液壓缸結(jié)構(gòu)及原理.ppt

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1、第5章液壓缸第４章　液壓缸液壓缸是完成往復(fù)直線運動的執(zhí)行元件，它是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，其輸入?yún)?shù)主要是壓力和流量，輸出參數(shù)主要是力和位移。液壓缸結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，應(yīng)用廣泛。第４章　液壓缸第４章　液壓缸液壓缸的類型較多，按其作用方式分類，可分為單作用式和雙作用式兩大類。單作用式液壓缸在液壓力作用下只能朝著—個方向運動，其反向運動需要依靠重力或彈簧等外力實現(xiàn)。雙作用式液壓缸依靠液壓力可實現(xiàn)正、反兩個方向的運動。液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為活塞式、柱塞式，擺動式、伸縮式等形式，其中以活塞式液壓缸應(yīng)用最多。活塞式液壓缸有雙桿活塞缸和單桿活塞缸兩種結(jié)構(gòu)。雙桿活

2、塞缸的兩端都有活塞桿伸出，按其安裝方式的不同，有缸固定和桿固定兩種。4.1.1活塞式液壓缸4.1液壓缸的類型與特點1.雙桿活塞缸第４章　液壓缸⑴雙桿活塞缸采用缸固定如圖4-1所示，液壓缸的缸筒1、活塞2、活塞桿3和工作臺4，工作臺與活塞桿連接成一體。若油液進入液壓缸的左腔，液壓缸右腔的油液回油箱，則在油液壓力的作用下，活塞連同工作臺一起向右運動。若改變油液進、出液壓缸的方向，則液壓缸及工作臺一起向左運動，圖中虛線位置。從圖4-1可知，雙桿活塞缸采用缸固定其工作臺的最大活動范圍約為活塞有效行程的三倍。因此這種安裝方式占地面積較大，常用于小型機床設(shè)備。圖4-1雙桿活塞缸采用缸固定1

3、－缸筒2－活塞3－活塞桿4－工作臺第４章　液壓缸第４章　液壓缸⑵雙桿活塞缸采用桿固定如圖4-2所示，圖4-2a中，活塞桿3為實心并且固定，缸筒1和工作臺4連接在一起，若油液進入液壓缸的左腔，液壓缸的右腔回油箱，則在油液壓力的作用下，缸筒和工作臺一起向左運動。但是，由于缸筒是運動的，與其相連的進、出油管需要采用軟管連接。為了避免油管運動，可將活塞桿做成空心的，如圖4-2b所示，此時油管與活塞桿相連。從圖4-2可以看出，這種活塞缸工作臺的最大活動范圍約為液壓缸有效行程的兩倍，因此占地面積較小，適用于中型及大型機床。第４章　液壓缸圖4-2雙桿活塞缸采用桿固定a)實心雙桿式b)空心雙桿

4、式1－缸筒2－活塞3－活塞桿4－工作臺a)b)第４章　液壓缸第４章　液壓缸⑶雙桿活塞缸的推力及速度的計算，一般情況下兩個活塞桿的直徑相等，當(dāng)液壓缸一腔進油而另一腔回油時，兩個方向的運動速度和推力是相等的。當(dāng)油液的輸入流量為q、輸入壓力為p1和輸出壓力為p2時，液壓缸的推力F和速度v分別為：(4-1)(4-2)式中A——活塞的有效工作面積，A=π(D2-d2)/4；p1——液壓缸的進油腔壓力；p2——液壓缸的回油腔壓力，若液壓缸的出口直接接油箱，p2≈0；D——活塞的直徑；d——活塞桿的直徑；F——液壓缸的推力；v——液壓缸的運動速度；q——輸入液壓缸的流量。第４章　液壓缸(4-

5、3)式中Al——無桿腔的有效工作面積，A1=πd2/4；。2.單桿活塞缸單桿活塞缸也有缸固定式和桿固定式兩種安裝方式，無論是缸固定還是桿固定，其工作臺的最大活動范圍約為活塞有效工作行程的兩倍。單桿活塞缸左右兩腔的有效工作面積不相等，因此，兩個方向產(chǎn)生的推力和速度也都不相等。下面以缸固定式為例分別予以討論。⑴無桿腔進油，如圖4-3a所示，液壓油從無桿腔進入，其進油壓力為p1、流量為q，有桿腔回油，其回油壓力為p２，推動活塞向右運動，則液壓缸產(chǎn)生的推力F1和速度v1為：(4-4)A2——有桿腔的有效工作面積，A2=(4-3)第４章　液壓缸a)b)c)a)無桿腔進油b)有桿腔進油c)

6、差動連接圖4-3單桿活塞缸第４章　液壓缸第４章　液壓缸第４章　液壓缸第４章　液壓缸，如圖4-3b所示，液壓油從有桿腔進入，其壓力為p1、流量為q，無桿腔回油，其壓力為p2，推動活塞向左運動。則液壓缸產(chǎn)生的推力F2和速度v2為：(4-5)(4-6)如果把兩個方向上輸出速度v2和v1的比值稱為速比系數(shù)，并記作，則(4-7)故活塞桿直徑越小，速比系數(shù)越小，活塞在兩個方向上的運動速度差值越小。⑵有桿腔進油第４章　液壓缸，當(dāng)單桿活塞缸左右兩腔相互接通并同時輸入液壓油時，稱為“差動連接”。采用差動連接的液壓缸稱為差動液壓缸。如圖4-3c所示，假設(shè)液壓缸固定，因差動液壓缸無桿腔的液壓力大于有

7、桿腔的液壓力，故活塞向右移動，同時使有桿腔的油液流入無桿腔，此時液壓缸產(chǎn)生的推力F3和速度v3為：(4-8)(4-9)若將F1、F2、F3和v1、v2、v3分別比較便可看出：Fl＞F2、F3，v1＜v2、v3，即無桿腔進油時產(chǎn)生的推力大、速度低；差動連接和有桿腔進油時產(chǎn)生的推力小、速度高。所以，單桿活塞缸常用在“快進(差動連接)→工進(無桿腔進油)→快退(有桿腔進油)”的液壓系統(tǒng)中。如果要求v2=v3時，可得：d=0.707D。上述活塞缸都是雙作用式的，雙桿活塞缸在機床中應(yīng)用較多，單桿活塞缸