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2024-4-16 閱讀(217)
德國(guó)REXROTH液壓缸的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用
力士樂液壓缸有多種類型，按其結(jié)構(gòu)形式不同，液壓缸可以分為活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸和組合缸四類?；钊缀椭讓?shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸出推力和速度，擺動(dòng)缸則能實(shí)現(xiàn)小于360°的往復(fù)擺動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度；組合缸具有較特殊的結(jié)構(gòu)和功用。
REXROTH液壓缸按液體壓力的作用方式，又可分為單作用液壓缸和雙作用液壓缸。單作用液壓缸是利用液體壓力產(chǎn)生的推力推動(dòng)活塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，反向復(fù)位靠外力來實(shí)現(xiàn)。雙作用液壓缸則是利用液體壓力產(chǎn)生的推力推動(dòng)活塞作正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。
1．活塞式液壓缸
活塞式液壓缸可分為雙桿式和單桿式兩種結(jié)構(gòu)。其固定方式有缸體固定和活塞桿固定兩種。
(1)雙桿活塞式液壓缸 圖A所示為雙桿活塞式液壓缸的工作原理?；钊麅蓚?cè)均裝有活塞桿。當(dāng)兩活塞桿直徑相同（即有效工作面積相等）、供油壓力和流量不變時(shí)，活塞（或缸體）在兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度和推力也都相等，即
v=qv/A=4qv/π(D2-d2) (4-9)
F=(p1-p2)A=π/4(D2-d2)(p1-p2) (4-10)
式中v——活塞（或缸體）的運(yùn)動(dòng)速度；
qv——輸入液壓缸的流量；
F——活塞（或缸體）上的液壓推力；
pl——液壓缸的進(jìn)油壓力；
p2——液壓缸的回油壓力；
A——活塞的有效作用面積；
D——活塞直徑（即缸體內(nèi)徑）；
d——活塞桿直徑。
這種兩個(gè)方向等速、等力的特性使雙桿液壓缸可以用于雙向負(fù)載基本相等的場(chǎng)合，如磨床液壓系統(tǒng)。
缸體固定式結(jié)構(gòu)，缸的左腔進(jìn)油，推動(dòng)活塞向右移動(dòng)，右腔則回油；反之，活塞向左移動(dòng)。這種液壓缸上某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)行程約等于活塞有效行程的三倍，一般用于中小型設(shè)備。
活塞桿固定式結(jié)構(gòu)，缸的左腔進(jìn)油，推動(dòng)缸體向左移動(dòng)，右腔回油，反之缸體向右移動(dòng)。這種液壓缸上某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)行程約等于缸體有效行程的兩倍，常用于大中型設(shè)備。
(2)單桿活塞式液壓缸 雙作用單桿活塞式液壓缸。它只在活塞的一側(cè)裝有活塞桿，因而兩腔有效作用面積不同，當(dāng)向缸的兩腔分別供油，且供油壓力和流量不變時(shí)，活塞在兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度和輸出推力也不相等。方向的運(yùn)動(dòng)速度和輸出推力也不相等。
①無桿腔進(jìn)油活塞的運(yùn)動(dòng)速度v2為
v1=qv/A1=4qv/πD2 (4-11)
推力F1：F1=p1A1-p2A2=(π/4)D2p1-(π/4)(D2-d2)p2 =(π/4)D2 (pl-p2)+( π/4)d2p2(4-12)
②有桿腔進(jìn)油時(shí)[圖B(b)]?；钊倪\(yùn)動(dòng)速度v2為
v2=qv/A2=4qv/π(D2-d2) (4-13)
推力F2
F2=p1A2-p2A1=(π/4)(D2-d2)p1-(π/4)D2p2=(π/4)D2 (p1-p2)-(π/4)d2p1 (4-14)
式中qv——輸入液壓缸的流量；
p1——液壓缸的進(jìn)油壓力；
p2——液壓缸的回油壓力；
D——活塞直徑（即缸體內(nèi)徑）；
d——活塞桿直徑；
A1，A2——分別為液壓缸無桿腔和有桿腔的活塞有效作用面積。
比較上述各式，由于A1＞A2故v1＜V2，F(xiàn)1＞F2。活塞桿伸出時(shí)，推力較大，速度較小；活塞桿縮回時(shí)，推力較小，速度較大。因而它常用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床的工作進(jìn)給（用v1、F1）和快速退回(v2、F2)。
由式(4-11)和式(4-13)得液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)速比為
λv=v2/v1=D2/(D2-d2) (4-15)
式(4-15)表明，當(dāng)活塞桿直徑愈小時(shí)，速比愈接近于1，兩個(gè)方向的速度差值愈小。
③有桿腔和無桿腔同時(shí)進(jìn)油。在忽略兩腔通油路壓力損失的情況下，兩腔的油液壓力相等。但由于無桿腔受力面積大于有桿腔受力面積，活塞向右的作用力大于向左的作用力，活塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，并將有桿腔的油液擠出，流進(jìn)無桿腔，加快活塞桿的伸出速度。通常把單桿液壓缸有桿腔和無桿腔同時(shí)進(jìn)油的這種油路連接方式稱為差動(dòng)連接。
差動(dòng)連接時(shí)，有桿腔排出流量g′v=v3A2進(jìn)入無桿腔，則根據(jù)連續(xù)性方程有
v3A1=qv+q′v=qv+v3A2
則活塞速度v3 v3=qv/(A1-A2)=4Qv/πd2 (4-16)
若要使活塞往返速度相等，即v3=v2，則D=
d。
差動(dòng)連接時(shí)，p2≈p1
活塞推力F3 F3=p1A1-p2A2≈(π/4)D2p1-(π/4)(D2-d2)p1
=(π/4)d2p1 (4-17)
由式(4-16)和式(4-17)可知，差動(dòng)連接時(shí)實(shí)際起有效作用的面積是活塞桿的橫截面積。
單桿缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)范圍約為有效行程的兩倍，其結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)用廣泛。實(shí)際生產(chǎn)中，單活塞桿液壓缸常用在實(shí)現(xiàn)“快速接近(v3) →慢速進(jìn)給（v1）→快速退回（v2）"工作循環(huán)的組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中。
