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液压缸结构及原理

发布时间:2020-08-20 01:18

  液压缸结构及原理_物理_自然科学_专业资料。第5章 液压缸 第4章 液压缸 第4章 液压缸 液压缸是完成往复直线运动的执行元件, 它是将液体的压力能

  第5章 液压缸 第4章 液压缸 第4章 液压缸 液压缸是完成往复直线运动的执行元件, 它是将液体的压力能转换成机械能的能量转换 装置,其输入参数主要是压力和流量,输出参 数主要是力和位移。液压缸结构简单、工作可 靠,应用广泛。 第4章 液压缸 4.1 液压缸的类型与特点 液压缸的类型较多,按其作用方式分类,可分为单作用式和双作用 式两大类。 单作用式液压缸在液压力作用下只能朝着—个方向运动,其反向运 动需要依靠重力或弹簧等外力实现。 双作用式液压缸依靠液压力可实现正、反两个方向的运动。 液压缸按其结构形式的不同,可分为活塞式、柱塞式,摆动式、 伸缩式等形式,其中以活塞式液压缸应用最多。 4.1.1 活塞式液压缸 活塞式液压缸有双杆活塞缸和单杆活塞缸两种结构。 1.双杆活塞缸 双杆活塞缸的两端都有活塞杆伸出,按其安装方式的不同,有缸固 定和杆固定两种。 第4章 液压缸 ⑴ 双杆活塞缸采用缸固定如图4-1所示,液压缸的缸筒1、活塞2、活 塞杆3和工作台4,工作台与活塞杆连接成一体。若油液进入液压缸的 左腔,液压缸右腔的油液回油箱,则在油液压力的作用下,活塞连同 工作台一起向右运动。若改变油液进、出液压缸的方向,则液压缸及 工作台一起向左运动,图中虚线可知,双杆活塞缸采用 缸固定其工作台的最大活动范围约为活塞有效行程的三倍。因此这种 安装方式占地面积较大,常用于小型机床设备。 1 2 3 4 v p 、q l l p l 图4-1 双杆活塞缸采用缸固定 1-缸筒 2-活塞 3-活塞杆 4-工作台 第4章 液压缸 第4章 液压缸 ⑵ 双杆活塞缸采用杆固定如图4-2所示,图4-2a中,活塞杆3为实心 并且固定,缸筒1和工作台4连接在一起,若油液进入液压缸的左腔, 液压缸的右腔回油箱,则在油液压力的作用下,缸筒和工作台一起向 左运动。但是,由于缸筒是运动的,与其相连的进、出油管需要采用 软管连接。为了避免油管运动,可将活塞杆做成空心的,如图4-2b所 示,此时油管与活塞杆相连。 从图4-2可以看出,这种活塞缸工作台的最大活动范围约为液压缸 有效行程的两倍,因此占地面积较小,5分pk10。适用于中型及大型机床。 第4章 液压缸 12 3 4 v 12 3 4 v p 、q l p 2 l p 、q l p 2 l a) b) 图4-2双杆活塞缸采用杆固定 a)实心双杆式 b)空心双杆式 1-缸筒 2-活塞 3-活塞杆 4-工作台 第4章 液压缸 第4章 液压缸 ⑶ 双杆活塞缸的推力及速度的计算,一般情况下两个活塞杆的直径相 等,当液压缸一腔进油而另一腔回油时,两个方向的运动速度和推力 是相等的。当油液的输入流量为q、输入压力为p1和输出压力为p2时, 液压缸的推力F和速度v分别为: ?? ? F ? ?p 1? p 2 ?A ? 4D 2? d 2?p 1? p 2 ? q 4q ? ? v? ? A ? D2 ?d2 (4-1) (4-2) 式中 A ——活塞的有效工作面积,A=π(D2-d2)/4; p1 ——液压缸的进油腔压力; p2 ——液压缸的回油腔压力,若液压缸的出口直接接油箱,p2≈0; D ——活塞的直径; d ——活塞杆的直径; F ——液压缸的推力; v ——液压缸的运动速度; q ——输入液压缸的流量。 第4章 液压缸 2.单杆活塞缸 单杆活塞缸也有缸固定式和杆固定式两种安装方式,无论是缸固定 还是杆固定,其工作台的最大活动范围约为活塞有效工作行程的两倍。 单杆活塞缸左右两腔的有效工作面积不相等,因此,两个方向产生的推 力和速度也都不相等。下面以缸固定式为例分别予以讨论。 ⑴(4-无3) 杆腔进油,如图4-3a所示,液压油从无杆腔进入,其进油压力 为p1、流量为q,有杆腔回油,其回油压力为p2,推动活塞向右运动, 则液压缸产生的推力F1和速度v1为: ? ?? ? F 1? p 1 A 1 ? p 2 A 2? 4 D 2 p 1 ? 4D 2? d 2p 2 (4-3) q 4q v1 ? A1 ? ?D2 (4-4) ? ? 式中 AAl2————无有杆杆腔腔的的有有效效工工作作面面积积,,AA12==πd?42/4D;2 ? d2 第4章 液压缸 a) b) c) 图4-3 单杆活塞缸 a)无杆腔进油 b)有杆腔进油 c)差动连接 第4章 液压缸 第4章 液压缸 第4章 液压缸 第4章 液压缸 ⑵ 有杆腔进油 ,如图4-3b所示,液压油从有杆腔进入,其压力为p1、流 量为q,无杆腔回油,其压力为p2,推动活塞向左运动。则液压缸产生的 推力F2和速度v2为: ?? ? ? F 2? p 1 A 2? p 2 A 1? 4D 2? d 2p 1 ? 4 D 2 p 2 (4-5) q 4q ? ? v2 ? A2 ? ? D2 ?d2 (4-6) 如果把两个方向上输出速度v2和v1的比值称为速比系数,并记作 ?,则 ??v v1 2?D2D ?2d2?1??d1/D?2 (4-7) 故活塞杆直径越小,速比系数越小,活塞在两个方向上的运动速度 差值越小。 第4章 液压缸 ⑶ 液压缸的差动连接 ,当单杆活塞缸左右两腔相互接通并同时输入液压 油时,称为“差动连接”。采用差动连接的液压缸称为差动液压缸。如图 4-3c所示,假设液压缸固定,因差动液压缸无杆腔的液压力大于有杆腔的 液压力,故活塞向右移动,同时使有杆腔的油液流入无杆腔,此时液压缸 产生的推力F3和速度v3为: F 3?p1?A 1?A 2???4d2p1 (4-8) v3 ?q A1 ?A2 ??4dq2 (4-9) 若将F1、F2、F3和v1、v2、