单活塞杆液压缸

d 2 ) p2 ]
4Q
v1 D2
（2）从小腔进油, 大腔回油(如图),则有
F2

p1 A2

A1 p2

[(D2
4
d 2 ) p1

D2 p2 ]
v2

4Q
(D2 d 2)
式中 F1 F2压力油进入大腔、小腔时活塞的推力或拉力; v1 v2 压力油分别进入大腔、小腔时活塞的运动速度; p1 供油压力;p2 回油压力,俗称背压;
第五章 动力油缸（液压缸）
油马达输出的是转速和转矩,是连续的转动； 有些工作机要求的是力和往复直线运动或者是 转矩和小的往复摆动，这就是动力油缸。
一、分类 动力油缸
第一节液压油缸的类型及特点
单作用油缸 双作用油缸 组合油缸 摆动油缸
活塞式 柱塞式 伸缩式 单活塞杆 差动 双活塞杆 伸缩式 串联 增压 多位 齿条传动 单叶片式 双叶片式
四.摆动式液压缸 摆动式液压缸是一种作往复旋转运动的执行元件。 符号： 单片式摆动式液压缸，由于结构的限制,其旋转的角度小于
360。
双片式摆动液压缸，摆动角度小于180，但与单片式相 比，在结构尺寸相同的情况下，其输出转矩增大一倍，并具 有径向液压力平衡的优点。两者都可使输出轴作逆时针旋转 和作顺时针旋转。
6）活塞式液压缸典型结构
1．缸底 2．卡键 3、5、9、11．密封圈 4．活塞 6．缸筒 7．活塞杆 8．导向套 10．缸盖 12．防尘圈 13．耳轴
3、无活塞杆液压缸 又称齿条活塞液压缸
三、柱塞式液压缸
柱塞式液压缸由缸筒1、活塞2、缸套3和弹簧卡圈4等零 件组成。压力油从唯一的油口进入缸筒,推动柱塞向下运动, 压力油泄掉,柱塞不会自动向左运动。
F pA d 2 p
4
柱塞的运动速度为:
Q 4Q
v A d 2
式中:d柱塞直径。其它符号意义同前。
（5）柱塞式液压缸是单作用式的，它的回程需要借助自重 （垂直放置时）、弹簧力等其它外力来完成。
为了实现双向往复运动，即实现两个方向的液压驱动,可 采用双柱塞缸并排安装的方案 .
（6）柱塞只靠钢套支撑而不与缸体接触，这样缸筒易于加工， 故适于做长行程的液压缸。太长，有时需要加辅助导向机构。
（3）v2、v1之比称为速度比
v

v2 v1

1
1 (d
)2
D
可见单活塞杆液压缸左、右两个方向的工作性能是不对称的。
例：液压刨床
５）差动液缸
若要得到对称的工作特性, 对单活塞杆液压缸来说可采用 差动工作方式来实现。所谓差动工作方式,就是把油路接成如 图所示的差动连接,即压力油同时进入大腔和小腔。这时两腔 的压力虽然相同,但由于两腔有效面积不同,故而推动活塞向右 的力大于推活塞向左的力,因此活塞会产生向右的运动。

p( A1

A2 )


4
d2
p1
根据以上公式，如果回油压力p2 =0，则返回时：
F2

p1 A2

A1 p2Fra bibliotek4
[(D2
d 2 ) p1

D2 p2 ]


4
d
2
p1
即可以F2=F3，可见，差动液缸可以实现活塞左右运动时的 推力相等。而且推力比非差动连接小。
总上是说，差动油缸克服了由于活塞杆面积对往复运动力 与速度的影响。
A活塞有效面积;
Q供油量;
d活塞杆直径;
D活塞直径;
2、单活塞杆液压缸
1）结构特点： 这种液压缸的活塞只有一端从缸的端头伸出。其结构组
成与双活塞杆液压缸相似
职能符号：
2）工作原理：
无杆腔 进油腔
有杆腔 回油腔
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。
3）安装方式：
4）基本参数：
这种液压缸由于左、右腔的活塞有效工作面积不相等, 因而以相同的压力和流量先后分别向左、右腔供油,则活塞 向右、向左产生的推力和速度是不相同的。各种情况下的推 力和速度的计算方法如下 :
（1）从大腔（无杆腔）进油,小腔（有杆腔）回油,则
F1

p1 A1

A2 p2


4
[
D
2
p1
(D2
由此可见这种液压缸的工作有如下特点:
(1)它是一种单作用式液压缸,靠液压力只能实现一个方向的 运动,柱塞的回程要靠其它的外力或柱塞的自重(当液压缸垂 直放置时);
(2)柱塞只靠缸套支承而不与缸筒接触,这样缸筒极易加工, 故适于做长行程液压缸;
(3)工作时液压缸总受压,因而它必须具有足够的刚度;
(4)柱塞端面是受油压的工作面,所以: 柱塞上有效作用力为:
a只要改变活塞杆的直径就可改变运动速度,因此,采用差动液 压缸可以方便地实现所要求的快速运动，比单从大油腔单独 供油时的速度大；
b只要有A1=2A2 （即：d 2 D2 2 ）的关系,差动连接的运动速 度v3可以等于小腔进油(供油流量不变)大腔回油时的运动速度；
c这种缸的活塞推力计算公式为：
F3
L
3）基本参数：
双活塞杆液压缸的两端直径通常是相等的,因而液压缸左 右两腔的有效面积相同。若供油压力和流量不变,则活塞往复 运动时两个方向的作用力和速度是相等的。作用力和速度的计 算式如下:(设回油压力为零)
F Ap (D2 d 2 ) p
4
Q
v 1 （D2 d 2 )
4 式中：p供油压力;
缸的职能符号：
1）结构特点：两侧有效工作面积一样。
2）安装方式：两种
缸筒固装在机架上,活塞杆与工作台相连。这种安装方式 当活塞杆的有效行程为l时,整个工作台的运动范围是3l, 所以机器占地面积较大。
L
活塞杆固装在机架上,缸筒则与工作台相连。这样, 工作台的移动范围只等于活塞有效行程l的2倍(2l),所 以机器占地面积较小。
活塞向右运动中,小腔排出的油流量为Q`,这股流量与供油
流量合在一起进入大腔,使活塞向右运动的速度加快。其计算
方法如下。
Q1
v3

Q
Q` A1

Q
v3 A2 A1
v1
Q
4Q
v3 A1 A2 d 2
p1Q1
Q` v3
差动连接的单活塞杆液压缸也称差动液压缸。由式可见,对差 动液缸,可以得到几点结论：
以运动形式分两种;往复直线运动,往复摆动。
二、活塞式液压缸
结构由缸筒、活塞、活塞杆、端盖、支架和密封件等 组成。当压力油从左油口进入缸的左缸时,推动活塞向右运 动,从而通过活塞杆带动工作台也向右运动。缸左腔的油则 从右口排出。若从右口进压力油,则工作台会产生反向(左) 运动,左口就会成为排油口。
1、双活塞杆液压缸