液压油缸结构分析解析

增力液压缸
其 他 液 压 缸
增压液压缸
伸缩液压缸
多位液压缸
齿条液压缸
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
活塞式液压缸
活塞式液压缸由缸筒、活塞和活塞杆、端盖等 主要部件组成。 活塞式液压缸通常有单杆和双杆两种形式。又 有缸筒固定、活塞移动与活塞杆固定、缸筒移动两 种运动方式。
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
液压缸的类型、特点和基本参数计算
在差动连接时， 差动缸活塞推力F3和运动速度 3 为：
π F3 p1 ( A1 A2 ) p1 d 2 4
π 2 2 q ( D d )3 q q 4 3 π 2 A1 D 4
整理得：
4q 3 2 πd
由上述可知，差动连接比非差动连接时的推力小而运动速度快， 所以，这种连接形式是以减小推力为代价而获得快速运动的。
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
1 与 2 之比称为液压缸的速度比 v
2 v 1
1
，即：
d 1 D
2
(3) 液压缸左右两腔同时进入压力油，即差动连接 在差动连接时，液压缸左右两腔同时进入压力油，但因 为两腔的有效作用面积不等，故活塞向右运动。
4.1
π π π F p D2 p (D2 d 2 ) p (2D2 d 2 ) 4 4 4
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
2.增压缸
D
p1 q1
增压缸结构图
p2 q2
d
4.1
2.增压缸
液压缸的类型、特点和基本参数计算
图示为由活塞缸和柱塞缸组合而成的增压缸，用以使液 压系统中的局部区域获得高压。在这里活塞缸中活塞的有效工 作面积大于柱塞的有效工作面积，所以向活塞缸无杆腔送入低 压油时，可以在柱塞缸那里得到高压油，它们之间的关系为：
b 2 2 T b ( p1 p2 )rdr (R r )( p1 p2 ) r 2
R
角速度
2 πn
2q b( R 2 r 2 )
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
摆动式液压缸结构图
1—隔板 2—缸体 3—转动轴
4—叶片
(a) 单叶片式
(b) 双叶片式
4.1
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
柱 塞 式 液 压 缸 摆 动 式 液 压 缸
单柱塞
柱塞单向作用，依靠外力 使柱塞复位
双柱塞
双柱塞双向作用 输出转轴摆动角度小于 300° 输出转轴摆动角度小于 150°
单叶片
双叶片
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
当液压缸直径受到限制而 长度不受限制时，可获得 大的推力 由两种不同直径的液压缸 组成，可提高B腔中的液 压力 由两层或多层液压缸组成， 可增加活塞行程 活塞A有三个确定的位置 活塞经齿条带动小齿轮， 使它产生旋转运动
液压缸的类型、特点和基本参数计算
其他液压缸
pq
1.增力缸
d
增力缸结构图
D
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
图示为由两个单杆活塞缸串联在一起的增力缸，当压力油通入两 缸左腔时，串联活塞向右运动，两缸右腔的油液同时排出，这种油 缸的推力等于两缸推力的总和。由于增加了活塞的有效面积，因而 使活塞杆上的推力或拉力得到增加。设进油压力为 p ，活塞直径为D， 活塞杆直径为d，不考虑摩擦损失，增力缸的牵引力为
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
2.双杆活塞式液压缸
v F v F v F v F
A
A
p1
l
q
l
q p2
l
A p1 q
l
q p2
l
A
双杆活塞式液压缸及其安装形式
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
双杆活塞式液压缸，活塞两侧都装有活塞杆，由于两腔的有 效面积相等，故活塞往返的作用力和运动速度都相等，即 ：
1
式中
q 4q A1 πD 2
F1——推力； p1——进油压力； p2——回油压力。
1 ——运动速度；
若回油腔直接接油箱，p2≈0，则：
π πD22 F p A p 1 p 1 A 1 1 F 1 1 1 p1 4 D 4
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
(2) 当有杆腔进油、无杆腔回油时
第4章
液压执行元件
液压缸是液压系统的执行元件，它是将液体的 压力能转换成工作机构的机械能，用来实现直线往 复运动或小于360°的摆动。液压缸结构简单、配制 灵活、设计、制造比较容易、使用维护方便，所以 得到了广泛的应用。
4.1 液压缸的工作原理
• 缸筒固定，一腔连续地输入压力油，当油的
压力足以克服活塞杆上的所有负载时，活塞 以速度 连续向另一腔运动，活塞杆对外界 做功 ；反之亦然。
d
v2 A1 A2 F2 v1 A1
v3
v1F3
F1
d
A2 F1
d
D
D
p1
p2
p2
p1
D
q+q' q
q
q
q
q'
q
q
单杆活塞式液压缸
q
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
(1) 当无杆腔进油、有杆腔回油时
F1 p1 A1 p2 A2 p1
π 2 π D p2 (D2 d 2 ) 4 4
活塞杆固定，一腔连续地输入压力油时，则 缸筒向另一方向运动；反之亦然。
4.2
液压缸的类型、特点和基本参数计算
液压缸的类型
名称 活 塞 式 液 压 缸 单作用 单 杆 双 双作用 杆
图型
说明 活塞单向作用，依靠弹簧使 活塞复位 活塞双向作用，左、右移动 速度不等，差动连接时，可 提高运动速度 活塞左、右运动速度相等
1.单杆活塞式液压缸 单杆活塞式液压缸有缸体固定和活塞杆固 定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活 塞运动行程的两倍。由于单杆液压缸左右两腔 的活塞有效作用面积A1和A2不相等，所以，这种 液压缸具有三种连接方式，如图所示。
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
1.单杆活塞式液压缸
v1 A1 F11 v A2 F1
π 2 F A( p1 p2 ) ( D d 2 )( p1 p2 ) 4
q 4q A (D2 d 2 )
此种形式的液压缸在机床中常用。
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
柱塞式液压缸
活塞式液压缸的内壁要求精加工，当液压缸较 长时加工就显得比较困难，因此在行程较长时多采 用柱塞缸。柱塞缸的内壁不需要精加工，只需要对 柱塞杆进行精加工，它结构简单，制造方便，成本 低。
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
柱塞缸的结构如图所示。它由缸体、柱塞、导套、密封圈、压盖 等零件组成。
v F
v F
v F
pq
pq
柱塞式液压缸示意图
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
摆动式液压缸
摆动式液压缸又称为摆动液压马达或回转液压缸，它把油液的 压力能转变为摆动运动的机械能。常用的摆动式液压缸有单叶片和 双叶片两种。 单叶片摆动式液压缸 转矩
π π F2 p1 A2 p2 A1 p1 (D2 d 2 ) p2 D2 4 4
2
式中
q 4q A2 π ( D 2 d 2 )
F1——推力； p1——进油压力； p2——回油压力。
2 ——运动速度；
若回油腔直接接油箱，p2≈0，则：
ππ 2 2 F p A p ( D d )2) 2 2 p 2 1 1 A F p ( D d 2 2 1 44 1
π 2 π D p1 d 2 p2 4 4
D p2 p1 Kp1 d
2
其中：D、d——活塞、柱塞的直径；
K——增压比K=D2/d2
4.1
液压缸的类型、特点和基本参数计算
3. 伸缩式液压缸
B 1 2 3 A
1—活塞 2—活塞 3—缸体
伸缩式液压缸示意图
ຫໍສະໝຸດ Baidu