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发表于 2015-6-4 15:03:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 HUANG 于 2015-6-4 15:49 编辑

第3章 液压缸
3.1液压缸的分类和特点
液压缸按结构特点可分为活塞缸、柱塞缸、摆动缸三类,按运动形式可分为直线运动和摆动。
3.1.1活塞缸
活塞缸可分为双活塞杆和单活塞杆两种结构,其固定方式有缸体固定和活塞杆固定两种。
1\双活塞杆缸
(1)工作原理 图3-1为双活塞杆缸原理图,其活塞的两侧都有伸出杆。图3-1a为缸体固定式结构简图,图3-1b为活塞杆固定式结构简图。当压力油从两油口交替输入液压缸左、右工作腔时,压力油作用于活塞端面,驱动活塞或缸体运动,并带动工作台作直线往复运动。

(2)特点和应用 当两活塞缸直径相同、缸两腔的供油压力和流量相等时,活塞或缸体两个方向的运动速度和推力也都相等。缸体固定式其工作台的运动范围大于缸有效行程的三倍,一般用于行程短或小型液压设备上,活塞杆固定式其工作台运动范围略大于有效行程的两倍,适用于行程长的大、中型液压设备。
双活塞杆缸的的推力和速度可按下式计算:

2.单活塞杆缸
(1)工作原理 图3-2为单活塞杆缸原理图,活塞的一端有活塞杆伸出,所以两腔的有效工作面积不同。


当无杆腔进压力油,有杆腔回油时(图3-2a),活塞推力F1和运动速度v1分别为

(2)特点和应用 由于>,所以v<v,F>F。常把压力油进入无杆腔的情况作为工作行程,而把压力油进入有杆腔的情况作为空行程
(3)差动连接 如图3-3所示,当压力油同时进入液压缸的左、右两腔,作差动连接单活塞杆缸简称为差动缸。由于无杆腔工作面积比有杆腔工作面积大,压力虽相等,活塞仍向右运动。若A2=A1/2,即D=,则差动连接缸的快进v3与快退v2的运动速度相等。
差动连接时,活塞的推力F3为:

要点:差动连接时活塞的推力与活塞杆的截面积成正比,而活塞的运动速度和活塞杆的截面积成反比。将单杆活塞缸的三种连接作比较,可见v1<v2<v3,F1>F2>F3。差动连接缸的特点:速度增加,推力减小。
提示由于单活塞杆缸的无杆腔与有杆腔的工作面积不相等,在输入流量相同时,v1与v2不相等,在工作压力相等时F1>F2,而双杆活塞缸两端的工作面积相等,在同样的情况下,速度相等、推力相等。
3.1.2柱塞缸
工作原理如图3-4a所示,当压力油进入缸筒时,推动柱塞运动。柱塞缸只能实现单向运动,它的回程需借自重或其他外力来实现运动,为了使工作台得到双向运动,柱塞缸常成对使用,如图3-4b所示。柱塞缸主要用在龙门刨床、导轨磨床、大型拉床等大行程设备的液压系统中。


3.1.3摆动缸
摆动缸是输出转矩并实现往复摆动的液压缸,又称摆动液压马达,有单叶片和双叶片两种形式。图3-5a、图3-5b为其工作原理图,定子块固定在缸体上,叶片与输出轴连为一体。当两油口交替通入压力油时,叶片即带动输出轴作往复摆动。

3.1.3摆动缸
摆动缸是输出转矩并实现往复摆动的液压缸,又称摆动液压马达,有单叶片和双叶片两种形式。图3-5a、图3-5b为其工作原理图,定子块固定在缸体上,叶片与输出轴连为一体。当两油口交替通入压力油时,叶片即带动输出轴作往复摆动。

单叶片缸的摆动角一般不超过280°,双叶片缸当其结构尺寸相同时,其输出转矩是单叶片缸的两倍,而摆动角度为单叶片缸的一半(一般不超过150°)。

3.1.4其他液压缸
1.增压缸
增压缸能将输入的低压油转变为高压油,向液压系统中的某一支路供油。它由大、小直径分别为D和d的复合缸筒及有特殊结构的复合活塞组成,如图3-6所示。

式中是增压比,即增压倍数。增压缸只能将高压端输出油通入其他液压缸以获取大的推力,其本身不能直接作为执行元件,所以安装时应尽量使它靠近执行元件。
2.伸缩缸
图3-7为多级伸缩套筒式液压缸。这种缸的特点是活塞杆伸出行程大,收缩后结构尺寸小。适用于自卸汽车、起重机等设备。活塞伸出顺序是先大后小,相应的推力也是由大到小,伸出时的速度是由慢到快。活塞缩回时的顺序,一般是先小后大,缩回速度是由快到慢。


图3-7为多级伸缩套筒式液压缸。这种缸的特点是活塞杆伸出行程大,收缩后结构尺寸小。适用于自卸汽车、起重机等设备。活塞伸出顺序是先大后小,相应的推力也是由大到小,伸出时的速度是由慢到快。活塞缩回时的顺序,一般是先小后大,缩回速度是由快到慢。

3.齿条活塞缸
齿条缸又称无杆式液压缸,由带有一根齿条杆的双活塞缸1和一套齿轮齿条传动机构2组成,如图3-8所示。压力油推动活塞左右往复运动时,经齿条推动齿轮轴往复转动,齿轮便驱动工作部件作周期性的往复旋转运动。齿条缸多用于自动线、组合机床等转位或分度机构的液压系统中。



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