当前位置：文档之家 › 第4章-液压执行元件液压缸

第4章-液压执行元件液压缸

  • 格式：ppt
  • 大小：3.89 MB
  • 文档页数：46

下载文档原格式

  / 46

合集下载

液压与气动技术第4章 液压系统的执行元件

液压与气动技术第4章 液压系统的执行元件

不计摩擦力，根据力平衡关系，可有如下等式：
A1 P1 A2 P2
p2
A1 A2
p1
比值 A1 / A2 称为增压比。
由于 A1 / A2 1 因此压力 p2 被放大，从而起到增压的作用。
各种类型液压缸的选择
机器的往复直线运动直接采用液压缸来实现是最简单方便的。 要求往返运动速度和承受负载相同，采用双活塞杆式液压缸； 要求单向负载较大的工进、另一方负载较小的快速退回， 则宜用单活塞杆式液压缸，并可考虑用差动连接。 行程较长时，可采用柱塞缸，以减少加工的困难； 系统的压力比较低，局部需要较大的压力，可用增压缸； 往复摆动运动可用直线式液压缸加连杆机构或齿轮—齿条机构 来实现，也可用摆动式液压缸。
(2)柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加 工，故适于做长行程液压缸；
(3)工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；
(4)柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂， 造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。
三、组合式液压缸
伸缩缸的外伸动作是逐级进 1.伸缩式液压缸
行的。首先是最大直径的缸筒 以最低的油液压力开始外伸， 当到达行程终点后，稍小直径 的缸筒开始外伸，直径最小的 末级最后伸出。随着工作级数 变大，外伸缸筒直径越来越小， 工作油液压力随之升高，工作 速度变快。
液压与气动技术
模块四：液压执行元件 液压缸、液压马达
内容：
4.1 液压缸的类型和工作原理 4.2 液压缸的结构 4.3 液压马达概述及类型 4.4 液压缸、液压马达、液压泵的对比
重点：
活塞式液压缸应用广泛，是诸缸中的重点； 与缸结构相关的问题：液压缸的排气、缓冲。
翻
液压缸简介
斗 车

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：

液压油缸结构

液压油缸结构
第4章 液压执行元件
液压缸是液压系统的执行元件;它是将液体的 压力能转换成工作机构的机械能;用来实现直线往复 运动或小于360°的摆动&液压缸结构简单、配制灵 活、设计、制造比较容易、使用维护方便;所以得到 了广泛的应用&
4.1 液压缸的工作原理
• 缸筒固定;一腔连续地输入压力油;当油的压
力足以克服活塞杆上的所有负载时;活塞以 速度 连续向另一腔运动;活塞杆对外界做 功 ；反之亦然&
角速度
2πn
2q b(R2 r2)
4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算
摆动式液压缸结构图
a 单叶片式
b 双叶片式
1—隔板 2—缸体 3—转动轴 4—叶片
4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算 其他液压缸
pq
1.增力缸
增力缸结构图
D d
4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算
图示为由两个单杆活塞缸串联在一起的增力缸;当压力油通入两缸 左腔时;串联活塞向右运动;两缸右腔的油液同时排出;这种油缸的推 力等于两缸推力的总和&由于增加了活塞的有效面积;因而使活塞杆
大的推力 由两种不同直径的液压缸 组成;可提高B腔中的液压
力
由两层或多层液压缸组成; 可增加活塞行程
活塞A有三个确定的位置
活塞经齿条带动小齿轮; 使它产生旋转运动
4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算
活塞式液压缸
活塞式液压缸由缸筒、活塞和活塞杆、端盖等 主要部件组成&
活塞式液压缸通常有单杆和双杆两种形式&又 有缸筒固定、活塞移动与活塞杆固定、缸筒移动两 种运动方式&
1
q A1
4q πD2
F1——推力；

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

第4章液压缸

第4章液压缸

第4章液压缸液压缸是液压系统的执行元件，它将液体的压力能转换成工作机构的机械能，用来实现直线往复运动或小于300o的摆动。

液压缸结构简单，配置灵活，设计、制造比较容易，使用维护方便，被广泛应用于各种机械设备中。

4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算液压缸按结构特点，分为活塞缸、柱塞缸、组合缸和摆动缸四类。

其中，活塞缸和柱塞缸用以实现直线运动，输出推力和速度；摆动缸用以实现小于300°的转动，输出转矩和角速度。

组合缸具有较特殊的结构和功用。

工程中以活塞缸应用最为广泛。

液压缸按作用方式和供油方向不同，可分为单作用式和双作用式两种。

单作用液压缸只能从一个方向供油，液压作用力只能使活塞（或柱塞）作单方向运动，反方向运动必须靠外力（如弹簧力或自重等）实现，如图4.1所示；双作用液压缸可从两个方向供油，由液压作用力实现两个方向的运动，如图4.2所示。

图4.1 单作用液压缸(a)无弹簧式(b)弹簧式(c)柱塞式图4.2 双作用液压缸(a)单杆式(b)双杆式4.1.1活塞式液压缸在缸体内作相对往复运动的组件为活塞的液压缸，称活塞缸。

活塞缸可分为双杆式和单杆式两种结构。

按其安装方式的不同，又分为缸体固定式和活塞杆固定式两种。

1.双杆活塞缸双杆活塞缸是活塞两端都带有活塞杆的液压缸，其工作原理如图4.3所示。

双杆活塞缸的特点是当两活塞杆直径相同，分别向两腔的供油压力和流量都相等时，活塞（或缸体）两个方向的运动速度和推力也都相等，即具有等推力、等速度特性。

因此，这种液压缸常用于要求往复运动速度和负载相同的场合，如各种磨床。

（a）（b）(c)图4.3双杆活塞缸(a)缸体固定(b)活塞杆固定(c)职能符号1-缸体2-活塞3-活塞杆4-工作台图4.3(a)为缸体固定式结构简图。

缸体1固定在机床床身上，工作台4与活塞杆3相连。

缸体的两端设有进、出油口，动力由活塞杆传出，进油腔位置与活塞运动方向相反。

当油液从a口进入缸左腔时，推动活塞2带动工作台向右运动，缸右腔中的油液从b口回油；反之，右腔进压力油，左腔回油时，活塞带动工作台向左运动。

第4章-液压缸-用.

第4章-液压缸-用.
＝b(D8q2－ vd2 ) b—叶片宽度；D—缸体内径；d—摆动轴直径
2.双叶片式摆动缸 在径向尺寸和工作压力相同的条件下，是单叶片式摆动缸输出转矩 的2倍，但回转角度相应减少，一般不超过150°。
特点和应用： 结构紧凑、输出转矩大，但密封困难。 一般只用于中、低压系统中的往复摆动， 转位或间歇运动的场合。 如：机床回转夹具、送料装置等。
1A 2
18 0
A 1
1 0 0
2.速度计算
缸1 q v1A1
v1A q11 1 0 6 0 1 1 0 0 341.6m/m in
缸2 q1出v1A2 q2进 v2A1
v 2 v 1 A A 1 2 A A 1 2v 1 1 8 0 0 0 1 .6 m /m in 1 .2 8 m /m in
（3）柱塞重量往往比较大，水平放置时容易因自重而下 垂，造成密封件和导向件单边磨损，故柱塞式液压缸垂直使 用较为有利；
（4）当柱塞行程特别长时，仅靠导向套导向不够，可在 缸筒内设置各种不同形式的辅助支承，起到辅助导向的作用。
推力Ｆ F＝pA＝ｐ４ ｄ２
速度ｖ ｖ＝q＝ 4q A d2
2.应用 柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒 内孔不需精加工，甚至可以不加工。 运动时由缸盖上的导向套来导向，所以它特别适用在行程 较长的场合。
三、摆动式液压缸 摆动式液压缸是输出转矩并实现往复摆动的执行元件。 当通入压力油时，它的主轴能输出小于3600的摆动运动。
单叶片式 双叶片式
1-定子块；2-缸体；3-摆动轴；4-叶片
1.单叶片式摆动缸
当摆动缸进出油口压力为ｐ1和ｐ2，输入流量为 ｑ时，输出转矩Ｔ和角速度ω各为
T＝ b 8(D2－ d2)(p1－ p2)m

第四章液压缸

第四章 液压执行元件
4.1液压缸的工作原理
一、液压缸的组成
液压缸组成：活塞2、缸体1、活塞杆3、端盖4、 密封5
二、液压缸的工作原理
缸筒固定，一腔连续地输入压力油，当油的 压力足以克服活塞杆上的所有负载时，活塞以速 度连续向另一腔运v 1 动，活塞杆对外界做功；反之 亦然。
活塞杆固定，一腔连续地输入压力油时，则 缸筒向另一方向运动；反之亦然。
柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需 成对使用。柱塞缸能承受一定的径向力。
（1）单柱塞缸
●单向液压驱动，回程靠外力。
（2）双柱塞缸
●双向液压驱动
（3）参数计算
推力：F pApd2
4
速度：v
q A
4q
d2
●柱塞粗、受力好。
●简化加工工艺（缸体内孔和柱塞没有配合，不 需精加工；柱塞外圆面比内孔加工容易。）
由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞 缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次 伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺 寸很小。
除双作用伸缩液压缸外，还有单作用伸缩液压 缸，它与双作用不同点是回程靠外力，而双作用靠 液压作用力。
4.3液压缸的结构
液压缸按结构组成可以分为缸体组件、活塞 组件、密封装置、缓冲装置和排气装置等
1、缸体组件
缸体组件包括缸筒 、缸盖和一些连接零 件。缸筒可以用铸铁 （低压时）和无缝钢 管（高压时）制成。
缸筒和缸盖的常见连接方式如图所示。从加工的工艺 性、外形尺寸和拆装是否方便不难看出各种连接的特点。图 a)是法兰连接，加工和拆装都很方便，只是外形尺寸大些。 图b)是半环连接，要求缸筒有足够的壁厚。图 c）是拉杆式 连接，拆装容易，但外形尺寸大。图d）是螺纹连接，外形 尺寸小，但拆装不方便，要有专用工具。图 e）是焊接连接 ，结构简单，尺寸小，但可能会有因焊接有一些变形。

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）

第四章液压缸培训PPT


二、液压缸的工作原理
增速缸
工作原理(动画演示) 增速缸也是活塞缸与柱塞缸组成 的复合缸，活塞缸的活塞内腔是柱 塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的 缸筒上。当液压油进入柱塞缸时， 活塞将快速运动（活塞缸大腔必须 补油）；当液压油同时进入柱塞缸 和活塞缸时，活塞慢速运动。
增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提 下，使执行元件获得尽可能大的工作速度。
2、其他液压缸
柱塞式液压缸
——只能在液压油作 用下产生单向运动， 另一个方向的运动 靠自重或弹簧力等 其他外力来实现。
伸缩式液压缸
——只能在液压油作用下产生单向运动，另一个 方向的运动靠自重或弹簧力等其他外力来实现。
齿条活塞缸
——活塞的往复 移动经齿轮齿 条机构变为齿 轮轴的转动。 多用于自动线、 组合机床等自 动转位或分度 机构。
二、液压缸的工作原理
摆动式液压缸
当通入液压油，它的主轴
能输出小于360°的摆动运 动的缸称为摆动式液压缸。 常用于辅助装置，如送料和 转位装置、液压机械手及间 歇进给机构。
双叶片式 摆动角度一般小于 150°。
单叶片式 摆动角度较大，可达300°
二 液压缸的结构和组成
液压缸安装连接形式：脚架式，耳环式，铰轴式
3）差动连接
单活塞杆缸两腔同时通压力油，称为差动连接。差
动连接的缸只能一个方向运动。图示为向右运动。
D d D d
p1
v
F
v
F
P2
q
q`
3）差动连接

运动速度
v3 =
qv A1 - A2
=
qv
pd 2
=
4qv
pd 2

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)。

2020年3月19日星期四
4.2.3 密封装置
2 活塞环密封 在活塞的环槽中放置金属活塞环，活塞环有一个开口，
依靠其弹性变形所产生的张力紧贴缸筒内壁来实现密封。这 种密封具有自动补偿磨损的功能，密封效果好，能适应较大 的压力与速度变化，耐高温、使用寿命长。缺点是制造工艺 复杂，因此，它适用于高压、高速或密封性能要求高的场合 。
2020年3月19日星期四
第4章 液压执行元件
液压马达和液压缸是液压系统的执行元件。是将液压泵提 供的液压能转变成机械能的能量转换装置。
液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件。 液压缸是指输出直线运动的液压执行元件。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1 液压缸的类型和特点
p2
p1
D d
2
kp1
单作用增压缸不能连续向系统 供油，图b为双作用式增压缸，可由 两个高压端连续向系统供油。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.3 其它型式液压缸
增压缸
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.3 其它型式液压缸
湖南工程学院——液压与气压传动
1 间隙密封： 它依靠运动件间的微小间隙来防止泄漏。 为了提高这种装置的密封能力，常在活塞表面制出几
条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力。 它的结构简单，摩擦阻力小，可
耐高温，但泄漏大，加工要求高，磨 损后无法恢复原有能力，只有在尺寸 较小、压力较低、相对运动速度较高 的缸筒和活塞间使用。
湖南工程学院——液压与气压传动
某些场合所用的液压缸并不要求双向控制,柱塞式液压缸正 是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。
A
缸筒
图4.5 柱塞缸
（ a）
pq
柱塞
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.2 柱塞式液压缸
如图所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、导套、密 封圈和压盖等零件组成，柱塞和缸筒内壁不接触， 因此缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.2.3 密封装置
3
T b
R2 R1
(
p1
p2
)rdr
b 2
(R22
2
R12 )3(p1
p2 )
D
b 8
(D22
4
d12（) p1
p2）1
d
图4.7 摆动缸
4
2q
b( R22
1
R124 )
式中：b为叶片的宽度，R1,R2为叶片 底部、顶部的回转半径。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.4 摆动缸
d 2 p1
（4.9）
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.1 活塞式液压缸 差动连接工作
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.1 活塞式液压缸
三种缸的速度比较
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.2 柱塞式液压缸
当活塞式液压缸行程较长时，加工难度大,使得制造成本增 加。
图4-7 增速缸 1—活塞杆；2—缸筒
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.4 摆动缸
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。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.3 其它型式液压缸
3 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。
12 11
ω9
10
8 7 6 54 3 2
q
1 行程
图4.12 齿条活塞液压缸的结构图 1 —紧固螺帽；2 —调节螺钉；3 —端盖；4 —垫圈； 5 — O形密封圈；6 —挡圈；7 —缸套；8 — 齿条活塞；
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.1 活塞式液压缸
A1
A2
F3
A1 A2
F3
p1
v3
p1
v3
q
等效
q
(c)差动联接
活塞的运动速度为：
q
4q
v3 A1 A2 d 2
（4.8）
在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连接液 压缸
的推力为：
F3
p1( A1
A2 )
4
(D2 d 2)
式中：A—活塞的有效工作面积；
D—活塞的直径；
d—活塞杆的直径；
P1、P2—液压缸进、出油腔的压力； Q—输入流量
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.1 活塞式液压缸
2、单活塞杆液压缸 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所
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.3 其它型式液压缸
单作用伸缩缸
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.3 其它型式液压缸
双作用伸缩缸
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
液压缸（油缸） 主要用于实现机构的 直线往复运动，其结 构 简单，工作可靠，应 用广泛。
A
V
F
d
p1
p2
Q
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
➢液压缸是输出直线运动（的液压执行元件。 ➢液压缸是一种把液压能转换为机械能的转换装置。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
2020年3月19日星期四
4.1.3 其它型式液压缸
2 多级液压缸（伸缩缸）
结构：由两个或多个活塞缸或柱塞缸套装而成，前一级活 塞缸的活塞是后一级活塞缸的缸筒，可获得很长的工作行程。 伸缩缸广泛的用于起重运输车辆上。有单作用和双作用之分。
下图a是单作用式，图b是双作用式。
单作用伸缩缸原理图
双作用伸缩缸原理图
（4.3）
F1
(
p1 A1
p2
A2 )
4
[D2
p1
(D2
d
2)
p2
]
（4.4）
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.1 活塞式液压缸
有杆腔进油 A1
A2 F2
p2
p1
q
v2
(b)有杆腔进油
活塞的运动速度 v2 和推力 F2 分别为:
v2
q A2
4q
(D2 d 2)
（4.5）
柱塞式液压缸
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.2 柱塞式液压缸
柱塞式液压缸是单 作用的，它的回程需要 借助自重或弹簧等其它
q
V
p1 d
外力来完成。如果要获
得双向运动，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。
F
(
p1
p2
)
4
d
2
4q
v d 2
d
p2
当考虑到机械效率时，单叶片缸的摆动轴输出转矩为
T
b 8
(D22
d12（) p1
p2）cm
（4.10）
8qcv
b(D2 d 2 )
（4.11）
D —缸体内孔直径； d —摆动轴直径； b —叶片宽度； 对于双叶片式：
T
Zb 8
(D22
d12（) p1
p2）cm
（4.12）
8qcv
Zb(D2 d
4.1.1 活塞式液压缸
双杆活塞缸运动范围 : 受安装方式影响
1）缸体固定： (3倍缸体长) 2） 活塞杆固定： (2倍缸体长)
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.1 活塞式液压缸
活塞杆的推力和速度计算：
F A( p1 p2 )
4
(D2
d
2
)(
p1
p2
)
v
q A
4q
q
图4.5 柱塞缸 b)
式中：d—柱塞直径，p1—进油压力，p2—另一缸的回油压力。
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.2 柱塞式液压缸
双柱塞缸的工作原理
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.1.3 其它型式液压缸
1 增压缸
在某些短时或局部需要高压的液压系统 中，常用增压缸与低压大流量泵配合作用， 输入低压力p1的液压油，输出高压力为p2的 液压油，增大压力关系为：
则是单叶片的一半。
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。
2

12
3
3
ω
4 1
D
d
q 4
14
湖南工程学院——液压与气压传动
2020年3月19日星期四
4.2.3 密封装置