活塞液压缸原理及动作演示动画
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第二节 液压缸
缸在左右两个方向上输出的推力相等。 ηm为缸的机械效率。
qv 4qv v A (D2 d 2 )
缸在左右两个方向上输出的速 度相等。ηv为缸的容积效率。
（3）图形符号
2、单活塞杆液压缸 （1）安装方式及图形符号 缸筒固定 活塞杆固定 两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效 行程的两倍。
工作原理：
无杆腔 进油腔 回油腔
有杆腔
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。
（2）单杆活塞缸速度推力特性 ①无杆腔进油 向右运动速度：
qv 4qv v1 2 A1 D
向右运动推力：
2 2 2 F1 ( p1A1 p2 A2 )m p1 D p2 ( D d )m 4 4
小
结
液压缸用于实现往复直线运动和摆动，是液压系 统中最广泛应用的一种液压执行元件。液压缸有时需 专门设计。 设 计 液 压 缸 的 主 要 内 容
1．根据需要的推力计算液压缸内径及活塞杆 直径等主要参数；
2．对缸壁厚度、活塞杆直径、螺纹连接的强 度及油缸的稳定性等进行必要的校核； 3．确定各部分结构，其中包括密封装置、缸 筒与缸盖的连接、活塞结构以及缸筒的固定形 式等，进行工作图设计。
7. 8. 9. 10. 11.
12. 13. 14.
单杆活塞缸为实现快进、快退往复速度相等，采用 回 路，活塞直径是活塞杆直径的 倍。 在液压传动系统中，当工作台行程较长时常采用 式液 压缸，这是因为 。 双杆活塞缸常用于 的场合。 一般单杆活塞缸差动连接时比其非差动连接同向运动获得的 速度 、推力 。因此，在机床液压系统中常用其 实现运动部件的空行程快进。 柱塞式液压缸只能实现单向运动，其反向行程需借助 或 完成。在龙门刨床、导轨磨床、大型压力机等行程 长的设备中为了得到双向运动，可采用 。 增压缸能将 转变为 供液压系统中某一支油路使用。 油缸的排气口应设置在 。 液压缸中常用的缓冲装置有 、 、 和 。
液压缸工作原理
液压缸工作原理液压系统广泛应用于各个工业领域中，而液压缸作为其中重要的组成部分，其工作原理对于理解整个系统的运行机制至关重要。
本文将介绍液压缸的工作原理，并探讨其在工程中的应用。
一、液压缸的基本结构液压缸是由缸体、活塞、活塞杆、密封元件等部分组成。
其中，缸体是液压缸的主体结构，由耐压强度高的金属材料制成。
活塞则是在缸体内可以移动的部件，它连接了活塞杆和缸体，并通过密封元件与缸体形成密封空间。
二、液压缸的工作原理1. 压力传递液压缸的工作原理基于压力传递。
当液体被泵入缸体内时，液体的压力通过缸体传递给活塞，从而产生力。
液体通过密封元件的作用，使缸体与活塞之间形成了密封空间，保证了压力的传递效果。
2. 动力转换液压缸的工作原理还涉及到动力转换。
液压缸通过接受压力传递的液体力量，将液压能转变为机械能。
当液体压力作用于活塞上时，活塞会受到推动力，并沿着缸体内壁移动。
而活塞杆则通过与活塞的连接，将活塞上的力传递给外部工作负荷。
3. 控制调节液压缸的工作原理还包括控制调节。
液压缸的运动速度和力量可以通过控制液体的流量和压力来调节。
通过调整液体的流入和流出速度，可以控制液压缸的运动速度。
而通过调节液体的压力大小，可以实现对液压缸的力量调节。
三、液压缸的应用液压缸的广泛应用于各个工程领域中，包括机械制造、工程建设、冶金矿山等。
其中，液压缸主要用于以下几个方面：1. 机械加工在机械加工领域，液压缸被广泛应用于各类机床设备中。
例如，数控机床中的切削加工、弯曲成型等过程都需要借助液压缸来实现力的传递和机械运动。
2. 工程建设在工程建设领域，液压缸通常用于起重设备、挖掘机械等工程机械中。
液压缸能够提供足够的力量，使得这些机械能够顺利地完成各项工程任务。
3. 冶金矿山在冶金矿山领域，液压缸常用于滚动轧机和矿山起重设备中。
液压缸的高效力量传递和稳定性能，能够提高生产效率，并确保设备的安全可靠运行。
综上所述，液压缸作为液压系统中的重要组成部分，其工作原理基于压力传递、动力转换和控制调节。
单杆活塞液压缸差动连接工作原理
单杆活塞液压缸差动连接工作原理
单杆活塞液压缸差动连接的工作原理是利用液压油的流入和流出，使活塞在两个同心圆的内孔上产生相对运动，从而实现差动连接。
当液压油从液压缸A的油口流入时，活塞会向相对圆孔方向运动，油液则从液压缸B的油口流出；反之，当液压油从液压缸B的油口流入时，活塞则会向相对圆孔的相反方向运动，油液从液压缸A的油口流出。
这样的双向液压传输能够保证同一时间内每个圆孔内的入口和出口压力相等，从而实现差动连接。
此外，还可以通过把液压缸的进油和回油连接在一起，使单活塞杆液压缸的两腔同时通入压力油。
由于两腔的承压面积不同（无杆腔面积大、有杆腔面积小），在活塞两端压强相等的情况下（帕斯卡原理——密闭容器内液体各处的压强相等），总压力却有差别。
于是活塞会往有杆腔移动——差动，迫使有杆腔的回油重新进入液压缸的无杆腔，以增加液压缸往外伸出的速度。
以上信息仅供参考，建议查阅关于单杆活塞液压缸的书籍或咨询该领域的专家以获取更专业的解答。
3 液压油缸
Y型圈
带支撑的Y型圈
缓冲装置
当液压缸拖动负载的质量较大、速度较高时，一般应在液压缸 中设缓冲装置，必要时还需在液压传动系统中设缓冲回路，以 免在行程终端发生过大的机械碰撞，导致液压缸损坏。缓冲的 原理是当活塞或缸筒接近行程终端时，在排油腔内增大回油阻 力，从而降低液压缸的运动速度，避免活塞与缸盖相撞。
活塞式液压缸
单活塞杆液压缸的差动连接：
差动连接时，液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积，与非 差动连接无杆腔进油工况相比，
在输入油压力和流量不变的条件下， 活塞杆伸出速度较大，而推力较小。 实际应用中，液压传动系统常通过 控制阀来改变单活塞杆液压缸的油 路连接，使它有不同的工作方式。 差动连接是在不增加液压泵容量和 功率的条件下，实现快速运动的有 效办法。
半环式连接：连接强度高，但结构复 杂，装拆不便，半环连接多用于高压 和振动较大的场合。
活塞组件的密封
活塞装置主要用来防止液压油的泄漏，良好的密封是液压缸 传递动力、正常动作的保证，根据两个需要密封的耦合面间有 无相对运动，可把密封分为动密封和静密封两大类。 设计或选用密封装置的基本要求是具有良好的密封性能，并 随压力的增加能自动提高密封性，除此以外，摩擦阻力要小、 耐油、抗腐蚀、耐磨、寿命长、制造简单、拆装方便。 常见的密封方法有以下几种。
Y型圈
带支撑的Y型圈
Y形密封圈
Y形圈的密封作用取决于它的唇边对耦合圆的紧密接触程度， 在压力油作用下，唇边对耦合面产生较大的接触压力，从而达 到密封的目的；当液压力升高时，唇边与藕合面贴得更紧，接 触压力更高，密封性能更好。 Y形圈安装时，唇口端面应对着压力高的一侧，当压力变化较 大、滑动速度较高时，要使用支承环，以固定密封圈。
液压缸的结构
液压油缸工作原理
液压油缸工作原理
液压油缸是一种将液压能转化为机械能的装置。
其工作原理主要基于质量不可压缩性原理和帕斯卡定律。
液压油缸由一个密封的筒体和一个活塞组成。
在筒体的两端分别设置一个进油口和一个出油口。
当液压油缸接通高压液体时，液体通过进油口进入筒体内，推动活塞向一侧移动。
根据帕斯卡定律，液体在闭合容器中的压力传递是均匀的。
因此，当液体进入筒体并施加于活塞上时，它会在整个活塞表面上产生一个均匀的压力。
这个压力通过活塞与工作物体（如负载）接触的表面传递，使其产生力。
当液体通过出油口排出时，活塞会回到初始位置。
为了控制活塞的运动方向，液压油缸通常配备了控制阀。
通过控制阀控制液体的流向和流量，可以实现液压油缸的正向和反向运动。
液压油缸的工作原理可以简化为以下几个步骤：
1. 高压液体通过进油口进入筒体内，施加于活塞上，产生均匀的压力。
2. 压力通过活塞与工作物体接触的表面传递，使其产生力。
3. 控制阀控制液体的流向和流量，实现液压油缸的正向和反向运动。
4. 液体通过出油口排出，活塞回到初始位置，准备下一次工作。
液压油缸工作原理的关键在于利用液体的均匀压力传递特性将液压能转化为机械能，实现物体的推拉动作。
这种工作原理在
工程和机械领域中广泛应用，例如起重设备、机床和工业自动化系统等。
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。
2012-8 东昌学院· 机电工程系 8
2.单活塞杆液压缸
2012-8
东昌学院· 机电工程系
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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
液压油缸的工作原理
液压油缸的工作原理
液压油缸是一种利用流体的压力来实现线性运动的装置。
它由油缸筒体、活塞、活塞杆、密封件以及液压油等组成。
液压油缸的工作原理如下：
1. 充注液压油：首先将液压油充注到油缸中，以保证系统中有足够的液压油用于工作。
2. 施加压力：当需要执行力的时候，通过液压泵将液压油送入油缸的一端，使油缸内部的压力增加。
3. 产生力的输出：增加的压力作用于活塞上，使得活塞沿着缸体的轴向进行运动，从而产生力的输出。
4. 反向移动：当需要油缸反向移动时，液压系统通过控制阀实现油缸的双向工作，切换压力油的进出口，使活塞能够向反方向移动。
5. 有效密封：液压油缸内部采用密封件来确保压力油不泄漏，在活塞和筒体之间形成有效的密封，以提高工作效率和使用寿命。
6. 控制系统：通过液压控制系统来控制液压油缸的工作，根据需要调节液压泵的工作压力、流量以及控制阀的开闭来实现油缸的灵活工作。
总之，液压油缸通过利用液压油的压力来产生力的输出，实现了工业和机械领域的许多应用。
它具有结构简单、承载能力大、灵活性强等优点，被广泛应用于各种工程和机械装置中。
第4章液压缸
第4章液压缸液压缸是液压系统的执行元件，它将液体的压力能转换成工作机构的机械能，用来实现直线往复运动或小于300o的摆动。
液压缸结构简单，配置灵活，设计、制造比较容易，使用维护方便，被广泛应用于各种机械设备中。
4.1 液压缸的类型、特点和基本参数计算液压缸按结构特点，分为活塞缸、柱塞缸、组合缸和摆动缸四类。
其中，活塞缸和柱塞缸用以实现直线运动，输出推力和速度；摆动缸用以实现小于300°的转动，输出转矩和角速度。
组合缸具有较特殊的结构和功用。
工程中以活塞缸应用最为广泛。
液压缸按作用方式和供油方向不同，可分为单作用式和双作用式两种。
单作用液压缸只能从一个方向供油，液压作用力只能使活塞（或柱塞）作单方向运动，反方向运动必须靠外力（如弹簧力或自重等）实现，如图4.1所示；双作用液压缸可从两个方向供油，由液压作用力实现两个方向的运动，如图4.2所示。
图4.1 单作用液压缸(a)无弹簧式(b)弹簧式(c)柱塞式图4.2 双作用液压缸(a)单杆式(b)双杆式4.1.1活塞式液压缸在缸体内作相对往复运动的组件为活塞的液压缸，称活塞缸。
活塞缸可分为双杆式和单杆式两种结构。
按其安装方式的不同，又分为缸体固定式和活塞杆固定式两种。
1.双杆活塞缸双杆活塞缸是活塞两端都带有活塞杆的液压缸，其工作原理如图4.3所示。
双杆活塞缸的特点是当两活塞杆直径相同，分别向两腔的供油压力和流量都相等时，活塞（或缸体）两个方向的运动速度和推力也都相等，即具有等推力、等速度特性。
因此，这种液压缸常用于要求往复运动速度和负载相同的场合，如各种磨床。
（a）（b）(c)图4.3双杆活塞缸(a)缸体固定(b)活塞杆固定(c)职能符号1-缸体2-活塞3-活塞杆4-工作台图4.3(a)为缸体固定式结构简图。
缸体1固定在机床床身上，工作台4与活塞杆3相连。
缸体的两端设有进、出油口，动力由活塞杆传出，进油腔位置与活塞运动方向相反。
当油液从a口进入缸左腔时，推动活塞2带动工作台向右运动，缸右腔中的油液从b口回油；反之，右腔进压力油，左腔回油时，活塞带动工作台向左运动。
液压缸的典型结构 ppt课件
(b)
10 11 12
8
7
9
6
(c)
(d)
图4-10
4.2.3液压缸的密封
液压缸的密封是指活塞、活塞杆和端盖等处的密封，是 用来防止液压缸内部(活塞与缸筒内孔的配合面)和外部的泄 漏。以下简要介绍液压缸中常见的密封形式。
A
A
放大
60°
0.3
图4-11
(a)
(b)
图4-12
(a)
(b)
防尘圈
(c)
4.2 液压缸的典型结构
图4—8所示为拉杆式单杆活塞缸的典型结构。根据图4 一8所示液压缸各部分的结构特点及功用，可将其划分为缸 筒组件、活塞组件、液压缸的密封、液压缸的排气装置和制 动缓冲装置等几个部件，其它种类的液压缸也不外乎是由这 几个部件组成。
1 2 34 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14
用于压力小于2.5 MPa 的小流量场合。直动
式溢流阀采取适当的
措施也可用于高压大
流量。例如，德国 Rexroth公司开发的通 径为6~20 mm、压力 1 为40~63 MPa，通径 为25~30 mm、压力 为31.5 MPa的DBD型 直动式溢流阀，最大 流量可达330 L/min。 其中较为典型的锥阀 式结构如图5-2(a)所示， 图5-2(b)为锥阀式结 构的局部放大图。
I
I
放大
21 20 19
18
图4-8
17 16ห้องสมุดไป่ตู้15
4.2.1缸筒组件
缸筒组件的其它几种连接方式如图4-9所示。图4-9 （a）、（b）、(c)所示分别为法兰连接、半环连接和螺 纹连接。
(a)
(b)
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F A( p1 p2 )
4
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⒉ 柱塞缸
活塞缸内孔和尺寸精度很高，并且要求表面光滑，大型或 超长行程的液压缸不易实现这种要求，在这种情况下可以采用 柱塞缸。 柱塞缸只能实现一个方向的运动，回程靠重力或弹簧力或 其它力来推动。为了得到双向运动，通常成对、反向地布置使 用，如图4-5所示。
活塞缸动作演示动画
2018年9月
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常用的液压缸有：活塞缸、柱塞缸、增压缸、伸缩式液压缸、 摆动缸 。 ⒈ 活塞缸 （1）双作用单活塞杆液压缸
双作用单活塞杆液压缸
2
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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，因此，可以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 和其它机械设备的快速运动中。 当 D 2 d 时，差动连接的液压缸的快进和快退的速度相 等，即 v 2 v3 。
当输入液压油的压力为 p ，流 量为 q 时，柱塞缸产生的推力和运 动速度为
F Ap d p 4 4q v 2 d
图4-5 柱塞缸
式中
2
（4-10） (4-11)
d ——柱塞直径。A —源自柱塞缸有效工作面积；5回首页
⒋
伸缩式液压缸
伸缩式液压缸又称多级液压缸，适用于安装空间受到限制 但要求有很大行程的设备中。伸缩缸可以是单作用式，也可以 是双作用式，前者靠外力回程，后者靠液压回程；伸缩缸还可 以是柱塞式的。
无杆腔进油、有杆腔进油和差动联接的比较
3
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（2） 双作用双活塞杆液压缸
双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定 和活塞杆固定两种固定形式。 双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。
当活塞直径为 D ，活塞杆直径 为d ，液压缸进、出油腔的压力为 p1 和 p 2 ，输入流量为 q 时，双活塞杆 液压缸的推力 F 和速度 v 为
图4－3 缸体固定式双作用 双活塞杆液压缸
q 4q v （4-8） 2 2 A (D d )
( D 2 d 2 )( p1 p2 ) (4-9)
图4－7 伸缩式液压缸
图4－8 柱塞式伸缩缸
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