各種液壓缸工作原理及結(jié)構(gòu)分析（動(dòng)畫演示）

淡然

3 i* @; W/ f  `3 T這篇文章，用動(dòng)畫加文字的形式介紹了幾種液壓缸的原理和用途，通俗易懂。分享給大家，液壓菜鳥可以一讀，會(huì)受益匪淺。
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各種液壓缸工作原理及結(jié)構(gòu)分析（動(dòng)畫演示）

! k( y" p3 _% Z8 @ 1 O6 V/ P, h% m$ D+ ^ 5 A) Y4 Q5 o" L( R+ m　　什么是液壓缸 0 r/ B# C8 ~8 D0 w 　　液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可免去減速裝置，并且沒有傳動(dòng)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比； ' D2 T3 ?, i7 v5 T+ w 　　液壓缸的結(jié)構(gòu) % p/ N6 V% C2 E1 H5 }5 S + A" i% D4 f+ z' c6 F* @　　液壓缸通常由后端蓋、缸筒、活塞桿、活塞組件、前端蓋等主要部分組成；為防止油液向液壓缸外泄漏或由高壓腔向低壓腔泄漏，在缸筒與端蓋、活塞與活塞桿、活塞與缸筒、活塞桿與前端蓋之間均設(shè)置有密封裝置，在前端蓋外側(cè)，還裝有防塵裝置；為防止活塞快速退回到行程終端時(shí)撞擊缸蓋，液壓缸端部還設(shè)置緩沖裝置；有時(shí)還需設(shè)置排氣裝置。 ( `2 r: T5 H0 y! Y 6 |' x' ~- N, y1 R 　　缸體組件 　　缸體組件與活塞組件形成的密封容腔承受油壓作用，因此，缸體組件要有足夠的強(qiáng)度，較高的表面精度可靠的密封性。 　　(1)法蘭式連接，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，連接可靠，但是要求缸筒端部有足夠的壁厚，用以安裝螺栓或旋入螺釘，它是常用的一種連接形式。 . x; w# }5 k/ F) `; z/ I, Z* R 　　(2)半環(huán)式連接，分為外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接兩種連接形式，半環(huán)連接工藝性好，連接可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，但削弱了缸筒強(qiáng)度。半環(huán)連接應(yīng)用十分普遍，常用于無縫鋼管缸筒與端蓋的連接中。 - S0 \% i- ~4 e; e　　(3)螺紋式連接，有外螺紋連接和內(nèi)螺紋連接兩種，其特點(diǎn)是體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，但缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這種連接形式一般用于要求外形尺寸小、重量輕的場合。 　　(4)拉桿式連接，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，通用性強(qiáng)，但端蓋的體積和重量較大，拉桿受力后會(huì)拉伸變長，影響效果。只適用于長度不大的中、低壓液壓缸。 　　(5)焊接式連接，強(qiáng)度高，制造簡單，但焊接時(shí)易引起缸筒變形。 0 W5 {9 s( ?8 y8 I3 k9 q1 ^- T' R+ S　　液壓缸的基本作用形式： 8 I% M1 j5 T9 m4 k$ Z8 R4 I+ q: H 8 P7 I( Q! E! L 　　標(biāo)準(zhǔn)雙作用：動(dòng)力行程在兩個(gè)方向并且用于大多數(shù)應(yīng)用場合： 　　單作用缸：當(dāng)僅在一個(gè)方向需要推力時(shí)，可以采用一個(gè)單作用缸； 　　雙桿缸：當(dāng)在活塞兩側(cè)需要相等的排量時(shí)，或者當(dāng)把一個(gè)負(fù)載連接于每端在機(jī)械有利時(shí)采用，附加端可以用來安裝操作行程開關(guān)等的凸輪． 　　彈簧回程單作用缸：通常限于用來保持和夾緊的很小的短行程缸。容納回程彈簧所需要的長度使得它們?cè)谛枰�長行程時(shí)很討厭； 　　柱塞式單作用缸：僅有一個(gè)流體腔，這種類型的缸通常豎直安裝，負(fù)載重置使缸內(nèi)縮，他們又是被成為“排量缸”，并且對(duì)長行程是實(shí)用的； 5 B8 B, M; M$ W+ ~' n! l# }　　多級(jí)伸縮缸：最多可帶4個(gè)套簡，收攏長度比標(biāo)準(zhǔn)缸短．有單作用或雙作用，它們與標(biāo)準(zhǔn)缸相比是比較貴的，通常用于安裝空間較小但需要較大行程的場合， ! t. f4 U. P$ N　　串聯(lián)缸：一個(gè)串聯(lián)缸足由兩個(gè)同軸安裝的缸組成的，兩個(gè)缸的活塞由一個(gè)公共活塞桿鏈接，在兩缸之前設(shè)置桿密封件以便使每個(gè)缸都能雙作用，當(dāng)安裝寬度或高度受限制時(shí)．串聯(lián)缸可以增加出力； 8 L( a4 T9 T0 I" J! x& D( m) U1 C 　　雙聯(lián)缸：一個(gè)雙聯(lián)缸是由兩個(gè)同軸安裝的缸組成的．兩個(gè)活塞不相連接．在兩缸之間設(shè)置桿密封件以便使每個(gè)缸都能雙作用，兩個(gè)缸可以活塞桿對(duì)活塞安裝（如圖)或者背靠背安裝．通常用來提供三位置工作。 　　液壓缸工作原理 1 e1 A% u; F- q6 M' \+ y6 u( W  s　　液壓傳動(dòng)原理－以油液作為工作介質(zhì)，通過密封容積的變化來傳遞運(yùn)動(dòng)，通過油液內(nèi)部的壓力來傳遞動(dòng)力。 ! x( g" L/ b2 Z9 O 3 V" y) A5 L0 V1 {　　1、動(dòng)力部分－將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能（液壓能）。例如：液壓泵。 　　2、執(zhí)行部分－將液壓泵輸入的油液壓力能轉(zhuǎn)換為帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的機(jī)械能。例如：液壓缸、液壓馬達(dá)。 & n- {  s/ M2 w: f  {0 N / c' e; \& C' k+ z5 U　　3、控制部分－用來控制和調(diào)節(jié)油液的壓力、流量和流動(dòng)方向。例如：壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。 % _2 s( C2 o. h+ [) J5 P - m; m# f! ^1 A2 J5 ~5 ^  b　　4、輔助部分－將前面三部分連接在一起，組成一個(gè)系統(tǒng)，起貯油、過濾、測量和密封等作用。例如：管路和接頭、油箱、過濾器、蓄能器、密封件和控制儀表等。 # O7 `' P% N2 P+ O8 Z 0 t1 a2 t: ~0 k9 y　　在一定體積的液體上的任意一點(diǎn)施加的壓力,能夠大小相等地向各個(gè)方向傳遞.這意味著當(dāng)使用多個(gè)液壓缸時(shí),每個(gè)液壓缸將按各自的速度拉或推,而這些速度取決于移動(dòng)負(fù)載所需的壓力. $ b0 N% X+ x$ G) D2 s% F　　在液壓缸承載能力范圍相同的情況下,承載最小載荷的液壓缸會(huì)首先移動(dòng),承載最大載荷的液壓缸最后移動(dòng). * v2 ?6 C5 \& R) ~; N 　　為使液壓缸同步運(yùn)動(dòng),以達(dá)到載荷在任一點(diǎn)以同一速度被頂升,一定要在系統(tǒng)中使用控制閥或同步頂升系統(tǒng)元件. ' C1 T! e9 @4 N6 R　　液壓缸的分類 6 K, B9 u. `& q　　為了滿足各種主機(jī)的不同用途，液壓缸有多種類型。 ) P. d4 i8 g2 }　　按供油方向分，可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只是往缸的一側(cè)輸入高壓油，靠其它外力使活塞反向回程。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油。活塞的正反向運(yùn)動(dòng)均靠液壓力完成。 # [" c: W/ C- w/ q ! ^+ W% G1 g8 h$ L+ H　　按結(jié)構(gòu)形式分，可分為活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸和伸縮套筒缸。按活塞桿的形式分，可分為單活塞桿缸和雙活塞桿缸。 3 J' j' B  \, N　　按缸的特殊用途分，可分為串聯(lián)缸、增壓缸、增速缸、步進(jìn)缸等。此類缸都不是一個(gè)單純的缸筒，而是和其它缸筒和構(gòu)件組合而成，所以從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)看，這類缸又叫組合缸。 $ r+ _) i- i$ R2 E0 Y ( i$ }! L7 y" {& o2 x1 q　　1、差動(dòng)液壓缸 1 K6 ^# Y& a4 P / U& c/ K6 H+ x* H8 D' R% Z 　　液壓缸的差動(dòng)原理，就是兩端同時(shí)接供油管路，一端由于活塞桿作用面積要小于另一端，利用差動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 9 }, m& }3 `# j$ F/ Z5 ` 9 a& J7 N9 W/ U' t( l0 v" y　　當(dāng)單桿活塞缸兩腔同時(shí)通入壓力油時(shí)，由于無桿腔有效作用面積大于有桿腔的有效作用面積，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右運(yùn)動(dòng)，活塞桿向外伸出；與此同時(shí)，又將有桿腔的油液擠出，使其流進(jìn)無桿腔，從而加快了活塞桿的伸出速度，單活塞桿液壓缸的這種連接方式被稱為差動(dòng)連接。差動(dòng)連接時(shí),液壓缸的有效作用面積是活塞桿的橫截面積，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度比無桿腔進(jìn)油時(shí)的速度大，而輸出力則減小。 / Y& G, o% I  Y) ?1 B" E* o: D 　　差動(dòng)連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的有效辦法。 2 R+ B8 @* V" ?( p* Y, f" c　　2、單桿液壓缸 " G& |) I7 A1 W- ~9 k8 w4 D5 B　　單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。是一種單活塞液壓缸。其兩端進(jìn)出口油口A和B都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，故又稱為雙作用缸。用它來實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可免去減速裝置，并且沒有傳動(dòng)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 ! f* R$ {9 {5 w  V0 f/ `$ E8 r 　　特點(diǎn)： 9 _. K" t5 g! d+ T 　�。�1）無桿腔進(jìn)油，有桿腔回油。 2 n7 N: A) l) I! W 　�。�2）有桿腔進(jìn)油，無桿腔回油。 9 T4 O, ~. ?, y, t) E! m: ~: g; ? . s8 B! \  w5 \3 k# V" i1 O- x　�。�3）差動(dòng)連接—左右兩腔接通，且都通壓力油。 / D/ i; W  a' Q1 a2 U 　　單桿缸三種比較，如下圖所示： 5 E! {: M3 A. z3 s* D9 {$ T6 B* W1 [　　3、單桿式活塞缸 : E3 u  i  |5 r7 Z) z7 Q( J　　單桿活塞缸的活塞只有一端帶活塞桿，由于單桿活塞缸左、右兩腔的有效面積不等，因此其特點(diǎn)是：當(dāng)交替進(jìn)入缸兩腔的流體壓力戶和流量Q不變時(shí)，活塞缸在左、右兩個(gè)方向上輸出的推力F不相等，往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度口也不相同，并且活塞桿直徑越大，這種差別也越大。但分別采用缸體固定和采用活塞桿固定時(shí)，它們相應(yīng)的工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍是相同的。 1 V$ n& b5 b5 d- w8 `7 L ) z' R3 l. M) E( W/ Y3 K & B. {8 G0 x$ }　　4、雙桿式活塞缸 ) n5 D7 r! s3 g6 n& J3 ?　　雙桿活塞缸兩端的桿徑通常是相等的，因此活塞兩端的有效作用面積也相等。當(dāng)油缸兩腔分別交替輸入相同流量和壓力的流體時(shí)，活塞上產(chǎn)生的最大推力和運(yùn)動(dòng)速度也分別相等。但分別采用缸體固定和活塞桿固定時(shí)，它們相應(yīng)的工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍是不同的 　　雙桿活塞氣缸的結(jié)構(gòu)與雙活塞桿液壓缸的結(jié)構(gòu)相似，其圖形符號(hào)也相同。 　　雙桿液壓缸是活塞的兩側(cè)都有活塞桿的液壓缸，一般為雙向液壓驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)等速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 ! g2 I# o; K( K) E( G $ H0 A' c+ P$ ^4 ]" ]2 n" r* ~　　特點(diǎn)： 3 c6 e4 P9 x7 l. X6 v# G0 v　�。�1）無桿腔進(jìn)油，有桿腔回油。 4 t2 M  \/ T) n ; _6 ?( l( K; ^7 C3 l% D' K( y2 O( @　�。�2）有桿腔進(jìn)油，無桿腔回油。 　　（3）差動(dòng)連接—左右兩腔接通，且都通壓力油。 $ e' \& q4 m, ~1 B' S5 K4 [: t % U) J5 i2 c! H7 ^- {! C 0 C! G$ l" o8 D5 S$ q: y  F ! j- A* D7 e: w8 n/ b" Y　　5、氣液增力缸 , Z! x# [3 ^' G6 W* L : U' G( b( A: K0 g5 O- ] : }" ]9 `4 K  a2 d　　氣液增力缸也稱氣液增壓缸一般簡稱增壓缸。 　氣液增壓缸是結(jié)合是氣缸和油缸優(yōu)點(diǎn)而改進(jìn)設(shè)計(jì)的，液壓油與壓縮空氣嚴(yán)格隔離，缸內(nèi)的活塞桿接觸工作件后自動(dòng)啟程，動(dòng)作速度快，且較氣壓傳動(dòng)穩(wěn)定，缸體裝置簡單，出力調(diào)整容易，相同條件下可達(dá)到油壓機(jī)之高出力，能耗低，軟著陸不損模具，安裝容易并且特殊增壓缸可360度任意角度安裝，所占用的空間小，故障少無溫升之困擾，壽命長，噪聲小，等核心特性。 　增壓缸使用一般氣壓即能達(dá)成油壓缸之高出力，不需要液壓單元。 　增壓缸一般可分為：預(yù)壓式增壓缸、直壓式增壓缸、行程可調(diào)增壓缸、加大回程拉力增壓缸、緊湊并列型增壓缸、迷你型增壓缸、快速型增壓缸、油氣隔離型增壓缸。 　　增壓缸的工作頻率，按照不同的行程及缸徑一般在10~70次/分鐘 　作動(dòng)方式：雙動(dòng) 　操作速度：50~1000mm/s 　出力范圍：1~100噸 　應(yīng)用范圍：壓印標(biāo)記、彎折型材、模具沖孔、沖切鋼材、型材碰焊、擠模成型、壓平校直、鉚接鍛壓、整型鈑金、緊密裝配、鉚合連接、金屬?zèng)_壓。 $ R! y8 u- ~/ E2 N  v6 x; V/ i# t : D$ a4 ]' u6 X1 S5 y 　　6、伸縮液壓缸 　　伸縮式液壓缸是可以得到較長工作行程的具有多級(jí)套筒形活塞桿的液壓缸，伸縮式液壓缸又稱多級(jí)液壓缸。伸縮式液壓缸是由兩個(gè)或多個(gè)活塞式液壓缸套裝而成的，前一級(jí)活塞缸的活塞桿是后一級(jí)活塞缸的缸筒。 　　當(dāng)壓力油從無桿腔進(jìn)入時(shí)，活塞有效面積最大的缸筒開始伸出，當(dāng)行至終點(diǎn)時(shí)，活塞有效面積次之的缸筒開始伸出。伸縮式液壓伸出的順序是由大到小依次伸出，可獲得很長的工作行程，外伸缸筒有效面積越小，伸出速度越快。因此，伸出速度有慢變快，相應(yīng)的液壓推力由大變�。贿@種推力、速度的變化規(guī)律，正適合各種自動(dòng)裝卸機(jī)械對(duì)推力和速度的要求。而縮回的順序一般是由小到大依次縮回，縮回時(shí)的軸向長度較短，占用空間較小，結(jié)構(gòu)緊湊。常用于工程機(jī)械和其他行走機(jī)械，如起重機(jī)、翻斗汽車等的液壓系統(tǒng)中。 0 I: n' A7 K4 S( l. ?$ d  c- E ' m- l4 A, W  l+ S ) q6 a* h* X% t  t" s 　　7、柱塞缸 0 W+ c! p! M, i4 j& W 　　柱塞缸是液壓缸的一種結(jié)構(gòu)形式。 , H" Z8 T& k$ h" {　　單柱塞缸只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，反向要靠外力，如下圖a。用兩個(gè)柱塞缸組合，如圖b，也能用壓力油實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。柱塞缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，由缸蓋上的導(dǎo)向套來導(dǎo)向，因此缸筒內(nèi)壁不需要精加工。它特別適用于行程較長的場合。另外柱塞缸又有徑向柱塞缸和軸向柱塞缸之分。 / C2 {; w: o7 `2 p . \  C6 O3 g, R* I* U% t

universal

無圖，部分內(nèi)容重復(fù)，雙桿缸內(nèi)容錯(cuò)誤。

淡然

universal 發(fā)表于 2017-5-12 10:22
0 J; L, D' C( t. D% ]無圖，部分內(nèi)容重復(fù)，雙桿缸內(nèi)容錯(cuò)誤。

請(qǐng)問，你那里看不見這些圖片嗎？

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universal

淡然 發(fā)表于 2017-5-12 11:08
: X5 `: Z/ Y2 g0 P請(qǐng)問，你那里看不見這些圖片嗎？

差動(dòng)連接這個(gè)圖也不對(duì)，差動(dòng)連接一般是用三通閥控制無桿腔，這樣才可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在網(wǎng)上作這種圖的水平太差，要小心采用。