液压缸课件
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A
式中：为活塞杆承受的总负载(N)；A为活塞的 有效工作面积()。 上式表明，液压缸的工作压力是由于负载的存 在而产生的，负载越大，液压缸的压力也越大。
(2)额定压力：也称为公称压力，是液压 缸能用以长期工作的最高压力。表3.1为 国家标准规定的液压缸公称压力系列。
(3)最高允许压力：也称试验压力，是液 压缸在瞬间能承受的极限压力。通常为
1.结构：缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等
动画演示３
工作原理：
有杆腔
无杆腔 进油腔 回油腔
工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等， 活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。
职能符号：
单杆双作用活塞缸
单杆单作用活塞缸
双向液压驱动
单向液压驱动， 回程靠外力。
简单连接式
特点：1）两腔面积不等,A1 > A2
液压缸的类型及特点
活塞式
按结构形式 < 柱塞式 摆动式
分 类
单作用式：液体只控制
按作用方式 < 缸一腔单向运动 双作用式：液体控制缸 两腔实现双向运动
活塞式液压缸
定义
分类
活塞式液压缸定义
在缸体内作相对往复运动的组件为活塞 的液压缸
分 类
多级缸
11.2-1 气缸
气缸：气动执行元件。将压缩空气的压力能转变为机
械能（往复直线运动或往复摆动）
气缸的分类与特点 冲击气缸的工作原理与功能 气缸的选择与使用
气缸的分类与特点
汽缸的分类：
从气缸活塞承受气体压力是单向还是双向进行分类：
单作用气缸 双作用气缸 轴销式气缸 缓冲气缸 冲击气缸 回转式气缸
缓冲气缸的缓冲装置 图16-2
常用气缸的特点
气——液阻尼缸：由气缸和液压缸共同组成的。它以
压缩空气为能源，利用液压油的不可压缩性和对油液流量的控制， 使活塞获得稳定的运动，并可调节活塞的运动速度
气—液阻尼缸 图16-3
常用气缸的特点
摆动气缸：输出为转矩，可以实现有限角度的往复摆动运
动
摆动气缸 图16-4
右
左
活塞左移
进油腔位置与活塞运动方向相反
杆固定式
杆固定时、缸移动
L=2l
杆固定式
进油腔 回油腔 运动方向 占地范围应用场合
左 右 缸体左移 两倍于L，占地 面积小 缸体右移 大中型设备
右
左
进油腔位置与活塞运动方向相同
2、单活塞杆液压缸
简单连接式 速度、推力计算 差动连接式液压缸
冲击气缸的工作原理与功能
结构：包含头腔，尾腔和储能腔三个工作腔，具有一个带喷
嘴和排气小孔的中盖
储能腔
工作原理（工作过程） 中盖 排气小孔 功能及应用
尾腔 头腔
普通型冲击气缸 图16-5
气缸的选择与使用
气缸的工作特性：气缸在工作时的输出力、缸内压力、气缸 p
速度等指标的变化状况
气缸的输出力：
4)液压缸的功率 (1)输出功率：液压缸的输出为机械能。单位为 W，其值为
P0 Fv
来自百度文库
式中：F为作用在活塞杆上的外负载(N)；v为 活塞的平均运动速度(m／s)。 (2)输人功率：液压缸的输入为液压能。单位为 W，它等于压力和流量的乘积，即
Pi pq
式中：p为液压缸的工作压力(Pa)；q为液压缸 的输入流量()。 由于液压缸内存在能量损失(摩擦和泄漏)，因 此，输出功率小于输入功率。
特点：v3 > v1 ；F3 < F1 。
q1
推力： F3 pA pA2 p( A1 A2 ) pA杆 p 1
d2
4
结论：差动连接后，速度大，推力小。
q v3 A杆
q v2 A2
如令 A杆 A 2
d 2
4
2
则有： v2 v3
2
2
D 4
d2
快进 v3、F3
→
工进 v1、F1
→
快退 v2、F2
摆动液压缸工作原理
当缸的一个油口进压力油，另一油 口回油时，叶片在压力油作用下往 一个方向摆动，带动轴偏转一定角 度小于3600）当进回油口互换时， 液压缸反转。
摆动液压缸特点
摆动缸结构紧凑，输出转矩大， 但密封困难，一般只用在低中压 系统中作往复摆动、转位或间歇 运动的地方。
3)液压缸的输出速度 (1)液压缸的输出速度
q v A 式中：v为液压缸的输出速度(m／s)，A为液压缸工作 腔的有效面积()；q为输入液压缸工作腔的流量()。 (2)速比。同样对图3.2示的单活塞杆液压缸，由于两 腔有效面积不向，液压缸在活塞前进时的输出速度与 活塞后退时的输出速度也不相同，通常将液压缸往复 运动输出速度之比称为，所以 v2 A1 v v1 A2 式中：为活塞前进速度(m／s)；为活塞退回速度(m／ s)；为活塞无杆腔有效面积()；为活塞有杆腔有效面 积()。 速比不宜过小，以免造成活塞杆过细。稳定性不好。
从气缸的安装形式进行分类：
固定式气缸
从气缸的功能及用途进行分类：
普通气缸 摆动气缸 气——液阻尼缸
常用气缸的特点
常用气缸的特点
普通气缸
普通气缸 图16-1
常用气缸的特点
缓冲气缸：当气缸的活塞运动速度较高时（一般为1m/s 左
右），在行程的末端将会猛烈撞击气缸的前、后端盖，容易引起 气缸的振动和损坏。在行程末端装上缓冲装置，可减轻或消除端 部撞击
双杆 按伸出活塞杆不同 < 单杆
无杆 缸体固定
按固定方式不同 < 活塞杆固定
动画演示１ 动画演示２
1 、双杆活塞液压缸
特点 推力、速度计算 工作过程
特 点
1） 2）
两腔面积相等； 压力相同时，推力相等， 流量相同时，速度相等。 即具有等推力等速度特性
推力、速度计算
v = q/A = 4
2)液压缸的输出力 液压缸的理论输出力F等于油液的压力和工作 腔有效面积的乘积，即 （3—8） F pA 由于图3.2的液压缸为单活塞杆形式，因此两 腔的有效面积不同，所以在相同压力条什下液 压缸往复运动的输出力也不同。由于液压缸内 部存在密封圈阻力、回油阻力等，故液压缸的 实际输出力小于理论作用力。
利用两端面积差进行工作的连接形式。
差动连接速度、推力计算
q1 q q2
活塞只有一个，设此时的速度为v3
q1 A1v3
代入上式：
q2 A2v3
q2 pq
A v3 q A2v3 1 q v3 ( A1 A2 ) q q 4q 速度： v3 A1 A2 A杆 d 2
3-2液压缸
目的任务
掌握液压缸类型和结构特点
掌握单杆活塞缸三种通油方式下的 活塞运动速度和推力计算
液压缸
功用：将液压泵供给的液压能转换为 机械能而对负载作功，实现直线往复 运动或旋转运动。
3.2.1液压缸的主要参数 1)液压缸的压力 (1)工作压力p：油液 作用在活塞单位面积上的法向力。单位为Pa， FL 其值为 p
单活塞杆液压缸简单连接结论
活塞杆直径越小，两个方向速度差值越小。
固定方式和工作过程皆与双杆活塞液压缸相同。
运动行程皆为两倍的活塞或缸体的有效行程。
应用：往返运动速度及推力不同的场合。 例：液压刨床
差动连接式液压缸
差动连接
速度、推力计算 特点 应用
差动连接
单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，
F=（p1 A1-p2 A2）η
启动压力 差
p1
气缸负载压力差
气缸的压力特性：
指气缸内压力变化的情况
气缸的速度：
v=q/A
主阀切 换 启动 行程开始
p2
气缸的选择与使用
行程中段
行程 终端 行程 末端
t
行程停 止
气缸的压力特性曲线 图16-6
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。
差动连接特点
在不增加流量的前提下，实 现快速运动
单杆活塞液压缸应用
单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循 环： （差动连接） （无杆腔进油） （有杆腔进油）
2-d2) q/π(D
F = (p1-p2)A
=
2-d2)( π(D
p1-p2 )/4
应用：两个方向力和速度一样的场合。
职能符号：
工作过程
缸体固定式
杆固定式
缸体固定式
进油腔 回油腔 运动方向 占地范围应用场合 左 右 活塞右移 三倍于L中小型 设备 占地面积大
2) 压力相同时，推力不等 流量相同时，速度不等 即不具有等推力等速度特性
速度、推力计算
无杆腔进油时
有杆腔进油时 结论 运动行程
单活塞杆液压缸简单连接比较
∵ A1 > A2 ∴ v1 < v2
F1 > F2
故 活塞杆伸出时，推力较大，速度较小 活塞杆缩回时，推力较小，速度较大 因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速 活塞杆缩回时，适用于轻载快速
式中：为活塞杆承受的总负载(N)；A为活塞的 有效工作面积()。 上式表明，液压缸的工作压力是由于负载的存 在而产生的，负载越大，液压缸的压力也越大。
(2)额定压力：也称为公称压力，是液压 缸能用以长期工作的最高压力。表3.1为 国家标准规定的液压缸公称压力系列。
(3)最高允许压力：也称试验压力，是液 压缸在瞬间能承受的极限压力。通常为
1.结构：缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等
动画演示３
工作原理：
有杆腔
无杆腔 进油腔 回油腔
工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等， 活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。
职能符号：
单杆双作用活塞缸
单杆单作用活塞缸
双向液压驱动
单向液压驱动， 回程靠外力。
简单连接式
特点：1）两腔面积不等,A1 > A2
液压缸的类型及特点
活塞式
按结构形式 < 柱塞式 摆动式
分 类
单作用式：液体只控制
按作用方式 < 缸一腔单向运动 双作用式：液体控制缸 两腔实现双向运动
活塞式液压缸
定义
分类
活塞式液压缸定义
在缸体内作相对往复运动的组件为活塞 的液压缸
分 类
多级缸
11.2-1 气缸
气缸：气动执行元件。将压缩空气的压力能转变为机
械能（往复直线运动或往复摆动）
气缸的分类与特点 冲击气缸的工作原理与功能 气缸的选择与使用
气缸的分类与特点
汽缸的分类：
从气缸活塞承受气体压力是单向还是双向进行分类：
单作用气缸 双作用气缸 轴销式气缸 缓冲气缸 冲击气缸 回转式气缸
缓冲气缸的缓冲装置 图16-2
常用气缸的特点
气——液阻尼缸：由气缸和液压缸共同组成的。它以
压缩空气为能源，利用液压油的不可压缩性和对油液流量的控制， 使活塞获得稳定的运动，并可调节活塞的运动速度
气—液阻尼缸 图16-3
常用气缸的特点
摆动气缸：输出为转矩，可以实现有限角度的往复摆动运
动
摆动气缸 图16-4
右
左
活塞左移
进油腔位置与活塞运动方向相反
杆固定式
杆固定时、缸移动
L=2l
杆固定式
进油腔 回油腔 运动方向 占地范围应用场合
左 右 缸体左移 两倍于L，占地 面积小 缸体右移 大中型设备
右
左
进油腔位置与活塞运动方向相同
2、单活塞杆液压缸
简单连接式 速度、推力计算 差动连接式液压缸
冲击气缸的工作原理与功能
结构：包含头腔，尾腔和储能腔三个工作腔，具有一个带喷
嘴和排气小孔的中盖
储能腔
工作原理（工作过程） 中盖 排气小孔 功能及应用
尾腔 头腔
普通型冲击气缸 图16-5
气缸的选择与使用
气缸的工作特性：气缸在工作时的输出力、缸内压力、气缸 p
速度等指标的变化状况
气缸的输出力：
4)液压缸的功率 (1)输出功率：液压缸的输出为机械能。单位为 W，其值为
P0 Fv
来自百度文库
式中：F为作用在活塞杆上的外负载(N)；v为 活塞的平均运动速度(m／s)。 (2)输人功率：液压缸的输入为液压能。单位为 W，它等于压力和流量的乘积，即
Pi pq
式中：p为液压缸的工作压力(Pa)；q为液压缸 的输入流量()。 由于液压缸内存在能量损失(摩擦和泄漏)，因 此，输出功率小于输入功率。
特点：v3 > v1 ；F3 < F1 。
q1
推力： F3 pA pA2 p( A1 A2 ) pA杆 p 1
d2
4
结论：差动连接后，速度大，推力小。
q v3 A杆
q v2 A2
如令 A杆 A 2
d 2
4
2
则有： v2 v3
2
2
D 4
d2
快进 v3、F3
→
工进 v1、F1
→
快退 v2、F2
摆动液压缸工作原理
当缸的一个油口进压力油，另一油 口回油时，叶片在压力油作用下往 一个方向摆动，带动轴偏转一定角 度小于3600）当进回油口互换时， 液压缸反转。
摆动液压缸特点
摆动缸结构紧凑，输出转矩大， 但密封困难，一般只用在低中压 系统中作往复摆动、转位或间歇 运动的地方。
3)液压缸的输出速度 (1)液压缸的输出速度
q v A 式中：v为液压缸的输出速度(m／s)，A为液压缸工作 腔的有效面积()；q为输入液压缸工作腔的流量()。 (2)速比。同样对图3.2示的单活塞杆液压缸，由于两 腔有效面积不向，液压缸在活塞前进时的输出速度与 活塞后退时的输出速度也不相同，通常将液压缸往复 运动输出速度之比称为，所以 v2 A1 v v1 A2 式中：为活塞前进速度(m／s)；为活塞退回速度(m／ s)；为活塞无杆腔有效面积()；为活塞有杆腔有效面 积()。 速比不宜过小，以免造成活塞杆过细。稳定性不好。
从气缸的安装形式进行分类：
固定式气缸
从气缸的功能及用途进行分类：
普通气缸 摆动气缸 气——液阻尼缸
常用气缸的特点
常用气缸的特点
普通气缸
普通气缸 图16-1
常用气缸的特点
缓冲气缸：当气缸的活塞运动速度较高时（一般为1m/s 左
右），在行程的末端将会猛烈撞击气缸的前、后端盖，容易引起 气缸的振动和损坏。在行程末端装上缓冲装置，可减轻或消除端 部撞击
双杆 按伸出活塞杆不同 < 单杆
无杆 缸体固定
按固定方式不同 < 活塞杆固定
动画演示１ 动画演示２
1 、双杆活塞液压缸
特点 推力、速度计算 工作过程
特 点
1） 2）
两腔面积相等； 压力相同时，推力相等， 流量相同时，速度相等。 即具有等推力等速度特性
推力、速度计算
v = q/A = 4
2)液压缸的输出力 液压缸的理论输出力F等于油液的压力和工作 腔有效面积的乘积，即 （3—8） F pA 由于图3.2的液压缸为单活塞杆形式，因此两 腔的有效面积不同，所以在相同压力条什下液 压缸往复运动的输出力也不同。由于液压缸内 部存在密封圈阻力、回油阻力等，故液压缸的 实际输出力小于理论作用力。
利用两端面积差进行工作的连接形式。
差动连接速度、推力计算
q1 q q2
活塞只有一个，设此时的速度为v3
q1 A1v3
代入上式：
q2 A2v3
q2 pq
A v3 q A2v3 1 q v3 ( A1 A2 ) q q 4q 速度： v3 A1 A2 A杆 d 2
3-2液压缸
目的任务
掌握液压缸类型和结构特点
掌握单杆活塞缸三种通油方式下的 活塞运动速度和推力计算
液压缸
功用：将液压泵供给的液压能转换为 机械能而对负载作功，实现直线往复 运动或旋转运动。
3.2.1液压缸的主要参数 1)液压缸的压力 (1)工作压力p：油液 作用在活塞单位面积上的法向力。单位为Pa， FL 其值为 p
单活塞杆液压缸简单连接结论
活塞杆直径越小，两个方向速度差值越小。
固定方式和工作过程皆与双杆活塞液压缸相同。
运动行程皆为两倍的活塞或缸体的有效行程。
应用：往返运动速度及推力不同的场合。 例：液压刨床
差动连接式液压缸
差动连接
速度、推力计算 特点 应用
差动连接
单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，
F=（p1 A1-p2 A2）η
启动压力 差
p1
气缸负载压力差
气缸的压力特性：
指气缸内压力变化的情况
气缸的速度：
v=q/A
主阀切 换 启动 行程开始
p2
气缸的选择与使用
行程中段
行程 终端 行程 末端
t
行程停 止
气缸的压力特性曲线 图16-6
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。
差动连接特点
在不增加流量的前提下，实 现快速运动
单杆活塞液压缸应用
单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循 环： （差动连接） （无杆腔进油） （有杆腔进油）
2-d2) q/π(D
F = (p1-p2)A
=
2-d2)( π(D
p1-p2 )/4
应用：两个方向力和速度一样的场合。
职能符号：
工作过程
缸体固定式
杆固定式
缸体固定式
进油腔 回油腔 运动方向 占地范围应用场合 左 右 活塞右移 三倍于L中小型 设备 占地面积大
2) 压力相同时，推力不等 流量相同时，速度不等 即不具有等推力等速度特性
速度、推力计算
无杆腔进油时
有杆腔进油时 结论 运动行程
单活塞杆液压缸简单连接比较
∵ A1 > A2 ∴ v1 < v2
F1 > F2
故 活塞杆伸出时，推力较大，速度较小 活塞杆缩回时，推力较小，速度较大 因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速 活塞杆缩回时，适用于轻载快速