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液压油缸结构

发布时间:2020-07-24 15:35

  液压油缸结构_机械/仪表_工程科技_专业资料。第4章 液压执行元件 液压缸是液压系统的执行元件,它是将液体的 压力能转换成工作机构的机械能,用来实现直线°的摆动。液压缸结构简单、配制 灵活、设计、制造比较容易、使用维护方便

  第4章 液压执行元件 液压缸是液压系统的执行元件,它是将液体的 压力能转换成工作机构的机械能,用来实现直线°的摆动。液压缸结构简单、配制 灵活、设计、制造比较容易、使用维护方便,所以 得到了广泛的应用。 4.1 液压缸的工作原理 ? 缸筒固定,一腔连续地输入压力油,当油的 压力足以克服活塞杆上的所有负载时,活塞 以速度 连续向另一腔运动,活塞杆对外界 做功 ;反之亦然。 活塞杆固定,一腔连续地输入压力油时,则 缸筒向另一方向运动;反之亦然。 4.2 液压缸的类型、特点和基本参数计算 液压缸的类型 名称 活 塞 式 液 压 缸 单作用 单 杆 双 双作用 杆 图型 说明 活塞单向作用,依靠弹簧使 活塞复位 活塞双向作用,左、右移动 速度不等,差动连接时,可 提高运动速度 活塞左、右运动速度相等 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 柱 塞 式 液 压 缸 摆 动 式 液 压 缸 单柱塞 柱塞单向作用,依靠外力 使柱塞复位 双柱塞 双柱塞双向作用 输出转轴摆动角度小于 300° 输出转轴摆动角度小于 150° 单叶片 双叶片 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 当液压缸直径受到限制而 长度不受限制时,可获得 大的推力 由两种不同直径的液压缸 组成,可提高B腔中的液 压力 由两层或多层液压缸组成, 可增加活塞行程 活塞A有三个确定的位置 活塞经齿条带动小齿轮, 使它产生旋转运动 增力液压缸 其 他 液 压 缸 增压液压缸 伸缩液压缸 多位液压缸 齿条液压缸 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 活塞式液压缸 活塞式液压缸由缸筒、活塞和活塞杆、端盖等 主要部件组成。 活塞式液压缸通常有单杆和双杆两种形式。又 有缸筒固定、活塞移动与活塞杆固定、缸筒移动两 种运动方式。 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 1.单杆活塞式液压缸 单杆活塞式液压缸有缸体固定和活塞杆固 定两种形式,但它们的工作台移动范围都是活 塞运动行程的两倍。由于单杆液压缸左右两腔 的活塞有效作用面积A1和A2不相等,所以,这种 液压缸具有三种连接方式,如图所示。 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 1.单杆活塞式液压缸 v1 F v11 A1 A2 F1 D d v2 A1 A2 F v1 2 A1 v3 v1F3 F1 d A2 F1 d D p1 p2 p2 p1 D q+q q q q q q q q 单杆活塞式液压缸 q 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 (1) 当无杆腔进油、有杆腔回油时 F1 ? p1 A1 ? p2 A2 ? p1 π 2 π D ? p2 (D2 ? d 2 ) 4 4 ?1 ? 式中 q 4q ? A1 πD 2 F1——推力; p1——进油压力; p2——回油压力。 ?1 ——运动速度; 若回油腔直接接油箱,p2≈0,则: π 22 F1 ? p1 A1 ? p1 πD F1 ? p1 A1 ? p1 4 D 4 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 (2) 当有杆腔进油、无杆腔回油时 π π F2 ? p1 A2 ? p2 A1 ? p1 (D2 ? d 2 ) ? p2 D2 4 4 ?2 ? 式中 q 4q ? A2 π( D 2 ? d 2 ) F1——推力; p1——进油压力; p2——回油压力。 ? 2 ——运动速度; 若回油腔直接接油箱,p2≈0,则: π 2 F2 ? p1 A2 ??p1 πDD? d 2d 2 ) F2 ? p1 A2 p1 ( ( 2 ? ) 44 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 ?1 与 ? 2 之比称为液压缸的速度比 ?v ?2 ?v ? ? ?1 1 ,即: ?d ? 1? ? ? ? D? 2 (3) 液压缸左右两腔同时进入压力油,即差动连接 在差动连接时,液压缸左右两腔同时进入压力油,但因 为两腔的有效作用面积不等,故活塞向右运动。 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 在差动连接时, 差动缸活塞推力F3和运动速度 ? 3 为: π F3 ? p1 ( A1 ? A2 ) ? p1 d 2 4 π q ? ( D2 ? d 2 )?3 q ? q? 4 ?3 ? ? π 2 A1 D 4 整理得: 4q ?3 ? 2 πd 由上述可知,差动连接比非差动连接时的推力小而运动速度快, 所以,这种连接形式是以减小推力为代价而获得快速运动的。 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 2.双杆活塞式液压缸 v F v F v F v F A A A p1 l q l q p2 l p1 q l q p2 l A 双杆活塞式液压缸及其安装形式 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 双杆活塞式液压缸,活塞两侧都装有活塞杆,由于两腔的有 效面积相等,故活塞往返的作用力和运动速度都相等,即 : π 2 F ? A( p1 ? p2 ) ? ( D ? d 2 )( p1 ? p2 ) 4 q 4q ?? ? A ? (D2 ? d 2 ) 此种形式的液压缸在机床中常用。 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 柱塞式液压缸 活塞式液压缸的内壁要求精加工,当液压缸较 长时加工就显得比较困难,因此在行程较长时多采 用柱塞缸。柱塞缸的内壁不需要精加工,只需要对 柱塞杆进行精加工,它结构简单,制造方便,成本 低。 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 柱塞缸的结构如图所示。它由缸体、柱塞、导套、密封圈、压盖 等零件组成。 v F v F v F pq pq 柱塞式液压缸示意图 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 摆动式液压缸 摆动式液压缸又称为摆动液压马达或回转液压缸,它把油液的 压力能转变为摆动运动的机械能。常用的摆动式液压缸有单叶片和 双叶片两种。 单叶片摆动式液压缸 转矩 b 2 2 T ? b? ( p1 ? p2 )rdr ? (R ? r )( p1 ? p2 ) r 2 R 角速度 ? ? 2πn ? 2q b( R 2 ? r 2 ) 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 摆动式液压缸结构图 1—隔板 2—缸体 3—转动轴 4—叶片 (a) 单叶片式 (b) 双叶片式 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 其他液压缸 pq 1.增力缸 d 增力缸结构图 D 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 图示为由两个单杆活塞缸串联在一起的增力缸,当压力油通入两 缸左腔时,串联活塞向右运动,两缸右腔的油液同时排出,这种油 缸的推力等于两缸推力的总和。由于增加了活塞的有效面积,因而 使活塞杆上的推力或拉力得到增加。设进油压力为 p ,活塞直径为D, 活塞杆直径为d,不考虑摩擦损失,增力缸的牵引力为 π π π F ? p D2 ? p (D2 ? d 2 ) ? p (2D2 ? d 2 ) 4 4 4 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 2.增压缸 D p1 q1 增压缸结构图 p2 q2 d 4.1 2.增压缸 液压缸的类型、特点和基本参数计算 图示为由活塞缸和柱塞缸组合而成的增压缸,用以使液 压系统中的局部区域获得高压。在这里活塞缸中活塞的有效工 作面积大于柱塞的有效工作面积,所以向活塞缸无杆腔送入低 压油时,可以在柱塞缸那里得到高压油,它们之间的关系为: π 2 π D p1 ? d 2 p2 4 4 ? D? p2 ? ? ? p1 ? Kp1 ?d? 2 其中:D、d——活塞、柱塞的直径; K——增压比K=D2/d2 4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 3. 伸缩式液压缸 B 1 2 A 3 1—活塞 2—活塞 3—缸体 伸缩式液压缸示意图