(完整word版)液压执行元件.
液压执行元件
山重建机客户服务部
液压元件执行器—目录
目录 1. 执行器的种类 2. 液压油缸 3. 液压马达
液压元件执行器—执行机构的种类
1. 执行机构的种类
双动
液压油缸
伸缩
执行机构
柱塞马 柱塞马达 轴向活塞
斜盘式
液压马达 压马达
斜轴式 齿轮马达 齿轮马达 径向活塞
液压元件执行器—液压油缸
2-1) 液压油缸结构
双动油缸
液压元件执行器—液压油缸
液压元件执行器—液压油缸
2-2) 缓冲功能
头部缓冲——缓冲环 缓 底部缓 底部缓冲——缓冲矛 缓
液压元件执行器—液压马达
3-1)斜轴式柱塞马达TBent axis Nhomakorabeaangle
液压元件执行器—液压马达
3-2) 斜盘柱塞式马达结构
液压元件执行器—液压马达
3-3)斜盘柱塞式马达动作
Pressurized oil
T
液压执行元件简介
3-2 液压缸
3-2.1：国内主要厂家
江苏恒立高压油缸股份有限公司 天津鑫世通达液压机械有限公司 重庆维庆液压机械有限公司 上海苗苗液压设备有限公司 上海牧隆液压设备有限公司 河南省驻马店市汇博液压机械有限公司
上海牧隆液压设备有限公司
3-2.2：国外主要厂家
日本大金(DAIKIN)、日本油研(YUKEN) 日本不二越(NACHI)、日本丰兴(TOYOOKI) 英国诺冠(NORGREN)、易福门电(i-STEP)
美国伊顿威格士(EatonVickers) 德国博世力士乐(BoschRexroth)
3-3 小结
核心技术差距 任重道远
该公司是集聚中国上海多名液压界精英创办而成，总部前 身建于2008年，中国液压协会会员单位。
是日本大金(DAIKIN)、美国伊顿威格士(EatonVickers), 德国博世力士乐(BoschRexroth)、日本油研(YUKEN)、台湾油 研(YUKEN)、太阳铁工(TAIYO)、英国诺冠(NORGREN)、日本丰 兴(TOYOOKI)、日本不二越(NACHI)、易福门电(i-STEP)等世 界知名液压品牌指定的一级代理商。
1-1.2典型液压马达的结构和工作原理
齿轮液压马达 叶片马达 轴向柱塞液压马达
1-2 液压缸
功能 结构 分类
1-2.1液压缸的功能简介
液压缸可将液压系统的压力能转换成直线 往复运动形式的机械能。它结构简单，工作可 靠，在各种机械的液压系统中得到广泛应用。
1-2.2液压缸的分类
根据常用液压缸的结构形式，可以分为： 活塞缸、柱塞缸和伸缩缸等
3-3：小结
3-1：液压马达
液压技术 第3章 执行元件
d 4F [ ]
F d2 4
[ ]
式中：[σ]— 活塞杆材料的许用应力
n σb— 抗拉强度
n — 安全系数 n = 1.4 ~ 2
[ ]
b
2）稳定性校核
l / d 10 时，强度校核即可 l / d 10 时，要进行稳定性计算
选择液压缸的结构形式
类型、工作原理及特点 活塞缸
直线运动
{
{ {
单杆 双杆
单作用 双作用 差动
柱塞缸
伸缩缸
摆动运动
{ 齿轮缸
摆动缸（摆动马达）
基本参数计算总阻力F、速比λv、缸筒内径D
一、基本参数计算 １.总阻力F： F Fi
Fl Ff Fa
式中：Fl ——工作载荷 Ff —— 摩擦阻力 Fa —— 惯性阻力
伸缩式液压缸视频（错误！）
视频
伸缩式液压缸特点应用
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
四、增压缸（增压器）
作用：得到高于泵压的输出压力 特点：在不提高 p 的前提下，靠降低A来提高 p。 单作用断续增压、双作用连续增压
五、无杆液压缸
缸体、活塞、齿条、齿轮、端盖等
六、液压缸的安装、调整与维护
1.安装方法 （1）液压缸只能一端固定，另一端自由， 使热胀冷缩不受限制 （2）底脚形和法兰形液压缸的安装螺栓不 能直接承受推力载荷。 （3）耳环形液压缸活塞杆顶端连接头的轴 线方向必须与耳轴的轴线方向一致。
2.液压缸的调整
1.缸筒壁厚δ
D / 10 时，为薄壁筒（无缝钢管） py D 2[ ]
液压执行元件
第五专题液压执行元件第一讲定义与基本概念第一讲定义与基本概念一、液压执行元件的定义二、液压执行元件的图形符号三、液压缸的基本概念四、液压缸的分类一、液压执行元件的定义压力能机械能压力能机械能动力元件控制元件执行元件原动机辅助元件与工作介质液压执行元件是将液压泵提供的压力能转变为机械能的能量转换装置。
依据输出方式的不同可分为液压缸和液压马达两类。
液压缸是指输出直线运动（包括摆动）的液压执行元件；液压马达是指输出旋转运动的液压执行元件。
二、液压执行元件的图形符号液压泵液压马达液压缸缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点1】进出油口放置在靠近两端的侧面位置。
缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点2】无杆腔与有杆腔的截面面积是不同的。
无杆腔有杆腔缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点3】单杆和双杆的工作腔是不同的。
左腔右腔四、液压缸的分类（1）按结构形式分类活塞缸、柱塞缸、伸缩缸等活塞缸又分为单杆式和双杆式两种。
（2）按受液压力作用分类单作用缸、双作用缸第五专题液压执行元件第二讲单杆式双作用缸的工作原理第二讲单杆式双作用缸的工作原理一、单杆式双作用缸的工作原理二、单杆式双作用缸的固定方式三、单杆式双作用缸的运动范围一、单杆式双作用缸的工作原理1）通压力油的油口进油；未通压力油的油口出油。
2）活塞会受到与压力油相连工作腔的作用力，向未通压力油的工作腔方向移动。
二、单杆式双作用缸的固定方式1、缸筒固定2、活塞杆固定缸筒固定方式实现较为简单，是常用的固定方式。
因此，在未说明固定方式的情况下，都默认为缸筒固定方式。
活塞能够运动的最大长度称为该液压缸的活塞行程(L)。
活塞能够伸出的最大长度近似等于活塞行程。
为简化计算，一般也认为活塞伸出的最大长度也为L。
L L运动范围：活塞缸在整个活塞行程中所波及的最大长度。
已知活塞行程为L，在缸筒固定情况下，单杆式双作用缸的运动范围是2L。
L LL【思考】已知活塞行程为L，在活塞杆固定情况下，单杆式双作用缸的运动范围是多少呢？A.0B.LC.2LD.3LL运动范围：活塞缸在整个活塞行程中所波及的最大长度。
液压系统执行元件资料
对要求较高的液压 缸，采用排气阀：
注意排气针的自位 性。
4．5 液压马达
一、液压马达特点： 1、液压马达的工作压力高，驱动负载大； 2、 液压马达，尤其是低速大扭矩马达，均可直接驱 动负载。液压马达力密度大，在同等功率输出情况下， 其重量、尺寸仅为直流电马达的5％～20％，相对质量 很轻，所以转动惯量小，启动、制动、反向运转快速 性及低速稳定性好，并可方便地实施无级调速； 3、承受静负载； 4、调速范围广，无级调速。 5、效率较低，能量损失大。
密封种类： 密封圈种类较多，根据不同的密封要求，选用不同的 形状的密封圈，常用的密封圈有： 1、O型密封圈 2、U型密封圈 3、V型密封圈 4、Y型密封圈 密封形式：间隙密封、密封圈密封 运动形式：往复运动和旋转密封 密封材料：金属 铜、铝、橡胶：各种类型，高温，常 温； 尼龙：聚四 氟乙烯：
六、缓冲装置
qt V n
5、流量损耗Δq：由于泄漏引起流量的损失，与压力成 正比；实际流量qn 与理论流量qt 之差。
6、 实际流量qn ：输入马达的流量。
qn
V n
mv
V -排量；n -马达转速；ηv- 泄漏系数；
7、理论转速
nt
qt V
8、实际转速
n
qt V
mv
四、马达的转矩、功率：
1、
理论输出转矩T t
二、执行机构作用
1、推拉缸：实现往复直线 运动，输出力和速度；
2、液压马达：实现连续回转，输出扭矩和角速度。
3、摆动缸：实现往复摆动，输出力矩和角速度；
4．1 液压缸
一、单ห้องสมุดไป่ตู้活塞缸
1、简介：往复运动主体为活塞，是双作用油缸。 两个吸油口，两个排油口；单出杆。
液压执行元件
图4-20 液压马达图形符号 a)单向定量马达；b) 单向变量马达； c) 双向定量马达；d) 双向变量马达
1）轴向柱塞式液压马达 如图4-21是轴向柱塞式液压马达的工作原理图。当压力油经配 油盘通入柱塞底部孔时，柱塞受压力油作用向外伸出，并紧压在斜
盘上，这时斜盘对柱塞产生一反作用力F。 由于斜盘倾斜角为γ， 所以F可分解为两个分力：一个轴向分力FX，它和作用在柱塞上的 液压作用力相平衡；另一个分力FY，它使缸体产生转矩。
机电一体化
液压式执行元件是先将电能变化成液体压力，并用电磁阀控制 压力油的流向，从而使液压执行元件驱动执行机构运动。液压式执 行元件有直线式油缸、回转式油缸、液压马达等。
液压执行元件的特点是输出功率大、速度快、动作平稳、可实 现定位伺服、响应特性好和过载能力强。缺点是体积庞大、介质要 求高、易泄露和环境污染。
图 4-15双杆活塞式液压缸 (a) 缸体固定； (b) 活塞杆固定
图4-16 (a) 无杆腔进油;；活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔有效作用面 积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的 作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将 有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速 度，单杆活塞液压缸的这种连接方式被称为差动连接。如图4-16 （c）差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积，工 作台运动速度比无杆腔进油时的速度大，而输出力则减小。差动连 接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办 法。
l
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。 ∫ 双杆活塞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，如图4-15所示。前者工作台移动范围约等 于活塞有效行程 的三倍， 常用于中小型设备。后者工作台的移动范围只约等于液压缸行 程 的两倍,常用于大型设备。单杆活塞液压缸的活塞仅一端带有 活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力。其简图 及油路连接方式如图4-16所示。
液压执行元件
17
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
2、双活塞杆式液压缸
F 1 F 2 ( p1 p2 ) Am
v1 v2 q V A
18
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
3、伸缩式液压缸
Fi p1 Aimi
q vi Vi Ai
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第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
3
第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
单作用连杆型径向柱塞马达——低速大转矩马达
4
第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
多作用内曲线径向柱塞液压马达
因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农
业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。
9
第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达§1.4 摆动式液压马达 Nhomakorabea10
第四章、 液压执行元件
§1.5 液压泵与液压马达的比较 （1）液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性， 而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求； （2）液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一 要求。为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口 的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要
身不能直接作为执行元件 。
D 2 p2 p1 ( ) d
增压缸只能将高压油输入其它液压缸以获得大的推力，其本
21
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
单元3 液压执行元件汇总
单元3 液压执行元件
模块1 液压缸的类型及特点 模块2 液压缸的尺寸计算 模块3 液压缸的结构分析 模块4 液压马达 模块5 常见故障及其排除方法
模块1 液压缸的类型及特点
液压缸是将液压能转换为机械能的作直线往复运动的液压 执行元件。
模块1 液压缸的类型及特点
液压缸的类型
2-缓冲柱塞 4-液压油 6-节流阀阀套 8-锁母 10-排气阀
模块3 液压缸的结构分析
缓冲目的：为了避免活塞在行程两端撞 击缸盖，产生噪音，影响工作精度以至损 坏机件。
缓冲位置：接近液压缸行程终端。
缓冲结构：缓冲柱塞、缓冲腔、单向阀 和节流阀。
工作原理：当缓冲柱塞进入缓冲腔时，
液压油必须经节流通道从节流阀排出，由
双叶片摆动液压缸
1-隔板 2-输出轴 3-叶片 4-密封件 5-缸体
模块4 液压马达
4
1
2
3
4
5
6
3
5 2
6 1
活塞式摆动液压缸 1-缸体 2-连杆 3-活塞 4-密封件 5-输出轴 6-曲柄
齿轮齿条摆动液压缸 1-缸筒 2-齿条 3-输出轴 4-齿轮 5-密封件 6-缸盖
模块5 常见故障及其排除方法
保证。当左腔进油而右
腔回油时，叶片带动输
出轴逆时针转动；反之，
则顺时针转动。
单叶片摆动液压缸
1-缸体 2-隔板 3-密封件 4-输出轴 5-叶片
模块4 液压马达
2 1
3
4
5
工作原理：工作原理与 单叶片式摆动液压缸相 同，这里不再赘述。双 叶片摆动液压缸的摆角 <180o，转矩是单叶片的 两倍，角速度是单叶片 的一半。
第5章液压执行元件
配流盘上有两组孔道—P 和T(如图)，每组各有Z1条孔 道。P组孔道直接与进液腔连 通，T组孔道则经补偿盘与回 液腔连通。配流盘用短花键 联轴节与转子连接，并与转 子同步转动。于是，其上的 孔道P、T便轮流与辅助配流 板及补偿盘上的孔道通断， 实现对马达的配流。
(2)工作原理
BM系列马 达的配流原理 和过程如图所 示。
(1)基本结构
补偿盘 辅助配流板 定子 转子
轴式配流 端面配流 BM系列摆线马达为 端面配流，结构如图。 转子1上有Z1(Z1=8) 个轮齿，与具有Z2(Z2=9) 个圆弧形齿的内齿圈(定 子)2相啮合，形成Z2个密 封空间。
配流盘
分为
花键主轴 短花键联轴节
固定不动的辅助配流板上有Z2个孔(如图)，分别与 上述各密封空间相对应。固定不动的补偿盘上也有Z2个 孔，其位置与辅助配流板相对应，但各孔恒与回液腔T连 通。
三、低速液压马达
1)径向柱塞式液压马达 压力油→配油轴 →柱塞底部→柱塞伸 出，顶住定子内壁→ 定子对柱塞的反作用 力FN的分力FT对缸体产 生一个转矩，使缸体 旋转。缸体再通过端 面连接的传动轴向外 输出转矩和转速。
2）摆线马达 如向摆线转子泵输入压力油，它 即以马达工况运转，成为摆线转子马 达，但这时马达的内、外转子仍以同 方向旋转，排量较小，因而输出的扭 矩不大。若将这种马达的内齿圈(即 外转子)固定不动，同时相应地改变 配流方式，则可大大增加其排量，从 而获得一种低速大扭矩马达。现以BM 系列摆线马达为例，说明其结构特点 和工作原理。
2）液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最
低稳定转速有一定的要求。而泵都在高速下稳定工作。 3）不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，
以提供必要的起动转矩。而泵须具备自吸能力。
液压执行元件.
叶片式液压马达的转子惯性小，动作灵敏，可以频繁换向，但泄漏量较大，不宜在低速下工作。
因此叶片式马达一般用于转速高、转矩小、动作要求灵敏的场合。
齿轮马达在结构上为了适应正反转要求，进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引出壳体外；为了减少启动摩擦力矩，采用滚动轴承；为了减少转矩脉动１齿轮液压马达的齿数比齿轮液压马达由干密封性差，容租效率较低，输入油压力不能过高，不能产生较大转矩。
并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化，因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。
一般用干工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。
三、液压马达的基本参数和基本性能液压马达的主要性能参数有转速n M、转矩T和效率η。
（一）转速和容积效率设液压马达的排量为V M，转速为n M，不计泄漏损失，液压马达需要油液流量为∆，则实际供给的流量为于马达存在泄漏，故实际所需流量应大于理论流量。
设马达的泄漏量为q4-1a为缸体固定式结构图。
当缸的左腔进压力油，右腔回油时，活塞带动工作台向右移动；反之，活塞带动工作台向左移动。
工作台的运动范围略大于缸有效行程的三倍，一般用于小型设备的液压系统。
当无杆腔进压力油，有杆腔回油（图4-2a ）时，活塞推力F 1和运动速度υ1别为2121144D q A q pD p A F πυπ==== (4-2)，有杆腔的出油量为23A υ，因而有下式3 、摆动缸摆动缸有单叶片和双叶片两种型式，图4-6a 、b 为其工作原理图。
定子块固定在缸体上，叶片与输出轴连为一体。
当油口通入压力油时，叶片即带动输出轴作往复摆动。
若叶片的宽度为b ，缸的内径为D ，输出轴直径为d ，叶片数为Z ，在进油压力油为p 、流量为计回油腔压力时，摆动输出的转矩T 和回转角度ω为8)(4222d D Zpb d D d D Zpb T -=+-=（4-6）)(822d D Zb q T pq -==ω （4-7）单叶片缸的摆动角一般不超过280O，双叶片缸当其它结构尺寸相同时，其输出转矩是单叶片缸的两倍，而摆动角度为单叶片缸的一半（一般不超过1500）。
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第三章液压执行元件一、填空题1．液压缸按结构特点不同，可分为、和三大类。
2．双杆活塞缸常用于的场合。
3．缸固定式双杆液压缸一般用于，活塞杆固定式双杆液压缸常用于。
4．单杆活塞缸常用于一个方向，另一个方向设备的液压系统。
例如，各种机床、、、的液压系统。
5．单杆活塞缸差动连接时比其非差动连接同向运动获得的、。
因此，在机床的液压系统中常用其实现运动部件的空行程快进。
6．柱塞式液压缸只能实现单向运动，其反向行程需借或完成。
在龙门刨床、导轨磨床、大型压力机等行程长的设备中为了得到双向运动，可采用。
7．摆动液压缸常用于、、、及工程机械回转机构的液压系统。
8．增压缸能将转变为供液压系统中某一支油路使用。
9．伸缩式液压缸其活塞伸出的顺序是，伸出的速度是；活塞缩回的顺序一般是，缩回的速度是。
这种液压缸适用于。
10．齿条活塞缸常用于的驱动；多位液压缸多用于位置精度要求不很高的、的送料装置；数字液压缸多用于工业机器人等具有的设备中。
11．动力较小设备的液压缸尺寸，多按确定。
一般是先按选定活塞杆直径d，再按计算液压缸的内径D。
12．动力大的设备，其液压缸尺寸的确定，通常是先按和确定工作压力p，再根据选定的比值λ和按公式计算出缸内径D，最后计算出活塞杆直径d。
13．铸铁、铸钢和锻钢制造的缸体与端盖多采用连接；无缝钢管制作的缸筒端部常采用连接或；较短的液压缸常采用连接。
14．液压缸中常用的缓冲装置有、和。
15．液压系统中混入空气后会使其工作不稳定，产生、及等现象，因此，液压系统中必须设置排气装置。
常用的排气装置有和。
二、选择题1．双活塞杆液压缸，当活塞杆固定，缸与运动部件连接时，运动件的运动范围略大于液压缸有效行程的倍。
A．1倍B．2倍C．3倍2．单活塞杆液压缸作为差动液压缸使用时，若使其往复运动速度相等，其活塞面积应为活塞杆面积的倍。
A．1倍B．2倍C．2倍3．双叶片式摆动液压缸，其摆动角一般不超过。
A．100°B．150°C. 280°4. 数字液压缸每级活塞的行程长度为前一级行程长度的。
A．1倍B．2倍C．3倍5．外圆磨床空心双杆活塞缸的活塞杆在工作时A．受压力B．受拉力C．不受力6．在高压大流量的液压缸中，活塞与活塞杆的连接须采用。
A．锥销连接B．螺纹连接C．半环式连接三、简答题1、什么叫做液压执行元件?有哪些类型?用途如何?答：在液压系统中，将液体的液压能转换为机械能的能量转换装置叫做液压执行元件。
液压执行元件包括液压缸和液压马达两大类型。
(1) 液压缸的用途液压缸分为直线运动的液压缸和摆动运动的液压缸。
直线运动的液压缸可实现直线往复运动，输出推力（或拉力)和直线运动速度；摆动运动的液压缸可实现往复摆动，输出角速度(转速)和转矩。
液压缸与其它机构相配合时，可完成各种运动。
(2)液压马达的用途液压马达可实现连续的回转运动，输出转矩和转速。
2、液压缸有哪些类型?答：为了满足不同型式机械的需要．液压缸相应地具有多种结构和不同性能的类型，按运动方式的不同，分为两大类：（1）推力液压缸—用以实现直线运动。
（2）摆动液压缸—用以实现摆动运动。
3、何谓差动液压缸?应用在什么场合?怎样计算差动液压缸的运动速度和牵引力?答：(1)差动液压缸的定义及其应用场合如图3—1所示，液压缸的两腔用油管连通，并向两腔同时通入高压油，但由于两腔的有效面积不等，因此产生的作用力不等，无杆腔的牵引力大于有杆腔的牵引力，推动活塞向右运动，从右腔排出的油液又进入了液压缸的左腔，于是左腔的流量增加，加快了向右运动的速度。
这种联结方式称为差动联结，用差动联结的单出杆活塞缸叫做差动液压缸。
差动液压缸可以获得较小的牵引力和相等的往返速度，而且可以使用小流量泵得到较快的运动速度，所以在机床上应用较多，图3-1差动联结液压缸示意图如在组合机床上用于要求推力不大、速度相同的快进和快退工作循环中。
(2)差动液压缸的运动速度和牵引力的计算 牵引力计算公式为()[]p d p d D D A A p F 222221344)(ππ=--=-=式中p —液压缸的工作压力，由于是差动联结，两腔的压力相等；A 1，、A 2。
—分别为无杆腔和有杆腔的面积；D 、d —分别为活塞和活塞杆的直径。
由上式可以看出，因为活塞杆的面积24d π小于活塞的面积24D π，所以差动联结时所产生的牵引力比非差动联结时小。
由于21PA PA >，因此活塞向右运动。
运动速度计算公式为 234d qv π= 式中 v 3—差动联结时活塞(或液压缸)的运动速度；q —泵的输出流量；d —活塞杆直径。
在有快进和快退的机床上(如组合机床)，常常采用单出杆液压缸差动联结形式。
为保证快进和快退的速度相同，可使活塞杆的面积等于活塞面积的一半，即D D d 71.02/==(D 为活塞直径)。
4、简述柱塞缸的工作原理。
答：(1)柱塞缸的工作原理 如图3—2所示，从进油口向缸筒1输入压力为p 的压力油时，柱塞2在油压作用下向外推出；柱塞2返回时，依靠外力回程，如柱塞缸垂直放置时，可依靠柱塞本身的自重回程，有时候也依靠弹簧力等其它外力实现回程。
柱塞的推力p d pA F 24π==柱塞的运动速度24dq A q v π== p —液压缸的工作压力 q —输入到液压缸中的流量A —柱塞截面积d —柱塞直径5、如果要求机床工作台往复运动速度相同时，应采用什么类型液压缸?答：(1) 在工作循环中只有往复运动时, 如外圆磨床磨削工件，工作台做频繁的往复运动，并要求速度相等，这时可采用双出杆液压缸，如图3－3所示。
根据实际需要，可采用图3—3a 所示的实心双出杆 图3—3双出杆液压缸a) 实心双出杆液压缸b) 空心双出杆液压缸 图3－2 柱塞缸示意图 1－缸筒 2－柱塞 3－套液压缸。
缸体固定，活塞杆与工作台相联结，压力油直接进入液压缸两腔，这种情况下，运动范围等于有效行程l 的3倍。
根据具体条件，也可以采用如图3—3b 所示的空心双出杆液压缸。
活塞杆固定，缸体与工作台相联结，压力油经活塞杆进入液压缸两腔，这种情况下，运动范围等于有效行程l 的2倍。
往复运动的速度：)(42221d D q A q v v -===π 式中 v 1、v 2—工作台的往复运动速度q —液压泵向液压缸两腔的供油量；D —活塞直径d —活塞杆直径液压泵向液压缸两腔供油量相同，若流量大，工作台的往复运动速度快，反之则小。
式中v 1、v 2——工作台的往复运动速度；q —液压泵向液压缸两腔的供油量；D —活塞直径；d —活塞杆直径。
液压泵向液压缸两腔供油量相同，若流量大，工作台的往复运动速度快，反之则小。
(2)在快进一工进一快退工作循环中 要求快进速度与快退速度相等时，可采用差动液压缸，同时将活塞杆直径制成活塞直径的0.71倍，因此无杆腔的有效作用面积等于有杆腔的有效作用面积的2倍，即A 1=2A 2。
当活塞快速向右运动时，液压缸两腔互通(差动连接)，如3-4所示，其运动速度：214d q v π= 当活塞快速向左运动时，三位四通阀处于右端位置，液压缸 的右腔进油，左腔排油，向左运动速度)(4222d D q v -=π 因为d=0.71D ，所以)(222d D d -≈ππ 即21v v =。
6、简述柱塞缸的工作原理，并指出有何特点?图3－4 液压缸两腔互通答：(1)柱塞缸的工作原理如图3- 5所示，从进油口向缸筒]输入压力为p 的压力油时，柱塞2在油压作用下向外推出；柱塞2返回时，依靠外力回程，如柱塞缸垂直放置时，可依靠柱塞本身的自重回程，有时候也依靠弹簧力等其它外力实现回程。
柱塞的推力p d pA F 24π== 柱塞的运动速度24dq A q v π== 式中 p —液压缸的工作压力；q —输入到液压缸中的流量；A —柱塞截面积；d —柱塞直径。
(2)柱塞缸的特点1）柱塞端面是承受油压的工作面，动力是通过柱塞本身传递的。
2）柱塞缸只能在压力油作用下做单方向的运动，为了得到双向运动，柱塞缸必须成对使用，也可依靠自重(垂直放置)或其它外力来实现返回运动。
3）由于缸筒内壁和柱塞不直接接触，而有一定的间隙，因此缸筒内壁不用加工或只做粗加工，但必须保证导向套和密封装置部分内壁的精度，从而给制造带来了方便。
4）柱塞可以制成空心的，使质量减轻，可防止柱塞水平放置时因自重而下垂。
7、当机床工作台的行程较长时采用什么类型液压缸合适?如何实现工作台的往复运动?答：根据加工需要，有的机床工作台要求行程较长，如液压龙门刨床，导轨磨床等的工作台行程长达(6～8)m 。
根据加工需要，有的机床工作台要求行程较长，如液压龙门刨床，导轨磨床等的工作台行程长达(6～8)m 。
对于驱动这样长的工作台，如果采用活塞缸，由于缸体加工精度高，缸体长了，势必造成加工十分困难；如果采用柱塞缸，因为柱塞缸的特点之一是柱塞与缸筒内壁不接触，而是有一定的间隙，缸筒内壁只做粗加工或者不加工，于是缸体就可根据行程的要求长度来制造了，以满足工作台行程较长的要求。
由此可见，当机床工作台行程较长时，采用柱塞缸是适宜的。
为实现工作台的往复运动，可成对使用柱塞缸，如图3—6所示。
柱塞缸4进油时，压力油推动柱塞3向右伸出，于是工作 台向右运动。
当柱塞缸2进油时，压力油推动柱塞1向左伸出，工作台便向左运动，这时柱塞缸4排油。
如此下去，即实现了工作台的往复运动。
8、说明增速缸的工作原理，并计算它的各级运动速度。
答：图3—7为增速缸的结构示意图。
它由活塞缸和柱塞缸组合而成。
活塞2一方面和图3—5柱塞缸示意图 l 一缸筒 2一柱塞3一套 图3—6成对使用的柱塞缸 1、3一柱塞2、4一柱塞缸缸体1组成活塞式液压缸，另一方面又和柱塞3组成柱塞式液压缸，并且柱塞固定在缸体1的底部。
当压力油从a 口输入到A 腔时，由于柱塞3的直径小，将活塞2快速推出，C 腔的油液通过c 口排除，此时B 腔产生局部真空，由b 口立即进入低压油补充。
这时活塞2的最大移动速度为214d q v π= 当活塞2进入工作状态, 油压升高, 此时压力油从a 、b 两口进入油腔A 、B, 活塞转为大推力、低速运动, 活塞2的运动速度224Dq v π= , 当工作完毕后，活塞2需要退回原位，压力油由C 口进入C 腔，A 和B 腔中的油液分别由a 和b 口排出，活塞2快退的速度)(42123d D q v ππ-= 式中 q —供油量D —缸体1的内径d —柱塞3的直径d 1—活塞杆直径9、什么情况下要使用增压缸？答：在液压系统中，整个系统需要低压，而局部需要高压，为节省一个高压泵，则可使用增压缸。
将低压泵输出油压变为高压，这样只有局部是高压，而整个液压系统调整压力较低，因此减少了功率损耗。