液压气动技术基础 第4章

液压气动技术基础第五讲2010年10月13日 2010年10月13日(三)

本节内容第四章 液压执行元件 4.1 液压缸的工作原理与结构 4.2 液压缸的设计计算 4.3 液压缸性能试验、使用与维护 4.4 液压马达

4.1 液压缸的工作原理与结构工作原理： 执行元件。液压缸是 ◎ 工作原理：是液压系统中的执行元件 执行元件 把液体的压力能转变为机械能的装置，主要用于 实现机构的直线往复运动。 ◎ 分类： 分类： 1、按结构特点：活塞缸、柱塞缸、伸缩缸、摆动缸； 按结构特点： 2、按作用方式：单作用式液压缸、双作用式液压缸、 按作用方式： 组合液压缸。

4.1 液压缸的工作原理与结构柱塞式液压缸 1、单作用式液压缸： 单活塞杆液压缸 单作用式液压缸： 双活塞杆液压缸 伸缩液压缸 单活塞杆液压缸 2、双作用式液压缸： 双活塞杆液压缸 双作用式液压缸： 伸缩液压缸 柱塞式液压缸 3、组合液压缸： 组合液压缸： 单活塞杆液压缸 双活塞杆液压缸 伸缩液压缸

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4.1 液压缸的工作原理与结构1、单作用式液压缸

柱塞式液压缸

单活塞杆式液压缸

双活塞杆式液压缸

伸缩式液压缸

4.1 液压缸的工作原理与结构2、双作用式液压缸

单活塞杆式液压缸 双活塞杆式液压缸

伸缩式液压缸

4.1 液压缸的工作原理与结构3、组合液压缸

增压缸 弹簧复位式液压缸

串联式液压缸 齿条传动液压缸

4.1 液压缸的工作原理与结构一、液压缸的工作原理 1、双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固 定和活塞杆固定两种安装形式。

4.1 液压缸的工作原理与结构1、双活塞杆液压缸因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当输入流 量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。则缸的运 动速度v和推力F分别为：

双活塞杆液压缸的特点： 双活塞杆液压缸的特点： 两腔面积相等； 1、两腔面积相等； 2、压力相同时，推力相等， 压力相同时，推力相等， 流量相同时，速度相等。 流量相同时，速度相等。 即具有等推力等速度特性。 即具有等推力等速度特性。

4.1 液压缸的工作原理与结构2、单活塞杆液压缸 单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞 双向运动可以获得不同的速度和输出力，其简图以油 路连接方式如下图所示：

4.1 液压缸的工作原理与结构2、单活塞杆液压缸 1)无杆腔进油时：

4.1 液压缸的工作原理与结构2、单活塞杆液压缸 2)有杆腔进油时：

活塞运动速度v2与v1之比称为速比 速比， 速比 用λv表示，则

或

4.1 液压缸的工作原理与结构2、单活塞杆液压缸 3)液压缸差动

连接时：单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，利用两端面积差 进行工作的连接形式,称为液压缸的差动连接 液压缸的差动连接。 液压缸的差动连接

差动连接时工作台运动速度v3比无 杆腔进油时的速度v1大，而输出压力 F3要比F1小，故在不增加流量的前提 下，它可以实现快速运动 实现快速运动。 实现快速运动

4.1 液压缸的工作原理与结构2、单活塞杆液压缸 ◎特点： (1)两腔面积不等,A1 > A2 ; 特点： (2) 压力相同时，推力不等； 流量相同时，速度不等； 即不具有等推力、等速度特性。 ◎结论: 结论: (1)活塞杆直径越小，两个方向速度差值越小。 (2)固定方式和工作过程皆与双杆活塞液压缸相同。 (3)运动行程皆为两倍的活塞或缸体的有效行程。动画演示

4.1 液压缸的工作原理与结构【例题1】已知单杆液压缸缸筒直径D = 100mm,活塞 例题1 杆直径d = 50 mm,工作压力=2MPa,流量为 q = 10 L/min,回油背压力为0.5MPa,试求 活塞往复运动时的推力和运动速度(注意， 分别计算无杆腔进油和有杆腔进油两种情 况)。

4.1 液压缸的工作原理与结构【解】

4.1 液压缸的工作原理与结构【例题2】对于单活塞杆液压缸，设液压油进 例题2 入有杆腔时的速度为v2,差动连接 时的速度为v3,现要求v3/v2=2时， 试推导活塞直径D和活塞杆直径d之 间应满足什么关系？

4.1 液压缸的工作原理与结构【解】 有杆腔进油时： 有杆腔进油时：

差动连接时： 差动连接时：

故可以得到： 故可以得到：

4.1 液压缸的工作原理与结构3、柱塞式液压缸柱塞式液压缸工作时，压力油从进油口1进入缸筒2中，推 动柱塞3向外伸出。柱塞输出的速度v和推力F分别为：

柱塞式液压缸是单作用 单作用的，它的回程需要借助自重或弹簧等其他外力 单作用 来完成，为了实现双向往复运动，柱塞式液压缸常成对使用 成对使用。 成对使用

4.1 液压缸的工作原理与结构4、增压缸增压缸又称增压器 增压器，是活塞和柱塞组合而成。由于活塞的 增压器 有效面积大于柱塞面积，所以向活塞缸无杆腔输入低压油，可 以在柱塞缸得到高压油。

4.1 液压缸的工作原理与结构二、液压缸的结构右图为液压缸结构 图，选用液压缸时，首 先考虑活塞杆长度(由 行程决定),再根据回 回 路的最高压力选出适合 路的最高压力 的液压缸。 液压缸组要由缸筒、 盖板、活塞、活塞杆、 缓冲装置、放气装置和 密封装置等7大部分组成。

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