液压缸基本参数的计算
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第二节 主讲老师:臧红彬
第二节 液压缸基本参数的计算
1 2 3 4
双活塞杆缸的计算 单活塞杆缸
柱塞缸
摆动缸
一、双活塞杆缸的计算
双活塞杆缸活塞两侧都有活塞杆伸出(动画)。
参数计算
q 4q v A π(D2 d 2 ) π 2 2 F (D d )(p1 p2 ) 4
双活塞杆缸根据安装方式不同又分为活塞杆固 定式和缸筒固定式两种。
3.伸缩缸
由两个或多个活塞式缸套装而成。前一级活塞缸的活塞杆是 后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当 依次缩回时缸的轴向尺寸很小。除双作用伸缩液压缸外，还有单 作用伸缩液压缸，它与双作用不同点是回程靠外力，而双作用靠 液压作用力。 动画4.2-4
双作用式伸缩缸
参数计算
Fi P1 π 2 4qηvi Di ηmi v i 4 πDi2
参数计算
v q A1
F p( A1 A2 )
2.增压缸
增压缸是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，但它不是能量转 换装置，只是一个增压器件。
A1 参数计算 p2 p1 A2 增压比为大活塞与小柱塞的 面积比K＝D 2/d 2 ；增压 能力是在降低有效流量的 基础上得到的；增压缸作 为中间环节，用在低压系 统要求有局部高压油路的 场合。
L 2l
无杆腔进油
有杆腔进油
动画4.2-2
参数计算
q1 4q1 v 1 A1 πD2 无杆腔进油 F p π D2 p π (D2 d 2 ) 1 1 2 4 4 q2 4q 2 v 2 A 2 π (D 2 d 2 ) 有杆腔进油 F p π (D2 d 2 ) p π D 2 2 1 2 4 4
动画4.2-5
• 当通入压力油时，活塞 由大到小依次伸出；缩 回时，活塞则由小到大 依次收回。各级压力和 速度可按活塞缸的有关 公式计算。 • 特别适用于工程机械及 自动线步进式输送装置 。
4.齿轮齿条缸
齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。它将 活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动，用于机床的进刀机 构、回转工作台转位、液压机械手等。
当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效
行程的三倍；当活塞杆固定时，运动部件移动 范围是活塞有效行程的两倍 。
L 3l
L 2l
缸筒固定
活塞杆固定
二、单活塞杆缸
单活塞杆缸只有一端带活塞杆，它也有缸筒固定和活塞杆固 定两种安装方式，两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效 行程的两倍，即
b 2 (R 2 2 R 1 )(p 1 p 2 )η m 2
w 2πn
双叶片式 摆动角度一般小于150°。但在相同条件下，输出转矩是
单叶片摆动缸的Baidu Nhomakorabea倍，输出角速度是单叶片缸的一半。
单叶片式
摆动角度较大，可达300°。
结构
五、组合式液压缸
1.串联液压缸
是由两个缸组成的串连液压缸。两个缸分别有自己的进油口、 出油口，缸筒固定在同一个活塞杆上。两个缸的进油口相连，出 油口也相连。串连液压缸的输出力是两个缸输出力的总和。
参数计算
单向运动时 双向运动时
v
4q πd 2
F p
π 2 d 4
四、摆动缸
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。 动画4.2-3单叶片摆动液压缸
参数计算
T b
R2
R1
(p1 p 2 )rdrη m 2qη v 2 b(R 2 2 R1 )
三、柱塞缸
柱塞缸如右图所示。柱 塞缸只能实现一个方向 的运动，反向运动要靠 外力。柱塞缸一般成对 反向布置使用。这种液 压缸中的柱塞和缸筒不 接触，运动时有缸盖上 的导向套来导向，因此 缸筒的内壁不需精加工。 它特别适用于在行程较 长的场合。
柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。 柱塞缸能承受一定的径向力。
两种工作状态比较：
当q1 q2 A1 v1 A 2 v 2时，
1时 v 2 v1 v 2 A1 F1 速比 ,则 v1 A 2 F2 1时 v 2 v1
差动连接缸
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。
参数计算
q1 q q2 v 3 A1 q v 3 A 2 v3 q 4q A1 A 2 πd2
F p(A1 A 2 )
π 2 d p 4 令A 1 A 2 A 3 ,当A 3 A 2 此时 D 2d
时,即A 1 2A 2时, v 3 v 2
第二节 液压缸基本参数的计算
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双活塞杆缸的计算 单活塞杆缸
柱塞缸
摆动缸
一、双活塞杆缸的计算
双活塞杆缸活塞两侧都有活塞杆伸出(动画)。
参数计算
q 4q v A π(D2 d 2 ) π 2 2 F (D d )(p1 p2 ) 4
双活塞杆缸根据安装方式不同又分为活塞杆固 定式和缸筒固定式两种。
3.伸缩缸
由两个或多个活塞式缸套装而成。前一级活塞缸的活塞杆是 后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当 依次缩回时缸的轴向尺寸很小。除双作用伸缩液压缸外，还有单 作用伸缩液压缸，它与双作用不同点是回程靠外力，而双作用靠 液压作用力。 动画4.2-4
双作用式伸缩缸
参数计算
Fi P1 π 2 4qηvi Di ηmi v i 4 πDi2
参数计算
v q A1
F p( A1 A2 )
2.增压缸
增压缸是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，但它不是能量转 换装置，只是一个增压器件。
A1 参数计算 p2 p1 A2 增压比为大活塞与小柱塞的 面积比K＝D 2/d 2 ；增压 能力是在降低有效流量的 基础上得到的；增压缸作 为中间环节，用在低压系 统要求有局部高压油路的 场合。
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无杆腔进油
有杆腔进油
动画4.2-2
参数计算
q1 4q1 v 1 A1 πD2 无杆腔进油 F p π D2 p π (D2 d 2 ) 1 1 2 4 4 q2 4q 2 v 2 A 2 π (D 2 d 2 ) 有杆腔进油 F p π (D2 d 2 ) p π D 2 2 1 2 4 4
动画4.2-5
• 当通入压力油时，活塞 由大到小依次伸出；缩 回时，活塞则由小到大 依次收回。各级压力和 速度可按活塞缸的有关 公式计算。 • 特别适用于工程机械及 自动线步进式输送装置 。
4.齿轮齿条缸
齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。它将 活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动，用于机床的进刀机 构、回转工作台转位、液压机械手等。
当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效
行程的三倍；当活塞杆固定时，运动部件移动 范围是活塞有效行程的两倍 。
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L 2l
缸筒固定
活塞杆固定
二、单活塞杆缸
单活塞杆缸只有一端带活塞杆，它也有缸筒固定和活塞杆固 定两种安装方式，两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效 行程的两倍，即
b 2 (R 2 2 R 1 )(p 1 p 2 )η m 2
w 2πn
双叶片式 摆动角度一般小于150°。但在相同条件下，输出转矩是
单叶片摆动缸的Baidu Nhomakorabea倍，输出角速度是单叶片缸的一半。
单叶片式
摆动角度较大，可达300°。
结构
五、组合式液压缸
1.串联液压缸
是由两个缸组成的串连液压缸。两个缸分别有自己的进油口、 出油口，缸筒固定在同一个活塞杆上。两个缸的进油口相连，出 油口也相连。串连液压缸的输出力是两个缸输出力的总和。
参数计算
单向运动时 双向运动时
v
4q πd 2
F p
π 2 d 4
四、摆动缸
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。 动画4.2-3单叶片摆动液压缸
参数计算
T b
R2
R1
(p1 p 2 )rdrη m 2qη v 2 b(R 2 2 R1 )
三、柱塞缸
柱塞缸如右图所示。柱 塞缸只能实现一个方向 的运动，反向运动要靠 外力。柱塞缸一般成对 反向布置使用。这种液 压缸中的柱塞和缸筒不 接触，运动时有缸盖上 的导向套来导向，因此 缸筒的内壁不需精加工。 它特别适用于在行程较 长的场合。
柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。 柱塞缸能承受一定的径向力。
两种工作状态比较：
当q1 q2 A1 v1 A 2 v 2时，
1时 v 2 v1 v 2 A1 F1 速比 ,则 v1 A 2 F2 1时 v 2 v1
差动连接缸
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。
参数计算
q1 q q2 v 3 A1 q v 3 A 2 v3 q 4q A1 A 2 πd2
F p(A1 A 2 )
π 2 d p 4 令A 1 A 2 A 3 ,当A 3 A 2 此时 D 2d
时,即A 1 2A 2时, v 3 v 2