液压缸的分类及基本计算..

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• 如图所示,当无杆腔进油时，活塞的运动 速度v1和推力F1分别为
v1 Aq1V 4Dq2V
F1 (A1p1A2p2)m 4[D2p1(D2 d2)p2]m
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• 如力图 F2分3.2别(b为)所示,当有杆腔v2进油A q 时2，V 活 塞的(运D 动42q 速度d2v)2和V 推
式中 v——液压缸的运动速度(m／s); F——液压缸的推力(N)；
ηv——液压缸的容积效率；
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•ηm——液压缸的机械效率; • q——液压缸的流量(m3／s)； • A——液压缸的有效工作面积(m2),也可看成 单位位移排 量(m3／m)； •p1——进油压力(Pa)； • p2——回油压力(Pa)； •D——活塞直径，即缸筒直径(m)； • d——活塞杆直径(m)。 •这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
3 液压缸
3.1 液压缸的分类及基本计算 3.2 液压缸的结构 本章小结 作业
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3.1 液压缸的分类及基本计算
液压缸是液压传动系统中应用最多的执行元件,它将 油液的压力能转换为机械能，实现往复直线运动或 摆动，输出力或扭矩。
其作用方式可分为单作用式和双作用式两种。
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• 图3.1(b)为活塞杆固定式结构,当液压缸的左腔进油时，推
动缸体向左移动，右腔回油;反之，当液压缸的右腔进油时，
缸体则向右运动。
原理演示
图3.1(a)为缸体固定式结构,当液压缸的左腔进油，推动活
塞向右移动，右腔活塞杆向外伸出，左腔活塞杆向内缩进，
液压缸右腔油液பைடு நூலகம்油箱;反之，活塞反向运动。
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• 8、串联液压缸 小直径的液压缸获得大的作用面积, 提高牵引力。
•9、增压液压缸 从低压系统可获得高压系统的能力。
•10、多位液压缸 可获得几个长度准确的行程,例如， 用于排挡、换挡。
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单作用式液压缸——液压油只能使液压缸实现单向运 动，即压 力油只是通向液压缸的一腔，而反方向运 动则必须依靠外力来实现，如复位弹簧力、自重或 其它外部作用。
双作用式液压缸——在两个方向上的运动都由液压油 的压力推动来实现。
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液压缸可以看作是直线马达(或摆动马达), 其单位位移排量即为液压缸的有效面积A。
在差动连接时,有杆腔排出流量 进入无杆腔，根据流量连续性方 程可导出液压缸的运动速度v3为
v3A1qA2V 4dq2V
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原理演示15
• 在忽略两腔连通油路压力损失的情况下,差动连接液压缸的
推力F3为
F 3(A 1A 2)p1 m4d2p1 m
当液压缸的回油压力为零且不计损失时， 输入液压功率p ·q等于输出机械功率F·v 。
液压缸有多种结构，但根据其具体结构 特点可分为活塞式、柱塞式和摆动式三类基 本形式，除此以外，还有在基本形式上发展 起来的各种特殊用途的组合液压缸。
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液压缸的分类
1、单作用活塞式液压缸
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• 如图3.3所示,当单杆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，单活塞杆液 压缸的这种连接方式被称为差动连接。
F 2 (A 2 p 1 A 1 p 2 )m 4 [D ( 2 d 2 )p 1 D 2 p 2 ]m
•速比度较比上为述各式,可以看出v2>v1, F1>F2;液压缸往复运动时的
= v2
v1
D2 =(D2 d2)
•上式表明,活塞杆直径愈小，速度比 愈接近1，液压缸在两个方向上的速 度差值就愈小。
•3.1.1.1 双杆活塞式液压缸 图3.1所示为双杆活塞式液压缸的工作原理图。当两活 塞杆直径相同，供油压力和流量不变时，活塞式液压 缸在两个方向上的运动速度和推力都相等，即
原理演示
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v
qAV
4qV (D2d2)
F (p 1 p 2 )A m 4 (D 2 d 2 )p 1 ( p 2 )m
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4、双作用单活塞杆液压缸 双向液压驱动,往复速度、力不等。
5、差动液压缸 差动液压缸主要是靠油路的连接方式构 成差动。可加大活塞杆的伸出速度,推力 相应减小。
6、双杆双作用液压缸 可实现等速往复运动。
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7、双作用伸缩式液压缸
它是自卸汽车所用的双作用伸缩液 压缸,由一节活塞缸和一节柱塞缸组 成。
单向液压驱动,回程靠自重、弹簧或其 它外力。
2、单作用柱塞式液压缸
柱塞较粗,受力较好，稳定性好，单向 进油驱动，回程靠外力。
3、单作用伸缩式液压缸
液压油进入后,将活塞从大到小逐节推 出，然后靠自重从小到大逐节缩回，这
种液压缸的特点是缸筒短，伸出长。缸 筒不受安装位置所限。例:自卸汽车
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这类液压缸常用于中小型设备中。
b）杆固定 a)缸固定
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3.1.1.2 单杆活塞式液压缸
•图3.2所示为双作用单活塞杆液压缸,活塞杆只从液 压缸的一端伸出，液压缸的活塞在两腔有效作用 面积不相等，当向液压缸两腔分别供油，且压力 和流量都不变时，活塞在两个方向上的运动速度 和推力都不相等，即运动具有不对称性。
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11、单叶片摆动液压缸 回转往复运动,最大摆角300。
12、双叶片摆动液压缸 回转往复运动,最大摆角150。
13、齿条液压缸 原理演示
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3.1.1 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 方式有缸筒固定和活塞杆固定两种形式。 •液压缸的基本参数:液压缸往复运动的速度v和牵引力F。