第四章液压缸(流体传动)技术分析.ppt

重庆大学机械工程学院 主讲：刘振军 博士 教授 流体传动与控制 2011年9月 第4章 液压缸 功用：将压力能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动。 4.1 类型及特点 结构形式 活塞式 柱塞式 组合式 单作用式 作用方式 双作用式 只有一腔能进出压力油，活塞（缸体）只能依靠液压力作单向运动，回程需借助自重/外力的液压缸 单作用式 单作用式又分为 无弹簧式 附弹簧式 柱塞式 4.1 类型及特点 两腔均能进出压力油，活塞（缸体）能作正、反两个方向移动。 双作用式又分两种 双作用式 双杆形 单杆形 4.1 类型及特点 柱塞式液压缸 单活塞杆式液压缸 双活塞杆式液压缸 伸缩式液压缸 4.1 类型及特点 单活塞杆式液压缸 双活塞杆式液压缸 伸缩式液压缸 弹簧复位式液压缸 4.1 类型及特点 增压缸 串联式液压缸 齿轮缸 4.1 类型及特点 摆动缸 4.1 类型及特点 4.1 类型及特点 4.1 类型及特点 1.活塞缸 单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。两端进出油口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。 4.1 类型及特点 4.1 类型及特点 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： v1 = Q/A1 = 4 Q/πD2 (向左） v2 = Q/A2 = 4 Q/π(D2-d2) (向右） 当供油压力 p 一定，回油压力为零时作用力 F1 = p.A1 = p.πD2/4 (向右） F2 = p.A2 = p.π(D2-d2)/4 (向左） 4.1 类型及特点 当差动连接时，作用力为： F3 = p(A1-A2) = p.(πd2/4) 速度: v3 = (Q+Q2)/A1 = (Q+v3.A2)/A1 v3 = Q/(A1-A2) = 4Q/πd2 4.1 类型及特点 4.1 类型及特点 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。 4.1 类型及特点 双活塞杆式液压缸 1—活塞杆 2—堵头 3—托架 4、17—V形密封圈 5、14—排气孔 6、19—导向套 7—O形密封圈 8—活塞 9、22—锥销 10—缸体 11、20—压板 12、21—钢丝环 13、23—纸垫 15—活塞杆 16、25—压盖1 8、24—缸盖 双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出，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。 4.1 类型及特点 4.1 类型及特点 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/? (D2-d2) F = p.A = p . ? (D2-d2) /4 这种液压缸在传动时活塞杆只承受拉力，多数用于机床。 4.1 类型及特点 2. 柱塞式液压缸 柱塞式液压缸特点 (1) 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； 4.1 类型及特点 (2) 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； (3) 工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度； (4) 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。 柱塞上有效作用力F为： 柱塞运动速度为： 4.1 类型及特点 3. 伸缩式液压缸 具有二级或多级活塞，如伸缩式缸活塞伸出顺序从大到小，而空载缩回的顺序则一般从小到大。可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。常用于工程机械和农业机械上。 4.1 类型及特点 4.1 类型及特点 4.1 类型及特点 缸筒 主要是由钢材制成，工作压力p＜10MPa 铸铁缸筒 10MPa≤p＜20MPa 无缝钢管 p≥20MPa 铸钢或锻钢 4.2 液压缸的典型结构 缸筒内要经过精细加工，表面粗糙度Ra0.08?m，以减少密封件的摩擦。 通常由钢材制成，有前端盖和后端盖，安装在缸筒的前后两端，盖板和缸筒的连接方法有焊接、拉杆、法兰、罗纹连接等。 4.2 液压缸的典型结构 缸盖 活塞 活塞的材料通常用钢或铸铁，也可采用铝合金。活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为