动画演示液压缸工作原理及结构分析

什么是液压缸

液压缸是将液压能转换成机械能并执行线性往复运动(或摆动运动)的液压致动器。结构简单,工作可靠。当用于实现往复运动时,可以省去减速装置,并且没有传动间隙,并且运动稳定,因此被广泛应用于各种机械的液压系统中。液压缸的输出力与活塞的有效面积和两侧之间的压差成正比;

液压缸结构

液压缸通常由后端盖,缸筒,活塞杆,活塞组件,前端盖等的主要部件组成。为了防止油泄漏到液压缸的外部或从外部泄漏。从高压室到低压室,缸筒密封装置安装在活塞杆,活塞和缸筒之间以及活塞杆和前端盖之间。在前端盖的外部,还安装了防尘装置。该部门还设有缓冲装置;有时还需要排气装置。

气缸体总成

由气缸组件和活塞组件形成的密封腔可承受油压的作用。因此,气缸组件必须具有足够的强度,较高的表面精度和可靠的密封。

(1)法兰连接结构简单,加工方便,连接可靠。但是,在圆柱体的端部需要足够的壁厚才能安装螺栓或拧入螺钉。这是一种常用的连接形式。

(2)半环连接分为外半环连接和内半环连接。半环连接具有良好的可制造性,可靠的连接和紧凑的结构,但它削弱了气缸的强度。半环连接的应用非常普遍,通常用于无缝钢管的气缸和端盖的连接。

(3)螺纹连接,有外螺纹连接和内螺纹连接两种,其特点是体积小,重量轻,结构紧凑,但缸筒端部的结构复杂。这种类型的连接通常用于体积小,重量轻的场合。

(4)拉杆式连接结构简单,可制造性好,通用性强,但端盖的体积和重量较大,受拉后拉杆会伸长并变长,影响效果。仅适用于长度短的中低压液压缸。

(5)焊接连接,强度高,制造简单,但在焊接过程中容易引起气缸变形。

液压缸的基本功能:

标准双作用:动力冲程有两个方向,在大多数应用中使用:

单作用油缸:当只需要一个方向的推力时,可以使用单作用油缸。

双杆气缸:当在活塞的两侧都需要相等的排量时,或者在将负载连接到两端在机械上是有利的时,附加端可以用于安装操作行程开关等的凸轮。

弹簧复位单作用气缸:通常限于用于固定和夹紧的小型短行程气缸。当需要长行程时,容纳复位弹簧所需的长度使它们烦人。

柱塞式单作用气缸:只有一个油腔。这种气缸通常垂直安装。重设负载以使气缸缩回。它们也称为“排量气缸”,适用于长行程。

多级伸缩筒:最多可简化4套,折叠长度比标准筒短。有单作用或双作用。它们比标准气缸贵。它们通常用于安装空间较小但需要较大行程的地方。

串联缸:串联缸脚由两个同轴安装的缸组成,两个缸的活塞通过一根共用的活塞杆相连,并且在两个缸之前都设有杆密封件,以便每个缸都可以双重作用。当宽度或高度受到限制时。串联气缸可增加产量;

双缸:双缸由两个同轴安装的缸组成。两个活塞未连接。在两个气缸之间设置一个杆密封,以便每个气缸都可以双重作用。两个气缸可以通过杆(如图所示)或背对背安装在活塞上。通常用于提供三个职位。

液压缸工作原理

液压传动油的原理用作工作介质,其运动是通过密封体积的变化传递的,而动力是通过油内部的压力传递的。

1.动力部分将原动机的机械能转换为油的压力能(液压能)。例如:液压泵。

2.执行部分将液压泵输入的油压能量转换为驱动工作机构的机械能。例如:液压缸,液压马达。

3.控制部分用于控制和调节油的压力,流量和流向。例如:压力控制阀,流量控制阀和方向控制阀。

4.辅助零件将前面的三个零件连接在一起,形成一个系统,该系统用作储油,过滤,测量和密封。例如:管道和接头,燃油箱,过滤器,蓄能器,密封件和控制仪器。

施加在一定体积的液体上任何一点的压力可以在各个方向上以相同的大小传递。这意味着当使用多个液压缸时,每个液压缸将以其自己的速度拉动或推动,而这些速度取决于移动负载所需的压力。

在相同范围的液压缸负载能力的情况下,负载最小的液压缸将首先移动,负载最大的液压缸将最后移动。

为了使液压缸同步运动,以便在任何点以相同的速度提升负载,必须在系统中使用控制阀或同步提升系统组件。

液压缸分类

为了满足各种主机的不同用途,有许多类型的液压缸。

根据供油方向,可分为单作用油缸和双作用油缸。单作用气缸仅将高压油输入气缸的一侧,并使用其他外力使活塞返回反向。双作用气缸将压力油输入气缸的两侧。活塞的正向和负向运动通过液压来完成。

根据结构,可分为活塞缸,柱塞缸,回转缸和伸缩套筒缸。根据活塞杆的形式,可分为单活塞杆缸和双活塞杆缸。

根据气缸的特殊用途,它可以分为串联气缸,增压气缸,增速气缸,步进气缸等。这种气缸不是简单的气缸,而是与其他气缸和组件组合在一起的,因此从结构上看,这种气缸也称为组合气缸。

1.差动液压缸

液压缸的差动原理是两端同时连接到供油管路。由于活塞杆一端的作用面积小于另一端,因此采用差动原理实现了运动。

当压力油同时供入单杆活塞缸的两个腔室时,无杆腔室的有效面积大于杆腔室的有效面积,因此活塞的力右侧的力大于左侧的力,因此活塞向右移动,活塞杆向外延伸;同时,它通过杆腔将油挤出,使其流入无杆腔,从而加快了活塞杆的伸展速度。这种单活塞杆液压缸的连接方法称为差速器连接。在差动连接的情况下,液压缸的有效面积为活塞杆的横截面积,工作台的运动速度高于无杆腔的速度,输出力减小。

差速器连接是实现快速运动而不增加液压泵容量和功率的有效方法。

2.单杆液压缸

单活塞杆液压缸仅在一端具有活塞杆。它是单活塞液压缸。两端的进口A和出口B都可以通过压力油或回油来实现双向运动,因此也称为双作用气缸。当用于实现往复运动时,可以省去减速装置,并且没有传动间隙,并且运动稳定,因此被广泛应用于各种机械的液压系统中。

特征:

(1)杆腔内无油,杆腔内有油。

(2)向杆腔中供油,没有杆腔的情况下将油返回。

(3)差速器连接-左右腔室连接,并且压力油都连接到两者。

单杆气缸的三个比较,如下图所示:

3、单杆式活塞缸

单杆活塞缸的活塞仅在一端具有活塞杆。 由于单杆活塞缸左右腔室的有效面积不同,因此具有以下特点:当进入缸体两个腔室的流体压力和流量Q不变时,推力F 活塞缸在左右方向上的输出不相等,往复速度口也不同,并且活塞杆的直径越大,差越大。 但是,当缸体固定且活塞杆单独使用时,其相应工作台的运动范围是相同的。

4、双杆式活塞缸

双杆活塞缸两端的杆径通常相等,因此,活塞两端的有效有效面积也相等。当气缸的两个腔室以相同的流量和压力交替输入流体时,在活塞上产生的最大推力和移动速度也相等。但是当气缸体和活塞杆分开使用时,它们相应工作台的运动范围是不同的

双活塞杆液压缸的结构与双活塞杆液压缸的结构相似,并且图形符号也相同。

双杆液压缸是在活塞的两侧均带有活塞杆的液压缸。它通常是双向液压驱动的,并且可以实现恒速往复运动。

特征:

(1)杆腔内无油,杆腔内有油。

(2)向杆腔中供油,没有杆腔的情况下将油返回。

(3)差速器连接-左右腔室连接,并且压力油都连接到两者。

5、气液增力缸

气液增压缸也称为气液增压缸,通常称为增压缸。气液增压缸是结合了缸和油缸优点的改进设计。液压油与压缩空气严格隔离。接触工件后,气缸中的活塞杆自动启动。动作速度快,比气动传动更稳定。油缸装置简单,容易调节输出,在相同条件下,可实现液压机的高输出,低能耗,软着陆不损坏模具,安装方便,可在专用油缸处安装360度任意角度,占用空间小,故障少,温度低核心特点是故障,寿命长,噪音低等。增压缸可以通过使用正常气压来实现液压缸的高输出,而无需液压单元。增压缸一般可分为:预增压增压缸,直压增压缸,可调行程增压缸,增加的回程拉伸增压增压缸,紧凑型平行增压缸,微型增压缸,快速增压缸,油气隔离增压器圆筒。

根据不同的冲程和缸径,助力缸的工作频率通常在10〜70次/分钟的范围内。动作方式:双动作操作速度:50〜1000mm / s输出范围:1〜100吨应用范围:冲压痕迹,折弯型材,冲模,冲切钢,型材焊接,挤压成型,矫直,铆接锻造,钣金成型,紧密装配,铆接,金属冲压。

6、伸缩液压缸

伸缩式液压缸是一种具有多级套筒形活塞杆的液压缸,能够获得较长的工作行程。伸缩液压缸也称为多级液压缸。伸缩液压缸由两个或多个活塞型液压缸组成。前一个活塞缸的活塞杆是后一个活塞缸的缸筒。

当压力油从无杆腔进入时,活塞有效面积最大的气缸开始伸展,到达终点时,活塞第二有效面积的气缸开始伸展。伸缩式液压伸缩的顺序是从大到小,并且可以获得较长的工作行程。外展圆柱体的有效面积越小,伸展速度越快。因此,伸展速度既快又慢,相应的水力从大变小。推力和速度的这种变化适合各种自动装卸机对推力和速度的要求。缩回的顺序通常从小到大。缩回时的轴向长度较短,所占空间较小,并且结构紧凑。通常用于建筑机械和其他步行机械的液压系统,例如起重机和自卸车。

7、柱塞缸

柱塞缸是液压缸的结构形式。

单个柱塞缸只能沿一个方向移动,并且外力取决于外力,如下图a所示。 如图b所示,两个柱塞缸的组合也可以使用压力油来实现往复运动。 当柱塞缸移动时,它由缸头上的导向套引导,因此缸筒的内壁不需要精加工。 特别适合长途旅行的场合。 另外,柱塞缸分为径向柱塞缸和轴向柱塞缸。

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