液压执行元件.PPT
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速度 v2，则 D 2d
活 塞 推 力 F 3 p 1 ( A 1 A 2 )m 4 ( D 2 d 2 )p 1m
伸出速度较快，而推力较小，用于机构快进，不增加泵 的流量和功率。
柱塞缸的特点
柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱
塞与缸盖上的导向套有配合关系。
为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心。
双杆活塞缸
▪ 活塞两侧都有活塞杆
伸出。
▪ 安装方式：活塞杆固
定式和缸筒固定式。
双活塞杆缸的应用
塞当 有当
有活 效缸
效塞 行筒
行杆 程固
程固 的定
的定 三时
两时 倍，
倍， ；运
。
运 动
动 部
部件
件移
移动
动范
范围
围是
是活
活塞
双杆活塞缸的速度推力特性
油缸在左右两个方向上输出的速度相等。
v q 4qV A (D2 d2)
点是回程靠外力，而双作用靠液压作用力。
此外，还有齿条活塞缸、增速缸、增压缸、摆动式液压 缸等。
ξ4.2 液压缸的典型结构
1.双作用单活塞杆液压缸
缸体组件 包括缸筒、缸盖、缸底等零件。 活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件。 密封装置 活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封。 缓冲装置、排气装置 液压缸安装连接形式：脚架式，耳环式，铰轴式 2.自卸汽车伸缩式液压缸
3.汽车起重机伸缩臂液压缸（顺序伸缩） 第一节臂为双作用活塞缸（缸1、换向阀A动作） 第二节、第三节由双级缸2驱动，第一级双作用活塞缸
驱动第二节臂，第二级柱塞缸驱动第三节臂。
第一节伸出：进油：换向阀A→a口→活塞杆11油管油 道→无杆腔→缸筒、第一节臂伸出
回油：有杆腔→11油管油道→b口→换向阀A
油缸在左右两个方向上输出的推力相等。
F A (p 1 p 2 )4(D 2 d 2 )(p 1 p 2 )m
P1——进油压力、 P2——回油腔背压力、ηm——液压 缸机械效率、A——活塞有效作用面积、D——活塞直 径、d——活塞杆直径、ηV——液压缸容积效率。
油缸在左右两个方向上输出的推力相等，ηm为缸的机械 效率。
22
单杆活塞缸差动连接的速度 推力特性
▪ 差动连接：单活塞杆缸两
腔同时通压力油，p1=p2。
▪ 差动连接的液压缸只能向
一个方向运动。
运 动 速 度 v 3 q A 1 q q A A 1 2 v 3 v 3 A 1 q A 2 4 d q 2
如果要求差动缸向右运动速度v3＝非差动连接向左运动
伸缩液压缸的速度推力特性
1.伸出时，依次从大到小、从外
到内伸出。
vi 4qD iV 2i
pi 4RD im 2i
2.缩回时，依次从小到大、从内到外缩回。
vi
4qV i D i2dBaidu Nhomakorabea2
pi
4R m i D i2di2
双作用伸缩液压缸特别适用于工程机械及自动线步进式
输送装置。单作用伸缩液压缸与双作用伸缩液压缸不同
孔 用 轴 用 20 用
▪ 双作用单杆活塞缸 ▪ 一端带活塞杆，有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，
▪
运动部件移动范围为活塞有效行程的两倍。 双向运动速度不同，推力也不同。
▪ 双作用单杆活塞缸 ▪ 单杆活塞缸只有一端带活塞杆，有缸筒固定和活塞杆固
定两种安装方式，运动部件移动范围为活塞有效行程的
两倍。
▪ 双向运动速度不同，推力也不同。
4.3 油缸细部结构 1 缸筒材料：无缝钢管
2 缸筒与缸盖连接方式：法兰式、螺纹式、半环式、拉 杆式、焊接式
液压缸安装连接形式：脚架式、耳环式、铰轴式、法兰 式
活塞杆安装连接方式：耳环式、法兰式。 耳环式：单耳环、带衬套的单耳环、球铰型单耳环
3 活塞和活塞杆
材料：活塞——灰铸铁、耐磨铸铁、铝合金。
应用: 静密封＜32MPa 动密封＜10MPa。 密封槽的设计 异型油封模具的设计
Y形密封圈
类型：宽断面、窄断面
密封原理：唇口端对着高压侧，压力使唇口贴紧壁面。
特点：密封性、稳定性和耐压性较好，阻力小，寿命较
长，唇边磨损后能自动补偿。材料：丁晴橡胶、氟橡胶、
MPa
聚氨酯橡胶。
与孔 与轴 ＜应
第二级臂伸出：换向阀B动作。 进油：c口→缸1活塞杆中心油道→缸2d口→一级缸活塞
杆30内孔→ 二级柱塞缸内腔→二级柱塞缝隙→一级无 杆腔→二节臂伸出 回油：一级有杆腔→30内油道→e口→缸1有杆腔→b口 →换向阀b 第三节臂伸出：一级缸筒29完全伸出→油压上升→二级 柱塞24伸出→第三节臂伸出
单杆活塞缸速度推力特点
无杆腔进油 有杆腔进油
向右运动速度
v1
q V A1
4 D
2
q
V
向右运动推力
F1
4
D
2( p
p0)
d
2 p 0 m
向左运动速度
v 2
q V A2
4 q V D 2d2
向左运动推力
F2
4
D
2( p
p0)
d 2 p 0 m
往返速比
v2 v1
1
1
d D
活塞杆——35钢或45钢。
连接形式
4.4 密封装置
类型：
间隙式密封
密封圈密封
活塞环密封
O型密封圈
Y型密封圈
V型密封圈
组合式密封
活塞杆的构造：实心活塞杆、空心活塞杆 活塞杆的导向：无导向套、金属导向套、非金属导向环
O型密封圈 特点：结构紧凑、摩
擦力小，装拆方便， 成本低。
第四章 液压执行元件
§3.1 液压缸的类型和特点
液压缸是将液压能转变为机械能的装置，输出往复直线 运动。
▪ 液压缸的分类
– 按结构形式分： 活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸 柱塞缸 摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸
– 按作用方式分： 单作用液压缸 油液只通缸的一腔，油液驱动活 塞杆单方向运动，反向靠弹簧力、重力等驱动； 双作用液压缸 双向运动都依靠油压力驱动； 复合式缸 活塞缸与活塞缸组合、活塞缸与柱塞 缸组合、活塞缸与机械结构组合。
柱塞缸只能作单作用缸，需借重力缩回。
柱塞缸的速度推力特性
柱塞运动速度vqV 4qV A d2
柱塞推力
FpAm
4
pd2m
伸缩液压缸
▪ 结构：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。特 别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。
活 塞 推 力 F 3 p 1 ( A 1 A 2 )m 4 ( D 2 d 2 )p 1m
伸出速度较快，而推力较小，用于机构快进，不增加泵 的流量和功率。
柱塞缸的特点
柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱
塞与缸盖上的导向套有配合关系。
为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心。
双杆活塞缸
▪ 活塞两侧都有活塞杆
伸出。
▪ 安装方式：活塞杆固
定式和缸筒固定式。
双活塞杆缸的应用
塞当 有当
有活 效缸
效塞 行筒
行杆 程固
程固 的定
的定 三时
两时 倍，
倍， ；运
。
运 动
动 部
部件
件移
移动
动范
范围
围是
是活
活塞
双杆活塞缸的速度推力特性
油缸在左右两个方向上输出的速度相等。
v q 4qV A (D2 d2)
点是回程靠外力，而双作用靠液压作用力。
此外，还有齿条活塞缸、增速缸、增压缸、摆动式液压 缸等。
ξ4.2 液压缸的典型结构
1.双作用单活塞杆液压缸
缸体组件 包括缸筒、缸盖、缸底等零件。 活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件。 密封装置 活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封。 缓冲装置、排气装置 液压缸安装连接形式：脚架式，耳环式，铰轴式 2.自卸汽车伸缩式液压缸
3.汽车起重机伸缩臂液压缸（顺序伸缩） 第一节臂为双作用活塞缸（缸1、换向阀A动作） 第二节、第三节由双级缸2驱动，第一级双作用活塞缸
驱动第二节臂，第二级柱塞缸驱动第三节臂。
第一节伸出：进油：换向阀A→a口→活塞杆11油管油 道→无杆腔→缸筒、第一节臂伸出
回油：有杆腔→11油管油道→b口→换向阀A
油缸在左右两个方向上输出的推力相等。
F A (p 1 p 2 )4(D 2 d 2 )(p 1 p 2 )m
P1——进油压力、 P2——回油腔背压力、ηm——液压 缸机械效率、A——活塞有效作用面积、D——活塞直 径、d——活塞杆直径、ηV——液压缸容积效率。
油缸在左右两个方向上输出的推力相等，ηm为缸的机械 效率。
22
单杆活塞缸差动连接的速度 推力特性
▪ 差动连接：单活塞杆缸两
腔同时通压力油，p1=p2。
▪ 差动连接的液压缸只能向
一个方向运动。
运 动 速 度 v 3 q A 1 q q A A 1 2 v 3 v 3 A 1 q A 2 4 d q 2
如果要求差动缸向右运动速度v3＝非差动连接向左运动
伸缩液压缸的速度推力特性
1.伸出时，依次从大到小、从外
到内伸出。
vi 4qD iV 2i
pi 4RD im 2i
2.缩回时，依次从小到大、从内到外缩回。
vi
4qV i D i2dBaidu Nhomakorabea2
pi
4R m i D i2di2
双作用伸缩液压缸特别适用于工程机械及自动线步进式
输送装置。单作用伸缩液压缸与双作用伸缩液压缸不同
孔 用 轴 用 20 用
▪ 双作用单杆活塞缸 ▪ 一端带活塞杆，有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，
▪
运动部件移动范围为活塞有效行程的两倍。 双向运动速度不同，推力也不同。
▪ 双作用单杆活塞缸 ▪ 单杆活塞缸只有一端带活塞杆，有缸筒固定和活塞杆固
定两种安装方式，运动部件移动范围为活塞有效行程的
两倍。
▪ 双向运动速度不同，推力也不同。
4.3 油缸细部结构 1 缸筒材料：无缝钢管
2 缸筒与缸盖连接方式：法兰式、螺纹式、半环式、拉 杆式、焊接式
液压缸安装连接形式：脚架式、耳环式、铰轴式、法兰 式
活塞杆安装连接方式：耳环式、法兰式。 耳环式：单耳环、带衬套的单耳环、球铰型单耳环
3 活塞和活塞杆
材料：活塞——灰铸铁、耐磨铸铁、铝合金。
应用: 静密封＜32MPa 动密封＜10MPa。 密封槽的设计 异型油封模具的设计
Y形密封圈
类型：宽断面、窄断面
密封原理：唇口端对着高压侧，压力使唇口贴紧壁面。
特点：密封性、稳定性和耐压性较好，阻力小，寿命较
长，唇边磨损后能自动补偿。材料：丁晴橡胶、氟橡胶、
MPa
聚氨酯橡胶。
与孔 与轴 ＜应
第二级臂伸出：换向阀B动作。 进油：c口→缸1活塞杆中心油道→缸2d口→一级缸活塞
杆30内孔→ 二级柱塞缸内腔→二级柱塞缝隙→一级无 杆腔→二节臂伸出 回油：一级有杆腔→30内油道→e口→缸1有杆腔→b口 →换向阀b 第三节臂伸出：一级缸筒29完全伸出→油压上升→二级 柱塞24伸出→第三节臂伸出
单杆活塞缸速度推力特点
无杆腔进油 有杆腔进油
向右运动速度
v1
q V A1
4 D
2
q
V
向右运动推力
F1
4
D
2( p
p0)
d
2 p 0 m
向左运动速度
v 2
q V A2
4 q V D 2d2
向左运动推力
F2
4
D
2( p
p0)
d 2 p 0 m
往返速比
v2 v1
1
1
d D
活塞杆——35钢或45钢。
连接形式
4.4 密封装置
类型：
间隙式密封
密封圈密封
活塞环密封
O型密封圈
Y型密封圈
V型密封圈
组合式密封
活塞杆的构造：实心活塞杆、空心活塞杆 活塞杆的导向：无导向套、金属导向套、非金属导向环
O型密封圈 特点：结构紧凑、摩
擦力小，装拆方便， 成本低。
第四章 液压执行元件
§3.1 液压缸的类型和特点
液压缸是将液压能转变为机械能的装置，输出往复直线 运动。
▪ 液压缸的分类
– 按结构形式分： 活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸 柱塞缸 摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸
– 按作用方式分： 单作用液压缸 油液只通缸的一腔，油液驱动活 塞杆单方向运动，反向靠弹簧力、重力等驱动； 双作用液压缸 双向运动都依靠油压力驱动； 复合式缸 活塞缸与活塞缸组合、活塞缸与柱塞 缸组合、活塞缸与机械结构组合。
柱塞缸只能作单作用缸，需借重力缩回。
柱塞缸的速度推力特性
柱塞运动速度vqV 4qV A d2
柱塞推力
FpAm
4
pd2m
伸缩液压缸
▪ 结构：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。特 别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。