第四章液压缸_龙水根_液压传动

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 液压缸,液压缸的类型和工作原理,液压缸的设计和计算,液压缸,是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。,4-1,液压缸的类型和工作原理,根据常用液压缸的结构形式，可将其分为四种类型,：,活塞式,柱塞式,伸缩式,摆动式,单活塞杆式,双活塞杆式,一、活塞式液压缸,单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口,A,和,B,都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。,1、单活塞杆液压缸,参照下图，当供给液压缸的流量,Q,一定时，活塞两个方向的运动速度为：,V,1,=Q/A,1,=4Q/D,2,(,向左）,V,2,=Q/A,2,=4Q/(D,2,-d,2,)(,向右）,当供油压力,p,一定，回油压力为零时 作用力：,F,1,=p,.,A,1,=p,.,D,2,/4(,向右）,F,2,=p,.,A,2,=p,.,(D,2,-d,2,)/4(,向左）,当其,差动连接,时，作用力为：,F,3,=p(A,1,-A,2,)=p,.,(,d,2,/4),速度:,v,3,=(Q+Q,2,)/A,1,=(Q+v,3,.,A,2,)/A,1,所以,v,3,=Q/(,A,1,-A,2,)=4Q/,d,2,符号意义参阅下图,单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。（见下图）,双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效面积相同。如果供油压力不变，那么活塞反复运动时两个方向的作用力和速度相等。,v=Q/A=4Q/,(D,2,-d,2,),F=p,.,A=p,.,(D,2,-d,2,)/4,v,活塞（或缸筒）运动速度；,Q,供油流量；,F,活塞（或缸筒）上的作用力；,p,供油压力；,A,活塞有效面积；,D,活塞直径；,d,活塞杆直径。,这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，多数用于机床。,2、双活塞杆液压缸,双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，如图所示。其组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接，活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。,双活塞缸机构示意,将缸筒固定在床身上，活塞杆和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为活塞有效行程的三倍（见图,A）。,一般多用于小机床；反之，将活塞杆固定在床身上，缸筒和工作台相联接时，工作台运动所占空间长度为液压缸有效行程的两倍（见图,B），,适用于中型及大型机床。,二、柱塞式液压缸,柱塞式液压缸结构,（）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,塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；,（）柱塞只靠缸套支承而不与缸套,接触，这样缸套极易加工，故适于做,长行程液压缸；,（）工作时柱塞总受压，因而它必须,有足够的刚度；,（）柱塞重量往往较大，水平放置时,容易因自重而下垂，造成密封件和导向,单边磨损，故其垂直使用更有利。,柱塞式液压缸特点：,柱塞上有效作用力,F,为：,F=p,.,A=,柱塞运动速度为：,v=,式中,d,柱塞直径；其它符号意义同前。,A,d,2,p,.,d,2,4,Q,4Q,三、伸缩式液压缸,伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，如图所示。伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。,摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。图中定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根据进油方向，叶片将 带动转 子作往 复摆动。,四、摆动式液压缸,如图所示，若输入液压油的流量为,Q,和摆动轴输出的角速度,之间的关系为：,Q=/4(D,2,-d,2,)b,.,n=(b/8)(D,2,-d,2,),所以,8,Q/b(D2-d2),式中,n,摆动轴的转速(,n=/2)；,b,叶片宽度；,D、d,见图。,结束,4-2,液压缸的设计和计算,一、液压缸主要尺寸的确定,液压缸的设计和计算是在对整个液压系统进行工况分析，计算了最大负载力，先定了工作压力的基础上进行的（详见第十一章）。因此，首先要根据使用要求确定结构类型，在按照负载情况，运动要求决定液压缸的主要结构尺寸，最后进行结构设计。,二、液压缸结构设计中的几个基本问题,1,、,工作压力的选取,根据液压缸的实际工况，计算出外负载大小，然后参考下表选取适当的工作力。,一、液压缸主要尺寸的确定,2、活塞杆直径,d,与缸筒内径,D,的计算,受拉时：,d=(0.3-0.5)D,受压时：,d=(0.5-0.55)D(p,1,5mpa),d=(0.6-0.7)D (5mpa p,1,7mpa),3、液压缸缸筒壁厚和外径的计算,缸筒最薄处壁厚：,p,y,D,/2(,),缸筒壁厚；,D,缸筒内径；,p,y,缸筒度验压力，当额定压,P,n,160 x10,5,P,a,时，,Py,=1.25Pn；,(,),缸筒材料许用应力。(,)=,b,/n。,5、,液压缸缸筒长度的确定,缸筒长度根据所需最大工作行程而定。活塞杆长度根据缸筒长度而定。对于工作行程受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞杆直径之比大于15时，应按材料力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算。,4、,活塞杆的计算,直径强度校核：,d4,F,/(,),1/2,d,活塞杆直径；,F,液压缸的负载；,(,),活塞杆材料许用应力，(,)=,b,/n。,1、液压缸的缓冲,液压缸中使用的缓冲装置，常见的有环状间隙式，节流口可调式或外加缓冲回路等。,二、液压缸结构设计中的几个基本问题,2、液压缸的排气,为了排除聚集在液压缸内的空气，可在缸的两端最高部位各装一只排气塞。,排气塞结构,结束,