液压油缸分类

发布时间:2011-10-15 来源:扬子工具集团 浏览次数:13778

液压油缸
. 液压油缸与马达一样,也是将液压能转变为机械能的装置,它将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。
.液压油缸的分类
.按结构形式分:
.活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸
.柱塞缸
.摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸
.液压油缸的分类
.按作用方式分:
.单作用液压油缸 一个方向的运动依靠液压作用力实现,另一个方向依靠弹簧力、重力等实现;
.双作用液压油缸 两个方向的运动都依靠液压作用力来实现;
.复合式缸 活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与柱塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等。
双杆活塞缸

. 双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出,根据安装方式不同又分为活塞杆固定式和缸筒固定式两种。
3-6
. 当缸筒固定时,运动部件移动范围是活塞有效行程的三倍;当活塞杆固定时,运动部件移动范围是活塞有效行程的两倍 。
.双杆活塞缸的速度推力特性
.v = q / A = 4 qηv /π(D 2- d 2)
缸在左右两个方向上输出的速度相等,ηv为缸的容积效率。
.F = A(p1- p2)ηm=π(D 2-d 2)(p1- p2)ηm /4
缸在左右两个方向上输出的推力相等,ηm为缸的机械效率。
3-6

单杆活塞缸
. 单杆活塞缸只有一端带活塞杆,它也有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式,两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效行程的两倍。
3-7ab

.单杆活塞缸速度推力特性
.向右运动速度v1=qηv /A1=4 qηv /πD 2 向右运动推力F1=(A1p1-A2p2)ηm
.向左运动速度v2=qηv/A2=4qηv/π(D 2-d 2) 向左运动推力F2 =(A2 p1-A1p2)ηm
.往返速比 λv= v2 / v1=1/[1-(d /D)2 ]
式中ηv为缸的容积效率,ηm为缸的机械效率
3-7ab

. 单杆活塞缸差动连接的速度推力特性
.运动速度
v3=(q + q‘)/ A1=(q +A2v3)/ A1
整理得:v3= q /(A1-A2)=4 q /πd 2
如果差动缸向右运动速度v3=非差动连接向左运动速度 v2 则 D =2 1/2 d
.活塞推力
F3= p1(A1-A2)ηm
. 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。
3-7c

柱塞缸
.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。

.柱塞缸的速度推力特性
.柱塞运动速度 v = qηv /A= 4 qηv /πd 2
.柱塞推力 F= pAηm=p(πd 2 / 4 )ηm

3-8
. 柱塞缸的特点
. 柱塞与缸筒无配合关系,缸筒内孔不需精加工,只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。
. 为减轻重量,减少弯曲变形,柱塞常做成空心。

伸缩液压油缸
.当通入压力油时,活塞由大到小依次伸出;缩回时,活塞则由小到大依次收回。各级压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。
.特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。
3-9
. 它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。
. 除双作用伸缩液压油缸外,还有单作用伸缩液压油缸,它与双作用不同点是回程靠外力,而双作用靠液压作用力。
齿条活塞缸
.齿条活塞缸的速度推力特性
.输出转矩 TM=Δp(π/ 8)D 2 D iηm
.输出角速度 ω=8 qηv / πD 2 D i
式中 Δp 为缸左右两腔压力差,D 为活塞直径,D i为齿轮分度圆直径。
3-11
. 齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。它将活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动,用在机床的进刀机构、回转工作台转位、液压机械手等。
增压缸
.增压比为大活塞与小柱塞的面积比 K=D 2/d 2 小柱塞缸输出的压力 pb= paKηm
.增压能力是在降低有效流量的基础上得到的。
.增压缸作为中间环节,用在低压系统要求有局部高压油路的场合。
. 增压缸是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸,但它不是能量转换装置,只是一个增压器件。
. 增压缸动画
3-12

增速缸
.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。
. 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。
. 增速缸动画
6-19a

摆动式液压油缸
.单叶片式 摆动角度较大,可达300°
.输出转矩 T=(R22-R12)Δpηmb / 2
.输出角速度 ω=2qηv / b(R22- R12)

3-19
. 双叶片式 摆动角度一般小于150°。但在相同条件下,输出转矩是单叶片摆动缸的两倍,输出角速度是单叶片缸的一半。
. 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油缸。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。
. 摆动缸动画
液压油缸的典型结构
.液压油缸安装连接形式:脚架式,耳环式,铰轴式
. 缸体组件 包括缸筒、缸盖、缸底等零件。
. 活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件。
. 密封装置 有活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封。
. 缓冲装置
. 排气装置
3-13

.3.1 多级伸缩缸在外伸、内缩时,不同直径的柱塞以什么样的顺序运动?为什么?
.3.2 已知单杆液压油缸缸筒直径 D=50mm,活塞杆直径 d=35mm,液压泵供油流量为 q=10L/min,试求,(1)液压油缸差动连接时的运动速度;(2)若缸在差动阶段所能克服的外负载 F=1000N,缸内油液压力有多大(不计管内压力损失)?
.3.3 一柱塞缸的柱塞固定,缸筒运动,压力油从空心柱塞中通入,压力为 p=10MPa,流量为q=25L/min,缸筒直径为 D=100mm,柱塞外径为 d=80mm,柱塞内孔直径为 d0=30mm,试求柱塞缸所产生的推力和运动速度。
.3.4 设计一单杆活塞液压油缸,要求快进时为差动连接,快进和快退(有杆腔进油)时的速度均为6m/min。工进时(无杆腔进油,非差动连接)可驱动的负载为 F=25000N,回油背压为0.25 MPa,采用额定压力为6.3MPa、额定流量为25L/min的液压泵,试确定:(1)缸筒内径和活塞杆直径各是多少?(2)缸筒壁厚最小值(缸筒材料选用无缝钢管)是多少?


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