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缸的分类和特点 |
4、1、1 活塞式液压缸
定义：在缸体内作相对往复运动的组件为活塞的液压缸
分类： 双杆
按伸出活塞杆不同〈
单杆
缸体固定
按固定方式不同〈
活塞杆固定
1 双杆活塞液压缸
【工程图】
特点：1） 两腔面积相等；
2） 压力相同时，推力相等，
流量相同时，速度相等。
即具有等推力等速度特性
推力、速度计算：
v = qηcv/A = 4 qηcv /π(D2-d2)
F = (p1-p2)Aηcm = π(D2-d2)( p1-p2 )ηcm/4
缸体固定式液压缸： 一般为实心双杆式液压缸，
工作过程：左腔进油，右腔回油，活塞右移
右腔进油，左腔回油，活塞左移
进油腔与活塞运动方向相反。
运动行程：三倍于活塞的有效行程，占地面积大，一般用于中小型设备。
活塞杆固定式液压缸：一般为空心双杆式液压缸，
工作过程： 左腔进油，右腔回油，缸体左移
右腔进油，左腔回油，缸体右移
运动行程： 两倍于活塞的有效行程，占地面积小，一般用于大、中型设备。2 单杆活塞液压缸
【开始演示】
（1） 简单连接形式的单杆活塞缸
特点： 1） 两腔面积不等，A1 > A2
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
速度、推力计算：
无杆腔进油时： v1 = qηcv /A1 = 4qηcv/πD2
F1 = （p1A1-p2A2）ηcm
= [πD2 p1/4 -π(D2-d2)p2/4]ηcm
= [πD2 （p1 - p2）/4+πd2/4]ηcm
有杆腔进油时： v2 = qηcv /A2 = 4qηcv/π(D2-d2)
F2 = （p1A2- p2A1）ηcm
= [π(D2-d2) p1/4 -πD2 p2/4]ηcm
= [πD2（p1 - p2）/4-πd2 p1/4]ηcm
∵ A1 > A2
∴ v1 < v2 F1 > F2
故： 活塞杆伸出时，推力较大，速度较小
活塞杆缩回时，推力较小，速度较大
因而： 活塞杆伸出时，适用于重载慢速
活塞杆缩回时，适用于轻载快速
往复速比： ψ= v2 / v1 = D2/ D2-d2
结论：活塞杆直径越小，两个方向速度差值越小。
固定方式和工作过程皆与双杆活塞液压缸相同。
运动行程：皆为两倍的活塞或缸体的有效行程。（2）差动连接的单杆活塞缸
差动连接：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。
速度、推力计算：
∵ v3A1 = q + v3A2
∴ v3 = q ηcv/（A1- A2）= 4 qηcv/πd2
故 要使v2 = v3 ，D= √ 2 d
F3 = （ p1A1-p2A2）ηcm =[πD2p1-(D2-d2)p1/4]ηcm =πd2p1ηcm/4
特点：在不增加流量的前提下，实现快速运动
应用：单杆活塞液压缸不同连接，可实现不同的工作循环如下：
（差动连接） （无杆腔进油） （有杆腔进油）
快进 ──---- 工进 ──-----快退
v3、F3 v1、F1 v2、F2
3 活塞缸的安装形式和选用
耳座式、 法兰式、 耳环式、 轴销式
4、1、2 柱塞式液压缸
定义：在缸体内做相对往复运动的组件是柱塞的液压缸
【工程图】
结构：缸体、柱塞、导向套、钢丝卡圈等
自重
工作原理： 只能单向运动，回程需靠外力 < 弹簧力
需双向运动时，常成对使用（见右图）
速度、推力计算：
F = pAηcm = πD2 pηcm/4
v = qηcv /A = 4qηcv /πD2
特点： ∵ 柱塞工作时总是受压，一般较粗
∴ 水平放置易下垂，产生单边磨损
故 常垂直放置，有时可做成空心
又∵ 缸体内壁与柱塞不接触
∴ 可不加工或只粗加工，工艺性好
故 常用于长行程机床，如 导轨磨床 龙门刨床 大型拉床
4、1、3 摆动液压马达（摆动液压缸）分类： 单叶片式*、双叶片式
组成： 缸体、定子块、叶片、传动轴等
工作原理:当缸的一个油口进压力油，另一油口回油时，叶片在压力油作用下往一个方向摆
动，带动轴偏转一定的角度小于3600）；当进回油口互换时，马达反转。
参数计算：T = zb(D2-d2)(p1-p2)ηm/8
ω = 8qηcv/zb(D2-d2)
双叶片摆动式液压马达：
T双 = 2T单
ω双 = ω单/2
特点： 结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于中低压系统。
【开始演示】
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