第四章液压与气压缸 作用:油液的压力能转化成机械能。执行元件的作用 实现往复直线运动和往复摆动的执行元件。包括缸和马达 液体的压力高,因此液压缸和液压马达常用于获得最大的输 出力和扭矩的场合。 气压缸和气压马达用压缩空气作为工作介质指,其工 作压力小,所以输出的力和扭矩较小,但压缩空气不污染环 境,并且气压元件反应迅速,动作快,广泛应用在电子和食 品工业。 由于结构强度,材质要求和密封条件的不同,液压缸和液压 马达与气压缸和气压马达不能互换 形式:活塞缸 实现往复直线运动,输出速度和推力 柱塞缸 摆动缸实现往复摆动,输出角速度(转速)和转矩
作用：油液的压力能转化成机械能。执行元件的作用， 实现往复直线运动和往复摆动的执行元件。包括缸和马达。 液体的压力高，因此液压缸和液压马达常用于获得最大的输 出力和扭矩的场合。 气压缸和气压马达用压缩空气作为工作介质指，其工 作压力小，所以输出的力和扭矩较小，但压缩空气不污染环 境，并且气压元件反应迅速，动作快，广泛应用在电子和食 品工业。 由于结构强度，材质要求和密封条件的不同，液压缸和液压 马达与气压缸和气压马达不能互换。 形式：活塞缸 实现往复直线运动，输出速度和推力 柱塞缸 摆动缸 实现往复摆动，输出角速度（转速）和转矩 第四章 液压与气压缸
第四章液压与气压缸 4.1缸的类型和特点 4.1.1活塞缸 单作用活塞缸:液压油只供给活塞的一侧,推活塞向一侧 移动,反向复位则靠重力或弹力。应用锻压 双作用活塞缸:利用液压力推动活塞作正反两个方向的 运动。 单作用活塞缸 有缸筒固定和活塞杆固定 FIPA V=Q/A Q P 图41单作用活塞缸
4.1 缸的类型和特点 4.1.1 活塞缸 单作用活塞缸：液压油只供给活塞的一侧，推活塞向一侧 移动，反向复位则靠重力或弹力。应用锻压。 双作用活塞缸：利用液压力推动活塞作正反两个方向的 运动。 一、单作用活塞缸 有缸筒固定和活塞杆固定 图4-1 单作用活塞缸 F1=PA V1=Q/A 第四章 液压与气压缸
第四章液压与气压缸 二、双作用活塞缸 若进回油口供油压力相等 往复力: FI ZI(D2 F2=PA,-PA=[ F=PA1-P42=2[D2P-(D2-d2)P2l P1g O-40 往复速度:"=4 无杆腔进 b)有杆腔进油 图42单杆活塞缸 三Q A, T(D 缸往复运动的速度比为:o=B=mDn 上式表明,当活塞杆的直径愈小时,速度比愈接近于1,在两个方 向上的缸的运动速度差愈小
二、双作用活塞缸 若进回油口供油压力相等 往复力： 往复速度： 缸往复运动的速度比为： 2 1 1 4 D Q A Q v = = [ ] 4 2 2 1 2 2 F2 = PA2 − PA1 = （D − d ）P − D P [ ] 4 2 2 2 1 2 F1 = PA1 − PA2 = D P −（D − d ）P ( ) 4 2 2 2 2 D d Q A Q v − = = 2 2 2 1 2 D d D v v − = = 上式表明，当活塞杆的直径愈小时，速度比愈接近于1，在两个方 向上的缸的运动速度差愈小。 第四章 液压与气压缸
第四章液压与气压缸 差动连接 双作用单活塞杆油缸可进行差动连接,即当 单杆活塞缸两腔同时通入相同压力的液体时,由于 无杆腔的受力面积大于有杆腔的受力面积,使活塞 向右的作用力大于向左的作用力,因此,活塞杆作 伸出运动,并将有杆腔的液体挤出,流进无杆腔, 加快了活塞杆的伸出运动,缸的这种连接成为差动 连接。 设右移速度为V3,则右杆腔出油Q, Z(D2-d2)v Q和Q一同进入无杆腔,故Q+=Q+(p-n)、 图4-3差动连接 可推出x2与非差动连接比较要大于V1 推力比较:=P(4-4)=4[D2-(D2-42=44P与非差动连接比较要小于F1p 若令=nxa=m 推出D=√2d,说明若使差动缸的向右速度与非差动缸的向左运动速度相等, 应满足上式。举例说明差动连接的应用:解决回程要求速度高的问题,目的用 个小流量可得到一个大速度
差动连接： 双作用单活塞杆油缸可进行差动连接，即当 单杆活塞缸两腔同时通入相同压力的液体时，由于 无杆腔的受力面积大于有杆腔的受力面积，使活塞 向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞杆作 伸出运动，并将有杆腔的液体挤出，流进无杆腔， 加快了活塞杆的伸出运动，缸的这种连接成为差动 连接。 图4-3 差动连接 设右移速度为V3，则右杆腔出油Q‘， Q和Q‘一同进入无杆腔，故 可推出 与非差动连接比较要大于V1 推力比较： 与非差动连接比较要小于F1。 若令 = 推出 ，说明若使差动缸的向右速度与非差动缸的向左运动速度相等， 应满足上式。举例说明差动连接的应用：解决回程要求速度高的问题，目的用 一个小流量可得到一个大速度。 3 2 2 4 Q = （D − d ）v 3 2 3 2 2 4 4 v D Q Q Q D d v + = + （ − ） = 3 2 4 d Q v = F P A A D D d P d P 2 2 2 2 3 1 2 4 [ ] 4 = （ − ）= −（ − ） = 2 v 3 v 2 2 2 4 ( ) 4 d Q D d Q = − D = 2d 第四章 液压与气压缸
第四章液压与气压缸 4.1.2柱塞缸 柱塞2只与导向套3配合,故 缸筒内壁只需粗加工,甚至在缸 筒采用无缝钢管时可不加工,所 以结构简单,制造容易,成本低 廉,常用于长行程机床,如龙门 刨床、导轨磨床、大型拉床等 水压机的缸筒以及液压电梯的长 油缸常采用这种结构 缸体;2一柱塞;3—导向套 密封装置;5—压奮; 6一压环;7一防尘圈 1.组成: 2.力和速度=px2=40 3.应用 Q 密封导向段 柱塞缸
4.1.2 柱塞缸 1.组成： 2.力和速度 3.应用 柱塞2只与导向套3配合，故 缸筒内壁只需粗加工，甚至在缸 筒采用无缝钢管时可不加工，所 以结构简单，制造容易，成本低 廉，常用于长行程机床，如龙门 刨床、导轨磨床、大型拉床等。 水压机的缸筒以及液压电梯的长 油缸常采用这种结构。 2 2 4 4 Q F P d v d = = 4-4 4-5 柱塞缸 第四章 液压与气压缸
第四章液压与气压缸 锻压力示例 -6锻压回路 4.1.3摆动征 摆动缸输出转矩并实现往复摆动运动,它有单叶片和双叶片两 种型式。其结构形式如图4.7所示。图4-7a为单叶片式摆动缸,它由 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,叶片和摆动轴连接在一起。其工 作原理为:当工作介质从A口进入缸内,叶片被推动并带动轴作逆时 针方向回转,叶片另一侧的工作介质从B口排出;反之,工作介质从 B口进入,叶片及轴作顺时针方向回转,A口排出工作介质
锻压力示例 4-6 锻压回路 4.1.3 摆动缸 摆动缸输出转矩并实现往复摆动运动，它有单叶片和双叶片两 种型式。其结构形式如图4．7所示。图4-7a为单叶片式摆动缸，它由 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，叶片和摆动轴连接在一起。其工 作原理为：当工作介质从A口进入缸内，叶片被推动并带动轴作逆时 针方向回转，叶片另一侧的工作介质从B口排出；反之，工作介质从 B口进入，叶片及轴作顺时针方向回转，A口排出工作介质。 第四章 液压与气压缸
第四章液压与气压缸 4.7攥动 I一定子于块;2缸体;3一摆动轴; a)单叶片式 b)双叶片式 从图4.7中可看出,单叶片式摆动缸的最大回转角小于 360°,一般不超过280°;双叶片式动缸则小于180° 般不超过150°。当输人工作介质的压力和流量不变时,双 叶片摆动缸摆动轴输出转矩是单叶片摆动缸的两倍,而摆动 角速度则是单叶片摆动缸的一半 摆动缸结构紧凑,输出转矩大,但密封困难,一般只用在 低中压系统中作往复摆动、转位或间歇运动的地方
图4．7 摆动缸 I一定子于块；2一缸体；3一摆动轴；4一叶片 从图4．7中可看出，单叶片式摆动缸的最大回转角小于 360° ，一般不超过280° ；双叶片式动缸则小于180° ，一 般不超过150° 。当输人工作介质的压力和流量不变时，双 叶片摆动缸摆动轴输出转矩是单叶片摆动缸的两倍，而摆动 角速度则是单叶片摆动缸的一半。 摆动缸结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用在 低中压系统中作往复摆动、转位或间歇运动的地方。 第四章 液压与气压缸
第四章液压与气压缸 4.2其他形式缸 1.多级液压缸 zH器% 图4-8多级液压缸 1一压板;2、6—端盖;3—套筒活塞;4-活塞;5一缸体;7一套筒活寒端盖 2.薄膜气缸 a)单作用式 b)双作用式 图49薄膜气缸工作原理图 缸体:2一膜片:3一膜盘;4一活塞杆
4.2 其他形式缸 1. 多级液压缸 2. 薄膜气缸 4-8 图4-9 薄膜气缸工作原理图 1一缸体；2一膜片；3一膜盘;4一活塞杆 第四章 液压与气压缸
第四章液压与气压缸 薄膜气缸是一种利用压缩空气通过膜片推动活塞杆作往复 直线运动的气缸,它可应用在刹车装置、调节阀和夹具等上。薄 膜气缸由缸体、膜片、膜盘和活塞杆等主要零件组成,如4.16 所示。其中,图4-9是单作用式,需借助弹簣力回程;图4-9b是 双作用式,靠气压回程,膜片的形状有盘形和平形两种,材料可 以是夹物橡胶、钢片或磷青铜片,第一种材料较常厚度通常为5 6mm,有时也有用1~3mm。金属膜片只用于行程较小的气缸。 薄膜气缸具有结构紧凑和简单、制造容易、成本低、泄漏少、 寿命长、效率高等优点,但是膜片的变形量有限,故其行程较短, 一般不超过40-50mm。若为平膜片,有时可短到只有几毫米。此 外,这种缸的活塞杆输出力随行程的加大而减小
• 薄膜气缸是一种利用压缩空气通过膜片推动活塞杆作往复 直线运动的气缸，它可应用在刹车装置、调节阀和夹具等上。薄 膜气缸由缸体、膜片、膜盘和活塞杆等主要零件组成，如4．16 所示。其中，图4-9是单作用式，需借助弹簧力回程；图4-9b是 双作用式，靠气压回程，膜片的形状有盘形和平形两种，材料可 以是夹物橡胶、钢片或磷青铜片，第一种材料较常厚度通常为5- 6mm，有时也有用1～3 mm。金属膜片只用于行程较小的气缸。 • 薄膜气缸具有结构紧凑和简单、制造容易、成本低、泄漏少、 寿命长、效率高等优点，但是膜片的变形量有限，故其行程较短， 一般不超过40—50mm。若为平膜片，有时可短到只有几毫米。此 外，这种缸的活塞杆输出力随行程的加大而减小。 第四章 液压与气压缸