液壓第四章液壓與氣壓缸(白底板)

1、 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸液壓缸和液壓馬達(dá)視頻液壓缸和液壓馬達(dá)視頻 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸作用：油液的壓力能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。作用：油液的壓力能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。執(zhí)行元件的作執(zhí)行元件的作用，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和往復(fù)擺動(dòng)的執(zhí)行元件。包括缸和用，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和往復(fù)擺動(dòng)的執(zhí)行元件。包括缸和馬達(dá)。液體的壓力高，因此液壓缸和液壓馬達(dá)常用于獲得馬達(dá)。液體的壓力高，因此液壓缸和液壓馬達(dá)常用于獲得最大的輸出力和扭矩的場(chǎng)合。最大的輸出力和扭矩的場(chǎng)合。 氣壓缸和氣壓馬達(dá)用壓縮空氣作為工作介質(zhì)，其工氣壓缸和氣壓馬達(dá)用壓縮空氣作為工作介質(zhì)，其工作壓力小，所以輸出的力和扭矩較小，但壓縮空氣不污染

2、作壓力小，所以輸出的力和扭矩較小，但壓縮空氣不污染環(huán)境，并且氣壓元件反應(yīng)迅速，動(dòng)作快，廣泛應(yīng)用在電子環(huán)境，并且氣壓元件反應(yīng)迅速，動(dòng)作快，廣泛應(yīng)用在電子和食品工業(yè)。和食品工業(yè)。 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸 由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，材質(zhì)要求和密封條件的不同，液由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，材質(zhì)要求和密封條件的不同，液壓缸和液壓馬達(dá)與氣壓缸和氣壓馬達(dá)不能互換。壓缸和液壓馬達(dá)與氣壓缸和氣壓馬達(dá)不能互換。 形式：活塞缸形式：活塞缸 實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，輸出速度和推力實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，輸出速度和推力 柱塞缸柱塞缸 擺動(dòng)缸擺動(dòng)缸 實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，輸出角速度（轉(zhuǎn)速）實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，輸出角速度（轉(zhuǎn)速）和轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩 第四章第四章 液

3、壓與氣壓缸液壓與氣壓缸4.1 4.1 缸的類型和特點(diǎn)缸的類型和特點(diǎn) 4.1.1 4.1.1 活塞缸活塞缸 單作用活塞缸：液壓油只供給活塞的一側(cè)，推活塞向單作用活塞缸：液壓油只供給活塞的一側(cè)，推活塞向一側(cè)移動(dòng)，反向復(fù)位則靠重力或彈力。應(yīng)用鍛壓。一側(cè)移動(dòng)，反向復(fù)位則靠重力或彈力。應(yīng)用鍛壓。 雙作用活塞缸：利用液壓力推動(dòng)活塞作正反兩個(gè)方向雙作用活塞缸：利用液壓力推動(dòng)活塞作正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)。 一、單作用活塞缸一、單作用活塞缸 有缸筒固定和活塞桿固定有缸筒固定和活塞桿固定圖圖4-1 單作用活塞缸單作用活塞缸F1=PA V1=Q/A 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸 二、雙作用活塞缸若進(jìn)回

4、油口供油壓力相等若進(jìn)回油口供油壓力相等往復(fù)力：往復(fù)力：往復(fù)速度： 缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度比為：)(42222dDQAQv22212dDDvv 上式表明，當(dāng)活塞桿的直徑愈小時(shí)，速度比愈接近上式表明，當(dāng)活塞桿的直徑愈小時(shí)，速度比愈接近于于1，在兩個(gè)方向上的缸的運(yùn)動(dòng)速度差愈小。，在兩個(gè)方向上的缸的運(yùn)動(dòng)速度差愈小。42221222111PdDPDAPAPF）（42212212212PDPdDAPAPF）（2114DQAQv 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸 差動(dòng)連接差動(dòng)連接： 雙作用單活塞桿油缸可進(jìn)行差動(dòng)連接，即當(dāng)單桿活雙作用單活塞桿油缸可進(jìn)行差動(dòng)連接，即當(dāng)單桿活塞缸兩腔同時(shí)通入相同壓力的液體時(shí)，由于

5、無桿腔的受力塞缸兩腔同時(shí)通入相同壓力的液體時(shí)，由于無桿腔的受力面積大于有桿腔的受力面積，使活塞向右的作用力大于向面積大于有桿腔的受力面積，使活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，并將有桿腔的液左的作用力，因此，活塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，并將有桿腔的液體擠出，流進(jìn)無桿腔，加快了活塞桿的伸出運(yùn)動(dòng)，缸的這體擠出，流進(jìn)無桿腔，加快了活塞桿的伸出運(yùn)動(dòng)，缸的這種連接成為差動(dòng)連接。種連接成為差動(dòng)連接。圖圖4-3 差動(dòng)連接差動(dòng)連接 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸圖4-3 差動(dòng)連接 設(shè)右移速度為設(shè)右移速度為V3，則右桿腔出油，則右桿腔出油Q， Q和和 一同進(jìn)入無桿腔，故一同進(jìn)入無桿腔，故 可

6、推出可推出 與非差動(dòng)連接比較要大于與非差動(dòng)連接比較要大于V1 推力比較：推力比較： 與非差動(dòng)連接比較要小于與非差動(dòng)連接比較要小于F1。 若令若令 = 3224vdDQ）（3232244vDvdDQQQ）（234dQvPdPdDDAAPF222221344）（）（2v3v2224)(4dQdDQdD2Q 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸 說明若使差動(dòng)缸的向右速度與非差動(dòng)缸的向左運(yùn)動(dòng)說明若使差動(dòng)缸的向右速度與非差動(dòng)缸的向左運(yùn)動(dòng)速度相等，應(yīng)滿足上式。舉例說明差動(dòng)連接的應(yīng)用：解速度相等，應(yīng)滿足上式。舉例說明差動(dòng)連接的應(yīng)用：解決回程要求速度高的問題，目的用一個(gè)小流量可得到一決回程要求速度高的問題，

7、目的用一個(gè)小流量可得到一個(gè)大速度。個(gè)大速度。 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸4.1.2 4.1.2 柱塞缸柱塞缸 1.組成 柱塞柱塞2只與導(dǎo)向套只與導(dǎo)向套3配合，故缸筒配合，故缸筒內(nèi)壁只需粗加工，甚至在缸筒采用無內(nèi)壁只需粗加工，甚至在缸筒采用無縫鋼管時(shí)可不加工，所以結(jié)構(gòu)簡單，縫鋼管時(shí)可不加工，所以結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低廉，常用于長行程制造容易，成本低廉，常用于長行程機(jī)床，如龍門刨床、導(dǎo)軌磨床、大型機(jī)床，如龍門刨床、導(dǎo)軌磨床、大型拉床等。水壓機(jī)的缸筒以及液壓電梯拉床等。水壓機(jī)的缸筒以及液壓電梯的長油缸常采用這種結(jié)構(gòu)。的長油缸常采用這種結(jié)構(gòu)。 第

8、四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸 2.力和速度3.應(yīng)用2244QFPdvd 4-5 柱塞缸 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸鍛壓力示例鍛壓力示例4-6 鍛壓回路鍛壓回路 第四章第四章 液壓與氣壓缸液壓與氣壓缸4.1.3 擺動(dòng)缸擺動(dòng)缸 擺動(dòng)缸輸出轉(zhuǎn)矩并實(shí)現(xiàn)往擺動(dòng)缸輸出轉(zhuǎn)矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，它有單葉片和雙復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，它有單葉片和雙葉片兩種型式。其結(jié)構(gòu)形式如葉片兩種型式。其結(jié)構(gòu)形式如圖圖47所示。圖所示。圖4-7a為單葉片為單葉片式擺動(dòng)缸，它由定子塊式擺動(dòng)缸，它由定子塊1、缸體、缸體2、擺動(dòng)軸、擺動(dòng)軸3、葉片、葉片4、左右支承、左右支承盤和左右蓋板等主要零件組成盤和左右蓋板等主要零件組成

9、，定子塊固定在缸體上，葉片，定子塊固定在缸體上，葉片和擺動(dòng)軸連接在一起。和擺動(dòng)軸連接在一起。圖圖4-7 擺動(dòng)缸擺動(dòng)缸 1一定子塊；一定子塊；2一缸體；一缸體；3一擺動(dòng)軸；一擺動(dòng)軸；4一葉片一葉片 第四章 液壓缸和氣壓缸 其工作原理為：當(dāng)工其工作原理為：當(dāng)工作介質(zhì)從作介質(zhì)從A口進(jìn)入缸內(nèi)，口進(jìn)入缸內(nèi)，葉片被推動(dòng)并帶動(dòng)軸作逆葉片被推動(dòng)并帶動(dòng)軸作逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，葉片另一時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，葉片另一側(cè)的工作介質(zhì)從側(cè)的工作介質(zhì)從B口排出；口排出；反之，工作介質(zhì)從反之，工作介質(zhì)從B口進(jìn)口進(jìn)入，葉片及軸作順時(shí)針方入，葉片及軸作順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，向回轉(zhuǎn)，A口排出工作介口排出工作介質(zhì)。質(zhì)。圖圖4-7 擺動(dòng)缸擺動(dòng)缸 1一定

10、子塊；一定子塊；2一缸體；一缸體；3一擺一擺動(dòng)軸；動(dòng)軸；4一葉片一葉片 第四章 液壓缸和氣壓缸 從圖從圖47中可看出，單葉片式擺動(dòng)缸的最大回轉(zhuǎn)中可看出，單葉片式擺動(dòng)缸的最大回轉(zhuǎn)角小于角小于360，一般不超過，一般不超過280；雙葉片式擺動(dòng)缸則；雙葉片式擺動(dòng)缸則小于小于180，一般不超過，一般不超過150。當(dāng)輸人工作介質(zhì)的壓。當(dāng)輸人工作介質(zhì)的壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)缸擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩是單力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)缸擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度則是單葉片擺動(dòng)缸葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度則是單葉片擺動(dòng)缸的一半。的一半。 擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊

11、湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用在低中壓系統(tǒng)中作往復(fù)擺動(dòng)、轉(zhuǎn)位或間歇運(yùn)動(dòng)般只用在低中壓系統(tǒng)中作往復(fù)擺動(dòng)、轉(zhuǎn)位或間歇運(yùn)動(dòng)的地方。的地方。 第四章 液壓缸和氣壓缸4.2 其他形式缸1. 多級(jí)液壓缸 第四章 液壓缸和氣壓缸2. 薄膜氣缸薄膜氣缸薄膜氣缸是一種利用壓縮空氣通過膜片推動(dòng)活塞桿薄膜氣缸是一種利用壓縮空氣通過膜片推動(dòng)活塞桿作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸，它可應(yīng)用在剎車裝置、調(diào)節(jié)閥作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸，它可應(yīng)用在剎車裝置、調(diào)節(jié)閥和夾具等上。薄膜氣缸由缸體、膜片、膜盤和活塞桿等和夾具等上。薄膜氣缸由缸體、膜片、膜盤和活塞桿等主要零件組成，如主要零件組成，如4 41616所示。所示。 第四章 液壓缸和氣

12、壓缸 圖圖4-94-9是單作用式，需借助彈簧力回程；圖是單作用式，需借助彈簧力回程；圖4-9b4-9b是雙是雙作用式，靠氣壓回程，膜片的形狀有盤形和平形兩種，作用式，靠氣壓回程，膜片的形狀有盤形和平形兩種，材料可以是夾物橡膠、鋼片或磷青銅片，第一種材料較材料可以是夾物橡膠、鋼片或磷青銅片，第一種材料較常用，厚度通常為常用，厚度通常為5-6mm5-6mm，有時(shí)也有用，有時(shí)也有用1 13 mm3 mm。金屬膜。金屬膜片只用于行程較小的氣缸。片只用于行程較小的氣缸。 圖4-9 薄膜氣缸工作原理圖1一缸體；2一膜片；3一膜盤;4一活塞桿 第四章 液壓缸和氣壓缸薄膜氣缸具有結(jié)構(gòu)緊湊和簡單、制造容易、成本低、薄膜氣缸具有結(jié)構(gòu)緊湊和簡單、制造容易、成本低、泄漏少、壽命長、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是膜片的變形量有泄漏少、壽命長、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是膜片的變形量有限