各種液壓缸工作原理及結(jié)構(gòu)分析（動(dòng)畫(huà)演示）

淡然

* A1 v# W  @* N- c3 [! ~這篇文章,，用動(dòng)畫(huà)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(niǎo)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(huà)演示）

# y  t) |9 i1 @. @* O 0 c# p0 Q- [! V) y: u/ d! G % O( B6 w3 X6 c+ D 　　什么是液壓缸   d) \4 j& w; n% O- Z, w 3 [% t! @* D0 z" O　　液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的,、做直線(xiàn)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(méi)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,； " q' ~% P8 E5 H+ E5 B . i- I, ^/ o. e% o6 ~- l　　液壓缸的結(jié)構(gòu) ! k6 G, v% \$ P4 ]5 m- q! n, 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。   L7 k; g: D8 L9 N 6 l9 y5 N$ Y2 s: F% N& n* P9 d　　缸體組件 * @9 w2 h- K6 S1 P# ~. c 　　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(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,。 ) y0 \; {' k: u) x 　　(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 N. t8 p  X' _) M2 J 　　(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。 * |. Z. d7 j, x' F+ r& \( 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。 " L7 m0 P0 X) {! s2 p4 ]; m　　(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 @7 D/ g; G" N5 g5 p# E , z) n  e, l6 c! { 　　液壓缸的基本作用形式： 7 ~& l* v- q* ]7 P0 j 　　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： 1 q& f; m" B7 c4 @1 `6 P8 |# P0 D" V 　　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,； ) y1 c& y0 v# ]. M0 t  ^　　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(kāi)關(guān)等的凸輪． * O2 [7 E2 }% C* j8 E; ?　　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； 　　柱塞式單作用缸：僅有一個(gè)流體腔,，這種類(lèi)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； 9 {2 z5 H+ v9 H% u; G9 k 　　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,， % `: }$ V; {- y% |$ e7 B5 A$ a　　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,； % v; F. G8 o" V6 w& }: E7 ~　　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,。 - Y+ E) `5 A, e/ U9 H2 [- N3 U , q0 G. I% v2 X8 n 9 ?3 g7 |: o( v' j: G/ Q; D: e　　液壓缸工作原理   \5 t* A7 H" A; D. w( V 1 w* u5 Q$ O: k* n 9 I7 B$ T' X- y  Z5 \　　液壓傳動(dòng)原理－以油液作為工作介質(zhì),，通過(guò)密封容積的變化來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，通過(guò)油液內(nèi)部的壓力來(lái)傳遞動(dòng)力,。 2 X3 J3 M& x' u7 m" B  ?$ \  B 0 b* P1 x& g# Q- `) O: x; X% R! O　　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,。 * f$ U; c8 @5 Y$ Q4 G 1 r" h& `% [! g3 s9 a: u9 ^5 z　　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),。 　　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。 ' C, t, a, ~" U" g　　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(guò)濾,、測(cè)量和密封等作用。例如：管路和接頭,、油箱,、過(guò)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.   H& p4 ?* q1 A/ h- ` 　　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). 　　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. 9 D+ G0 B! ]# S% Y 　　液壓缸的分類(lèi) 6 B3 {# c. V! T" w　　為了滿(mǎn)足各種主機(jī)的不同用途，液壓缸有多種類(lèi)型,。 1 z8 L- t6 ]' {. L　　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,。 3 A  H4 G1 e, l; W  g1 s3 t" b 7 o$ |+ w- V; h1 b　　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(lèi)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(lèi)缸又叫組合缸,。 4 x2 [/ V  ~- {) u0 x　　1、差動(dòng)液壓缸 & r7 H: J. [6 S: d9 M  \2 X3 r! l- E 0 }" |  G+ ?5 ~8 [4 q　　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)。 4 H- T$ V  \3 y/ g7 E6 H　　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(chēng)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,。 - J5 F0 @4 ^1 y. w 　　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,。   l( b7 T  o: B' v5 e 　　2,、單桿液壓缸 　　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(chēng)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(méi)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,。 0 G5 J8 x  ?7 P 3 j) P3 W+ \0 h' {7 o8 `　　特點(diǎn)： 　�,。�1）無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔回油,。 　�,。�2）有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔回油,。 ; Y7 v: L+ h# }, b9 @ % \2 ]/ p  m. l# C　�,。�3）差動(dòng)連接—左右兩腔接通，且都通壓力油,。 ) g1 t% L1 H4 e' T1 Q+ |7 V　　單桿缸三種比較,，如下圖所示： 1 Q1 k6 B3 t( o6 k: m + m+ |! ^" @! y( |: \/ @ $ |  F$ R% m) S+ @ 　　3,、單桿式活塞缸 　　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(hù)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,。 % C7 \0 s; {, n' ` 　　4,、雙桿式活塞缸 0 q6 v/ S% U4 s# x6 i ; g# B2 m- u( S. ^　　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 7 S( A' T: b. d# L 　　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。 ! y: G- W" e+ W: u0 [/ J 　　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)。 / n' G' p6 l) k- g6 u$ A , O+ b8 y2 L5 o  z: e5 @/ v7 q( w3 [　　特點(diǎn)： # S, F: i/ Q0 O) r　�,。�1）無(wú)桿腔進(jìn)油,，有桿腔回油。 9 |& Z% n; [; b 　�,。�2）有桿腔進(jìn)油,，無(wú)桿腔回油。 　�,。�3）差動(dòng)連接—左右兩腔接通,，且都通壓力油。 ' s3 b! z+ U  H& U7 A ; L0 T$ l2 W  _9 P* @9 b　　5,、氣液增力缸   |& x( I  V. k 　　氣液增力缸也稱(chēng)氣液增壓缸一般簡(jiǎn)稱(chēng)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,。 * f# y: f9 |+ H9 w/ L# G& j( g　　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,。 . D4 z9 L! G) k, s; o5 z $ z8 {+ T7 r  V& H( w  T  u8 t  [% z   Y2 u7 j% _- a, Y: E( k" a　　6,、伸縮液壓缸 9 q; @# Y9 k- x9 e　　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(chēng)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。 / `, t( D  E  E! E * J# u! R# K" H' a　　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(kāi)始伸出,，當(dāng)行至終點(diǎn)時(shí),，活塞有效面積次之的缸筒開(kāi)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�,�,；這種推力、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(chē)等的液壓系統(tǒng)中。 % S+ S2 ^: m" Y/ \4 z/ s: L   G) T; K, n5 I& V / j9 b, Z/ A2 }3 \4 n0 O　　7,、柱塞缸   T3 @  z1 c) g  `9 \　　柱塞缸是液壓缸的一種結(jié)構(gòu)形式,。 5 r2 g- p+ u7 s" _: F8 O- N% 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(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,。 ( N/ l/ U$ L  L ; A1 L0 H% Z& f$ f . Y3 P0 t) i$ g% @% H. V

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
無(wú)圖，部分內(nèi)容重復(fù),，雙桿缸內(nèi)容錯(cuò)誤,。

請(qǐng)問(wèn)，你那里看不見(jiàn)這些圖片嗎,？


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universal

淡然 發(fā)表于 2017-5-12 11:08
- W. U7 o8 }/ H9 [5 ^請(qǐng)問(wèn),，你那里看不見(jiàn)這些圖片嗎,？

$ k  A- D3 Y, E3 e  \5 _  v: u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,。