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

淡然

% V3 |. ~6 m  e, p4 B& ]: x- U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。

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

什么是液壓缸 ! Y6 T) _. ]: ^4 X2 a$ q 　　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(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； : d! {7 ]) ~6 D. l( x; m + c3 T6 T/ w* H, [& C* r( D 　　液壓缸的結(jié)構(gòu)   u* a9 C0 N1 L( d" T' r$ _　　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。   _6 u4 h/ H$ g' k% w 1 Y$ U' l6 |+ S) T　　缸體組件 " e, C% ~, Q: W7 _ % u9 u0 E% ]8 Q　　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。 0 g' \/ A$ `0 _5 Z / \# p) f" r! G% A3 P! K' q( ^　　(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。 　　(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。 # \. @& l  }2 }2 \3 Y9 r" @ 9 n- z" U& L5 T) t( V1 p& B9 a! |, 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(chǎng)合。 ) Z1 y  m; u6 e, L' U 　　(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。   P  H7 O% F+ B' n　　液壓缸的基本作用形式： 5 H/ W- ~/ O* e( V) Y6 Q　　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： / i( p5 Z8 ~, j/ D" _8 F2 y; J5 h　　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； ' A1 I( |- w/ T5 x6 A/ H. [1 A 8 a% }9 v8 G/ Q' u　　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． / a9 I' a8 K& T4 F 7 d; W5 e0 J; f0 I; H　　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； . A8 W& Q$ i0 _7 L7 W( H: { & d: X$ u* v: b5 H" {9 l0 y　　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； , B) T6 h- {1 O6 H3 ]　　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， 3 ]$ m0 Q7 X1 I" P3 d # v& T4 _$ `  \7 B/ q: ]$ G　　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 H; L! p5 q& r+ E& g1 T( S( a　　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。 　　液壓缸工作原理 1 j5 z3 B3 y% x  P$ K: ?   M9 Y! H6 R) L% Q$ q　　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。   k# w, p( x- {# k! @, X0 }; Z0 \ ! b$ l4 Z+ ]2 E9 W+ K$ A9 k) y' v　　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)。 - p9 p/ w/ G' k/ D  P $ ?* Q2 g" |4 h　　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。 * Y- W! h0 h3 U5 i4 k5 f% l 　　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. 　　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). 4 J5 S2 r: N+ d5 C; s  J　　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. 7 P" r, ~, [# K2 j) k* I , g& d1 B# A! N( C  [  r1 Q3 w9 T 　　液壓缸的分類(lèi) 9 a, y( R  l  A5 P5 e' A( l   i8 e! y6 D8 a3 t　　為了滿足各種主機(jī)的不同用途，液壓缸有多種類(lèi)型。 4 M& r9 E9 a+ M6 M( a' c　　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。   s8 [7 {( m( F/ i; J 8 u- l  z( ]3 {' Y　　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(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。 2 z, W. k. e% X  W$ {0 n. M% a7 G　　1、差動(dòng)液壓缸 * u3 K8 V6 \8 f& d9 e/ |& f, H 8 K7 g- _% T: Z; }( R; n- A& 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)。 8 ?0 @/ s% Y1 g4 B6 G- }' Y9 e 　　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。 - \; b. e$ X3 G 4 q6 D& w( L$ a' V# j　　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。 ! W! ]% w; L# L  G: b, T; _/ m3 M ; s, n1 Q+ W- ^- G9 `　　2、單桿液壓缸 ) s3 x' L! L3 L) }- [1 ^0 C # e: n5 v4 t2 }1 r) Q$ O* H# R! e ( Y) U1 t. f+ j2 ]. F　　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。 　　特點(diǎn)： ( a8 N  J- c- k0 R- x8 ^8 ^ 　　（1）無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔回油。 ! O1 e6 l3 y2 ?/ i. o+ j ) q5 o# \* D. \! ]( C　　（2）有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔回油。 " n. |/ V4 b8 t9 B5 ]! N8 `% g 6 N: A  m# T8 ]0 |　　（3）差動(dòng)連接—左右兩腔接通，且都通壓力油。 " O1 M& x7 J- d! R# |4 }　　單桿缸三種比較，如下圖所示： : m  J! G: ~- e* ^ & ~. ?& v- H8 Y+ G8 A6 _1 r   D' d& k; S- V1 p* r; v, n - v% X# n- W$ f　　3、單桿式活塞缸 : x" s9 b* D8 k' _' r$ S ! {; \. L3 B& E' R) S9 n　　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 Y5 M; a) r6 `2 A 　　4、雙桿式活塞缸 : g& t7 A; g7 v8 }* P4 d+ t* ]3 F$ ` % e- r$ Q( y  E5 E　　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 , r9 s0 l9 k! N* _8 p8 z　　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。 , u) ]5 N% Y5 ^5 j$ x　　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)。 ) X+ u+ {1 K6 l( s7 f5 |. [/ C( F0 V　　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。 8 y1 n: G3 q9 Y' C 0 O# u5 v' H  q1 _　　（3）差動(dòng)連接—左右兩腔接通，且都通壓力油。 4 o% E5 {- m$ [+ I& Z. V6 A . K! T" T5 @3 o: `+ G+ X/ B8 l 7 P. I! q% i) C& c- B3 G ) I4 J! c  `. l2 J& }　　5、氣液增力缸 . X2 p4 L6 H$ \% B 　　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。 2 h$ V) `* B8 ?; d2 f! l1 l 　　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。 * \% D$ ~! H# J9 V+ @% s4 s% j 　　6、伸縮液壓缸 1 d1 S8 O9 l: K) B' }7 k# F7 k . \* A9 `: n% r2 U- i　　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。   d. e. L7 L" R; \8 { 　　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)的液壓推力由大變小；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。 6 W" w4 x$ z: \& {  H7 P0 j 2 ?3 Z3 |, w; h* Q  B: F1 X 8 j4 z0 b- o/ P& b2 q ! p& ^6 p5 e4 C+ t' d, a* c　　7、柱塞缸 9 T+ U4 O; k4 K/ N 0 Z( e7 X9 r& C　　柱塞缸是液壓缸的一種結(jié)構(gòu)形式。 3 i+ Z" l' d5 T6 b4 K1 `/ d7 J - Z6 m, Y/ ~1 O/ Z; z$ Y* p　　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。 ; b+ V3 \( I9 E7 i7 v4 L

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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
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
請(qǐng)問(wèn)，你那里看不見(jiàn)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(wú)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。