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