第三講-液壓缸PPT課件

1、液壓缸 液壓缸：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的執(zhí)行元件的總稱，其作用是將油液的壓力能轉(zhuǎn)變成對(duì)外做功的機(jī)械能。分類：按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：活塞缸、柱塞缸、回轉(zhuǎn)缸、組合缸 按其作用分：雙作用、單作用一、液壓缸的類型和速度推力特性(一)活塞式液壓缸1.雙桿活塞式液壓缸第1頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸缸體固定第2頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸活塞桿固定第3頁(yè)/共38頁(yè)雙活塞桿液壓缸的計(jì)算mmvppdDAppFdDqAqv)(4)()(421222122vFfFF2F1第4頁(yè)/共38頁(yè)第5頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸雙作用單桿活塞式液壓缸無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)，活塞的運(yùn)動(dòng)速度和推力為無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)，活塞的運(yùn)動(dòng)速度和推力為mmvvpdDpDFp

2、ApAFDqAqv)(4)(422212122111211第6頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸雙作用單活塞桿式液壓缸有桿腔進(jìn)油時(shí)，活塞缸的運(yùn)動(dòng)速度和推力為：有桿腔進(jìn)油時(shí)，活塞缸的運(yùn)動(dòng)速度和推力為：mmvvpDpdDFpApAFdDqAqv)(4)()(4221222211222222第7頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸v活塞桿只從一端伸出，液壓缸活塞桿只從一端伸出，液壓缸在兩腔的有效面積不相等。在兩腔的有效面積不相等。v分別向兩腔供油，且油壓和流量不分別向兩腔供油，且油壓和流量不變時(shí)，活塞在兩方向的速度和推力都不變時(shí)，活塞在兩方向的速度和推力都不等等第8頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸雙作用單活塞桿油缸的差動(dòng)作用雙作用單活塞桿油缸的差

3、動(dòng)作用vvdqAAqvAvqqqAv221323134)(mmmtpdpAAFApApFFF1212132111334)(第9頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸第10頁(yè)/共38頁(yè)第11頁(yè)/共38頁(yè)特點(diǎn)：特點(diǎn)：柱塞多為空心結(jié)構(gòu)。柱塞多為空心結(jié)構(gòu)。 一般為單作用缸，垂直或傾鈄安裝。一般為單作用缸，垂直或傾鈄安裝。 柱塞和內(nèi)壁不接觸，筒內(nèi)壁不需精加工。柱塞和內(nèi)壁不接觸，筒內(nèi)壁不需精加工。應(yīng)用：應(yīng)用： 用于工作行程較長(zhǎng)或垂直舉升要求剛度較大的場(chǎng)合用于工作行程較長(zhǎng)或垂直舉升要求剛度較大的場(chǎng)合液壓缸(二二)柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸組成：缸筒、柱塞等組成：缸筒、柱塞等第12頁(yè)/共38頁(yè)雙缸組合式柱塞缸要獲得雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可用

4、復(fù)合式柱塞缸要獲得雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可用復(fù)合式柱塞缸液壓缸第13頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸第14頁(yè)/共38頁(yè)第15頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸 單葉片擺動(dòng)缸單葉片擺動(dòng)缸1 1固定葉片；固定葉片；2 2缸體；缸體；3 3擺動(dòng)擺動(dòng)軸；軸；4 4葉片葉片(三)擺動(dòng)式液壓缸分類：葉片式、嚙輪齒條式1.單葉片擺動(dòng)液壓缸 只有一個(gè)工作葉片，液壓油推動(dòng)葉片帶動(dòng)輸出軸回轉(zhuǎn)，輸出扭矩，對(duì)外做功。第16頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸)(842)(212221ppdDbTdDrbdDppFFrT 擺動(dòng)式缸輸出扭矩 擺動(dòng)液壓缸輸出角速度vdDbqdDbqnbndDq)(8)(82)(4222222第17頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸2.雙葉片式擺動(dòng)液壓缸第18頁(yè)/

5、共38頁(yè)第19頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸3.齒輪齒條式液壓缸第20頁(yè)/共38頁(yè)第21頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸( (四四) )組合油缸組合油缸1.1.增壓油缸增壓油缸根據(jù)力平衡原理有根據(jù)力平衡原理有1222112122211pddpAAppApA或因?yàn)橐驗(yàn)锳1大于大于A2，所以，所以p2大于大于p1，從而壓強(qiáng)被放大，從而壓強(qiáng)被放大。增壓比第22頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸2.多級(jí)液壓缸第23頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸二、液壓缸的典型結(jié)構(gòu)第24頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸法蘭式半環(huán)式外螺紋式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，連接可靠，是一種常連接可靠，是一種常用用 的連接方式。的連接方式。工藝性好，連接可靠，工藝性好，連接可靠，但對(duì)

6、缸體有削弱作用，但對(duì)缸體有削弱作用，常用于無(wú)縫鋼管缸筒和常用于無(wú)縫鋼管缸筒和端蓋的連接。端蓋的連接。體積小，重量輕，結(jié)體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，但缸筒端部構(gòu)緊湊，但缸筒端部較復(fù)雜，常用于要求較復(fù)雜，常用于要求外形尺寸小，重量輕外形尺寸小，重量輕的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。1.缸筒與缸蓋的連接第25頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，通用性強(qiáng)，但端蓋體積通用性強(qiáng)，但端蓋體積較大，用于長(zhǎng)度不大的較大，用于長(zhǎng)度不大的中、低壓液壓缸。中、低壓液壓缸。工作可靠，強(qiáng)度高，工作可靠，強(qiáng)度高，制造簡(jiǎn)單，但易產(chǎn)制造簡(jiǎn)單，但易產(chǎn)生焊接變形生焊接變形體積小，重量輕，結(jié)體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，但缸筒端部構(gòu)

7、緊湊，但缸筒端部較復(fù)雜，常用于要求較復(fù)雜，常用于要求外形尺寸小，重量輕外形尺寸小，重量輕的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。拉桿式焊接式內(nèi)螺紋式第26頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，強(qiáng)度高，多用于高壓及振動(dòng)較大的場(chǎng)合2.活塞與活塞桿的連接第27頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸3.液壓缸的緩沖 執(zhí)行元件端部的沖擊現(xiàn)象：熱行元件的活塞運(yùn)動(dòng)到端部時(shí)，由于速度的劇變，而產(chǎn)生剛性沖擊，負(fù)載越大、速度越高，沖擊越大。 解決的措施：緩沖 緩沖原理：在活塞接近行程終端時(shí)，增大回油阻力(使回油壓力提高)，降低活塞的運(yùn)動(dòng)速度。 常用的緩沖裝置有： 柱塞緩沖 行程節(jié)流緩沖第28頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸1.柱塞式緩沖1)環(huán)隙式節(jié)流緩

8、沖結(jié)構(gòu)特征：緩沖圓柱柱塞和柱塞孔之間形成的環(huán)形縫隙實(shí)現(xiàn)節(jié)流緩沖。屬固定節(jié)流緩沖。緩沖原理：活塞運(yùn)動(dòng)到油缸端部時(shí)，柱塞進(jìn)入柱塞孔中，油液只能從兩者形成的間隙中通過(guò)，增加了回油阻力，回油壓力升高，活塞運(yùn)動(dòng)速度降低。特點(diǎn)：屬固定節(jié)流緩沖，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，但其液壓沖擊較大應(yīng)用場(chǎng)合：小行程低負(fù)載液壓缸第29頁(yè)/共38頁(yè)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，緩沖效果較好應(yīng)用場(chǎng)合：緩沖行程小，低負(fù)載液壓缸2)軸向三角溝槽節(jié)流緩沖結(jié)構(gòu)特征：帶軸向三角槽的圓柱。當(dāng)柱塞進(jìn)入柱塞孔后，堵塞柱塞孔，靠 三角溝槽的節(jié)流作用實(shí)現(xiàn)緩沖。屬可變節(jié)流緩沖的一種。液壓缸第30頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸3)錐形圓柱緩沖結(jié)構(gòu)特征：錐形緩沖圓柱。

9、當(dāng)柱塞進(jìn)入柱塞孔時(shí)，在柱塞和柱塞孔之間形成環(huán)形縫隙，實(shí)現(xiàn)節(jié)流緩沖，屬可變節(jié)流緩沖的一種。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，緩沖效果較好應(yīng)用場(chǎng)合：緩沖行程小，低負(fù)載液壓缸第31頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸特點(diǎn)：可根據(jù)速度、負(fù)載和工作要求調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳緩沖效果應(yīng)用場(chǎng)合：小行程低負(fù)載液壓缸5）液壓回路緩沖(在講基本回路時(shí)講)4)可調(diào)節(jié)流緩沖結(jié)構(gòu)特征：通過(guò)柱塞和節(jié)流裝置配合實(shí)現(xiàn)緩沖。屬可調(diào)節(jié)流緩沖的一種。第32頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸4.液壓缸的排氣 混入液壓油中的空氣會(huì)使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)、爬行、氣蝕等現(xiàn)象，應(yīng)設(shè)置排氣裝置。 要求不高的液壓缸可不設(shè)排氣裝置，只將油口布置在缸筒兩端的高位處， 速度穩(wěn)定性要求高的液壓缸

10、和大型液壓缸，常在缸的最高處設(shè)置專門的排氣塞、排氣閥等。第33頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸第34頁(yè)/共38頁(yè)q+qqP1qv3F3液壓缸 例 如圖單活塞桿液壓缸的缸筒內(nèi)徑D=100mm，活塞桿直徑d=70mm，進(jìn)入液壓缸的流量q=25L/min，壓力p1=2MPa， p2=0。液壓缸的容積效率和機(jī)械效率分別為0.98和0.97，試求在圖3.2和3.3所示的三種情況下，液壓缸可推動(dòng)的最大負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度各為多少？)/(052.0)(1523711smvNF)/(102.0)(777122smvNF)/(106.0)(646633smvNF第35頁(yè)/共38頁(yè)液壓缸 例 如圖所示單葉片擺動(dòng)液壓缸，供油壓力p p1 1=10MPa=10MPa，流量q=25L/minq=25L/min，回油壓力p p2 2=0.5MPa=0.5MPa，D=100mmD=100mm，d=40mmd=40mm，若輸出軸的角速度為7rad/s7rad/s，擺動(dòng)液壓缸的容積效率和機(jī)械效率分別為0.960.96和0.980.98，求擺動(dòng)油缸的葉片寬度和輸出扭矩？054. 0)(822dDqbv)(540)(82122mNppdDbTm將角速度公式變形，得葉片寬度為將角速度公式變形，得葉片寬度為：由擺動(dòng)液壓缸輸出扭矩公式得扭矩為：由擺動(dòng)液壓缸輸出扭矩公式得扭矩為：第36頁(yè)/共38頁(yè)思考題 1.