3 液压缸
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3 液压缸 3.1 液压缸的类型及特点 3.2 液压缸的设计计算 3.3 液压缸的结构设计 小 结 本章提要： 本章主要内容为 ①液压缸的类型及特点。②液压缸的设计计算。③液压缸的典型结构。④液压缸的密封。通过本章的学习，要求掌握液压缸设计中应考虑的主要问题，包括结构类型的选择和参数计算等，为液压缸设计打下基础。 教学内容： 本章介绍了液压缸、摆动缸的基本结构、工作原理和分类；提供了液压缸基本参数计算。 教学重点： 1．液压缸的基本结构； 2．液压缸基本参数计算。 教学难点： 1．差动连接； 2．液压缸的动密封和静密封。 教学方法： 课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念，利用实验，了解液压缸的结构及分类。 教学要求： 掌握液压缸、摆动缸的基本结构、工作原理和分类；了解液压缸基本参数计算。 液压缸（又称油缸）是液压系统中常用的一种执行元件，是把液体的压力能转变为机械能的装置，主要用于实现机构的直线往复运动，也可以实现摆动，其结构简单，工作可靠，应用广泛。 3.1 液压缸的类型及特点 液压缸可按运动方式、作用方式、结构形式的不同进行分类，其常见种类如下。 3.1.1活塞式液压缸 活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。 3.1.1.1双杆活塞液压缸 双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如图3．1所示。 图3.1 双活塞杆液压缸安装方式简图 因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。则缸的运动速度V和推力F分别为： 4qvqA(D2d2) v （3.1） F4(D2d2)(p1p2)m （3.2） 式中: p1、p2--分别为缸的进、回油压力； v、m--分别为缸的容积效率和机械效率； D、d--分别为活塞直径和活塞杆直径； q--输入流量； A--活塞有效工作面积。 这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。 3.1.1.2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3.2所示。 (1)当无杆腔进油时[图3.2（a）]，活塞的运动速度v1和推力F1分别为 q4qvv2A1D v1 （3.3） F1(p1A1p2A2)m4[D2p1(D2d2)p2]m （3.4） (2)当有杆腔进油时[图3.2(b)]，活塞的运动速度v2和推力F2分别为 q4qvv22A2(Dd) v2 （3.5） F2(p2A2p1A1)m4[(D2d2)p1D2p2]m （3.6） 式中符号意义同式（3.1）、式（3.2）。 比较上述各式，可以看出：v2>v1,F1>F2；液压缸往复运动时的速度比为 v2D2v1D2d2 （3.7） uFAAFAFDDADAAddpq(a)pppq+qqpqq(b)d (a)无杆腔进油 (b)有杆腔进油 (c)差动连接 图3.2双作用单活塞杆液压缸计算简图 上式表明,当活塞杆直径愈小时速度接近1，在两个方向上的速度差值就愈小。 (3)液压缸差动连接时[图3.2(c)]，活塞的运动速度v3和推力F3分别为 q4qv2vA1A2d v3 （3.8） 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