1、1第五章第五章 液壓缸液壓缸2 液壓缸是液壓系統中的執行元件。它是一種把液體的壓力能轉換成機械能以實現直線或往復運動的能量轉換裝置。前前 言言特點特點液壓缸結構簡單，工作可靠，在液壓系統中得到了廣泛的應用。35 51 1 液壓缸的類型和特點液壓缸的類型和特點一、活塞缸一、活塞缸、雙桿活塞缸、雙桿活塞缸1、缸筒固定的雙桿活塞缸：、缸筒固定的雙桿活塞缸：4 1）、進、出油口布置在缸筒兩端； 2）、兩活塞桿的直徑一般相等； 3）、當工作壓力P1和輸入流量q不變時，兩個方向上輸出的推力和速度相等。結構特點5式中：A 活塞的有效面積 ； d 活塞桿直徑； D 活塞直徑。4）、這種安裝使工作臺的移動范圍約

2、為活塞有效行程的3倍，占地面積大，宜用于小型設備。62、活塞桿固定的雙桿活塞缸、活塞桿固定的雙桿活塞缸71）、進、出油口可布置在活塞桿兩端，也可布置在缸筒兩端；2）、移動范圍為缸筒有效行程的二倍，故適用于較大型的設備；3）、兩活塞桿的直徑相等；4）、兩個方向上輸出的推力和速度與活塞桿固定時相同。結構特點8 可將雙桿活塞缸設計成一 個活塞桿受拉，而另一個活塞 桿不受力，所以活塞桿可做得 細一些。職能符合：注意！9、單桿活塞缸：、單桿活塞缸：101、進、出油口的布置根據安裝方式而定；、進、出油口的布置根據安裝方式而定；2、可以缸筒固定，也可活塞桿固定；、可以缸筒固定，也可活塞桿固定；3、工作臺移動

3、范圍是活塞（缸筒）有效行程、工作臺移動范圍是活塞（缸筒）有效行程得二倍；得二倍；4、兩個方向上輸出得推力和速度不相等；、兩個方向上輸出得推力和速度不相等； 結構特點11125、速度比：、速度比：兩個方向上的輸出速度v2和v1的比值稱為速度比。即： 21211Ddvvv6、差動缸：、差動缸：單桿活塞缸在其左右兩腔都通高壓油時，稱為差動連接，這時稱作差動缸。vvDd1131）、差動連接只能向一個方向運動，反向運動時再接入非差動連接；142）、輸出的推力和速度。結論單桿活塞缸職能符合15二、柱塞缸二、柱塞缸1、只能實現一個方向的運動，反向運動要、只能實現一個方向的運動，反向運動要靠外力；靠外力；16

4、2 2、柱塞與缸筒不接觸，運動時由缸蓋上的導向、柱塞與缸筒不接觸，運動時由缸蓋上的導向套來導向，因此缸筒的內壁不須精加工；套來導向，因此缸筒的內壁不須精加工；3 3、適合于行程較長的場合；、適合于行程較長的場合；4 4、輸出的推力和速度：、輸出的推力和速度：式中：d 柱塞的直徑17柱塞缸的職能符號18三、其它液壓缸三、其它液壓缸1、增壓缸：、增壓缸：由活塞缸和柱塞缸組成。工作原理：利用活塞與柱塞有效面積之差使液壓系統中的局部區域獲得高壓。19當 時，。2、伸縮缸、伸縮缸:由兩個或多個活塞缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞是后一級活塞缸的缸筒，伸出時可獲得很長的工作行程，縮回時可保持很小的尺寸。dD

5、 13PP 203、齒輪缸：、齒輪缸：由兩個柱塞缸和一套齒輪齒條傳動裝置組成。柱塞的移動經齒輪齒條傳動裝置變成齒輪的 轉動。21 增速缸用于快速運動回路，在不增加泵的流量的前提下，使執行元件獲得盡可能大的工作速度。4 4、增速缸、增速缸：增速缸也是活塞缸與柱塞缸組成的復合缸，活塞缸的活塞內腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。當液壓油進入柱塞缸時，活塞將快速運動（活塞缸大腔必須補油）；當液壓油同時進入柱塞缸和活塞缸時，活塞慢速運動。225-25-2液壓缸的典型結構液壓缸的典型結構2324（一）缸筒組件25（二）活塞組件26（三）緩沖裝置27（四）排氣裝置28（五）密封裝置295 53 3

6、 液壓缸的設計與計算液壓缸的設計與計算一、設計時應注意的問題一、設計時應注意的問題1、盡量使活塞桿處于受拉狀態。2、注意緩沖和排氣。3、正確確定油缸的安裝、固定方式。注意油缸的熱脹冷縮。4、根據推薦的結構形式和標準設計。5、注意壁厚強度，必要時進行壓桿穩定計算。30液壓系統壓力大小，與油缸尺寸有很大關系，油缸尺寸小，系統壓力高，所需的流量小，系統結構緊湊。油缸尺寸大，系統壓力低，所需的流量大，系統結構松散。原始資料：推力F、速度v、行程s設計的參數：缸徑D、桿徑d、缸長L、桿長l31二、液壓缸主要尺寸的確定二、液壓缸主要尺寸的確定D：液壓缸缸筒內徑或活塞直徑。根據公式算定后，再選靠近的標準值。

7、d：活塞桿的直徑。根據推薦值選取。L：缸筒的長度。由最大行程確定，一般L20D。32三、強度校核三、強度校核1、缸筒壁厚、缸筒壁厚：33式中：D 缸筒內徑； py 缸筒實驗壓力，根據要求選定； 缸筒材料的許用應力。2、活塞桿直徑、活塞桿直徑d：式中：F 活塞桿上的作用力； 活塞桿材料的許用應力。343、缸蓋螺栓的直徑、缸蓋螺栓的直徑ds ：式中：F 液壓缸負載； Z 固定螺栓的個數； k 螺紋擰緊系數 k = 1.121.5； 螺栓材料的許用應力。35四、穩定性校核四、穩定性校核 活塞桿受軸向壓縮時，它所承受的力F：式中：Fk 臨界負載； nk 安全系數，一般取 24 。1、當活塞桿的細長比、

8、當活塞桿的細長比 / rk 1 2 時：時：362、若、若 / rk 1 2 時且時且1 2 = 20120時：時：式中： 安裝長度； rk 活塞桿橫截面最大回轉半徑； 1和 2 柔性系數和末端系數； E 活塞桿材料的彈性模量； J 活塞桿橫截面慣性矩； A 活塞桿橫截面積；a 系數； f 由材料強度決定的實驗值。37五、緩沖計算五、緩沖計算1、活塞桿與缸筒凹部未接觸時：、活塞桿與缸筒凹部未接觸時：pc = 0382：活塞桿與缸筒凹部接觸時：活塞桿與缸筒凹部接觸時 被壓腔（緩沖腔）內產生的液壓能：工作部件產生的機械能：若制動：E1 = E239 405-1、附圖所示三個液壓缸的缸筒和活塞桿直徑

9、都是D和d，當輸入壓力油的流量都是q 時，試說明各缸筒的移動速度，移動方向和活塞桿的受力情況。 41解：a).移動速度：v=4q / (D2-d2) 移動方向：缸筒向左移動 活塞桿的受力：受拉；F= (D2-d2)p/4 b).移動速度：v=4q / d2 移動方向：缸筒向右移動 活塞桿的受力：受壓；F= d2p/4 c).移動速度：v=4q / d2 移動方向：缸筒向右移動 活塞桿的受力：受壓；F= d2p/4425-4、附圖示兩結構相同的串聯液壓缸，A1=100cm2，A2=80cm2，p1=9105Pa，q1=12L/min，當不計摩擦損失和泄漏時，問：1.兩缸負載相同時的負載和速度各為

10、多少？ 2.缸1不受負載時，缸2能承受多少負載？ 3.缸2不受負載時，缸1能承受多少負載？43解：解：1)1)、 p p1 1A A1 1 = p = p2 2A A2 2 + F + F1 1 p p2 2A A1 1 = F = F2 2 F F1 1 = F = F2 2 F F1 1=F=F2 2=p=p1 1A A1 1/ (1+A/ (1+A2 2/A/A1 1) ) =9 =910105 5 100 100 1010-4-4/(1+80/100)=5000N/(1+80/100)=5000N44V1=q1/A1=12 103/100=120cm/min=0.02m/sV2=v1A2