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第四章 液压缸(双活塞液压缸)ppt课件
缸筒固定式双活塞杆液压缸，活塞杆带动工作台运动， 工作台移动范围等于活塞有效行程的3倍，占地面积大； 活塞固定式双杆活塞缸，缸筒带动工作台运动，工作台 移动范围等于活塞有效行程2倍，占地面积小。
.
2
因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当 输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相 等。则缸的运动速度V和推力F分别为：
vqAv (D42qd2)v （4.1）
F4(D 2d2)p (1p2)m （4.2）
式中:
p 1、 p 2 —分别为缸的进、回油压力；
、 v m —分别为缸的容积效率和机械效率； D 、d —分别为活塞直径和活塞杆直径；
q —输入流量； A—活塞有效工作面积。
这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
4.1.1 活塞式液压缸
活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式， 其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
4.1.1.1 双杆活塞液压缸
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安装形式，如下图所示。
q P1
A
F
v
P2
(a)缸筒固定式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
.
1
F
Av
P2 P1 q
(b)活塞杆固定式
.
3
.
2
因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当 输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相 等。则缸的运动速度V和推力F分别为：
vqAv (D42qd2)v （4.1）
F4(D 2d2)p (1p2)m （4.2）
式中:
p 1、 p 2 —分别为缸的进、回油压力；
、 v m —分别为缸的容积效率和机械效率； D 、d —分别为活塞直径和活塞杆直径；
q —输入流量； A—活塞有效工作面积。
这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
4.1.1 活塞式液压缸
活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式， 其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
4.1.1.1 双杆活塞液压缸
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安装形式，如下图所示。
q P1
A
F
v
P2
(a)缸筒固定式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
.
1
F
Av
P2 P1 q
(b)活塞杆固定式
.
3
教学课件第四章液压缸new
四、缓冲装置 当液压缸拖动质量较大的部件快速运动到缸的终端时，会与端盖 发生机械碰撞，产生很大的冲击和噪声，会引起液压缸的损坏。故一 般应在液压缸内设置缓冲装置，或在液压系统中设置缓冲回路。 缓冲的一般原理是：当活塞快速运动到接近缸盖时，通过节流的 方法增大了回油阻力，使液压缸的排油腔产生足够的缓冲压力，活塞 因运动受阻而减速，从而避免与缸盖快速相撞。常见的缓冲装置如图 4-18所示。 1．圆柱形环隙式缓冲装置(图4-18a) 2．圆锥形环隙式缓冲装置(图4-18b) 3．可变节流槽式缓冲装置(图4-18c) 4. 可调节流孔式缓冲装置(图4-18d)
系列值(可查液压设计手册) 。
(二)活塞杆直径d
活塞杆直径d可根据工作压力或设备类型选取，见表4-1和表4-2。
计算所得活塞杆直径d 亦应圆整为标准系列值(可查液压设计手册)。
(三)液压缸缸筒长度L 液压缸的缸筒长度L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。其中，活塞
中、高压缸一般用无缝钢管作缸筒，属薄壁筒(δ/D ≤0.08)，
可按材料力学薄壁圆筒公式验算壁厚：
当液压缸采用铸造缸筒时，壁厚由铸造工艺确定，这时应按厚 壁圆筒公式验算壁厚。
当δ/D = 0.08～0.3时，可用实用公式验算：
当δ/D≥0.3时，可用下式验算：
式中 D ——缸筒内径; pmax——缸筒内的最高工作压力； [σ]——缸筒材料的许用应力。[σ]＝σb/n，σb为缸筒材
3．V形密封圈 (1) 密封原理 V形圈的截面为V形， 如图4-15所示。 V形密封装置是由压环、V 形圈和支承环组成。所采用的V形圈的数量 可根据工作压力来选定。安装时，V形圈的 开口应而向压力高的一侧。 (2) 特点及应用 V形圈密封性能良好， 耐高压，寿命长，通过选择适当的V形圈个 数和调节压紧力，可获得最佳的密封效果； 但V形密封装置的摩擦阻力及轴向结构尺寸 较大。它主要用于活塞及活塞杆的往复运动 密封。
双活塞杆液压缸
（6）柱塞只靠钢套支撑而不与缸体接触，这样缸筒易于加工， 故适于做长行程的液压缸。太长，有时需要加辅助导向机构。
四.摆动式液压缸
摆动式液压缸是一种作往复旋转运动的执行元件。
符号： 单片式摆动式液压缸，由于结构的限制,其旋转的角度小于 360。
4）基本参数： 这种液压缸由于左、右腔的活塞有效工作面积不相等, 因而以相同的压力和流量先后分别向左、右腔供油,则活塞 向右、向左产生的推力和速度是不相同的。各种情况下的推 力和速度的计算方法如下 :
（1）从大腔（无杆腔）进油,小腔（有杆腔）回油,则
F1 p1 A1 A2 p2 4Q v1 D 2
L
3）基本参数：
双活塞杆液压缸的两端直径通常是相等的,因而液压缸左 右两腔的有效面积相同。若供油压力和流量不变,则活塞往复 运动时两个方向的作用力和速度是相等的。作用力和速度的计 算式如下:(设回油压力为零)
F Ap
v
4
(D2 d 2 ) p
Q
1 （D2 d 2 ) 4
式中：p供油压力;
p1 供油压力;p2 回油压力,俗称背压;
（3）v2、v1之比称为速度比
v2 1 v v1 1 ( d ) 2 D
可见单活塞杆液压缸左、右两个方向的工作性能是不对称的。
例：液压刨床
５）差动液缸
若要得到对称的工作特性, 对单活塞杆液压缸来说可采用 差动工作方式来实现。所谓差动工作方式,就是把油路接成如 图所示的差动连接,即压力油同时进入大腔和小腔。这时两腔 的压力虽然相同,但由于两腔有效面积不同,故而推动活塞向右 的力大于推活塞向左的力,因此活塞会产生向右的运动。
A活塞有效面积;
Q供油量; d活塞杆直径; D活塞直径;
第四章液压缸培训PPT
二、液压缸的工作原理
增速缸
工作原理(动画演示) 增速缸也是活塞缸与柱塞缸组成 的复合缸，活塞缸的活塞内腔是柱 塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的 缸筒上。当液压油进入柱塞缸时， 活塞将快速运动（活塞缸大腔必须 补油）；当液压油同时进入柱塞缸 和活塞缸时，活塞慢速运动。
增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提 下，使执行元件获得尽可能大的工作速度。
2、其他液压缸
柱塞式液压缸
——只能在液压油作 用下产生单向运动， 另一个方向的运动 靠自重或弹簧力等 其他外力来实现。
伸缩式液压缸
——只能在液压油作用下产生单向运动，另一个 方向的运动靠自重或弹簧力等其他外力来实现。
齿条活塞缸
——活塞的往复 移动经齿轮齿 条机构变为齿 轮轴的转动。 多用于自动线、 组合机床等自 动转位或分度 机构。
二、液压缸的工作原理
摆动式液压缸
当通入液压油，它的主轴
能输出小于360°的摆动运 动的缸称为摆动式液压缸。 常用于辅助装置，如送料和 转位装置、液压机械手及间 歇进给机构。
双叶片式 摆动角度一般小于 150°。
单叶片式 摆动角度较大，可达300°
二 液压缸的结构和组成
液压缸安装连接形式：脚架式，耳环式，铰轴式
3）差动连接
单活塞杆缸两腔同时通压力油，称为差动连接。差
动连接的缸只能一个方向运动。图示为向右运动。
D d D d
p1
v
F
v
F
P2
q
q`
3）差动连接
运动速度
v3 =
qv A1 - A2
=
qv
pd 2
=
4qv
pd 2
双活塞杆液压缸PPT课件
p1 供油压力;p2 回油压力,俗称背压;
（3）v2、v1之比称为速度比
v2 1 v v1 1 ( d ) 2 D
可见单活塞杆液压缸左、右两个方向的工作性能是不对称的。
例：液压刨床
５）差动液缸
若要得到对称的工作特性, 对单活塞杆液压缸来说可采用 差动工作方式来实现。所谓差动工作方式,就是把油路接成如 图所示的差动连接,即压力油同时进入大腔和小腔。这时两腔 的压力虽然相同,但由于两腔有效面积不同,故而推动活塞向右 的力大于推活塞向左的力,因此活塞会产生向右的运动。
总上是说，差动油缸克服了由于活塞杆面积对往复运动力 与速度的影响。
6）活塞式液压缸典型结构
1．缸底 2．卡键 3、5、9、11．密封圈 4．活塞 6．缸筒 7．活塞杆 8．导向套 10．缸盖 12．防尘圈 13．耳轴
3、无活塞杆液压缸 又称齿条活塞液压缸
三、柱塞式液压缸 柱塞式液压缸由缸筒1、活塞2、缸套3和弹簧卡圈4等零 件组成。压力油从唯一的油口进入缸筒,推动柱塞向下运动, 压力油泄掉,柱塞不会自动向左运动。
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2019/4/20
（6）柱塞只靠钢套支撑而不与缸体接触，这样缸筒易于加工， 故适于做长行程的液压缸。太长，有时需要加辅助导向机构。
四.摆动式液压缸
F3 p ( A1 A2 )
4
d 2 p1
根据以上公式，如果回油压力p2 =0，则返回时：
F2 p1 A2 A1 p2
4
[(D 2 d 2 ) p1 D 2 p2 ]
4
d 2 p1
即可以F2=F3，可见，差动液缸可以实现活塞左右运动时的 推力相等。而且推力比非差动连接小。
第5章液压缸解读PPT课件
（5.11）
考虑叶片和定子块所占用的角度，单叶片摆动缸的
摆动角一般不超过280º。双叶片摆动缸的摆动角一般不
超过150º。当输入压力和流量不变时，双叶片摆动缸输
出转矩是单叶片摆动缸的2倍，而摆动角速度则是单叶
片摆动缸的一半。
摆动缸结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般 只用于低中压系统中作往复摆动、转位或间歇运动的工 作场合。
§5.1 液压缸的分类和特点
1.活塞式液压缸
(1) 双杆活塞式液压缸(短片)
图5.1所示为双杆活塞式液压缸的工作原理图，活塞的两
侧都有杆伸出。当两侧活塞杆直径相同、供油压力和流量不
变时，活塞（或缸体）在两个方向上的运动速度和推力F都
相等，即
q A
v
4qv
D2 d 2
(m/s)
F
A
p1
p2
m
第12页/共39页
4.组合式液压缸
（1）增压缸 增压缸又称增压器。它能将输入的低压油转变为高压 油供液压系统中的高压支路使用。增压缸如图5.7所示。它 由面积不同（分别为A1和A2）的两个液压缸串联而成，大缸 为原动缸，小缸为输出缸。
图5.7 增压缸
第13页/共39页
增压缸(2/2)
设输入原动缸的压力为p1 ，输出缸的出油压力为p2 ， 若不计摩擦力，根据力平衡关系，可有如下等式
第23页/共39页
间隙密封(2/2)
平衡槽的作用是： （a）由于活塞的几何形状和同轴度误差，工作中压 力油在密封间隙中的不对称分布将形成一个径向不平衡 力，称液压卡紧力，它使摩擦力增大。开平衡槽后，槽 中各向油压趋于平衡，间隙的差别减小，使活塞能够自 动对中，减小了摩擦力，同时减小偏心量，这样就减少 了泄漏量。 （b）增大油液泄漏的阻力，提高了密封性能。 （c）储存油液，使活塞能自动润滑。 间隙密封的特点是结构简单、摩擦力小、耐用，但 对零件的加工精度要求较高，且难以完全消除泄漏，故 只适用于低压、小直径的快速液压缸中。
第五章液压缸(超经典PPT)
※按国标圆整为标准尺寸。
4.活塞杆直径 d
1）按λv 确定
D2 v 2 D d2
v 1 dD v
2）按工作压力确定
※按国标圆整为标准尺寸。
二、结构计算和校核
1.缸筒壁厚δ
D / 10 py D 2[ ]
时，为薄壁筒（无缝钢管）
式中：py — 实验压力
{p
[ ]
Fk
fA a l 1 2 rk
2
式中： f —由材料强度决定的实验值 a — 系数
4
特点：v3 > v1 ；F3 < F1 。
结论：差动连接后，速度大，推力小。
差动缸
q v3 A杆
q v2 A2
如令： A杆 A 2
则有： v2 v3
2
d 2
4
2
2
D 4
d2
D2 2d 2
d D d
2
D 2d
或 d 0.707D
结论：当 D 2 d 时，快进、快退速度相等。
五、液压缸常见故障和排除方法
故障现象 爬行 产生原因 1．外界空气进入缸内 2．密封压得太紧 3．活塞与活塞杆不同轴 4．活塞杆弯曲变形 5．缸筒内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀 6．安装位置有误差 7．双活塞杆两端螺母拧得太紧 8．导轨润滑不良 排除方法 1．开动系统，打开排气塞（阀）强迫排气 2．调整密封，保证活塞杆能用手拉动而试车时无泄漏即可 3．校正或更换，使同轴度小于ф0.04mm 4．校正活塞杆，保证直线度小于0.1/1000 5．适当修理，严重者重磨缸孔，按要求重配活塞 6．校正 7．调整 8．适当增加导轨润滑油量
液压缸ppt课件
p1
p2
qL
q
L
两个方向上输出的推力F1、 F2
相等，其值为：
F1
F2
( p1
p2 ) 4
(D2
d2)
活塞往复运动的速度v1、 v2相等，其值为：
v1
v2
4qV
(D2 d
2)
二、单杆活塞缸
图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、活塞杆移动和活
v1
qv
A1
4qv D 2
v2
qv
A2
4qv (D2 d 2)
D d D d D d
A1
F 1 v1 A2
p1 q
p2 q2
(a)
A1
F 2 v2 A2
p2 q'2
p1 q
(b)
图4-2
A1
F 3 v3 A2
q+q'
q'
p1 q
(c)
(d)
将单杆活塞缸的两腔连通，并同时输首入页压力网油络，课件这种
问题三：安装液压缸通常注意 哪些事项？
1，液压缸的基座必须有足够的刚度，否则加压时缸筒呈 弓形上翘，使活塞杆弯曲。 2，缸的轴向两端不能固定死，缸内受液压力和热膨胀等 因素的作用，有轴向伸缩。 3，拆装液压缸时，严禁用锤敲打缸筒和活塞表面，如刚 孔和活塞表面有损伤，不允许用砂纸打磨，要用细油石 精心研磨。 4，拆装液压缸时，严防损伤活塞杆顶端的螺纹、缸口螺 纹和活塞杆表面。
4q v
v 1
23
4
pq
d 2
d
(a)
(b)
图4-3
柱塞缸产生的推力为：
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