液压缸的分类详解

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：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。柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒内孔不需精加工，甚至可以不加工。图3-12 摆动式液压缸结构与职能符号

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°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他机构组合起来以实现特殊的功用。

1.活塞式液压缸

活塞式液压缸分为双杆式和单杆式两种。

（1）双杆式活塞缸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。图3-7a所示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移动，当活塞的有效行程为l时，整个工作台的运动范围为3l，所以机床占地面积大。这种液压缸一般适用于小型机床。当工作台行程要求较长时，可采用图3-7b所示的活塞杆固定的形式，即缸体与工作台相连，活塞杆通过支架固定在机床上，动力由缸体传出。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l的两倍（2l），因此占地面积小。进出油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。

由于双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D，活塞杆的直径为d，液压缸进、出油腔的压力为p₁和p₂，输入流量为q时，双杆活塞缸的速度v为

式中 A——活塞的有效工作面积。

双杆活塞缸在工作时，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。

图3-7 双杆式活塞缸安装形式

a）缸筒固定式 b）活塞杆固定式

（2）单杆式活塞缸单杆式活塞缸的结构组成如图3-8所示。其活塞只有一端带活塞杆。

图3-8 单杆式活塞缸的结构

1—螺钉 2—缸底 3—弹簧卡圈 4—挡环 5—卡环（由2个半圆组成） 6—密封圈 7—挡圈 8—活塞 9—支承环 10—活塞与活塞杆之间的密封圈 11—缸筒 12—活塞杆 13—导向套 14—导向套和缸筒之间的密封圈 15—端盖 16—导向套和活塞杆之间的密封圈 17—挡圈 18—锁紧螺钉 19—防尘圈 20—锁紧螺母 21—耳环 22—耳环衬套圈

单杆液压缸也有缸体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。

单杆活塞缸由于活塞两端有效面积不等，如果以相同流量的液压油分别进入液压缸的左、右腔，则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（见图3-9a）有效面积大，速度慢，进入有杆腔时（见图3-9b）有效面积小，速度快。图3-9a中，；图3-9b中，。而活塞上产生的推力则与进油腔的有效面积成正比，如图3-9所示。

图3-9 单杆式活塞缸的连接方式

如果向单杆活塞缸的左、右两腔同时通液压油，如图3-10所示，即所谓的差动连接，则做差动连接的单杆液压缸就称为差动液压缸。开始工作时差动液压缸左右两腔的油液压力相同，但是由于左腔（无杆腔）的有效面积大于右腔（有杆腔）的有效面积，故活塞向右运动，同时使右腔中排出的油液（流量为q′）也进入左腔，加大了流入左腔的流量（q+q′），从而也加快了活塞移动的速度。差动连接时的速度为v₃=。

图3-10 单杆式活塞缸的差动连接

实际上活塞在运动时，由于差动液压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。

由此可知，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，利用这一点，正好可使在不加大油液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他机械设备的快速运动中。如果要求快速运动和快速退回速度相等，则可得。

2.柱塞缸

柱塞缸是一种单作用液压缸，其工作原理如图3-11a所示。柱塞与工作部件连接，缸筒固定在机体上。当液压油进入缸筒时，其推动柱塞带动运动部件向右运动，但柱塞反向退回时必须靠其他外力或自重驱动。柱塞缸通常成对反向布置使用，如图3-11b所示。

柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒内孔不需精加工，甚至可以不加工。运动时由缸盖上的导向套来导向，所以它特别适用于行程较长的场合。

图3-11 柱塞缸的原理与成对

3.摆动缸

摆动式液压缸也称摆动液压马达。当它通入液压油时，它的主轴能输出小于360°的摆动运动。摆动缸常用于工夹具夹紧装置、送料装置、转位装置以及需要周期性进给的系统中。图3-12a所示为单叶片式摆动缸，它的摆动角度较大，可达300°。图3-12b所示为双叶片式摆动缸，它的摆动角度较小，它的输出转矩是单叶片式的两倍，而角速度则是单叶片式的一半。

图3-12 摆动式液压缸结构与职能符号

液压缸的分类详解

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