液压缸工作原理PPT课件.ppt

第四章 液压缸液压缸的类型和工作原理液压缸的设计和计算1.液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。4-1液压缸的类型和工作原理2.根据常用液压缸的结构形式，可将其分为四种类型：活塞式柱塞式伸缩式摆动式单活塞杆式双活塞杆式3.一、活塞式液压缸 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 A和B B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。1 1、单活塞杆液压缸4.参照下图，当供给液压缸的流量Q Q一定时，活塞两个方向的运动速度为：V V1 1=Q/A=Q/A1 1=4Q/D=4Q/D2 2(向左）V V2 2=Q/A=Q/A2 2=4Q/=4Q/(D(D2 2-d-d2 2)()(向右）当供油压力p p一定，回油压力为零时 作用力：F F1 1=p=p.A A1 1=p=p.DD2 2/4/4(向右）F F2 2=p=p.A A2 2=p=p.(D(D2 2-d-d2 2)/4()/4(向左）5.当其差动连接时，作用力为：F F3 3=p(A=p(A1 1-A-A2 2)=p)=p.(dd2 2/4)/4)速度:v v3 3=(Q+Q=(Q+Q2 2)/A)/A1 1=(Q+v=(Q+v3 3.A A2 2)/A)/A1 1 所以 v v3 3=Q/(=Q/(A A1 1-A-A2 2)=4Q/)=4Q/dd2 2符号意义参阅下图6.单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。（见下图）7.双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方向的作用力和速度相等。v=Q/A=4Q/(D2-d2),F=p.A=p.(D2-d2)/4 v活塞（或缸筒）运动速度；Q供油流量；F活塞（或缸筒）上的作用力；p供油压力；A活塞有效面积；D活塞直径；d活塞杆直径。这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，多数用于机床。8.2 2、双活塞杆液压缸 双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。9.双活塞缸机构示意10.将缸筒固定在床身上，活塞杆和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为活塞有效行程的三倍（见图A）。一般多用于小机床；反之，将活塞杆固定在床身上，缸筒和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为液压缸有效行程的两倍（见图B），适用于中型及大型机床。11.二、柱塞式液压缸柱塞式液压缸结构12.（）它是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；（）柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；（）工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；（）柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。柱塞式液压缸特点：13.柱塞上有效作用力F为：F=p.A=柱塞运动速度为：v=式中 d柱塞直径；其它符号意义同前。A d2 p.d2 4Q4Q14.三、伸缩式液压缸 伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，如图所示。伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。15.摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。图中定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根据进油方向，叶片将 带动转 子作往 复摆动。四、摆动式液压缸16.如图所示，若输入液压油的流量为Q和摆动轴输出的角速度 之间的关系为：Q=/4(D2-d2)b.n=(b/8)(D2-d2)所以 8Q/b(D2-d2)式中 n摆动轴的转速(n=/2)；b叶片宽度；D、d见图。结束17.4-2 液压缸的设计和计算一、液压缸主要尺寸的确定 液压缸的设计和计算是在对整个液压系统进行工况分析，计算了最大负载力，先定了工作压力的基础上进行的（详见第十一章）。因此，首先要根据使用要求确定结构类型，在按照负载情况，运动要求决定液压缸的主要结构尺寸，最后进行结构设计。二、液压缸结构设计中的几个基本问题18.1 1、工作压力的选取 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力。一、液压缸主要尺寸的确定19.2 2、活塞杆直径d d与缸筒内径D D的计算 受拉时：d=(0.3-0.5)Dd=(0.3-0.5)D 受压时：d=(0.5-0.55)D d=(0.5-0.55)D(p(p1 15mpa)5mpa)d=(0.6-0.7)D (5mpa pd=(0.6-0.7)D (5mpa p1 17mpa)7mpa)7mpa)3 3、液压缸缸筒壁厚和外径的计算 缸筒最薄处壁厚：ppy yD/2()D/2()缸筒壁厚；DD缸筒内径；p py y缸筒度验压力，当额定压P Pn n160 x10160 x105 5P Pa a时，Py=1.25Pn Py=1.25Pn；()()缸筒材料许用应力。()=()=b b/n/n。20.5 5、液压缸缸筒长度的确定 缸筒长度根据所需最大工作行程而定。活塞杆长度根据缸筒长度而定。对于工作行程受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞杆直径之比大于1515时，应按材料力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算。4 4、活塞杆的计算直径强度校核：d4F/()d4F/()1/21/2dd活塞杆直径；FF液压缸的负载；()()活塞杆材料许用应力，()=()=b b/n/n。21.1 1、液压缸的缓冲 液压缸中使用的缓冲装置，常见的有环状间隙式，节流口可调式或外加缓冲回路等。二、液压缸结构设计中的几个基本问题22.2 2、液压缸的排气为了排除聚集在液压缸内的空气，可在缸的两端最高部位各装一只排气塞。排气塞结构结束23.