第四章液压缸(流体传动)

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1、重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院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流体传动与控制2011年9月重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院2第第4章章 液压缸液压缸重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院3功用功用：将压力能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复：将压力能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动。运动。4.1 类型及特点类型及特点结构形式结构形式活塞式活塞式柱塞式柱塞式组合式组合式单作用式单作用式作用方式作用方式双作用式双作用式重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院4 只有一腔能进出压力油，活塞（缸体）只能依靠液压力只有一腔能

2、进出压力油，活塞（缸体）只能依靠液压力作单向运动，回程需借助自重作单向运动，回程需借助自重/ /外力的液压缸外力的液压缸单作用式单作用式单作用式又分为单作用式又分为无弹簧式无弹簧式附弹簧式附弹簧式柱塞式柱塞式4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院5 两腔均能进出压力油，活塞（缸体）能作正、反两个方向两腔均能进出压力油，活塞（缸体）能作正、反两个方向移动。移动。双作用式又分两种双作用式又分两种双作用式双作用式双杆形双杆形单杆形单杆形4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院6柱塞式液压缸柱塞式液压缸单活塞杆式液压缸单活塞杆式液压缸双活塞杆式

3、液压缸双活塞杆式液压缸伸缩式液压缸伸缩式液压缸4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院7单活塞杆式液压缸单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸伸缩式液压缸伸缩式液压缸弹簧复位式液压缸弹簧复位式液压缸4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院8增压缸增压缸串联式液压缸串联式液压缸齿轮缸齿轮缸4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院9摆动缸摆动缸4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院104.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院114.1 类型及特点类

4、型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院121-缸底 2-弹簧挡圈 3-套环 4-卡环 5-活塞 6- 型密封圈 7-支承环 8-挡圈 9-形密封圈 10-缸筒 11-管接头 12-导向套 13-缸盖 14-防尘圈 15-活塞杆 16-定位螺钉 17-耳环 1.1.活塞缸活塞缸 单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。两端进出油口单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。两端进出油口A和和B都都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院13重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院

5、144.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院15当供给液压缸的流量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：一定时，活塞两个方向的运动速度为：v1 = Q/A1 = 4 Q/D2 (向左）向左）v2 = Q/A2 = 4 Q/(D2-d2) (向右）向右）当供油压力当供油压力 p 一定，回油压力为零时作用力一定，回油压力为零时作用力F1 = p.A1 = p.D2/4 (向右）向右）F2 = p.A2 = p.(D2-d2)/4 (向左）向左）A1 F3A2dv1Dv2F14.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院16当差动连接

6、时，作用力为：当差动连接时，作用力为：F3 = p(A1-A2) = p.(d2/4)速度速度: v3 = (Q+Q2)/A1 = (Q+v3.A2)/A1v3 = Q/(A1-A2) = 4Q/d2 差动连接的单活塞杆液压缸P2QA1Q1P1Q2A2F3V34.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院174.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院18 单活塞杆液压缸可以是缸筒固定，活塞运动；也可以是活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，液压缸运动所塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式

7、，液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。占空间长度都是两倍行程。单 活 塞 杆 液 压 缸 运 动 所 占 空 间4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院19双活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸11活塞杆活塞杆 22堵头堵头 33托架托架 4 4、17V17V形密封圈形密封圈 5 5、1414排气孔排气孔 6 6、1919导向套导向套 7O7O形密封圈形密封圈 88活塞活塞 9 9、2222锥销锥销 1010缸体缸体 1111、2020压板压板 1212、2121钢丝环钢丝环 1313、2323纸垫纸垫 1515活塞杆活塞杆 1616、2525压盖压盖1 81 8、242

8、4缸盖缸盖 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。间隙密封。4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院201活塞杆 2压盖 3缸盖 4缸筒 5活塞 6密封圈双活塞杆液压缸结构4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院21 双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效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

9、复运动时两个方向面积相同。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。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。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 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院222. 柱塞式液压缸柱塞式液压缸柱塞式液压缸特点柱塞式液压缸特点(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；动，柱塞回程要靠其它外

10、力或柱塞的自重；4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院23(2) 柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，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；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；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。密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。柱塞上有效作用力柱塞上有效作用力F为：为：24p dFpA24QQvAd柱塞

11、运动速度为：柱塞运动速度为：4.1 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院241活塞 2套筒 3O形密封圈 4缸筒 5缸盖伸缩式液压缸结构示意图3. 伸缩式液压缸伸缩式液压缸 具有二级或多级活塞，如伸缩式缸活塞伸出顺序从大到小，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。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 类型及特点类型及特点重庆大学机械工程学院重庆大学机械工程学院254.1