液压缸设计校核.doc

蕿 一、液压缸的分类袅 液压缸按其结构形式,可以分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。活塞缸和柱塞缸实现往复运动,输出推力和速度,摆动缸则能实现小于360度的往复摆动,输出转矩和角速度。液压缸除单个使用外,还可以几个组合起来或和其它机构组合起来,以完成特殊的功用。芁 (一)活塞式液压缸薁 活塞式液压缸分为双杆式和单杆式两种。虿 1、双杆式活塞缸芅 双杆式活塞缸的活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出,它根据安装方式不同又可以分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。如图3-4a所示的为缸筒固定式的双杆活塞缸。它的进、出油口布置在缸筒两端,活塞通过活塞杆带动工作台的移动,当活塞的有效行程为时,整个工作台的运动范围为,所以机床占地面积大,一般适用于小型机床。当工作台行程要求较长时,可采用图3-4b所示的活塞杆固定的形式,这时,缸体与工作台相敬如宾连,活塞杆通过支架固定的机床上,动力由缸体付出。这种安装形式中,工作台的移动范围只等于液压缸有效行程的两倍(),因此占地面积小。进出口可以设置在固定不动的空心的活塞杆的两端,使油液从活塞杆中进出,也可设置在缸体的两端,但必须使用软管连接。肃芀蝿如图3-4双杆式活塞缸蚆 由于又杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的,因此它左、右两腔的有效面积也相等。当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时,液压缸左、右两个方向的推力和速度相等,当活塞的直径为,活塞杆的直径为 ,液压缸进、出油腔的压力为和,输入流量为 时,双杆活塞缸的推力 和速度为蒁       (3-7)聿                         (3-8)蝿 式中 为活塞的有效工作面积。螃 对杆活塞缸在工作时,设计成一个活塞杆是受拉的,而另一个活塞杆不受力,因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些。膃  如图3-5所示,活塞只有一端活塞杆,单杆液压缸也有固定和活塞杆固定两种形式,但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。袈 单杆活塞缸由于活塞两端有效面积不等。如果相同流量的压力油分别进入液压缸的左、右腔,活塞移动的速度与进油腔的有效面积成反比,即油液进入无杆腔时有效面积大,速度慢,进入有杆腔时有效面积小,速度快;而活塞上产生的推力则进油腔的有效面积成正比。膄蚁图3-5 单杆活塞缸袁 如图3-5a,当输入液压缸的油液流量为q,液压缸进出油口压力分别为和时,其活塞上所产生的推力和速度为羈           (3-9)薅                             (3-10)莃 当油液从如图3-5b所示的右腔(有杆腔)输入时,其活塞上所产生的推力和速度为蚀            (3-11)肈                       (3-12)羆 由式(3-9)—式(3-12)可知,由于,所以,。若把两个方向上的输出速度和的比值称为速度比,记作,则。因此,活塞杆直径越小,越接近于1,活塞两个方向的速度差值也就越小,如果活塞杆较粗,活塞两个方向运动的速度差值就较大。在已知和的情况下,也就可以较方便地确定。螁 如果向单杆活塞缸的左右两腔同时通压力油,如图3-6所示,即所谓的差动连接,作差动连接的单出杆液压缸称为差动液压缸,开始工作时差动缸左右两腔的油液压压力相同,但是由于左右运动,同时使右腔中排出的油液(流量为)也进入左腔,加大了注入左腔的流量(),从而也加快了活塞移动的速度。实际上活塞在运动时,由于差动缸两腔间的管路中有压力损失,所以右腔中油液的压力稍大于左腔油液压力。而这个差值一般都较小可以忽略不计,则差动贡献力量活塞推力和运动速度为荿                        (3-13)膈 即膃                                 (3-14)薂 由式(3-13)、式(3-14)可知,差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小,速度比非差动连接时大,正好利用这一点,可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度,这种连接方式被广泛应用于组合机床的液压动力滑台和工春它机械设备的快速运动中。膈 如果要求快速运动和快速既定回速度相等,即使,则由式(3-12)、式(3-14)可得。芈(二)柱塞缸薄 柱塞缸是一种单作用液压缸,其工作原理如图3-7a所示:羀膀图3-7柱塞缸莈 柱塞与工作部件连接,缸筒固定在机体上,当压力油进入缸筒时,推动柱塞带动运动部件向右运动,但反向退回时必须靠其它外力或自重驱动。柱塞缸通常成对反向布置使用,如图3-7b所示。当柱塞的直径为,输入液压油的流量为,压力为时,其柱塞上所产生的推力和速度为羄                              (3-15)蚂                                (3-16)罿 柱塞式液压缸的主要特