1、四種液壓缸設計四種液壓缸設計 液壓缸是將液壓能轉變為機械能的、做直線往復運動（或擺動運動）的液壓執行元件。它結構簡單、工作可靠。用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的液壓系統中得到廣泛應用。 4-1液壓缸的類型和工作原理 液壓缸是將液壓能轉變為機械能的、做直線往復運動（或擺動根據常用液壓缸的結構形式，可將其分為四種類型：活塞式柱塞式伸縮式擺動式單活塞桿式雙活塞桿式根據常用液壓缸的結構形式，可將其分為四種類型：活塞式柱塞式伸一、活塞式液壓缸 單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進出口油口A和B都可通壓力油或回油，以實現雙向

2、運動，故稱為雙作用缸。1、單活塞桿液壓缸一、活塞式液壓缸 單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所參照下圖，當供給液壓缸的流量Q一定時，活塞兩個方向的運動速度為：V1=Q/A1=4Q/D2 (向左） V2= Q/A2=4Q/(D2-d2) (向右） 當供油壓力p一定，回油壓力為零時 作用力： F1=p.A1=p.D2/4 (向右）F2=p.A2=p.(D2-d2)/4 (向左）參照下圖，當供給液壓缸的流量Q一定時，活塞兩個方向的運動速度當其差動連接時，作用力為： F3=p(A1-A2)=p.(d2/4) 速度:v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1 所以 v3=Q/(A1-A2)=4

3、Q/d2符號意義參閱下圖當其差動連接時，作用力為： F3=p(A1-A2)=p. 單活塞桿液壓缸可以是缸筒固定，活塞運動；也可以是活塞桿固定缸筒運動。無論采用其中哪一種形式，液壓缸運動所占空間長度都是兩倍行程。（見下圖） 單活塞桿液壓缸可以是缸筒固定，活塞運動；也可以 雙活塞桿液壓缸的兩活塞桿直徑通常相等，活塞兩端有效面積相同。如果供油壓力不變，那么活塞反復運動時兩個方向的作用力和速度相等。v=Q/A=4Q/(D2-d2) , F=p.A=p. (D2-d2)/4 v活塞（或缸筒）運動速度；Q供油流量；F活塞（或缸筒）上的作用力； p供油壓力；A活塞有效面積； D活塞直徑；d活塞桿直徑。 這種

4、液壓缸在傳動時活塞桿只承受拉力，多數用于機床。 雙活塞桿液壓缸的兩活塞桿直徑通常相等，活塞兩2、雙活塞桿液壓缸 雙活塞桿液壓缸的兩端都有活塞伸出，如圖所示。其組成與單活塞桿液壓缸基本相同。缸筒與缸蓋用法蘭連接，活塞與缸筒內壁之間采用間隙密封。2、雙活塞桿液壓缸 雙活塞桿液壓缸的兩端都有活塞伸出，雙活塞缸機構示意雙活塞缸機構示意 將缸筒固定在床身上，活塞桿和工作臺相聯接時，工作臺運動所占空間長度為活塞有效行程的三倍（見圖A）。一般多用于小機床；反之，將活塞桿固定在床身上，缸筒和工作臺相聯接時，工作臺運動所占空間長度為液壓缸有效行程的兩倍（見圖B），適用于中型及大型機床。 將缸筒固定在床身上，活塞

5、桿和工作臺相聯接時，二、柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸結構二、柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸結構（）它是一種單作用式液壓缸，靠液壓力只能實現一個方向的運動，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；（）柱塞只靠缸套支承而不與缸套接觸，這樣缸套極易加工，故適于做長行程液壓缸；（）工作時柱塞總受壓，因而它必須有足夠的剛度；（）柱塞重量往往較大，水平放置時容易因自重而下垂，造成密封件和導向單邊磨損，故其垂直使用更有利。柱塞式液壓缸特點：（）它是一種單作用式液壓缸，靠柱塞式液壓缸特點：柱塞上有效作用力F為：F=p.A=柱塞運動速度為：v= = 式中 d柱塞直徑；其它符號意義同前。Ad2 p . d2 4Q4Q柱塞上有效作

6、用力F為：Ad2 p . d2 三、伸縮式液壓缸 伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，如圖所示。伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實現較長的行程，而縮回時長度較短，結構較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機械和農業機械上。三、伸縮式液壓缸 伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，如圖 擺動式液壓缸是輸出扭矩并實現往復運動的執行元件，也稱擺動式液壓馬達。有單葉片和雙葉片兩種形式。圖中定子塊固定在缸體上，而葉片和轉子連接在一起。根據進油方向， 葉片將 帶動轉 子作往 復擺動。四、擺動式液壓缸 擺動式液壓缸是輸出扭矩并實現往復運動的執行元件，也稱 如圖所示，若輸入液壓油

7、的流量為Q和擺動軸輸出的角速度之間的關系為：Q=/4(D2-d2)b.n=(b/8)(D2-d2)所以 8Q/b(D2-d2)式中 n擺動軸的轉速(n= /2)；b葉片寬度； D、d見圖。結束 如圖所示，若輸入液壓油的流量為Q和擺動軸輸出 4-2 液壓缸的設計和計算一、液壓缸主要尺寸的確定 液壓缸的設計和計算是在對整個液壓系統進行工況分析，計算了最大負載力，先定了工作壓力的基礎上進行的（詳見第十一章）。因此，首先要根據使用要求確定結構類型，在按照負載情況，運動要求決定液壓缸的主要結構尺寸，最后進行結構設計。二、液壓缸結構設計中的幾個基本問題 4-2 液壓缸的設計和計算一、液壓缸主要尺寸的確定

8、1、工作壓力的選取 根據液壓缸的實際工況，計算出外負載大小，然后參考下表選取適當的工作力。 一、液壓缸主要尺寸的確定1、工作壓力的選取 一、液壓缸主要尺寸的確定2、活塞桿直徑d與缸筒內徑D的計算 受拉時： d=(0.3-0.5)D 受壓時： d=(0.5-0.55)D (p15mpa) d=(0.6-0.7)D (5mpa p17mpa)3、液壓缸缸筒壁厚和外徑的計算 缸筒最薄處壁厚：pyD/2() 缸筒壁厚；D缸筒內徑； py缸筒度驗壓力，當額定壓Pn160 x105Pa時，Py=1.25Pn ； ()缸筒材料許用應力。()=b/n。2、活塞桿直徑d與缸筒內徑D的計算 受拉時： 5、液壓缸缸筒長度的確定 缸筒長度根據所需最大工作行程而定。活塞桿長度根據缸筒長度而定。對于工作行程受壓的活塞桿，當活塞桿長度與活塞桿直徑之比大于15時，應按材料力學有關公式對活塞進行壓桿穩定性驗算。4、活塞桿的計算直徑強度校核：d4F/()1/2d活塞桿直徑；F液壓缸的負載； ()活塞桿材料許用應力，()=b/n。5、液壓缸缸筒長度的確定4、活塞桿的計算1、液壓缸的緩沖 液壓缸中使用的緩沖裝置，常見