活塞式液压缸和柱塞式液压缸
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柱塞式液压缸
4.1.2 柱塞式液压缸
柱塞式液压缸是单 作用的，它的回程需要 借助自重或弹簧等其它
q
V
p1 d
外力来完成。如果要获
得双向运动，可将两柱
塞液压缸成对使用为减
轻柱塞的重量，有时制
成空心柱塞。
F
(
p1
p2
)
4
d
2
4q
v d 2
d
p2
q
图4.5 柱塞缸 b)
式中：d—柱塞直径，p1—进油压力，p2—另一缸的回油压力。
三种缸的速度比较
4.1.2 柱塞式液压缸
当活塞式液压缸行程较长时，加工难度大,使得制造成本增 加。
某些场合所用的液压缸并不要求双向控制,柱塞式液压缸正 是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。
A
缸筒
图4.5 柱塞缸
（ a）
pq
柱塞
4.1.2 柱塞式液压缸
如图所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、导套、密 封圈和压盖等零件组成，柱塞和缸筒内壁不接触， 因此缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低。
液压与气压传动
第4章 液压执行元件
4.1.1 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， 其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
1、 双活塞杆液压缸 双活塞杆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。
A F
A
Fv
q P1
v
P2
P2 P1 q
(a)缸筒固定式
D—活塞的直径；
d—活塞杆的直径；
P1、P2—液压缸进、出油腔的压力； Q—输入流量
4.1.1 活塞式液压缸
2、单活塞杆液压缸 单活塞杆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所
示。
A1 D
A2
d
F1
A1
A2
F2
p1
p2
q
(a)无杆腔进油
v1
p2
4.1.2 柱塞式液压缸
双柱塞缸的工作原理
p1
q
v2
(b)有杆腔进油
4.1.1 活塞式液压缸
无杆腔进油 A1
D
A2
d
F1
q p1
p2
(a)无杆腔进油
活塞的运动速度 v1 和推力 F1 分别为:
v1
q A1
4q
D 2
（4.3）
F1
(
p1 A1
p2
A2 )
4
[D2
p1
(D2
d
2)
p2
]
v1
（4.4）
4.1.1 活塞式液压缸
有杆腔进油 A1
A2 F2
p2
p1
q
v2
(b)有杆腔进油
活塞的运动速度 v2 和推力 F2 分别为:
v2
q A2
4q
(D2 d 2)
（4.ห้องสมุดไป่ตู้）
F2
(
p1 A2
p2 A1)
4
[(D2
d2)
p1
D2
p2 ]
（4.6）
4.1.1 活塞式液压缸
比较上述各式，可以看出：v2 >v1 ,F1 > F2 ；液压缸
往复运动时的速度比为：
A1
A2
F3
A1 A2
F3
p1
v3
p1
v3
q
等效
q
(c)差动联接
活塞的运动速度为：
q
4q
v3 A1 A2 d 2
（4.8）
在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连接液 压缸
的推力为：
F3
p1( A1
A2 )
4
d 2 p1
（4.9）
4.1.1 活塞式液压缸 差动连接工作
4.1.1 活塞式液压缸
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。
4.1.1 活塞式液压缸
v2 D2
v1 D2 d 2
（4.7）
上式表明：当活塞杆直径愈小时，速度比接近1，在
两个方向上的速度差值就愈小。
A1
A2
d
A1
A2
D
F1
F2
p1
p2
q
v1
p2
p1
v2
q
(a)无杆腔进油
(b)有杆腔进油
4.1.1 活塞式液压缸
两腔进油, 差动联接
A1
A2
F3
p1
v3
q
差动液压缸
(c)差动联接
(b)活塞杆固定式
4.1.1 活塞式液压缸
双杆活塞缸运动范围 : 受安装方式影响
1）缸体固定： (3倍缸体长) 2） 活塞杆固定： (2倍缸体长)
4.1.1 活塞式液压缸
活塞杆的推力和速度计算：
F A( p1 p2 )
4
(D2
d
2
)(
p1
p2
)
v
q A
4q
(D2 d 2)
式中：A—活塞的有效工作面积；
4.1.2 柱塞式液压缸
柱塞式液压缸是单 作用的，它的回程需要 借助自重或弹簧等其它
q
V
p1 d
外力来完成。如果要获
得双向运动，可将两柱
塞液压缸成对使用为减
轻柱塞的重量，有时制
成空心柱塞。
F
(
p1
p2
)
4
d
2
4q
v d 2
d
p2
q
图4.5 柱塞缸 b)
式中：d—柱塞直径，p1—进油压力，p2—另一缸的回油压力。
三种缸的速度比较
4.1.2 柱塞式液压缸
当活塞式液压缸行程较长时，加工难度大,使得制造成本增 加。
某些场合所用的液压缸并不要求双向控制,柱塞式液压缸正 是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。
A
缸筒
图4.5 柱塞缸
（ a）
pq
柱塞
4.1.2 柱塞式液压缸
如图所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、导套、密 封圈和压盖等零件组成，柱塞和缸筒内壁不接触， 因此缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低。
液压与气压传动
第4章 液压执行元件
4.1.1 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， 其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
1、 双活塞杆液压缸 双活塞杆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。
A F
A
Fv
q P1
v
P2
P2 P1 q
(a)缸筒固定式
D—活塞的直径；
d—活塞杆的直径；
P1、P2—液压缸进、出油腔的压力； Q—输入流量
4.1.1 活塞式液压缸
2、单活塞杆液压缸 单活塞杆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所
示。
A1 D
A2
d
F1
A1
A2
F2
p1
p2
q
(a)无杆腔进油
v1
p2
4.1.2 柱塞式液压缸
双柱塞缸的工作原理
p1
q
v2
(b)有杆腔进油
4.1.1 活塞式液压缸
无杆腔进油 A1
D
A2
d
F1
q p1
p2
(a)无杆腔进油
活塞的运动速度 v1 和推力 F1 分别为:
v1
q A1
4q
D 2
（4.3）
F1
(
p1 A1
p2
A2 )
4
[D2
p1
(D2
d
2)
p2
]
v1
（4.4）
4.1.1 活塞式液压缸
有杆腔进油 A1
A2 F2
p2
p1
q
v2
(b)有杆腔进油
活塞的运动速度 v2 和推力 F2 分别为:
v2
q A2
4q
(D2 d 2)
（4.ห้องสมุดไป่ตู้）
F2
(
p1 A2
p2 A1)
4
[(D2
d2)
p1
D2
p2 ]
（4.6）
4.1.1 活塞式液压缸
比较上述各式，可以看出：v2 >v1 ,F1 > F2 ；液压缸
往复运动时的速度比为：
A1
A2
F3
A1 A2
F3
p1
v3
p1
v3
q
等效
q
(c)差动联接
活塞的运动速度为：
q
4q
v3 A1 A2 d 2
（4.8）
在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连接液 压缸
的推力为：
F3
p1( A1
A2 )
4
d 2 p1
（4.9）
4.1.1 活塞式液压缸 差动连接工作
4.1.1 活塞式液压缸
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。
4.1.1 活塞式液压缸
v2 D2
v1 D2 d 2
（4.7）
上式表明：当活塞杆直径愈小时，速度比接近1，在
两个方向上的速度差值就愈小。
A1
A2
d
A1
A2
D
F1
F2
p1
p2
q
v1
p2
p1
v2
q
(a)无杆腔进油
(b)有杆腔进油
4.1.1 活塞式液压缸
两腔进油, 差动联接
A1
A2
F3
p1
v3
q
差动液压缸
(c)差动联接
(b)活塞杆固定式
4.1.1 活塞式液压缸
双杆活塞缸运动范围 : 受安装方式影响
1）缸体固定： (3倍缸体长) 2） 活塞杆固定： (2倍缸体长)
4.1.1 活塞式液压缸
活塞杆的推力和速度计算：
F A( p1 p2 )
4
(D2
d
2
)(
p1
p2
)
v
q A
4q
(D2 d 2)
式中：A—活塞的有效工作面积；