液压传动第5章 液压缸

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,*,请,继续学习第五章,1,第五章 液压缸,2,液压缸是液压系统中的执行元件。它是一种把液体的压力能转换成机械能以实现直线或往复运动的能量转换装置。,前 言,特点,液压缸结构简单，工作可靠，在液压系统中得到了广泛的应用。,3,5,1,液压缸的类型和特点,一、活塞缸,、双杆活塞缸,1,、缸筒固定的双杆活塞缸：,4,1,）、进、出油口布置在缸筒两端；,2,）、两活塞杆的直径一般相等；,3,）、当工作压力,P,1,和输入流量,q,不变时，两个方向上输出的推力和速度相等。,结构特点,5,式中：,A,活塞的有效面积；,d,活塞杆直径；,D,活塞直径。,4,）、这种安装使工作台的移动范围约为活塞有效行程的,3,倍，占地面积大，宜用于小型设备。,6,2,、活塞杆固定的双杆活塞缸,7,1,）、进、出油口可布置在活塞杆两端，也可布置在缸筒两端；,2,）、移动范围为缸筒有效行程的二倍，故适用于较大型的设备；,3,）、两活塞杆的直径相等；,4,）、两个方向上输出的推力和速度与活塞杆固定时相同。,结构特点,8,可将双杆活塞缸设计成一,个活塞杆受拉，而另一个活塞,杆不受力，所以活塞杆可做得,细一些。,职能符号：,注意,9,、单杆活塞缸：,10,1,、进、出油口的布置根据安装方式而定；,2,、可以缸筒固定，也可活塞杆固定；,3,、工作台移动范围是活塞（缸筒）有效行程的二倍；,4,、两个方向上输出的推力和速度不相等；,结构特点,11,12,5,、速度比：,两个方向上的输出速度,v,2,和,v,1,的比值称为速度比。即：,6,、差动缸：,单杆活塞缸在其左右两腔都通高压油时，称为,差动连接,，这时称作,差动缸。,13,1,）、差动连接只能向一个方向运动，反向运动时再接入非差动连接；,14,2,）、输出的推力和速度。,结论,单杆活塞缸职能符号,较大提高速度，推力下降很大,。,15,二、柱塞缸,1,、只能实现一个方向的运动，反向运动要靠外力；,16,2,、柱塞与缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不须精加工；,3,、适合于行程较长的场合；,4,、输出的推力和速度：,式中：,d,柱塞的直径,17,柱塞缸的职能符号,18,三、其它液压缸,1,、增压缸：,由活塞缸和柱塞缸组成。,工作原理：,利用活塞与柱塞有效面积之差使液压系统中的局部区域获得高压。,19,当,D d,时，,p,3,p,1,。,2,、,伸缩缸,:,由两个或多个活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞是后一级活塞缸的缸筒，伸出时可获得很长的工作行程，缩回时可保持很小的尺寸。,20,3,、齿轮缸：,由两个柱塞缸和一套齿轮齿条传动装置组成。柱塞的移动经齿轮齿条传动装置变成齿轮的 转动。,21,5,2,液压缸的设计与计算,一、设计时应注意的问题,1,、尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大负载或在受压状态下具有良好的纵向稳定性；,2,、考虑液压缸的制动问题和排气问题；,3,、正确确定液压缸的安装，固定方式,（只能一端定位）,；,22,4,、液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽可能做到结构简单、紧凑、加工、安装维修方便。,二、液压缸主要尺寸的确定,D,：,液压缸缸筒内径或活塞直径。根据公式算定后，再选靠近的标准值,。,d,：,活塞杆的直径。根据推荐值选取,。,L,：,缸筒的长度。由最大行程确定，一般,L20D,。,23,三、强度校核,1,、缸筒壁厚,：,1,）、,薄壁（,D/,10),：,2,）、厚壁（,D/,1,2,时：,27,2,、若,/r,k,1,2,时且,1,2,=20,120,时：,式中：,安装长度；,r,k,活塞杆横截面最大回转半径,；,1,和,2,柔性系数和末端系数；,E,活塞杆材料的弹性模量；,J,活塞杆横截面惯性矩；,A,活塞杆横截面积；,a,系数；,f ,由材料强度决定的实验值。,28,五、缓冲计算,1,、活塞杆与缸筒凹部未接触时：,p,c,=0,31,29,2,：活塞杆与缸筒凹部接触时,被压腔（缓冲腔）内产生的液压能：,工作部件产生的机械能：,若制动：,E,1,=E,2,30,1),、缓冲装置为节流口可调式,2,）、缓冲装置为节流口变化式：,29,p,cmax,=,31,4-1,、附图所示三个液压缸的缸筒和活塞杆直径都是,D,和,d,，,当输入压力油的流量都是,q,时，试说明各缸筒的移动速度，移动方向和活塞杆的受力情况。,32,解：,a).,移动速度：,v=4q/,(D,2,-d,2,),移动方向：缸筒向左移动,活塞杆的受力：受拉；,F=,(D,2,-d,2,)p/4,b).,移动速度：,v=4q/,d,2,移动方向：缸筒向右移动,活塞杆的受力：受压；,F=,d,2,p/4,c).,移动速度：,v=4q/,d,2,移动方向：缸筒向右移动,活塞杆的受力：受压；,F=,d,2,p/4,33,4-2,、附图示两结构相同的串联液压缸，,A,1,=100cm,2,，,A,2,=80cm,2,，,p,1,=910,5,Pa,，,q,1,=12L/min,，,当不计摩擦损失和泄漏时，问：,1.,两缸负载相同时的负载和速度各为多少？,2.,缸,1,不受负载时，缸,2,能承受多少负载？,3.,缸,2,不受负载时，缸,1,能承受多少负载？,34,q,1,解：,1),、,p,1,A,1,=p,2,A,2,+F,1,p,2,A,1,=F,2,F,1,=F,2,F,1,=F,2,=p,1,A,1,/(1+A,2,/A,1,),=910,5,100 10,-4,/(1+80/100)=5000N,35,V,1,=q,1,/A,1,=12 10,3,/100=120cm/min=0.02m/s,V,2,=v,1,A,2,/A,1,=120 80/100=96cm/min=0.016m/s,2)、p,1,A,1,=p,2,A,2,p,2,A,1,=F,2,F,2,=p,1,A,1,2,/A,2,=910,5,100 100 10,-4,/80=11250N,p,1,A,1,=p,2,A,2,+F,1,p,2,A,1,=0,F,1,=p,1,A,1,=910,5,100 10,-4,=9000N,36,