各種液壓缸工作原理及結(jié)構(gòu)分析（動(dòng)畫演示）

淡然

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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）

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, P: E/ H  C+ H1 e9 e+ ?$ s8 P : g8 ]5 V/ J  u; \ # y$ L/ k( _6 C3 U- C: i 　　什么是液壓缸 , D. v& a; z5 k/ \6 E 　　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(jiǎn)單、工作可靠。用它來(lái)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； . b* o: ~6 B7 d# C ' [2 ~0 ?3 L/ q 0 O8 U, o3 r& @, F6 j/ B/ n' c" A) W　　液壓缸的結(jié)構(gòu) " n5 }% o5 a0 H+ I/ e　　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。   i( ^4 l8 S9 K: S' j: A 1 N- \! ^+ G# E; E　　缸體組件 % z9 M) L, S# I+ I 　　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。 7 }9 w* \  S/ P- |% n7 g2 f! G; E 8 u' ~* h/ D  s# U! T 　　(1)法蘭式連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。 # S( p# Z3 e- Z+ k　　(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(wú)縫鋼管缸筒與端蓋的連接中。 4 l' G% t; M% O, j  G9 X / Q' ^4 `* n% X- v1 \　　(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(chǎng)合。 , f* i$ \6 p: {0 V; k7 n  X- z : D* o5 }- ?3 {6 K9 I6 V　　(4)拉桿式連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(zhǎng)，影響效果。只適用于長(zhǎng)度不大的中、低壓液壓缸。 　　(5)焊接式連接，強(qiáng)度高，制造簡(jiǎn)單，但焊接時(shí)易引起缸筒變形。 9 I+ `8 X3 E. Q! G1 G6 o, I/ A 5 ]" @+ ^5 U: Q& i' H+ y1 ]* V/ u　　液壓缸的基本作用形式： : Y; d/ N! A, u6 q * v) V# h: S7 u4 k" ~3 W: h' @　　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(chǎng)合： * E. Z4 L. M. F2 u* b　　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(lái)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(lái)保持和夾緊的很小的短行程缸。容納回程彈簧所需要的長(zhǎng)度使得它們?cè)谛枰�長(zhǎng)行程時(shí)很討厭； " q- W$ \1 ~& K& w% t' E. r+ } 　　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(zhǎng)行程是實(shí)用的； / n9 [9 J( J6 x+ Y* Q & C( s. ^- ~/ J" f  j7 j3 V) V　　多級(jí)伸縮缸：最多可帶4個(gè)套簡(jiǎn)，收攏長(zhǎng)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(chǎng)合， 　　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； 　　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(lái)提供三位置工作。 $ q- _3 P% a, e$ Z5 s 9 _" P- s- D4 O" s/ y& k　　液壓缸工作原理 2 A1 e& I7 B4 W; I) a7 h/ L" Y & f' Z3 U  Y" |& A, O7 Z : l6 I: }9 X( p9 }: j7 }　　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(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，通過油液內(nèi)部的壓力來(lái)傳遞動(dòng)力。 $ M  V  s, @1 k$ Z* k 　　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。 8 O! t3 y4 b8 b% @- r　　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)。 # x6 \0 C1 s  ?& ~8 ?8 J　　3、控制部分－用來(lái)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。 　　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(cè)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。 　　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. ' b" {- f% J  d3 P6 w2 B, ~ 　　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). * R  Q: R4 s2 b+ F* U3 H" {  R" `　　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. 3 y$ _; I) j3 e. \ 　　液壓缸的分類 4 F* F" p6 ?6 y$ ^5 d# H 　　為了滿足各種主機(jī)的不同用途，液壓缸有多種類型。 # c' m3 W) P! S 2 j" ?( @3 s. d$ Q  x, }　　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�；钊�的正反向運(yùn)動(dòng)均靠液壓力完成。 　　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。 　　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。 　　1、差動(dòng)液壓缸 / i0 S' f1 k1 u) i, J 　　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)。 + R: T5 m+ @! m　　當(dāng)單桿活塞缸兩腔同時(shí)通入壓力油時(shí)，由于無(wú)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(wú)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(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)的速度大，而輸出力則減小。 　　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。 : c- }& W2 |' T1 T$ ?7 {0 R 　　2、單桿液壓缸 5 h2 P. ?, C/ u( s 6 M+ C1 X) k1 _5 K" y1 f0 Y 　　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(lái)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。 3 w" B7 }: ?0 G( w; l( [6 o5 p3 V 1 j. d2 o9 I, _- p- D　　特點(diǎn)： 　�。�1）無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔回油。 . D) n8 Z. S1 Q% l2 i　�。�2）有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔回油。   V" @, d5 V+ F9 n+ A1 W ) f5 j& j- N' s, r( U　�。�3）差動(dòng)連接—左右兩腔接通，且都通壓力油。 $ f5 `+ Y% h* P+ @　　單桿缸三種比較，如下圖所示： , [# B, H, E1 ~- t. | 6 ?; x5 J6 \4 m: O4 z5 L8 ~" u+ L - D$ P" ~9 O9 `; `% ~2 Y0 R 　　3、單桿式活塞缸 2 E  @2 S5 J/ s0 I/ j" |% q  R　　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。 $ ]4 h) Y6 e6 I) Z/ @: _/ V/ c5 J5 k 2 O1 d0 R- c5 ]4 `& P$ q8 U ' _1 \% p7 p' B1 {% t/ Z 　　4、雙桿式活塞缸 　　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。 ' r* o7 y* {' O  N# L5 y2 \+ ^ 　　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)。 ) V, {2 n8 Z- ^/ I5 z- B, u2 o$ k % v0 z8 U; \4 I0 U! N9 D　　特點(diǎn)： 3 B) A, I6 u+ q: P ( m4 e3 _, B4 i: B1 C& n; K　�。�1）無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔回油。 + W/ P; ?/ u* {& r0 _ 2 [% T, h6 W( ~7 \　　（2）有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔回油。 $ h' ]9 U5 F3 `3 q9 j ; j, ?+ Z* \+ O: x　　（3）差動(dòng)連接—左右兩腔接通，且都通壓力油。 4 O2 b! l. V) ]* w% V3 y( h 6 w  x% p8 W% A" @4 N1 l 　　5、氣液增力缸 9 b( R7 Q& I5 _. e 　　氣液增力缸也稱氣液增壓缸一般簡(jiǎn)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(jiǎn)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(wú)溫升之困擾，壽命長(zhǎng)，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?jiǎn)卧��?　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。 3 E1 V" X  q, S7 y& y 　　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' ^6 h; ]$ n4 U1 ^; l 　　6、伸縮液壓缸 # {% H$ s+ z3 u# i3 y* w3 j 　　伸縮式液壓缸是可以得到較長(zhǎng)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(wú)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(zhǎng)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(zhǎng)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。 / p: U  X+ F/ K, c; s! y0 ? + K5 y2 N. A  g7 e; c& R6 q 2 U1 x! m2 G3 ^5 V 　　7、柱塞缸 + @: D& G4 R' }4 F 　　柱塞缸是液壓缸的一種結(jié)構(gòu)形式。 . B% Y6 s  P  ?/ w$ w　　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(lái)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(zhǎng)的場(chǎng)合。另外柱塞缸又有徑向柱塞缸和軸向柱塞缸之分。 3 y7 q0 v9 B/ [* r7 t

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universal

無(wú)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
( q7 g  ^& e, F5 H6 _. G6 {無(wú)圖，部分內(nèi)容重復(fù)，雙桿缸內(nèi)容錯(cuò)誤。

0 R& z) \4 u8 y; v( h請(qǐng)問，你那里看不見這些圖片嗎？




2 B" K/ i' X; U, U- G

9 s4 g  j& v4 [* R, w! S

1 j/ B- P3 A. G7 d6 E) a

universal

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

" s' J" F; M% a( X7 |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(wú)桿腔，這樣才可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)�，F(xiàn)在網(wǎng)上作這種圖的水平太差，要小心采用。