、半環(huán)連接和螺紋連接。,4.3.2 活塞組件,圖410所示是活塞組件的幾種常見結(jié)構(gòu)形式。,4.3.3 液壓缸的密封,液壓缸的密封是指活塞、活塞桿和端蓋等處的密封，是用來防止液壓缸內(nèi)部(活塞與缸筒內(nèi)孔的配合面)和外部的泄漏。以下簡要介紹液壓缸中常見的密封形式。,4.3.4 液壓缸的排氣裝置,液壓系統(tǒng)中混入空氣后，會影響液壓缸運動的平穩(wěn)性，如低速運動時易爬行，啟動時出現(xiàn)沖擊、振動和噪聲，換向精度降低等，壓力過大時還會產(chǎn)生絕熱壓縮而造成局部高溫。因此在設(shè)計和使用液壓缸時，必須考慮空氣的排除。,4.3.5 液壓缸的制動和緩沖,制動和緩沖結(jié)構(gòu)主要有環(huán)狀間隙式、可調(diào)流量式