液压传动第四章 液压缸
液压 第四章液压缸
π (D − d )
2 2
4Leabharlann − p2πD4
2
2
= ( p1 − p2 )
πD
4
2
− p1
πd
4
因为： 因为：A无>A有 比较上述结果： 比较上述结果：v <v有，F无>F有
无
即活塞杆伸出时，速度较慢，推力较大； 即活塞杆伸出时，速度较慢，推力较大； 活塞杆缩回时，速度较快，推力较小。 活塞杆缩回时，速度较快，推力较小。 因此适用于伸出时承受工作载荷，缩回时为 因此适用于伸出时承受工作载荷， 空载或轻载场合。 空载或轻载场合。 速度比： 速度比：
二、柱塞式液压缸（单作用式） 柱塞式液压缸（单作用式）
特点： ）柱塞与缸体不接触。 特点：1）柱塞与缸体不接触。 2 ）柱塞重量大 水平安装时会下垂， 柱塞重量大,水平安装时会下垂 水平安装时会下垂， 引起单边磨损，故多垂直使用。 引起单边磨损，故多垂直使用。 3）柱塞工作时受恒压。 ）柱塞工作时受恒压。 4）柱塞缸是单作用缸。为得到双向 ）柱塞缸是单作用缸。 运动，常成对使用。 运动，常成对使用。
v有 D2 λv = = 2 v无 D − d 2
无
当活塞杆直径愈小时， 差值愈小。 当活塞杆直径愈小时，v 与v有差值愈小。
③差动连接： 差动连接： 当单杆缸两腔同时通入压力 油时，由于无杆腔的有效 由于无杆腔的有效 面积大于有杆腔的有效面 积，则活塞受到的向右的 作用力大于向左的作用力， 作用力大于向左的作用力， 活塞右移， 活塞右移，并将有杆腔的 油液挤出，流进无杆腔， 油液挤出，流进无杆腔， 加快活塞杆的右移速度。 加快活塞杆的右移速度。 这种连接方式称~。 这种连接方式称 。
其运动速度和推力的计算： 其运动速度和推力的计算：
液压传动第四章
3
4.1.1
活塞式液压缸
1.单杆双作用活塞式液压缸
(1).结构 缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等
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4
1.单杆双作用活塞式液压缸
(2).工作原理
无杆腔 进油腔
有杆腔
回油腔
工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等， 活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。
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3.缸筒长度L 缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即（一般缸 筒的长度最好不超过内径的20倍） ： L=l+B+A+M+C 式中： l为活塞的最大工作行程； B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D; A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D; M为活塞杆密封长度，由密封方式定； C为其他长度。
液压缸的组成(续2）
3.密封装置
(a)间隙密封 (b)摩擦环密封
(c)O形圈密封
(d)V形圈密封
24
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4.2.2
液压缸的组成(续3）
4.缓冲装置
液压缸的缓冲装置 1—节流阀 中国地质大学远程教学
25
4.2.2
液压缸的组成(续4）
5.放气装置
放气装置 1—缸盖 2—放气小孔 3—缸体 中国地质大学远程教学
q v 3( A1 A 2 )
速度： v 3 推力：
q A1 A 2
q A杆
4q
d
F 3 pA 1 pA 2 p ( A 1 A 2 ) pA 杆 p
d
4
2
特点：v3 > v1 ；F3 < F1 。 结论 差动连接后，速度大，推力小
液压传动与控制第4章
排气装置
（a）排气阀
（b）排气塞
4.4 液压马达
液压马达和液压泵在结构上基本相同，并且也是靠密封容积 的变化来工作的。
液压马达输入的是压力和流量，输出转矩和转速。 液压马达的分类：
✓ 按结构分：齿轮式、叶片式和柱塞式； ✓ 按工作特性分：高速马达和低速马达； ✓ 按马达的排量是否可变分：定量马达和变量马达。
（a）单叶片式
（b）双叶片式
图4.1.5 摆动缸
1－定子块；2－缸体；3－摆动轴；4－叶片
✓单 叶 片 式 摆 动缸，它只有 一个叶片，其 摆动角度较大， 可达300°。
✓双 叶 片 式 摆 动缸，它有二 个叶片，其摆 动角一般小于 150°。
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
单叶片式摆动缸输出转矩TM和角速度ω分别为：
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
单杆液压缸
(a)液压缸无杆腔进油 图4.1.3 单杆活塞缸
✓ 当无杆腔进油且有杆腔回油 时 ， 活 塞 的 推 力 F1 和 运 动 速 度
1分别为
F1 (p1A1p2A2)m 4[D2p1(D2 d2)p2]m
(4-17)
1
Aq1v
4q
D2
v
(4-19)
式中，A1、A2—无杆腔和有杆腔 的有效面积；ηm、ηV—液压缸的 机械效率和容积效率。
当柱塞直径为d，输入液压油流量为q，压力为p时，柱塞上所 产生的推力F和速度v分别为：
FpAmp4d2m
Байду номын сангаас
（4-24）
v qAv 4dq2v
（4-25）
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
3. 摆动液压缸
摆动缸也称摆动液压马达，主要用来驱动作间歇回转运动 的工作机构。主要有单叶片式和双叶片式两种结构形式。
液压缸原理
F Ap
4
(D2 d 2 ) p
v
q 1 （D 2 d 2 ) 4
式中：p-供油压力；A-活塞有效面积；q-供油量；d-活塞杆 直径；D-活塞直径。
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2.单活塞杆液压缸
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(1)结构特点：
这种液压缸的活塞只有一端从缸的端头伸出。其结构组 成与双活塞杆液压缸相似。
27
摆动式液压缸的输出扭矩和转速计算方法如下:
Mt
D 2 d 2
1 D 2 d 2 1 pbrdr pb[( ) ( ) ] pb( D 2 d 2 ) 2 2 2 8
1 pb( D 2 d 2 ) 8
由于存在摩擦， M<Mt
输出角速度：
M 所以机械效率为： Mt
为了实现双向往复运动，即实现两个方向的液压驱动，可 采用双柱塞缸并排安装的方案。
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(6)柱塞只靠钢套支撑而不与缸体接触，这样缸筒易于加工， 故适于做长行程的液压缸。太长，有时需要加辅助导向机 构。
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四、摆动式液压缸
摆动式液压缸是一种作往复旋转运动的执行元件。 符号：
1 2 扇形的面积（中心角α ）为： F ( D d 2 ) 8
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则摆动油缸（转子叶片）转过α 角所排出的液体体积为：
1 2 V （D d 2 )b 8
V 1 ( D 2 d 2 )b Qt t 8 t 1 2 ( D d 2 )b 8 Qt 2 ( D d 2 )b
第四章液压缸习题.doc-一、判断题
一、判断题1、单活塞缸靠液压油能实现两个方向的运动。
（ ）2、采用增压液压缸可以提高系统的局部压力和功率。
（ ）3、如果不考虑液压缸的泄漏，液压缸的运动速度只决定于进入液压缸的流量。
（ ）4、单活塞杆液压缸缸筒固定时液压缸运动所占长度与活塞杆固定的不相等。
（ ）5、液压缸输出推力的大小决定进入液压缸油液压力的大小。
（ ）6、在流量相同的情况下，液压缸直径越大，活塞运动速度越快。
（ ）7、在液压传动系统中，为了实现机床工作台的往复速度一样，采用双出杆活塞式液压缸。
（ ）8、由于油液在管道中流动时有压力损失和泄漏，所以液压泵输入功率要小于输送到液压缸的功率。
（ ）9、将单杆活塞式液压缸的左右两腔接通，同时引入压力油，可使活塞获得快速运动。
（ ）二、填空题1、液压缸的容积效率是缸的 和 之比。
2、工作行程很长的情况下，使用 液压缸最合适。
3、液压缸的__________效率是缸的实际运动速度和理想运动速度之比。
4、柱塞式液压缸的运动速度与缸阀筒内径______________。
5、液压缸在低速运动时，由于_______特性，常发生周期性的停顿和跳跃运动，称为_________。
6、液压缸的结构可分为 、 、 、 、 等五个基本部分。
7、排气装置应设在液压缸的_____位置。
8、液压缸是将____能转变为_____能，用来实现_____运动的执行元件。
9、在液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取_____措施。
10、当活塞面积一定时，活塞运动速度与进入油缸中液压油的_______ 多少有关。
11、图示两液压缸内径D ，活塞杆直径d 均相同，若输入缸中的流量都是q ，压力为p ，出口处的油都直接通向油箱，且不计一切损失，比较它们的推力，运动速度和运动方向？三、选择题1、单杆活塞式液压缸作差动连接时，若要使活塞往返运动速度相等，即v 2=v 3，则活塞直径D 和活塞杆直径d 应必存在 的比例关系。
液压传动考试复习题总汇(含答案)
液压传动考试复习题总汇（含答案）第一章绪论一、填空1.液压系统由、、、四个主要组成部分。
2.液压传动是以为传动介质，依靠液体的来传递动力。
3.液压系统工作时外界负荷，所需油液的压力也越大，反之亦然，负载为零，系统压力。
4.活塞或工作台的运动速度取决于单位时间通过节流阀进入液压缸中油液的，流量越大，系统的速度，反之亦然。
流量为零，系统速度。
5.液压元件的职能符号只表示元件的、及，不表示元件的、及连接口的实际位置和元件的。
二、判断1.液压传动不易获得很大的力和转矩。
（）2.液压传动装置工作平稳。
能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。
( )3.液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。
( )4.液压系统故障诊断方便、容易。
（）5.液压传动适宜于远距离传动。
（）第二章液压油和液压流体力学基础一、填空1.油液在外力作用下，液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质，叫做油液的，其大小用表示。
常用的粘度有三种：即、和。
2.液体的粘度具有随温度的升高而，随压力增大而的特性。
3.各种矿物油的牌号就是该种油液在40℃时的的平均值，4.当液压系统的工作压力高。
环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏。
宜选用粘度较的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较的液压油。
5.液压系统的工作压力取决于。
6.在研究流动液体时，将既又的假想液体称为理想液体。
7.当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度由决定。
8.液体的流动状态用来判断，其大小与管内液体的、和管道的有关。
9.在液压元件中，为了减少流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于状态。
二、判断1.液压传动中，作用在活塞上的推力越大，活塞运动的速度越快。
（）2.油液在无分支管路中稳定流动时，管路截面积大的地方流量大，截面积小的地方流量小。
（）3.习题图2-1所示的充满油液的固定密封装置中，甲、乙两个用大小相等的力分别从两端去推原来静止的光滑活塞，那么两活塞将向右运动。
液压传动液压缸课件
液压缸驱动植保机械的喷雾装置，实现农药的喷 洒和防治病虫害。
05
液压缸安装、调试与维护保养 方法
安装前准备工作和注意事项
检查液压缸型号和规格
确保所选液压缸符合设计要求，包括工作压 力、行程、安装尺寸等。
准备安装工具和材料
准备必要的安装工具、螺栓、密封件等。
清理安装场地
确保安装场地干净、整洁，无杂物和油污。
液压缸的流量是指单位时间 内通过液压缸的油液体积。 流量的大小决定了液压缸的 运动速度。在选择液压缸时 ，应根据实际工作需要来确 定所需的流量。
液压缸的行程是指活塞在缸 筒内从一端到另一端的最大 移动距离。行程的大小应根 据实际工作需要来确定，同 时考虑液压缸的结构尺寸和 安装空间等因素。
液压缸的输出力是指活塞在 受到压力油作用时所产生的 推力或拉力。输出力的大小 取决于液压缸的工作压力和 活塞的有效面积。在选择液 压缸时，应根据实际工作需 要来确定所需的输出力。
缺点
液压传动存在泄漏和效率损失等问题，需要定期维护和保养 。此外，液压油的污染也会影响液压系统的性能和寿命。因 此，在使用液压传动时需要注意保持系统的清洁和维护。
02
液压缸类型及结构特点
活塞式液压缸
结构
由缸筒、活塞、活塞杆、导向套 、密封件和防尘圈等组成。
工作原理
当压力油进入液压缸的无杆腔时 ，推动活塞运动，使活塞杆伸出 ；当压力油进入液压缸的有杆腔 时，活塞杆在自重和负载作用下
缩回。
特点
结构简单，工作可靠，易于维修 ，但易产生爬行现象。
柱塞式液压缸
01
02
03
结构
由缸筒、柱塞、导向套、 密封件和压盖等组成。
工作原理
液压与气压传动第四章习题答案1
第四章习题答案4-1、填空题1.液压马达和液压缸是液压系统的（执行）装置，作用是将（液压）能转换为（机械）能。
2.对于差动液压缸，若使其往返速度相等，则活塞面积应为活塞杆面积的（2倍）。
3.当工作行程较长时，采用（柱塞） 缸较合适。
4.排气装置应设在液压缸的（最高）位置。
5.在液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取（缓冲）措施。
4-2、问答题1.如果要使机床工作往复运动速度相同，应采用什么类型的液压缸？答：双杆活塞缸2.用理论流量和实际流量（q t 和q ）如何表示液压泵和液压马达的容积效率？用理论转距和实际转距(T t 和T)如何表示液压泵和液压马达的机械效率？请分别写出表达式。
液压泵的容积效率：t V q q =η 液压马达的容积效率：q q t v =η 液压泵的机械效率： T T t m =η 液压马达的机械效率：t m T T=η4-3、计算题1.已知某液压马达的排量V ＝250mL/r ，液压马达入口压力为p 1＝10.5MPa ，出口压力p 2＝1.0MPa ，其机械效率ηm ＝0.9，容积效率ηv ＝0.92，当输入流量q ＝22L/min 时，试求液压马达的实际转速n 和液压马达的输出转矩T 。
答案：81r/min ；340N ﹒m2.如图4－12所示，四种结构形式的液压缸，分别已知活塞（缸体）和活塞杆（柱塞）直径为D 、d ，如进入液压缸的流量为q ，压力为p ，试计算各缸产生的推力、速度大小并说明运动的方向。
答案：a ）4)(22d D p F -⋅=π；4)(22d D qv -=π；缸体左移b ）42d p F π⋅=；42d qv π=；缸体右移 c ）42D p F π⋅=； 42D qv π=；缸体右移d ）42d p F π⋅=；42d qv π=；缸体右移3.如图4－13所示，两个结构相同的液压缸串联，无杆腔的面积A 1＝100×10-4 m 2，有杆腔的面积A 2＝80×10-4 m 2，缸1的输入压力p 1＝0.9 MPa ，输入流量q 1＝12L/min ，不计泄漏和损失，求：1) 两缸承受相同负载时，该负载的数值及两缸的运动速度。
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第四章 液 压 缸
3.齿条活塞缸 齿条活塞缸由带齿条杆身的双活塞缸及齿轮齿条机构组成，如图4 ⁃8所示。
图4-8 齿条活塞缸 1—调节螺钉 2—端盖 3—活塞 4—齿条活塞杆 5—齿轮 6—缸体
第四章 液 压 缸
4.多位液压缸 多位液压缸通常为杆径相等的双杆活塞缸，如图4⁃9所示。
图4-9 多位液压缸工作原理图
第四章 液压缸
第四章 液 压 缸
第四章 液 压 缸 第一节 液压缸的分类和特点 液压缸按结构特点的不同可分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。 一、活塞缸 活塞缸可分为双杆式和单杆式两种结构，其固定方式有缸体固定 和活塞杆固定两种。 1.双杆活塞缸 图4⁃1为双杆活塞缸原理图。
第四章 液 压 缸
图4-1 双杆活塞缸
第四章 液 压 缸
四、其它液压缸 1.增压器(俗称增压缸) 增压器能将输入的低压油转变为高压油，供液压系统中的某一支 油路使用。
图4-6 增压器
第四章 液 压 缸
2.伸缩缸 伸缩缸由两级或多级活塞缸套装而成，如图4⁃7所示。
图4-7 伸缩缸 1—一级缸筒 2—一级活塞 3—二级缸筒 4—二级活塞
第四章 液 压 缸
二、液压缸端部与端盖的连接 液压缸端部与端盖的连接方式很多。 三、活塞与活塞杆的连接
图4-13 活塞与活塞杆的连接 a)、b)、c)螺纹连接 d)、e)、f)半环式连接
1—半环 2—半环
第四章 液 压 缸
四、液压缸的密封装置 液压缸的密封装置用以防止油液的泄漏(液压缸一般不允许外泄漏， 其内泄漏也应尽可能小)，其设计的好坏对液压缸的工作性能和效 率有直接的影响。
第四章 液 压 缸
五、液压缸的缓冲装置 (1)环状间隙式缓冲装置 图4-14a为圆柱形环隙式缓冲装置。 (2)可变节流式缓冲装置 图4-14c为可变节流式缓冲装置。 (3)可调节流式缓冲装置 图4-14d为可调节流式缓冲装置。
第四章 液 压 缸
图4-14 液压缸的缓冲装置 a)圆柱形环隙式 b)圆锥形环隙式 c)可变节流式 d)可调节流式
1—单向阀 2—可调节流阀
第四章 液 压 缸
六、液压缸的排气装置 液压系统中混入空气后会使其工作不稳定，产生振动、噪声、低 速爬行及起动时突然前冲等现象。
图4-15 排气阀
第四章 液 压 缸
图4-16 排气塞
第四章 液 压 缸
表4-2 各类液压设备常用工作压力
表4-3 液压缸工作压力与负载之间的关系
第四章 液 压 缸
表4-4 系数λ的推荐值
第四章 液 压 缸
二、液压缸壁厚的确定 在中、低压系统中，液压缸壁厚δ根据结构和工艺上的需要确定， 一般不进行计算。 三、液压缸其它尺寸的确定 液压缸的长度按其最大行程确定， 一般不大于(20～30)D。
第四章 液 压 缸
图4-3 单杆活塞缸的差动连接
二、柱塞缸
第四章 液 压 缸
图4-4 柱塞缸 1—缸筒 2—柱塞 3—导向套 4—密封圈 5—压盖
第四章 液 压 缸
三、摆动缸 摆动缸用于将油液的压力能转变为叶片及输出轴往复摆动的机械 能。
图4-5 摆动缸 1—缸体 2—叶片 3—定子块 4—摆动输出轴
第四章 液 压 缸
2.单杆活塞缸 图压 缸
如图4-3所示，单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔工 作面积比有杆腔工作面积大，活塞向右的推力大图4-3 单杆活塞 缸的差动连接于向左的推力，故其向右移动。液压缸的这种连接称 为差动连接。
第四章 液 压 缸
一、液压缸典型结构举例
图4-11 空心双杆活塞缸结构图 1—压盖 2—活塞杆 3—托架 4、15—端盖 5—V形密封圈 6—堵 7—导向套 8—锥销
9—O形密封圈 10—活塞 11—缸筒 12—压环 13—半环 14—密封纸垫
第四章 液 压 缸
图4-12 液压缸端部与端盖的连接 a)法兰式 b)半环式 c)拉杆式 d)螺纹式
第四章 液 压 缸
5.数字液压缸 数字液压缸是由多级活塞串联而成的复合式液压缸，其每级活塞 的行程长度为前一级行程长度的两倍。
图4-10 16位数字液压缸
第四章 液 压 缸
表4-1 16位数字缸末级活塞行程表
第四章 液 压 缸
一、液压缸内径和活塞杆直径的确定 动力较大的设备(如拉床、刨床、车床、组合机床、液压压力机等) 液压缸的内径通常是先根据设备类型及缸所受负载F参照表4⁃2和 表4⁃3确定出缸的工作压力p，再按表4⁃4确定出比值λ(λ=d/D)，然 后根据承载情况计算得出。