第四章液压缸.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,液压技术基础,*,第四章 液压缸,将液压泵供给的液压能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动或旋转运动。,10/29/2025,1,液压技术基础,第四章 液压缸,第一节,液压缸的类型及特点,第二节,液压缸的设计与计算,第三节,液压缸结构设计,10/29/2025,2,液压技术基础,一、液压缸的分类,1.,按结构形式分：,活塞式、柱塞式、组合式。,2.,按作用方式分：,单作用式：液体只控制缸一腔单向运动；,双作用式：液体控制缸两腔实现双向运动,。,3.,按用途分：,串联缸、增压缸、增速缸、步进缸。,4.,按使用的压力分：,低压缸、中压缸、高压缸、超高压缸。,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,3,液压技术基础,二、典型液压缸,1.,活塞式液压缸,（,1,）定义：在缸体内作相对往复运动的组件为活塞的液压缸。,（,2,）分类：,按伸出活塞杆不同分：双杆、单杆、无杆（齿轮齿条式）。,按固定方式不同分：缸体固定、活塞杆固定,（,3,）单活塞杆液压缸结构,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,4,液压技术基础,单活塞杆油缸结构：,单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口,A,和,B,都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,5,液压技术基础,第一节 液压缸的类型及特点,(4),单活塞杆液压缸的连接形式,10/29/2025,6,液压技术基础,第一节 液压缸的类型及特点,简单连接式,特点：,1,）两腔面积不等,A,1,A,2,；,2),压力相同时，推力不等流量相同时，速度不等即不具有等推力等速度特性。,速度推力计算：,无杆腔进油时：,v,1,=q/A,1,=4q/D,2,；,F,1,=p,1,A,1,-p,2,A,2,=D,2,p,1,-(D,2,-d,2,)p,2,/4,有杆腔进油时：,v,2,=q/A,2,=4q/(D,2,-d,2,),；,F,2,=p,1,A,2,-p,2,A,1,=(D,2,-d,2,)p,1,-D,2,p,2,/4,单活塞杆液压缸简单连接比较,A,1,A,2,v,1,F,2,故活塞杆伸出时，推力较大，速度较小；活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速活塞杆缩回时，适用于轻载快速,往复速比：,v,=v,2,/v,1,=D,2,/D,2,-d,2,10/29/2025,7,液压技术基础,差动连接,：,单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，利用两端面积差进行工作的连接形式。,差动连接速度、推力计算：,v,3,A,1,=q,+v,3,A,2,；,v,3,=q/A,1,-A,2,=4 q/d,2,F,3,=p,1,（,A,1,-A,2,）,=d,2,p,1,/4,差动连接特点：,在不增加流量的前提下，实现快速运动,。,单杆活塞液压缸应用,单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循环：,（差动连接）（无杆腔进油）（有杆腔进油）,快进 工进 快退,v,3,、,F,3,v,1,、,F,1,v,2,、,F,2,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,8,液压技术基础,（,5,）,双杆活塞液压缸,特点：,两腔面积相等；压力相同时，推力相等，流量相同时，速度相等。即具有等推力等速度特性。,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,9,液压技术基础,推力、速度计算：,v=,q/A=4,q/(D,2,-d,2,),；,F=(p,1,-p,2,)A=(D,2,-d,2,)(p,1,-p,2,)/4,工作形式：,缸体固定式,：,进油腔 回油腔 运动方向,左 右 活塞右移,右 左 活塞左移,此种方式占地面积大，三倍于缸筒,L,，用于中小型设备，进油腔位置与活塞运动方向相反。,杆固定式,：,进油腔 回油腔 运动方向,左 右 缸体左移,右 左 缸体右移,此种方式占地范围小，为缸筒长度的两倍，用于大中型设备。进油腔位置与活塞运动方向相同。,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,10,液压技术基础,2.,柱塞式液压缸,(1),定义：在缸体内做相对往复运动的组件是柱塞的液压缸。,(1),结构：缸体、柱塞、导向套、钢丝卡圈等。,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,11,液压技术基础,(3),工作原理,只能单向运动，回程需靠外力自重或弹簧力，需双向运动时，常,成对使用,。,(4),速度、推力计算,v=q/A=4q/d,2,F=pA=d,2,p/4,(5),特点,柱塞工作时总是受压，一般较粗,水平放置易下垂，产生单边磨损,故 常垂直放置，有时可做成空心,又 缸体内壁与柱塞不接触,可不加工或只粗加工，工艺性好,故常用于长行程机床，如龙门刨床、导轨磨床、大型拉床。,动画演示,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,12,液压技术基础,3.,摆动液压缸,(1),分类：分为单叶片式、双叶片。,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,13,液压技术基础,(2),组成：,缸体、定子块、叶片、传动轴等。,(3),工作原理：,当缸的一个油口进压力油，另一油口回油时，叶片在压力油作用下往一个方向摆动，带动轴偏转一定角度小于,360,0,）当进回油口互换时，马达反转。,(4),参数计算：,T=zb/8(D,2,-d,2,)(p,1,-p,2,),m,；,=8q,cv,/zb(D,2,-d,2,),对于双叶片：,T,双,=2T,单,；,双,=1/2,单,(5),特点：,结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于中低压系统。,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,14,液压技术基础,三、其它形式的常用缸,1.,增压缸,（增压器）,(1),作用：得到高于泵压的输出压力。,(2),结构,：分单作用、双作用增压缸。,(3),增压原理：,A,1,p,1,=A,2,p,2,p,1,D,2,/4=p,2,d,2,/4,p,2,=A,1,/A,2,p,1,=p,1,D,2,/d,2,=Kp,1,K,增压比,第一节 液压缸的类型及特点,(4),特点：,在不提高泵压的前提下，依靠,A,的变化单作用实现断续增压，双作用实现持续增压。,10/29/2025,15,液压技术基础,10/29/2025,16,液压技术基础,2.,多级缸（伸缩缸）,(1),结构：,由两个或多个活塞缸或柱塞缸套装而成，有单作用和双作用之分。,(2),工作原理,活塞或柱塞伸出时，从大到小，速度逐渐增大，推力逐渐减小。活塞或柱塞缩回时，从小到大。,(3),特点：,工作时可伸很长，不工作时缩短，占地面积小，且推力随行程增加而减小。故起重机伸缩臂、自动倾卸卡车、火箭发射台等皆用。,动画演示,第一节 液压缸的类型及特点,10/29/2025,17,液压技术基础,3.,齿条活塞缸,（无杆液压缸）,(1),结构：缸体、活塞、齿条、齿轮、端盖等。,第一节 液压缸的类型及特点,(2),工作原理,左腔进油，右腔回油时，齿条右移，齿轮带动工作台逆转。右腔进油，左腔回油时，齿条左移，齿轮带动工作台顺转。,(3),应用：,常用于需要回转运动的场合，如：自动线、磨床。,10/29/2025,18,液压技术基础,第二节 液压缸的设计与计算,一、主要参数的设计计算,1.,液压缸工作压力的确定：,根据液压缸的实际工况，计算出外负载大小，然后参考下表选取适当的工作压力。,2.,液压缸内径,D,的确定：,(1),根据最大总负载和选取的工作压力来确定,:,负载（,KN,）,00.7,70140,140250,250,压力（,Mpa,）,6,1014,1821,32,10/29/2025,19,液压技术基础,(2),根据执行机构速度要求和选定液压泵流量来确定,D,第二节 液压缸的设计与计算,计算所得液压缸的内径（即活塞直径）应圆整为标准值。,3.,活塞杆直径,d,受拉时：,d=(0.3-0.5)D,受压时：,d=(0.5-0.55)D(p,1,5Mpa),d=(0.6-0.7)D (5Mpa p,1,7Mpa),直径,d,强度校核：,d4,F,/(,),1/2,d,活塞杆直径；,F,液压缸的负载；,(,),活塞杆材料许用应力,;(,)=,b,/n,。,10/29/2025,20,液压技术基础,4.,液压缸缸体长度,L,原则：由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度活塞杆密封长度和特殊要求的其它长度确定,减小加工难度，一般液压缸缸体长度不应大于内径的,2030,倍。,5.,缸筒壁厚,确定原则,:,中低压系统，无需校核；高压大直径时，必须校核,。,缸筒最薄处壁厚：,p,y,D,/2(,),缸筒壁厚；,D,缸筒内径；,p,y,缸筒试验压力，当额定压,P,n,16MPa,时，,P,y,=1.25P,n,；,Pn16MPa,时，,P,y,=1.5P,n,；,(,),缸筒材料许用应力。,(,)=,b,/n,，,n,为安全系数，当,D/,10,时，一般取,n=5.,第二节 液压缸的设计与计算,10/29/2025,21,液压技术基础,6.,其它部位尺寸的确定,导向长度,H,L/20+D/2,（,L,为液压缸最大行程,）,活塞宽度,B=,（,0.61.0,）,D,；,导向套滑动面,长度,A,A=(0.610)D,（,D12m/min,），由于惯性力较大，活塞运动到终端时会撞击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工精度，甚至使液压缸损坏。,常在大型、高速、或高精度液压缸中设置缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。,第三节 液压缸结构设计,10/29/2025,24,液压技术基础,(2),缓冲原理,利用节流方法在液压缸的回油腔产生阻力，减小速度，避免撞击。,(3),缓冲装置类型,圆柱形环隙式缓冲装置；,圆锥形环隙式缓冲装置；,可变节流槽式缓冲装置；,可调节流孔式缓冲装置。,5.,排气装置,(1),排气的必要性,系统在安装或停止工作后常会渗入空气,使液压缸产生爬行、振动和前冲，换向精度降低等。,故必须设置排气装置。,第三节 液压缸结构设计,10/29/2025,25,液压技术基础,(2),排气方法,排气孔：油口设置在液压缸最高处；,排气塞：象螺钉（如暖气包上的放气阀）；,排气阀：使液压缸两腔经该阀与油箱相通启动时，拧开排气阀使液压缸空载往复运动几次即可。,第三节 液压缸结构设计,10/29/2025,26,液压技术基础,