当前位置：文档之家 › 第四章液压执行元件液压缸与液压马达

第四章液压执行元件液压缸与液压马达

  • 格式：ppt
  • 大小：3.11 MB
  • 文档页数：76

下载文档原格式

  / 76

合集下载

液压执行元件各有什么用途

液压执行元件各有什么用途

液压执行元件各有什么用途液压执行元件是液压系统中的核心部件，主要用于将液压能转化为机械能，实现各种工程机械的运动。

常见的液压执行元件包括液压缸、液压马达和液压伺服阀等。

它们各有不同的用途，具体如下：1. 液压缸：液压缸是最常见和应用广泛的液压执行元件，主要用于产生线性运动。

它通常由缸体、活塞、活塞杆和密封件等部件组成。

液压缸可用于各种工程机械，如挖掘机、铲车和推土机等，实现各种行程和推力的精确控制。

2. 液压马达：液压马达是将液压能转化为旋转运动的液压执行元件。

它通常由马达本体、齿轮或液压马达柱塞等组成。

液压马达广泛应用于各种需要转动运动的工程机械，如起重机、钻机和混凝土泵等。

3. 液压伺服阀：液压伺服阀是用于控制和调节液压系统中流量和压力的重要元件。

通过调节阀芯的位置和开口大小，实现对液压能的精确控制。

液压伺服阀广泛应用于液压系统中的动态控制和自动化控制系统。

4. 液压驻车制动器：液压驻车制动器主要用于工程机械和汽车等的停车制动。

它通过液压系统产生的压力来使制动器盘片紧密贴合，从而实现对车辆的牵制和停止。

5. 液力变矩器：液力变矩器是用于传递和调节动力的液压执行元件。

它通常由泵轮、涡轮和导向器等组成，可以实现变矩器的连续变比。

液力变矩器广泛应用于各种需要动力变速的工程机械和汽车等。

6. 液压传动件：液压传动件主要用于传递液压能和机械能的变换。

常见的液压传动件包括管路、接头和油管等。

液压传动件在液压系统中起到连接各个液压元件的作用，实现液压能的传递和分配。

总结来说，液压执行元件在工程机械、汽车等领域中起到至关重要的作用。

它们能够将液压能有效地转化为机械能，实现各种运动和动力传递。

液压执行元件的应用不仅提高了机械设备的工作效率和精度，还增加了操作的便利性和安全性。

液压传动与控制第4章

液压传动与控制第4章
图4.3.1 带缝隙节流凸台的作动筒
在作动筒主活塞前后各有一个直径比主活塞略小的缓冲 凸台，当作动筒到达行程末端时，凸台将一部分油液封死， 被封闭的油液通过凸台与缸壁间的环形间隙流出，产生液压 阻力，减缓作动筒的速度，起到缓冲的作用。
✓ 节流阀缓冲
4.3.1 缓冲装置
图4.3.2 带单向节流阀的作动筒
图4.1.1 液压作动筒的工作原理 1—筒体；2—活塞；3—活塞杆；4—端盖；5—密封；6—进出管道
4.1.1 液压作动筒的基本原理和结构
结论：作动筒是利用液体压力来克服负载的（包括摩擦 力），利用液体流量维持运动速度。
输人作动筒的液体压力和流量是作动筒的输入参数， 是液压功率；作动筒的输出力和速度（或位移）是其输 出参数，是机械功率。
（a）缸体固定，活塞杆移动
（b）活塞杆固定，缸体移动
图4.1.2 双杆活塞缸
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
A
A
F
p1
p2
因双杆液压缸的两端活塞杆直径相等，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。
液压缸活塞的实际推力
F
A(
p1
p2 )m
4
(D2
d
2 )(
p1
p2 )m
(4-15)
➢ 与非差动连接无杆腔进油工况相比，在输入油液压力和流量 都不变的条件下，活塞杆伸出速度较大而推力较小。差动连 接是在不增加液压泵容量和功率的情况下，实现系统快速运 动的有效方法。它的应用常见于组合机床和各类专用机床中。
➢ 在实际应用中，液压传动系统常通过控 制阀来改变单杆活塞缸的油路连接，使 它有不同的工作方式，从而获得快进 （差动连接）工进（无杆腔进油）快退 （有杆腔进油）的工作循环。

液压 第四章液压缸

液压 第四章液压缸
= p1
π (D − d )
2 2
4Leabharlann − p2πD4
2
2
= ( p1 − p2 )
πD
4
2
− p1
πd
4
因为： 因为：A无>A有 比较上述结果： 比较上述结果：v <v有，F无>F有
无
即活塞杆伸出时，速度较慢，推力较大； 即活塞杆伸出时，速度较慢，推力较大； 活塞杆缩回时，速度较快，推力较小。 活塞杆缩回时，速度较快，推力较小。 因此适用于伸出时承受工作载荷，缩回时为 因此适用于伸出时承受工作载荷， 空载或轻载场合。 空载或轻载场合。 速度比： 速度比：
二、柱塞式液压缸（单作用式） 柱塞式液压缸（单作用式）
特点： ）柱塞与缸体不接触。 特点：1）柱塞与缸体不接触。 2 ）柱塞重量大 水平安装时会下垂， 柱塞重量大,水平安装时会下垂 水平安装时会下垂， 引起单边磨损，故多垂直使用。 引起单边磨损，故多垂直使用。 3）柱塞工作时受恒压。 ）柱塞工作时受恒压。 4）柱塞缸是单作用缸。为得到双向 ）柱塞缸是单作用缸。 运动，常成对使用。 运动，常成对使用。
v有 D2 λv = = 2 v无 D − d 2
无
当活塞杆直径愈小时， 差值愈小。 当活塞杆直径愈小时，v 与v有差值愈小。
③差动连接： 差动连接： 当单杆缸两腔同时通入压力 油时，由于无杆腔的有效 由于无杆腔的有效 面积大于有杆腔的有效面 积，则活塞受到的向右的 作用力大于向左的作用力， 作用力大于向左的作用力， 活塞右移， 活塞右移，并将有杆腔的 油液挤出，流进无杆腔， 油液挤出，流进无杆腔， 加快活塞杆的右移速度。 加快活塞杆的右移速度。 这种连接方式称~。 这种连接方式称 。
其运动速度和推力的计算： 其运动速度和推力的计算：

4《液压传动》执行元件

4《液压传动》执行元件
19
的供液次数，可分为：
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
• 液压缸的基本计算，主要指其供液压力和驱动负载计算，以及输入 流量和运动速度的计算，输出功率可根据负载及其运动速度计算出。
20
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
21
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
•
静力平衡式马达式在staffa马达的基础上演变和发展起来的，如图 4.4-2所示，其特点是取消了连杆，并在主要摩擦副之间实现了静压 力平衡，故称静力平衡式液压马达，国外称之为“Roston”马达。
15
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
27
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
3 密封装置 液压缸的密封是液压缸结构中的重要环节之一，用于活塞、活塞杆和 端盖等处。用以防止液压缸的内部泄漏。常见密封结构如下：
28
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
29
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
4 液压缸缓冲装置 当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，应设置缓冲装置， 以防止活塞运动到末端时与缸盖碰撞，损坏液压缸。利用节流原理来实现 液压缸的缓冲，常有两种：间隙缓冲装置和节流阀缓冲装置。 环形间隙缓冲装置：当活塞达到行程末端时，长度L上的油液从环形间 隙S处挤出，形成缓冲压力。 节流阀缓冲装置：当活塞进入行程末端时，缓冲柱塞a进入缸盖孔c时， b腔回油液被柱塞a堵塞，回油口d被封闭，压油液只能通过节流阀2的阀口 排出，起到缓冲作用。回程时，油液经单向阀1和d口进入，可使活塞平稳 启动

液压系统的执行元件

液压系统的执行元件

第四章、液压执行元件第一节液压马达一、液压马达的特点及分类液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。

但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上也有某些差异。

例如：1.液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。

2.为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。

而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要求。

3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。

因为当马达速度很低时，若采用动压轴承，就不易形成润滑滑膜。

4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面，起封油作用，形成工作容积。

若将其当马达用，必须在液压马达的叶片根部装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表面，以便马达能正常起动。

5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。

6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。

所谓起动扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达扭矩的脉动小，内部摩擦小。

由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。

液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类，额定转速高于500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。

高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。

它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度高。

通常高速液压马达的输出转矩不大(仅几十牛·米到几百牛·米)，所以又称为高速小转矩液压马达。

高速液压马达的基本型式是径向柱塞式，例如单作用曲轴连杆式、液压平衡式和多作用内曲线式等。

《液压传动》习题与答案解析

《液压传动》习题与答案解析

第一章绪论1－1 液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。

1－2 液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。

1—3 设有一液压千斤顶，如图1—3所示。

小活塞3直径d＝10mm，行程h=20mm，大活塞8直径D=40mm，重物w＝50000N，杠杆l＝25mm，L＝500mm。

求：①顶起重物w时，在杠杆端所施加的力F；②此时密闭容积中的液体压力p；⑧杠杆上下动作一次，重物的上升量H；④如果小活塞上有摩擦力f l＝200N，大活塞上有摩擦力f2＝1000 N, 杠杆每上下动作一次，密闭容积中液体外泄0.2cm3至油箱，重新完成①、②、③。

图题1—3第二章液压油液2－1 什么是液体的粘性？2－2 粘度的表式方法有几种？动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么？2－3 压力和温度对粘度的影响如何？2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系，如油的密度ρ＝900kg／m3，试回答以下几个问题：1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2／s；2）30号机油的平均动力粘度为( )Pa ．s；３) 在液体静止时，40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大？2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10—6m2／s，密度ρ＝1000kg／m3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m2／s，密度ρ＝1.2kg／m3；试比较水和空气的粘度( )(A)水的粘性比空气大；(B)空气的粘性比水大。

2—6 粘度指数高的油，表示该油 ( )(A) 粘度较大； (B) 粘度因压力变化而改变较大；(C) 粘度因温度变化而改变较小； (D) 粘度因温度变化而改变较大。

2—7 图示液压缸直径D=12cm，活塞直径d＝11．96cm，活塞宽度L＝14cm，间隙中充以动力粘度η= 0．065Pa·s 的油液，活塞回程要求的稳定速度为v＝0．5 m／s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少?图题２－7第三章液压流体力学基础§ 3－1 静止流体力学3—1什么是液体的静压力？压力的表示方法有几种？压力的单位是什么？3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F＝3000 N。

液压系统及其执行机构


三、柱塞缸 ： •往复运动的主件为柱塞； •回程靠重力或其他缸； •适用于：缸长度/缸内径<6， 导向部分较短的场合； •如：脱模油缸、压下油缸； •符号：
北京科技大学
四、摆动油缸 北京科技大学
•在相同流量和压力的条件下： •单叶片：摆角大W，输出力矩小M；摆角范围：300度； •双叶片：摆角小W/2，输出力矩大2M；摆角范围：150度；
理论输出转距T t
：
Tt
pV
2
2、 机械效率ηmm ：
mm
Tt
T Tt
3、实际输出转距T t
：
Tt
pV
2
mm
4、 输入输出功率Pi Po ：转动马达的所需功率。
Pi pq Po 2 nT
六、马达的效率：
1、 容积效率η mv ：马达的理论流量和实际流量之比； 由于马达的泄漏造成的能量损失。
北京科技大学
B)缸筒内径D确定 若：忽略回油压力，则无杆腔缸筒内径D：
D 4F1
p1
若：忽略回油压力，则有杆腔缸筒内径D：
D 4F1 d 2
p1
Байду номын сангаас
根据计算值查下表确定缸筒内径D 北京科技大学
C)缸杆直径d确定 根据液压缸的速度比：
d D 1
计算后应取标准值 实际上，供油压力 p 与缸筒内径D的选择根据实际情况， 不断的调整，还要考虑系统其他执行元件的工作压力， 综合确定。
油进入大腔，活塞运动速度慢： 油进入小腔，活塞运动速度快：
v1
qcv
A1
4qcv D 2
v2
qcv
A2
(
4qcv
D2 d
2
)
一般

飞机液压传动与控制第四章飞机液压执行装置

4.1.2 液压作动筒的特性与分析
1.输出力
CAFUC
作动筒的输出力是指克服其内部各种阻力以后所发 出的机械力的大小。在理论上，可根据图4.1.l建立力的 平衡方程
p1 A = F + p2 A
则理论输出力表达式为
F = p1 A1 − p2 A2
式中,F为理论输出力；p1为供油压力；p2为回油压 力；A1为p1压力作用的有效面积；A2为p2压力作用的有效 面积。 由于活塞运动是具有摩擦阻力，所以其实际输出力 的表达式应为 式中，Psb 提高输出力措施！
§3 飞机液压执行装置
液压传动
16/25
4.3 飞机液压作动筒辅助元件 4.3.1 缓冲装置
CAFUC
缓冲装置：活塞速度大，部件质量大时，防止活塞终 点撞击，引起噪声、振动和损坏设备。 按原理分为：缝隙节流、节流阀、弹簧。 1.缝隙节流缓冲：活塞右端油液由节流孔间隙流出， 起缓冲作用。
↖
节流间隙
图4.3.1 带缝隙节流凸台的作动筒 §3 飞机液压执行装置 液压传动
图4.2-3 双向双杆作动筒 图 4.2.3 双向双杆作动筒 §3 飞机液压执行装置 液压传动
15/25
4.2 飞机的液压作动筒（液压缸） 4.2.3 液压缸典型结构举例
CAFUC
图4.2.4 单杆活塞缸结构 1—头侧端盖 2—活塞密封圈 3—活塞头 4—活塞杆 5—缸体 6—拉杆 7—活塞杆密封圈 8—杆侧端盖 9—防尘圈 10—泄油口 11—导向套 12—固定密 封圈 13—节流阀 14—单向阀
L = vt
v=
又由于
L = l − l1 − Δl
ηvQ
A
l 为作动筒的内腔长度；l1 为活塞厚度； l 为设计时为防 Δ 止活塞和顶盖碰撞而预留的行程余量，一般为5～20mm。

液压-第04章液压执行元件

可以看出，液压马达总的输出转矩等于处在马达压 力腔半圆内各柱塞瞬时转矩的总和。
由于柱塞的瞬时方位角呈周期性变化，液压马达总
的输出转矩也周期性变化，所以液压马达输出的转矩是 脉动的，通常只计算马达的平均转矩。
Ft Ft Ft FN
Ft
F F
13
4.1.3 低速大扭矩液压马达
低速大扭矩液压马达是相对于高速马达而言的，通常 这类马达在结构形式上多为径向柱塞式,其特点是：最低转 速低，大约在5~10转/分；输出扭矩大，可达几万牛顿米； 径向尺寸大，转动惯量大。
动、制动、调速和换向。通常高速马达的输出转矩不
大，最低稳定转速较高，只能满足高速小扭矩工况。
9
柱塞式马达的工作原理
当压力油输入液压马达时，处于压力腔的柱塞被顶 出，压在斜盘上，斜盘对柱塞产生反力，该力可分解为 轴向分力和垂直于轴向的分力。其中，垂直于轴向的分 力使缸体产生转矩。
Ft Ft Ft Ft FN
由上式可见，液压马达的总效率亦同于液压泵的总效 率，等于机械效率与容积效率的乘积。
8
4.1.2
高速液压马达
一般来说，额定转速高于 500r/min 的马达属于高 速马达，额定转速低于 500r/min 的马达属于低速马达。
高速液压马达基本型式：齿轮式、叶片式和轴向 柱塞式等。 它们的主要特点是转速高，转动惯量小，便于启
（2.32）
马达的实际输出转矩小于理论输出转矩： pV T m （2.33） 2 因马达实际存在机械摩擦，故实际输出转矩应考虑机 械效率。
7
• 功率和总效率 马达的输入功率为
N i pq
马达的输出功率为 N o 2nT 马达的总效率为
（2.34） （2.35） （2.36）

第四章 液压缸

21
πd2
4
q 4q 速度： 速度：v = = 2 A πd
●柱塞粗、受力好。柱塞重量大自重造成单边磨损，
组合式液压缸
伸缩缸工作原理: 伸缩缸工作原理: 活塞或柱塞伸出时，从大到小， 活塞或柱塞伸出时，从大到小， 速度逐渐增大，推力逐渐减小。 速度逐渐增大，推力逐渐减小。 活塞或柱塞缩回时，从小到大。 活塞或柱塞缩回时，从小到大。
得： D=√4q/ΠV2＋d2 ※求出D后，按国标圆整为标准尺寸。
52
液压缸活塞杆直径d的计算（ 液压缸活塞杆直径d的计算（二）
（1）按工作压力和设备类型确定： 按工作压力和设备类型确定：
表4－1、表4－2
（2）按液压缸的往复速度比λv 确定： 确定：
v2 D2 λv = = 2 2 v1 D − d
34
35
36
37
38
39
40
41
42
缓冲装置
缓冲的必要性: 缓冲的必要性: ∵ 在质量较大、速度较高(v>12m/min），由于 惯性力较大，活塞运动到终端时会撞击缸盖， 产生冲击和噪声，严重影响加工精度，甚至 使液压缸损坏。 ∴ 常在大型、高速、或高精度液压缸中设置缓 冲装置或在系统中设置缓冲回路。
12
有杆腔进油参数计算
1）推力 ）
F2 = ( p1 A2 − p2 A1 ) = [ p1 (
π D2
4
−
πd2
4
) − p2
π D2
4
]
=[
π D2
4
( p1 − p2 ) −
πd2
4
p1 ]
2）运动速度 ）
qv 4 qv v2 = = A2 π ( D 2 − d 2 )
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向 右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动， 活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出， 使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单活 塞杆液压缸的这种连接方式被称为差动连接。
16
17
两腔进油,差动联接
A1
A2
F3
A1 A2
F3
q 4q v1 v v 2 A1 D
（4.3） （4.4）
13
2 F1 ( p1 A1 p 2 A2 ) m [ D p1 ( D 2 d 2 ) p 2 ] m 4
A1
A2
2)有杆腔进油
P1
F2
P2
q
v2
(b)有杆腔进油
活塞的运动速度 v2 和推力 F2 分别为:
A1
A2
F3
A1 A2
F3
P1
v3
等效
P1
v3
q
(c)差动联接
q
差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积， 工作台运动速度比无杆腔进油时的大，而输出力则较小。 差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现 快速运动的有效办法。 快进(差动连接) →工进(无杆腔进油) →快退(有杆腔进油)
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，其简图及油路连
接方式如图3.2所示。
A1
A2
d
F1
A1
A2
D
F2
q
P1
P2
v1
P1
P2
q
v2
(a)无杆腔进油
(b)有杆腔进油
11
12
A1
A2
d
F1
1)无杆腔进油
D
q
P1
P2
v1
(a)无杆腔进油
活塞的运动速度 v1 和推力 F1 分别为:
解：在图4.2（a）中，液压缸无杆腔进压力油，回油 腔压力为零，因此，可推动的最大负载为： 2 F1 D p1 m 0.12 2 10 6 0.97 15237 ( N ) 4 4
液压缸向左运动，其运动速度为：
4q 4 25 103 0.98 v1 v 0.052(m / s) 2 2 D 0.1 60
摆动液压缸能实现小于360°角度的往复摆动运动，由 于它可直接输出扭矩，故又称为摆动液压马达，主要有单 叶片式和双叶片式两种结构形式。
1 2 3 4 1 D d 1 4 4 2 3
图4.4摆动液压缸
34
单叶片摆动液压缸主要由定子块1、缸体2、摆动轴3、
叶片4、左右支承盘和左右盖板等主要零件组成。定子块固 定在缸体上，叶片和摆动轴固连在一起，当两油口相继通 以压力油时，叶片即带动摆动轴作往复摆动。
在图4.3（c）中，液压缸差动连接，可推动的负载力为：
F3

4
d p1 m
2

4
0.07 2 2 10 6 0.097 6466 ( N )
液压缸向左运动，其运动速度为：
4q 4 25 103 0.98 v3 v 0.106(m / s) 2 2 d 0.07 60
图 4.7双作用单活塞杆液压缸结构图 l — 缸底；2 — 卡键；3、5、9、11 — 密封圈；4 — 活塞；6 — 缸筒； 7 — 活塞杆；8 — 导向套；10 — 缸盖；12 — 防尘圈；13 — 耳轴
42
单活塞杆液压缸主要由缸底1 、缸筒 6 、缸盖 10 、活
塞4、活塞杆7和导向套8等组成。缸筒一端与缸底焊接， 另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连
20
差动液压缸计算举例
例4.1：已知单活塞杆液压缸的缸筒内径D=100mm，活 塞杆直径d=70mm，进入液压缸的流量q=25mL/min，压力 P1=2Mpa ， P2=0 。液压缸的容积效率和机械效率分别为 0.98、0.97，试求在图4.2(a)、(b)、4.3(c)所示的三种工况下， 液压缸可推动的最大负载和运动速度各是多少？并给出运 动方向。
1 2 3 2 3
ω
D d
4 1
q
1 4
4
38
摆动缸结构紧凑，输出转矩大，但密封困难， 一般只用于中、低压系统中往复摆动，转位或间 歇运动的地方。
1 2 3 2 3
ω
D d
4 1
q
1 4
4
39
4.1.2.4 齿条活塞缸
齿条活塞缸由带有齿条杆的双作用活塞缸和齿轮齿条机构 组成，活塞往复移动经齿条、齿轮机构变成齿轮轴往复转动。 ω
p1、 p 2
v m

4
( D 2 d 2 )( p1 p 2 ) m （4.2）
—分别为缸的进、回油压力； 、 —分别为缸的容积效率和机械效率； D 、d —分别为活塞直径和活塞杆直径； q —输入流量； A—活塞有效工作面积。
10
这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
4.1.1.2单杆活塞式液压缸
A
F
数学模型
v
Q
P
理想双杆液压缸 ΔPQ=Fv
P×Q F×v F P×A v Q/ A A __ 油缸有效工作面积
(单位位移排量)
6
4.1.1 活塞式液压缸
活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式， 其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
4.1.1.1 双杆活塞式液压缸
双杆活塞式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，如图。
F p1 Q d p2
p p1 p2
压力p 流量Q 作用力F 速度V
液压缸
液压功率 机械功率
液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是速度和
力。 液压缸和液压马达都是液压执行元件， 其职能是将液 压能转换为机械能。
3
§4.1
液压缸的类型及特点
液压缸的分类
按供油方向分：单作用缸和双作用缸。
1 4
4
图4.4摆动液压缸
36
根据能量守恒原理,结合式(4.10)得输出角速度为
8qv b( D 2 d 2 )
（4.11）
D — 缸体内孔直径；d — 摆动轴直径；b — 叶片宽度；
1 2 3 2 3
ω
D d
4 1
Байду номын сангаас
q
1 4
4
图4.4摆动液压缸
37
单叶片摆动液压缸的摆角一般不超过280 º ，双叶 片摆动液压缸的摆角一般不超过150 º 。 当输入压力和流量不变时，双叶片摆动液压缸摆动轴 输出转矩是相同参数单叶片摆动缸的两倍，而摆动角速度 则是单叶片的一半。
q 4q v2 v v 2 2 A2 (D d )
（4.5）
F2 ( p2 A2 p1 A1 ) m [(D 2 d 2 ) p2 D 2 p1 ] m 4
（4.6）
14
v2 > v1 , F1 >F2 ；液压缸 比较上述各式，可以看出：
往复运动时的速度比为：
按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒缸、摆动液压缸。
按活塞杆形式分：单活塞杆缸、双活塞杆缸。
A
F
A
F
A
F
v
Q
P
v
Q
P
v
Q
P
单杆液压缸
双杆液压缸
柱塞式液压缸
4
• 缸分类 • 缸普特，普单双 • 单活柱，双单双 • 特伸串，增回齿
5
理想液压缸
A
F
Q
P
理想油缸
1 A
A
v
F
v
Q
P
理想单杆液压缸 PQ=Fv
A
缸 筒
柱 塞 p q （ a ） 图4.3柱塞式液压缸
24
柱塞式液压缸是 单作用的，它的回程
Q
V
需要借助自重或弹簧
等其它外力来完成。 如果要获得双向运动，
4Q V 2 d
p1
d
可将两柱塞液压缸成
对使用为减轻柱塞的 重量，有时制成空心 柱塞。 d p2 Q
F ( p1 p2 ) d 2 图4.3柱塞式液压缸 4 式中：d—柱塞直径，p1—进油压力，p2—另一缸的回油压力。
内螺纹连接
外螺纹连接
47
（4）拉杆式连接
（5）焊接式连接
21
在图4.2（b）中，液压缸为有杆腔进压力油，无杆腔回
油压力为零，可推动的负载为：
F2

4
( D 2 d 2 ) p1 m

4
(0.12 0.07 2 ) 2 10 6 0.97 7771( N )
液压缸向左运动，其运动速度为：
4q 4 25 103 0.98 v2 m 0.102(m / s) 2 2 2 2 (D d ) (0.1 0.07 ) 60
• • • • • •
法兰连接， 半环连接， 螺纹连接， 拉杆连接， 钢丝连接， 焊 接。
筒盖连，
法半螺， 拉钢焊。
44
法兰连接
半环连接
外螺纹连接
拉杆连接
焊
接
内螺纹连接
图4.8缸体与缸盖的连接结构
45
(1）法兰式连接
（ 2 ）半环式连接，分 为外半环连接和内半环 连接两种连接形式。
46
（3）螺纹式连接
长，收缩后的结构尺寸小，适用于翻斗汽车，起 重机的伸缩臂等。
伸出 缩回
30
伸缩式双作用缸
二级活塞
B
A