液壓缸的分類(lèi)和特點(diǎn)
第3章 液壓缸
3．1液壓缸的分類(lèi)和特點(diǎn)
液壓缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞缸尸曼、柱塞缸娘瞻、擺動(dòng)缸三類(lèi),按運(yùn)動(dòng)形式可分為直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)贩贵。
3.1.1活塞缸
活塞缸可分為雙活塞桿和單活塞桿兩種結(jié)構(gòu)坡疼，其固定方式有缸體固定和活塞桿固定兩種彬呻。
1\雙活塞桿缸
（1）工作原理 圖3-1為雙活塞桿缸原理圖，其活塞的兩側(cè)都有伸出桿柄瑰。圖3-1a為缸體固定式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖闸氮，圖3-1b為活塞桿固定式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。當(dāng)壓力油從兩油口交替輸入液壓缸左教沾、右工作腔時(shí)蒲跨，壓力油作用于活塞端面译断，驅(qū)動(dòng)活塞或缸體運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)工作臺(tái)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或悲。
（2）特點(diǎn)和應(yīng)用 當(dāng)兩活塞缸直徑相同孙咪、缸兩腔的供油壓力和流量相等時(shí)，活塞或缸體兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度和推力也都相等巡语。缸體固定式其工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍大于缸有效行程的三倍翎蹈，一般用于行程短或小型液壓設(shè)備上，活塞桿固定式其工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍略大于有效行程的兩倍男公，適用于行程長(zhǎng)的大荤堪、中型液壓設(shè)備。
雙活塞桿缸的的推力和速度可按下式計(jì)算：
2．單活塞桿缸
（1）工作原理 圖3-2為單活塞桿缸原理圖码完，活塞的一端有活塞桿伸出办适，所以?xún)汕坏挠行Чぷ髅娣e不同。
當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)壓力油银悄，有桿腔回油時(shí)（圖3-2a）点溶，活塞推力F1和運(yùn)動(dòng)速度v1分別為
（2）特點(diǎn)和應(yīng)用 由于＞,所以v＜v,F＞F。常把壓力油進(jìn)入無(wú)桿腔的情況作為工作行程毁设，而把壓力油進(jìn)入有桿腔的情況作為空行程
（3）差動(dòng)連接 如圖3-3所示佣锁，當(dāng)壓力油同時(shí)進(jìn)入液壓缸的左、右兩腔厢卖，作差動(dòng)連接單活塞桿缸簡(jiǎn)稱(chēng)為差動(dòng)缸擎津。由于無(wú)桿腔工作面積比有桿腔工作面積大，壓力雖相等啊嘁，活塞仍向右運(yùn)動(dòng)朵聪。若A2=A1/2,即D=，則差動(dòng)連接缸的快進(jìn)v3與快退v2的運(yùn)動(dòng)速度相等干际。
差動(dòng)連接時(shí)亮花，活塞的推力F3為：
要點(diǎn):差動(dòng)連接時(shí)活塞的推力與活塞桿的截面積成正比，而活塞的運(yùn)動(dòng)速度和活塞桿的截面積成反比弓熏。將單桿活塞缸的三種連接作比較恋谭，可見(jiàn)v1＜v2＜v3，F(xiàn)1＞F2＞F3挽鞠。差動(dòng)連接缸的特點(diǎn)：速度增加疚颊，推力減小。
提示由于單活塞桿缸的無(wú)桿腔與有桿腔的工作面積不相等信认，在輸入流量相同時(shí)材义，v1與v2不相等，在工作壓力相等時(shí)F1＞F2，而雙桿活塞缸兩端的工作面積相等其掂，在同樣的情況下油挥，速度相等、推力相等款熬。
3.1.2柱塞缸
工作原理如圖3-4a所示深寥，當(dāng)壓力油進(jìn)入缸筒時(shí)，推動(dòng)柱塞運(yùn)動(dòng)贤牛。柱塞缸只能實(shí)現(xiàn)單向運(yùn)動(dòng)塞补，它的回程需借自重或其他外力來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，為了使工作臺(tái)得到雙向運(yùn)動(dòng)径瘪，柱塞缸常成對(duì)使用，如圖3-4b所示冕店。柱塞缸主要用在龍門(mén)刨床患敢、導(dǎo)軌磨床、大型拉床等大行程設(shè)備的液壓系統(tǒng)中嘁压。
3．1．3擺動(dòng)缸
擺動(dòng)缸是輸出轉(zhuǎn)矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)的液壓缸邦孽，又稱(chēng)擺動(dòng)液壓馬達(dá)，有單葉片和雙葉片兩種形式爆踱。圖3-5a揣喻、圖3-5b為其工作原理圖，定子塊固定在缸體上变抡，葉片與輸出軸連為一體汰畔。當(dāng)兩油口交替通入壓力油時(shí)，葉片即帶動(dòng)輸出軸作往復(fù)擺動(dòng)酌省。
3．1．3擺動(dòng)缸
擺動(dòng)缸是輸出轉(zhuǎn)矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)的液壓缸捂滓，又稱(chēng)擺動(dòng)液壓馬達(dá)，有單葉片和雙葉片兩種形式布蔗。圖3-5a藤违、圖3-5b為其工作原理圖，定子塊固定在缸體上纵揍，葉片與輸出軸連為一體顿乒。當(dāng)兩油口交替通入壓力油時(shí)，葉片即帶動(dòng)輸出軸作往復(fù)擺動(dòng)泽谨。
單葉片缸的擺動(dòng)角一般不超過(guò)280°璧榄，雙葉片缸當(dāng)其結(jié)構(gòu)尺寸相同時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片缸的兩倍隔盛，而擺動(dòng)角度為單葉片缸的一半（一般不超過(guò)150°）犹菱。
3．1．4其他液壓缸
1．增壓缸
增壓缸能將輸入的低壓油轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏河停蛞簤合到y(tǒng)中的某一支路供油。它由大腊脱、小直徑分別為D和d的復(fù)合缸筒及有特殊結(jié)構(gòu)的復(fù)合活塞組成访得，如圖3-6所示。
式中是增壓比陕凹，即增壓倍數(shù)左启。增壓缸只能將高壓端輸出油通入其他液壓缸以獲取大的推力，其本身不能直接作為執(zhí)行元件贸薇，所以安裝時(shí)應(yīng)盡量使它靠近執(zhí)行元件技腻。
2.伸縮缸
圖3-7為多級(jí)伸縮套筒式液壓缸。這種缸的特點(diǎn)是活塞桿伸出行程大鸡犯，收縮后結(jié)構(gòu)尺寸小仓筷。適用于自卸汽車(chē)、起重機(jī)等設(shè)備葫柴∧艄活塞伸出順序是先大后小，相應(yīng)的推力也是由大到小舍辐，伸出時(shí)的速度是由慢到快拔若。活塞縮回時(shí)的順序茬燃，一般是先小后大驳楞，縮回速度是由快到慢。
圖3-7為多級(jí)伸縮套筒式液壓缸兵罢。這種缸的特點(diǎn)是活塞桿伸出行程大献烦，收縮后結(jié)構(gòu)尺寸小。適用于自卸汽車(chē)卖词、起重機(jī)等設(shè)備仿荆。活塞伸出順序是先大后小坏平，相應(yīng)的推力也是由大到小拢操，伸出時(shí)的速度是由慢到快〔疤妫活塞縮回時(shí)的順序令境，一般是先小后大，縮回速度是由快到慢顾瞪。
3.齒條活塞缸
齒條缸又稱(chēng)無(wú)桿式液壓缸舔庶，由帶有一根齒條桿的雙活塞缸1和一套齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2組成，如圖3-8所示陈醒。壓力油推動(dòng)活塞左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)惕橙，經(jīng)齒條推動(dòng)齒輪軸往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)瞧甩，齒輪便驅(qū)動(dòng)工作部件作周期性的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。齒條缸多用于自動(dòng)線告岸、組合機(jī)床等轉(zhuǎn)位或分度機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)中湖弱。
3．1液壓缸的分類(lèi)和特點(diǎn)
液壓缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞缸尸曼、柱塞缸娘瞻、擺動(dòng)缸三類(lèi),按運(yùn)動(dòng)形式可分為直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)贩贵。
3.1.1活塞缸
活塞缸可分為雙活塞桿和單活塞桿兩種結(jié)構(gòu)坡疼，其固定方式有缸體固定和活塞桿固定兩種彬呻。
1\雙活塞桿缸
（1）工作原理 圖3-1為雙活塞桿缸原理圖，其活塞的兩側(cè)都有伸出桿柄瑰。圖3-1a為缸體固定式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖闸氮，圖3-1b為活塞桿固定式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。當(dāng)壓力油從兩油口交替輸入液壓缸左教沾、右工作腔時(shí)蒲跨，壓力油作用于活塞端面译断，驅(qū)動(dòng)活塞或缸體運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)工作臺(tái)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或悲。
（2）特點(diǎn)和應(yīng)用 當(dāng)兩活塞缸直徑相同孙咪、缸兩腔的供油壓力和流量相等時(shí)，活塞或缸體兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度和推力也都相等巡语。缸體固定式其工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍大于缸有效行程的三倍翎蹈，一般用于行程短或小型液壓設(shè)備上，活塞桿固定式其工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍略大于有效行程的兩倍男公，適用于行程長(zhǎng)的大荤堪、中型液壓設(shè)備。
雙活塞桿缸的的推力和速度可按下式計(jì)算：
2．單活塞桿缸
（1）工作原理 圖3-2為單活塞桿缸原理圖码完，活塞的一端有活塞桿伸出办适，所以?xún)汕坏挠行Чぷ髅娣e不同。
當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)壓力油银悄，有桿腔回油時(shí)（圖3-2a）点溶，活塞推力F1和運(yùn)動(dòng)速度v1分別為
（2）特點(diǎn)和應(yīng)用 由于＞,所以v＜v,F＞F。常把壓力油進(jìn)入無(wú)桿腔的情況作為工作行程毁设，而把壓力油進(jìn)入有桿腔的情況作為空行程
（3）差動(dòng)連接 如圖3-3所示佣锁，當(dāng)壓力油同時(shí)進(jìn)入液壓缸的左、右兩腔厢卖，作差動(dòng)連接單活塞桿缸簡(jiǎn)稱(chēng)為差動(dòng)缸擎津。由于無(wú)桿腔工作面積比有桿腔工作面積大，壓力雖相等啊嘁，活塞仍向右運(yùn)動(dòng)朵聪。若A2=A1/2,即D=，則差動(dòng)連接缸的快進(jìn)v3與快退v2的運(yùn)動(dòng)速度相等干际。
差動(dòng)連接時(shí)亮花，活塞的推力F3為：
要點(diǎn):差動(dòng)連接時(shí)活塞的推力與活塞桿的截面積成正比，而活塞的運(yùn)動(dòng)速度和活塞桿的截面積成反比弓熏。將單桿活塞缸的三種連接作比較恋谭，可見(jiàn)v1＜v2＜v3，F(xiàn)1＞F2＞F3挽鞠。差動(dòng)連接缸的特點(diǎn)：速度增加疚颊，推力減小。
提示由于單活塞桿缸的無(wú)桿腔與有桿腔的工作面積不相等信认，在輸入流量相同時(shí)材义，v1與v2不相等，在工作壓力相等時(shí)F1＞F2，而雙桿活塞缸兩端的工作面積相等其掂，在同樣的情況下油挥，速度相等、推力相等款熬。
3.1.2柱塞缸
工作原理如圖3-4a所示深寥，當(dāng)壓力油進(jìn)入缸筒時(shí)，推動(dòng)柱塞運(yùn)動(dòng)贤牛。柱塞缸只能實(shí)現(xiàn)單向運(yùn)動(dòng)塞补，它的回程需借自重或其他外力來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，為了使工作臺(tái)得到雙向運(yùn)動(dòng)径瘪，柱塞缸常成對(duì)使用，如圖3-4b所示冕店。柱塞缸主要用在龍門(mén)刨床患敢、導(dǎo)軌磨床、大型拉床等大行程設(shè)備的液壓系統(tǒng)中嘁压。
3．1．3擺動(dòng)缸
擺動(dòng)缸是輸出轉(zhuǎn)矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)的液壓缸邦孽，又稱(chēng)擺動(dòng)液壓馬達(dá)，有單葉片和雙葉片兩種形式爆踱。圖3-5a揣喻、圖3-5b為其工作原理圖，定子塊固定在缸體上变抡，葉片與輸出軸連為一體汰畔。當(dāng)兩油口交替通入壓力油時(shí)，葉片即帶動(dòng)輸出軸作往復(fù)擺動(dòng)酌省。
3．1．3擺動(dòng)缸
擺動(dòng)缸是輸出轉(zhuǎn)矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)的液壓缸捂滓，又稱(chēng)擺動(dòng)液壓馬達(dá)，有單葉片和雙葉片兩種形式布蔗。圖3-5a藤违、圖3-5b為其工作原理圖，定子塊固定在缸體上纵揍，葉片與輸出軸連為一體顿乒。當(dāng)兩油口交替通入壓力油時(shí)，葉片即帶動(dòng)輸出軸作往復(fù)擺動(dòng)泽谨。
單葉片缸的擺動(dòng)角一般不超過(guò)280°璧榄，雙葉片缸當(dāng)其結(jié)構(gòu)尺寸相同時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片缸的兩倍隔盛，而擺動(dòng)角度為單葉片缸的一半（一般不超過(guò)150°）犹菱。
3．1．4其他液壓缸
1．增壓缸
增壓缸能將輸入的低壓油轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏河停蛞簤合到y(tǒng)中的某一支路供油。它由大腊脱、小直徑分別為D和d的復(fù)合缸筒及有特殊結(jié)構(gòu)的復(fù)合活塞組成访得，如圖3-6所示。
式中是增壓比陕凹，即增壓倍數(shù)左启。增壓缸只能將高壓端輸出油通入其他液壓缸以獲取大的推力，其本身不能直接作為執(zhí)行元件贸薇，所以安裝時(shí)應(yīng)盡量使它靠近執(zhí)行元件技腻。
2.伸縮缸
圖3-7為多級(jí)伸縮套筒式液壓缸。這種缸的特點(diǎn)是活塞桿伸出行程大鸡犯，收縮后結(jié)構(gòu)尺寸小仓筷。適用于自卸汽車(chē)、起重機(jī)等設(shè)備葫柴∧艄活塞伸出順序是先大后小，相應(yīng)的推力也是由大到小舍辐，伸出時(shí)的速度是由慢到快拔若。活塞縮回時(shí)的順序茬燃，一般是先小后大驳楞，縮回速度是由快到慢。
圖3-7為多級(jí)伸縮套筒式液壓缸兵罢。這種缸的特點(diǎn)是活塞桿伸出行程大献烦，收縮后結(jié)構(gòu)尺寸小。適用于自卸汽車(chē)卖词、起重機(jī)等設(shè)備仿荆。活塞伸出順序是先大后小坏平，相應(yīng)的推力也是由大到小拢操，伸出時(shí)的速度是由慢到快〔疤妫活塞縮回時(shí)的順序令境，一般是先小后大，縮回速度是由快到慢顾瞪。
3.齒條活塞缸
齒條缸又稱(chēng)無(wú)桿式液壓缸舔庶，由帶有一根齒條桿的雙活塞缸1和一套齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2組成，如圖3-8所示陈醒。壓力油推動(dòng)活塞左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)惕橙，經(jīng)齒條推動(dòng)齒輪軸往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)瞧甩，齒輪便驅(qū)動(dòng)工作部件作周期性的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。齒條缸多用于自動(dòng)線告岸、組合機(jī)床等轉(zhuǎn)位或分度機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)中湖弱。
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