第4章液压与气压传动执行元件

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1、液压缸的分类液压缸的分类按结构形式分：按结构形式分：活塞缸活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸又分单杆活塞缸、双杆活塞缸柱塞缸柱塞缸摆动缸摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸按作用方式分：按作用方式分：单作用液压缸单作用液压缸 一个方向的运动依靠液压作用一个方向的运动依靠液压作用力实现，另一个方向依靠弹簧力、重力等实现；力实现，另一个方向依靠弹簧力、重力等实现；双作用液压缸双作用液压缸 两个方向的运动都依靠液压作两个方向的运动都依靠液压作用力来实现；用力来实现；复合式缸复合式缸 活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与柱塞缸的组合、活塞缸与机械

2、结构的组合等。柱塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等。 双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出，根据安装方双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出，根据安装方式不同又分为活塞杆固定式和缸筒固定式两种。式不同又分为活塞杆固定式和缸筒固定式两种。 图图双杆活塞缸的速度推力特性双杆活塞缸的速度推力特性v q / A 4 qv /（D 2 d 2） 缸在左右两个方向上输出的速度相等，缸在左右两个方向上输出的速度相等，v为缸的容积效率。为缸的容积效率。F A（p1 p2）m（D 2d 2）（）（p1 p2）m /4 缸在左右两个方向上输出的推力相等，缸在左右两个方向上输出的推力相等，m为缸的机械效率。为缸的机械效率。

3、 当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的三倍；当活塞杆固定时，运动部件移动范围是活塞有效三倍；当活塞杆固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的两倍行程的两倍 。 单杆活塞缸速度推力特性单杆活塞缸速度推力特性向右运动速度向右运动速度 v1 qv /A1 4 qv /D 2 向右运动推力向右运动推力 F1 （A1p1 A2p2）m 向左运动速度向左运动速度 v2 qv /A2 4 qv /（D 2 d 2） 向左运动推力向左运动推力 F2 （A2 p1 A1p2）m 往返速比往返速比 v v2 / v11/1（d /D）2 式中式中v为缸的容积

4、效率，为缸的容积效率，m为缸的机械效率为缸的机械效率 单杆活塞缸只有一单杆活塞缸只有一端带活塞杆，它也有端带活塞杆，它也有缸筒固定和活塞杆固缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，两定两种安装方式，两种方式的运动部件移种方式的运动部件移动范围均为活塞有效动范围均为活塞有效行程的两倍。行程的两倍。图图1、图图2运动速度运动速度 v3（q q）/ A1（q A2v3）/ A1 整理得：整理得：v3 q /（A1A2）4 q /d 2 如果要求如果要求 差动缸向右运动速度差动缸向右运动速度v3非差动连接向左运非差动连接向左运动速度动速度 v2 则则 D =2 1/2 d 活塞推力活塞推力 F3 p1（A1

5、A2）m 三种进回油方式比较三种进回油方式比较 单活塞杆缸两腔同时单活塞杆缸两腔同时通压力油，称为差动连通压力油，称为差动连接。差动连接的缸只能接。差动连接的缸只能一个方向运动。图示为一个方向运动。图示为向右运动。向右运动。 图图柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸的速度推力特性柱塞缸的速度推力特性柱塞运动速度柱塞运动速度 v qv /A 4 qv /d 2柱塞推力柱塞推力 F pAmp（d 2 / 4 ）mn 柱塞缸的特点柱塞缸的特点 图图n 柱塞与缸筒无配柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔合关系，缸筒内孔不需精加工，只是不需

6、精加工，只是柱塞与缸盖上的导柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。向套有配合关系。n 为减轻重量，减为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞少弯曲变形，柱塞常做成空心。常做成空心。单叶片式单叶片式 摆动角度较大，可达摆动角度较大，可达300输出转矩输出转矩 T（R22R12）pmb / 2 输出角速度输出角速度 2qv / b（R22 R12） 双叶片式双叶片式 摆动摆动角度一般小于角度一般小于150。但在相同条件下，输但在相同条件下，输出转矩是单叶片摆动出转矩是单叶片摆动缸的两倍，输出角速缸的两倍，输出角速度是单叶片缸的一半。度是单叶片缸的一半。 当通入液压油，它的主当通入液压油，它的主轴能输出小于轴能输出

7、小于360的摆动的摆动运动的缸称为摆动式液压缸。运动的缸称为摆动式液压缸。常用于辅助装置，如送料和常用于辅助装置，如送料和转位装置、液压机械手及间转位装置、液压机械手及间歇进给机构。歇进给机构。 摆动缸动画摆动缸动画 增压比为大活塞与小柱塞的面积比增压比为大活塞与小柱塞的面积比 KD 2/d 2 小柱塞缸输出的压力小柱塞缸输出的压力 pb paKm增压能力是在降低有效流量的基础上得到的。增压能力是在降低有效流量的基础上得到的。增压缸作为中间环节，用在低压系统要求有局部高压增压缸作为中间环节，用在低压系统要求有局部高压油路的场合。油路的场合。 增压缸是活塞增压缸是活塞缸与柱塞缸组成缸与柱塞缸组成

8、的复合缸，但的复合缸，但它它不是能量转换装不是能量转换装置，只是一个增置，只是一个增压器件。压器件。 增压缸动画增压缸动画当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；缩回时，活塞则由小到当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；缩回时，活塞则由小到大依次收回。各级压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。大依次收回。各级压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。 它由两个或多个活塞式它由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次缸的缸筒。各级活塞依次

9、伸出可获得很长的行程，伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。寸很小。 除除双作用伸缩液压缸双作用伸缩液压缸外，外，还有还有单作用伸缩液压缸单作用伸缩液压缸，它与双作用不同点是回程它与双作用不同点是回程靠外力，而双作用靠液压靠外力，而双作用靠液压作用力。作用力。齿条活塞缸的速度推力特性齿条活塞缸的速度推力特性输出转矩输出转矩 TMp（/ 8）D 2 D im输出角速度输出角速度 8 qv / D 2 D i式中式中 p 为缸左右两腔压力差，为缸左右两腔压力差，D 为活塞直径，为活塞直径，D i为齿轮分度圆直径。为齿轮分度圆直径。 齿条活塞缸是活塞齿条活塞缸是活

10、塞缸与齿轮齿条机构组缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。它将成的复合式缸。它将活塞的直线往复运动活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运转变为齿轮的旋转运动，用在机床的进刀动，用在机床的进刀机构、回转工作台转机构、回转工作台转位、液压机械手等。位、液压机械手等。增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提下，使执行元件获得尽可能大的工作速度。下，使执行元件获得尽可能大的工作速度。n 增速缸也是活塞缸与柱塞缸组增速缸也是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，活塞缸的活塞内腔成的复合缸，活塞缸的活塞内腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒