第四章液压传动与气压传动

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1、第四章液压缸教学内容液压缸的作用及分类液压缸的工作原理及推力和速度计算液压缸的典型结构4.1液压缸的作用及分类一、液压缸的作用液压缸是将液体的压力能转换成机械能，实现直线往复运动或摆动的执行元件。它具有结构简单、工作可靠和制造容易等优点，被广泛应用于各种液压机械设备中。二、液压缸的分类按结构方式：活塞缸、柱塞缸、摆动缸和组合缸四大类。活塞缸、柱塞缸实现往复直线运动，输出力和速度；摆动缸实现小于360°的往复摆动，输出扭矩和角速度；组合液压缸具有较特殊的结构和功用。按液体压力的作用方式：单作用液压缸和双作用液压缸。单作用液压缸是利用液体压力产生的推力推动活塞向一个方向

2、运动，反向复位则靠弹簧力、重力或其它外力来实现。双作用液压缸则是利用液体压力产生的推力推动活塞作正反两个方向的运动。4.2液压缸的工作原理活塞缸柱塞缸组合缸摆动缸4.2.1活塞缸双杆活塞缸单杆活塞缸一、双杆活塞缸双杆活塞缸是活塞两端都带活塞杆的液压缸。它有两种安装形式，图4-1(a)所示是缸筒固定，活塞杆移动的安装形式。图4-1(b)所示是活塞杆固定，缸筒移动的安装形式。双杆活塞缸两个方向上输出的推力F1、F2相等，其值为：活塞往复运动的速度v1、v2相等,其值为：二、单杆活塞缸图4-2所示是活塞只有一端带活塞杆的液压缸，称为单杆活塞缸。单杆活塞缸也有缸筒固定、活塞

3、杆移动和活塞杆固定、缸筒移动两种安装形式。当压力油以相同的压力p1和流量q分别进入缸的左右两腔时，活塞杆左右运动时的推力和速度不相等，其值分别为：将单杆活塞缸的两腔连通，并同时输入压力油，这种连接形式称为差动连接，如图4-2（c）所示。作差动连接时的单杆活塞缸也称为差动液压缸。作差动连接时，进入液压缸两腔压力油的压力相同，但由于两腔有效工作面积不等，A1>A2，产生的液压作用力不等，故活塞向右运动，有杆腔中的油液便会流入无杆腔。此时，差动液压缸产生的推力F3和活塞向右运动的速度v3分别为：上式表明，单杆活塞缸差动连接时的推力比非差动连接时要小；而活塞向右移动时的速度

4、，在供油量q相同的情况下要比非差动连接时的速度大得多。4.2.2柱塞缸图4—3所示为一柱塞缸。其特点是，缸筒内壁与柱塞没有配合要求，因此缸筒内孔可只作粗加工或不加工，仅柱塞与导向套有配合要求，这样就大大简化了缸筒的加工工艺。为减轻柱塞重量以减小柱塞弯曲变形，柱塞一般做成空心的.柱塞缸产生的推力和运动速度为：4.2.3摆动液压缸摆动液压缸是输出转矩并实现往复摆动的一种液压缸。叶片式摆动液压缸如图4—4所示，按叶片数量可分为单叶片、双叶片和多叶片摆动缸。图4—4（a）所示为单叶片摆动液压缸。4.2.4组合液压缸组合液压缸的结构形式很多，这里仅简要介绍较为常见的三种组合液

5、压缸。齿条传动液压缸伸缩式液压缸增压缸一、齿条传动液压缸齿条传动液压缸结构形式很多，图4—5所示是一种用于驱动回转工作台回转的齿条传动液压缸。二、伸缩式液压缸图4一6所示为一种伸缩式液压缸。伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小。三、增压缸图4一7所示为一种由活塞缸和柱塞缸组合而成的增压缸，常应用于在局部区域需要获得高压的液压系统中。该增压缸利用活塞的有效面积大于柱塞的有效面积，使输出压力p2大于输入压力p1，其值为：4.3液压缸的典型结构图4-8所示为拉杆式单杆活塞缸的典型结构。根据图4-8所示液压缸各部分的结构特点及功用，可将其划分为缸筒组

6、件、活塞组件、液压缸的密封、液压缸的排气装置和制动缓冲装置等几个部件，其它种类的液压缸也不外乎是由这几个部件组成。4.3.1缸筒组件缸筒组件的其它几种连接方式如图4-9所示。图4-9（a）、（b）、(c)所示分别为法兰连接、半环连接和螺纹连接。4.3.2活塞组件图4—10所示是活塞组件的几种常见结构形式。4.3.3液压缸的密封液压缸的密封是指活塞、活塞杆和端盖等处的密封，是用来防止液压缸内部(活塞与缸筒内孔的配合面)和外部的泄漏。以下简要介绍液压缸中常见的密封形式。4.3.4液压缸的排气装置液压系统中混入空气后，会影响液压缸运动的平稳性，如低速运动时易爬行，启动时出

7、现冲击、振动和噪声，换向精度降低等，压力过大时还会产生绝热压缩而造成局部高温。因此在设计和使用液压缸时，必须考虑空气的排除。4.3.5液压缸的制动和缓冲制动和缓冲结构主要有环状间隙式、可调流量式和可变节流式等。图4—15（a）所示是一种环状间隙式缓冲装置。环状间隙缓冲装置的凸台，也可以制成园锥形，如图4—15（b）所示。图4—16所示是一种可调流量式缓冲装置。图4一17所示为可变节流式缓冲装置