液压缸原理讲解
合集下载
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)。
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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
21
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)；
L
2012-8
东昌学院·机电工程系
6
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。
L
2012-8
东昌学院·机电工程系
7
(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
c.这种缸的活塞推力计算公式为：
F3
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 p2
4
[(D2
d 2 ) p1
D2 p2 ]
4
d
2
p1
由此可见F2=F3，差动液压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。
液压传动
东昌学院·机电工程系 崔传辉
第四章 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较小的往复摆动，这就 是动力油缸。
2012-8
东昌学院·机电工程系
2
第一节 液压油缸的类型
一、分类 单作用油缸
活塞式 柱塞式
伸缩式
动力油缸
双作用油缸
单活塞杆 差动 双活塞杆 伸缩式 串联
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
）的关系，差动连接的运 2
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；
2012-8
东昌学院·机电工程系
18
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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
19
(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
2012-8
东昌学院·机电工程系
20
三、柱塞式液压缸
2012-8
东昌学院·机电工程系
11
(3)安装方式
2012-8
东昌学院·机电工程系
12
(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
2012-8
东昌学院·机电工程系
14
③v2、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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
15
例：液压刨床
2012-8
东昌学院·机电工程系
16
(5)差动液压缸
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。
F1
p1A1
A2 p2
4
[
D
2
p1
(D2
d 2 ) p2 ]
4q
v1 D2
2012-8
东昌学院·机电工程系
13
②从小腔进油，大腔回油，则有
F2
p1 A2
A1 p2
4
[( D2
d 2 ) p1
D2 p2 ]
v2
4q (D2
d2)
式中，F1 、F2-压力油进入大腔、 小腔时活塞的推力或拉力； v1、 v2为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。
以运动形式分 两种：
往复直线运动
组合油缸
增压 多位 齿条传动
往复摆动
摆动油缸
单叶片式 双叶片式
2012-8
东昌学院·机电工程系
3
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腔时，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。缸右 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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
4
1.双活塞杆液压缸
缸的职能符号： (1)结构特点： 两侧有效工作面积一样。
2012-8
东昌学院·机电工程系
5
(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。
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：
v3
q
q A1
q v3 A2 A1
pq
q` v3
q 4q
v3 A1 A2 d 2
2012-8
东昌学院·机电工程系
17
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：
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
v
q
1 （D2
d 2)
4
式中：p-供油压力；A-活塞有效面积；q-供油量；d-活塞杆 直径；D-活塞直径。
2012-8
东昌学院·机电工程系
8
2.单活塞杆液压缸
(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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
9
(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：
2012-8
东昌学院·机电工程系
10
(2)工作原理
无杆腔 进油腔
有杆腔 回油腔
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
21
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)；
L
2012-8
东昌学院·机电工程系
6
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。
L
2012-8
东昌学院·机电工程系
7
(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
c.这种缸的活塞推力计算公式为：
F3
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 p2
4
[(D2
d 2 ) p1
D2 p2 ]
4
d
2
p1
由此可见F2=F3，差动液压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。
液压传动
东昌学院·机电工程系 崔传辉
第四章 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较小的往复摆动，这就 是动力油缸。
2012-8
东昌学院·机电工程系
2
第一节 液压油缸的类型
一、分类 单作用油缸
活塞式 柱塞式
伸缩式
动力油缸
双作用油缸
单活塞杆 差动 双活塞杆 伸缩式 串联
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
）的关系，差动连接的运 2
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；
2012-8
东昌学院·机电工程系
18
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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
19
(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
2012-8
东昌学院·机电工程系
20
三、柱塞式液压缸
2012-8
东昌学院·机电工程系
11
(3)安装方式
2012-8
东昌学院·机电工程系
12
(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
2012-8
东昌学院·机电工程系
14
③v2、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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
15
例：液压刨床
2012-8
东昌学院·机电工程系
16
(5)差动液压缸
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。
F1
p1A1
A2 p2
4
[
D
2
p1
(D2
d 2 ) p2 ]
4q
v1 D2
2012-8
东昌学院·机电工程系
13
②从小腔进油，大腔回油，则有
F2
p1 A2
A1 p2
4
[( D2
d 2 ) p1
D2 p2 ]
v2
4q (D2
d2)
式中，F1 、F2-压力油进入大腔、 小腔时活塞的推力或拉力； v1、 v2为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。
以运动形式分 两种：
往复直线运动
组合油缸
增压 多位 齿条传动
往复摆动
摆动油缸
单叶片式 双叶片式
2012-8
东昌学院·机电工程系
3
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腔时，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。缸右 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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
4
1.双活塞杆液压缸
缸的职能符号： (1)结构特点： 两侧有效工作面积一样。
2012-8
东昌学院·机电工程系
5
(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。
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：
v3
q
q A1
q v3 A2 A1
pq
q` v3
q 4q
v3 A1 A2 d 2
2012-8
东昌学院·机电工程系
17
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：
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
v
q
1 （D2
d 2)
4
式中：p-供油压力；A-活塞有效面积；q-供油量；d-活塞杆 直径；D-活塞直径。
2012-8
东昌学院·机电工程系
8
2.单活塞杆液压缸
(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。
2012-8
东昌学院·机电工程系
9
(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：
2012-8
东昌学院·机电工程系
10
(2)工作原理
无杆腔 进油腔
有杆腔 回油腔
ห้องสมุดไป่ตู้
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。