發布日期：2022-10-09 點擊率：627
液壓缸又稱為油缸，它是液壓系統中的一種執行元件，其功能就是將液壓能轉變成直線往復式的機械運動。
（一）活塞式液壓缸
（1）雙桿液壓缸
雙桿液壓缸是活塞兩端都帶有活塞桿的液壓缸，如圖4—1所示。它有兩種不同的安裝形式，圖4—1（a）所示為缸體固定形式；圖（b）所示為活塞桿固定形式。前者工作臺移動范圍約等于活塞有效行程l的三倍，常用于中小型設備。后者工作臺的移動范圍只約等于液壓缸行程l的兩倍,常用于大型設備。
（4—1）
液壓缸活塞的運動速度
圖4—2單桿活塞缸
單桿液壓缸由于活塞兩端有效面積不等，因此當進油腔和回油腔的壓力分別為p1、p2，輸入左、右兩腔的流量皆為q時，左右兩個方向的推力和速度是不同的，其計算如下：
（4—4）
（4—6）
式中F1、F2—壓力油分別進入無桿腔、有桿腔時活塞的實際推力；
A1、A2—無桿腔、有桿腔的有效面積；—壓力油分別輸入無桿腔、有桿腔時活塞的速度;
ηm、ηV—液壓缸的機械效率、容積效率。
υ1與υ2之比稱為速度比 （4—7）
上式說明：活塞桿直徑越小，λυ越接近1，活塞兩個方向運動速度的差值也就越小。
如果向單桿液壓缸的左右兩腔同時通壓力油，如圖4—2（c）所示，即成為差動連接，作差動連接的單桿液壓缸稱為差動液壓缸。差動缸活塞實際推力F3和運動速度υ3的計算公式如下
（4—9）
整理后得
（4—11）
圖4—3柱塞缸
（三）擺動液壓缸
擺動缸也稱擺動液壓馬達，主要用來驅動作間歇回轉運動的工作機構，常用于工夾具夾緊裝置、送料裝置、轉位裝置以及需要周期性進給的系統中。
擺動缸分為單葉片式和雙葉片式兩種，圖4-4（a）中為單葉片式擺動缸，其擺動角度一般小于300°；圖4-4（b）為雙葉片式擺動缸，其擺動角度小于150°。雙葉片式擺動缸與單葉片式相比，擺動角度小，但在同樣大小的結構尺寸下轉矩增大一倍，且具有徑向壓力平衡的優點。
單葉片式擺動缸輸出的轉矩T和角速度ω為
（4—14）
式中b——葉片寬度；
ηm、ηV——單葉片擺動缸的機械效率、容積效率。
(4-15)
式中：K=D2/d2，稱為增壓比，它代表其增壓程度。
單作用增壓缸在柱塞運動到終點時，不能再輸出高壓液體，需要將活塞退回到左端位置，再向右行時才又輸出高壓液體，為了克服這一缺點，可采用雙作用增壓缸，如圖4-5(b)所示，由兩個高壓端連續向系統供油。
圖4—1雙桿活塞缸
由于雙桿液壓缸兩端的活塞桿直徑通常是相等的，因此左右兩腔有效面積也相等。當分別向左、右兩腔輸入壓力和流量相同的油液時，液壓缸左、右兩個方向的推力和速度相等，其計算式如下
液壓缸活塞的實際推力
（4—2）
式中A——液壓缸的有效面積；
ηm、ηV——液壓缸的機械、容積效率；
D、d——活塞、活塞桿的直徑；
q——輸入液壓缸的流量；
p1、p2——進油腔、回油腔的壓力。
（2）單桿液壓缸
如圖4—2所示，活塞只有一端帶活塞桿，它也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都約是活塞有效行程的兩倍。
（4—3）
（4—5）
、
，即：
（4—8）
（4—10）
由式（4-9）、（4-10）可知，差動連接時,液壓缸的推力比非差動連接時小，速度比非差動連接時大，這種連接方式被廣泛應用于組合機床的液壓動力滑臺和其它機械設備的快速運動中。
（二）柱塞式液壓缸
柱塞式液壓缸是一種單作用液壓缸，其工作原理如圖4-3（a）所示，柱塞與運動部件連接，缸筒固定在機體上。當壓力油進入缸筒時推動柱塞帶動運動部件向右運動，但反向退回時必須靠其它外力或自重驅動。若需要實現雙向運動，則必須成對使用，如圖4-3（b）所示。當輸入液壓缸的流量為q，壓力為p時，柱塞上所產生的實際推力F和速度υ為
（4—12）
式中d——柱塞的直徑。
（4—13）
圖4—4擺動缸
（四）其他液壓缸
（1）增壓液壓缸
增壓液壓缸又稱增壓器，它利用活塞和柱塞有效面積的不同使液壓系統中的局部區域獲得高壓。它有單作用和雙作用兩種型式，單作用增壓缸的工作原理如圖4-5(a)所示，當輸入活塞缸的液體壓力為P1，活塞直徑為D，柱塞直徑為d時，柱塞缸中輸出的液體壓力為高壓，其值為：
圖4—5增壓液壓缸
（2）伸縮缸
伸縮缸由兩個或多個活塞缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞桿內孔是后一級活塞缸的缸筒，伸出時可獲得很長的工作行程，縮回時可保持很小的結構尺寸，伸縮缸被廣泛用于起重運輸車輛上。
伸縮缸可以是單作用式，也可以是雙作用式，前者靠外力回程，后者靠液壓回程。伸縮缸的外伸動作是逐級進行的。首先是最大直徑的缸筒以最低的油液壓力開始外伸，當到達行程終點后，稍小直徑的缸筒開始外伸，直徑最小的末級最后伸出。隨著工作級數變大，外伸缸筒直徑越來越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。
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