第4章 液压缸

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1、4.1液压缸的分类与特点4.2液压缸的典型结构及主要零部件4.4数字控制液压缸4.3液压缸的设计与计算思考题与习题第4章液压缸液压缸是液压系统中的执行元件，它将液压泵提供的液压能转变为机械能，使机械实现直线往复运动或小于360°的往复摆动运动。液压缸的特点是：结构简单、制造容易、工作可靠、在主机中布置方便等。p1p2FVdQA液压缸液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是速度和力。1回首页4.1液压缸的分类与特点4.1.1液压缸的分类液压缸按结构形式可分为：活塞缸、柱塞缸、伸缩缸和摆动缸。活塞缸、柱塞缸和伸缩缸实现直线往复运动，输出推力和速度。活

2、塞缸按活塞杆形式又可分为单活塞杆缸和双活塞杆缸。摆动缸则能实现小于360°的回转摆动，输出转矩和角速度。液压缸按供油方式液压缸又可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只往缸的一侧输入液压油，活塞只作单向出力运动，回程靠重力、弹簧力或者其他外力；双作用缸则分别向缸的两侧输入压力油，活塞的正反运动均靠液压力来完成。2液压缸及其分类柱塞式液压缸单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸回首页3液压缸除了单个使用外，还可以几个组合起来或和其它机构组合起来，以完成特殊的功用，称为组合缸，其按特殊用途又可分为串联缸、增压缸、增速缸、多位缸、数字控制缸等。伸缩式液压缸回首页4

3、液压缸及其分类弹簧复位式液压缸增压缸串联式液压缸回首页5回首页4.1.2几种典型的液压缸常用的液压缸有：活塞缸、柱塞缸、增压缸、伸缩式液压缸、摆动缸。⒈活塞缸（1）双作用单活塞杆液压缸双作用单活塞杆液压缸6如图4－1所示，双作用单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆伸出。由于单活塞杆液压缸活塞两端的有效面积不等，如果以相同压力和流量的液压油分别进入液压缸的左、右腔，它在两个方向上的输出推力和速度也不等。当输入液压缸的油液流量为，液压缸进出口压力分别为和时，若油液从左腔（无杆腔）输入，其活塞上所产生的推力和速度为回首页图4－1双作用单活塞杆液压缸7图4－1双

4、作用单活塞杆液压缸回首页（4-1）（4-2）式中——液压缸活塞直径；——液压缸活塞杆直径；——无杆腔的有效工作面积；——有杆腔的有效工作面积。8若油液从右腔（有杆腔）输入时，其活塞上所产生的推力和速度为（4-3）(4-4)回首页图4－1双作用单活塞杆液压缸9由式（4-1）~式(4-4)可知，由于，所以，，可见无杆腔进油时液压缸输出力大，因此常用作工作腔。通常把两个方向上的输出速度和的比值称为速度比，记作。也是单活塞杆无杆腔和有杆腔的有效面积的比值，故也称为面积比。（4-5）回首页GB/T7933-1987给出了液压缸的面积比系列，见表4－11.06

5、1.121.251.401.602.002.505.000.250.320.450.550.630.700.800.90表4－1单活塞杆液压缸两腔面积比（速度比）10图4-2液压缸的差动连接可以将单活塞杆缸作如图4－2所示的差动连接，此时单活塞杆缸的左右两腔同时通压力油。回首页开始工作时差动缸左右两腔的油液压力相同，但是由于无杆腔的有效面积大于有杆腔的有效面积，故活塞向右运动，同时使右腔中排出的油液也进入左腔，加大了流入左腔的流量，从而加快了活塞移动的速度。则差动缸活塞推力和运动速度为（4-6）（4-7）11由式（4-6）、(4-7)可知，差动连接

6、时液压缸的推力比非差动连接时小，速度比非差动连接时大，因此，可以在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度。这种连接方式被广泛应用于组合机床的液压动力滑台和其它机械设备的快速运动中。当时，差动连接的液压缸的快进和快退的速度相等，即。回首页无杆腔进油、有杆腔进油和差动联接的比较12回首页（2）双作用双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种固定形式。双活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，因此它左、右两腔的有效面积也相等。当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时，液压缸左、右两个方向的推力和速度相等。图4－3

7、缸体固定式双作用双活塞杆液压缸当活塞直径为，活塞杆直径为，液压缸进、出油腔的压力为和，输入流量为时，双活塞杆液压缸的推力和速度为（4-8）(4-9)13图4－4活塞杆固定式双作用双活塞杆液压缸回首页活塞杆液压缸除了缸体固定、活塞杆运动的结构形式外，还可以将活塞杆固定，由缸体驱动工作机构运动。驱动平面磨床工作台面运动的液压缸，经常采用这种结构形式。缸体固定式的双作用活塞杆液压缸，其整个工作台的运动范围是活塞有效行程的三倍，而活塞杆固定式的双作用活塞杆液压缸，其整个工作台的运动范围是活塞有效行程的两倍(如图4-4所示)。14图4-5柱塞缸回首页⒉柱塞缸

8、活塞缸内孔和尺寸精度很高，并且要求表面光滑，大型或超长行程的液压缸不易实现这种要求，在这种情况下可以采用柱塞缸。柱塞缸的原