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【摘要】 本文论述了单活塞杆液压缸不同连接时所产生的推力和速度计算，推导了其相应的数学表达式，并阐述了它的应用。
【关键词】 液压缸； 差动连接； 压力； 流量； 速度；推力
中图分类号：TH137.5
一、单活塞杆液压缸的定义
活塞式液压缸指的是在缸体内作相对往复运动的组件为活塞组件的液压缸，根据活杆的数量不同，活塞式液压缸分为双杆活塞缸、单杆活塞缸、无杆活塞缸三种，其中单杆活塞缸只有一根活塞杆，因此作往返运動时，两工作腔有效作用面积不相等，所以在相等条件（相同的压力、流量）下，左右往返运动时产生的推力和速度也是不相等的。
二、单杆活塞缸有关参数的计算
活塞式液压缸根据安装可以是缸筒固定，也可以是活塞杆固定，但不管是哪种固定方式，参数的推导计算方法一样，下面以缸筒固定来推导液压缸的运运速度和推力的计算公式。缸的进油流量为qv，工作压力为p，回油背压力p2之，无杆腔有效作用面积为A1，有杆腔有效作用面积为A2，活塞杆的有效作用面积为A3 ，活塞的直径为D，活塞杆的直径为d
1.单活塞杆液压缸普通连接时速度的推力的计算
由于面积A1﹥A2，从上面所推导出的公式可以看出，速度v1﹤v2 ，推力 F1﹥F2，所以可得出结论：活塞杆伸出时，推力较大，速度较小；活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速（工进）；活塞杆缩回时，适用于轻载快速（快退）。实际上，在一个工作循环当中，存在工进，快退时，为了提高工作效率，节省空行程时间，在不增加泵的输出流量的前提条件下，工进之前应有一快进运动，快进运动可以由液压缸的差动连接形成。
2. 单活塞杆液压缸的差动连接参数的计算及其特点、应用
对单活塞杆液压缸来说，其左右两腔相互连通，并同时都和进油管路相通的连接方式叫做液压缸的差动连接。差动连接的单杆活塞左右两腔有效面积不相等，利用液压缸两端的有效面积差来进行传动的液压缸叫差动液压缸。
差动液压缸的速度和推力推导如下：
综上的几个式子，因为A1﹥A3，所以， v2﹤v3，F1﹥F3，因此差动连接产生的速度和推力均适合于快进，并且当A1=2A3或都D= 时，快进的速度v3等于快退的速度v2。
三、单活塞杆液压缸应用举例
单活塞杆液压缸可以用于一个有快进→工进→快退的工作循环中，如下图所示，泵的流量为qp，调速阀的流量为q1，液压缸无杆腔有效作用面积为A1，有杆腔有效作用面积为A2，如图3所示。完成此工作循环时电磁铁的动作顺序表以及对应的速度计算如表1所示。
分析图3可得，当3YA电磁铁不通电时，换向阀处在常态位置，缸形成差动连接，当1YA断电，2YA通电时，泵所提供的压力油通过换向阀1右位全进入液压缸无杆腔，从而缸产生快速运动，当快进完毕时，3YA电磁铁通知，换向阀3处于右工作位置，缸的差动连接解除，所以泵所提供的压力油从换向阀的右位进入缸的无杆腔，进行工作运动，回没结调速阀回油箱，通过调节调速阀阀口的大小改变缸工进行的速度大小，溢流阀将多余的油液溢流回油箱。工进完毕后，将1YA通电，2YA断电，利用换向阀1改变油液的流动方向，使泵提供的油液全进入液压缸的有标腔，实现缸的快退。
四、结论
单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循环：
快进（差动连接）→工进（从无杆腔进油）→快退（从有杆腔进油）
参考文献
1.赵学清. 液压与气动[M]. 哈尔滨工程大学出版社. 2008.1
2.张群生. 液压与气压传动[M]. 机械工业出版社 . 2001.8
3.廖家璞. 液压传动[M]. 北京航空航天大学出版社. 1995.12
【关键词】 液压缸； 差动连接； 压力； 流量； 速度；推力
中图分类号：TH137.5
一、单活塞杆液压缸的定义
活塞式液压缸指的是在缸体内作相对往复运动的组件为活塞组件的液压缸，根据活杆的数量不同，活塞式液压缸分为双杆活塞缸、单杆活塞缸、无杆活塞缸三种，其中单杆活塞缸只有一根活塞杆，因此作往返运動时，两工作腔有效作用面积不相等，所以在相等条件（相同的压力、流量）下，左右往返运动时产生的推力和速度也是不相等的。
二、单杆活塞缸有关参数的计算
活塞式液压缸根据安装可以是缸筒固定，也可以是活塞杆固定，但不管是哪种固定方式，参数的推导计算方法一样，下面以缸筒固定来推导液压缸的运运速度和推力的计算公式。缸的进油流量为qv，工作压力为p，回油背压力p2之，无杆腔有效作用面积为A1，有杆腔有效作用面积为A2，活塞杆的有效作用面积为A3 ，活塞的直径为D，活塞杆的直径为d
1.单活塞杆液压缸普通连接时速度的推力的计算
由于面积A1﹥A2，从上面所推导出的公式可以看出，速度v1﹤v2 ，推力 F1﹥F2，所以可得出结论：活塞杆伸出时，推力较大，速度较小；活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速（工进）；活塞杆缩回时，适用于轻载快速（快退）。实际上，在一个工作循环当中，存在工进，快退时，为了提高工作效率，节省空行程时间，在不增加泵的输出流量的前提条件下，工进之前应有一快进运动，快进运动可以由液压缸的差动连接形成。
2. 单活塞杆液压缸的差动连接参数的计算及其特点、应用
对单活塞杆液压缸来说，其左右两腔相互连通，并同时都和进油管路相通的连接方式叫做液压缸的差动连接。差动连接的单杆活塞左右两腔有效面积不相等，利用液压缸两端的有效面积差来进行传动的液压缸叫差动液压缸。
差动液压缸的速度和推力推导如下：
综上的几个式子，因为A1﹥A3，所以， v2﹤v3，F1﹥F3，因此差动连接产生的速度和推力均适合于快进，并且当A1=2A3或都D= 时，快进的速度v3等于快退的速度v2。
三、单活塞杆液压缸应用举例
单活塞杆液压缸可以用于一个有快进→工进→快退的工作循环中，如下图所示，泵的流量为qp，调速阀的流量为q1，液压缸无杆腔有效作用面积为A1，有杆腔有效作用面积为A2，如图3所示。完成此工作循环时电磁铁的动作顺序表以及对应的速度计算如表1所示。
分析图3可得，当3YA电磁铁不通电时，换向阀处在常态位置，缸形成差动连接，当1YA断电，2YA通电时，泵所提供的压力油通过换向阀1右位全进入液压缸无杆腔，从而缸产生快速运动，当快进完毕时，3YA电磁铁通知，换向阀3处于右工作位置，缸的差动连接解除，所以泵所提供的压力油从换向阀的右位进入缸的无杆腔，进行工作运动，回没结调速阀回油箱，通过调节调速阀阀口的大小改变缸工进行的速度大小，溢流阀将多余的油液溢流回油箱。工进完毕后，将1YA通电，2YA断电，利用换向阀1改变油液的流动方向，使泵提供的油液全进入液压缸的有标腔，实现缸的快退。
四、结论
单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循环：
快进（差动连接）→工进（从无杆腔进油）→快退（从有杆腔进油）
参考文献
1.赵学清. 液压与气动[M]. 哈尔滨工程大学出版社. 2008.1
2.张群生. 液压与气压传动[M]. 机械工业出版社 . 2001.8
3.廖家璞. 液压传动[M]. 北京航空航天大学出版社. 1995.12