液壓與氣動控制技術(shù)(辛連學(xué))3液壓執(zhí)行元件

1、第三章 液壓執(zhí)行元件第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸 第二節(jié)第二節(jié) 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá) 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目本章小結(jié)本章小結(jié)思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題液壓缸和液壓馬達(dá)第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件一、液壓缸的分類二、液壓缸的結(jié)構(gòu)三、液壓缸的參數(shù)計(jì)算四、其他液壓缸第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件一、液壓缸的分類 液壓缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同可分為活塞缸、柱塞缸和擺動缸三類?；钊缀椭子靡詫?shí)現(xiàn)直線運(yùn)動，輸出推力和速度；擺動缸用以實(shí)現(xiàn)小于360的轉(zhuǎn)動，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。液壓缸按其作用方式不同可分為單作用式和雙作用式兩種 第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸

2、液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件二、液壓缸的結(jié)構(gòu)活塞式液壓缸一般由缸筒、缸蓋、活塞、活塞桿、緩沖裝置、放氣裝置和密封裝置等組成，選用液壓缸時(shí)，首先應(yīng)考慮活塞桿的長度，再根據(jù)回路的最高壓力選用適合的液壓缸。第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件二、液壓缸的結(jié)構(gòu) 1.缸筒和缸蓋。 第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件二、液壓缸的結(jié)構(gòu)2活塞與活塞桿。 第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件二、液壓缸的結(jié)構(gòu)3密封裝置 。 第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件二、液壓缸的結(jié)構(gòu)4緩沖裝置。液壓缸一般都設(shè)置緩沖裝置，特別是對大型、高速或要求高的液壓缸，為了防止活塞在行程終點(diǎn)時(shí)和

3、缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊，則必須設(shè)置緩沖裝置。 第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件二、液壓缸的結(jié)構(gòu)5放氣裝置。液壓缸在安裝過程中或長時(shí)間停放重新工作時(shí)，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。 第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件二、液壓缸的結(jié)構(gòu)6 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)舉例。第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件三、液壓缸的參數(shù)計(jì)算1單桿缸的速度和推力計(jì)算當(dāng)無桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動速度v1及推力F1為： 當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動速度v1及推力F1為： 第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件三、

4、液壓缸的參數(shù)計(jì)算 2差動連接缸的速度和推力計(jì)算 3雙作用雙出桿活塞式液壓缸第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件四、其他液壓缸 1.柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸 柱塞式液壓缸由缸筒、柱塞、導(dǎo)套、密封圈和壓蓋等零件組成，柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，因此，缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，成本低。柱塞式液壓缸是單作用的，它的回程需要借助自重或彈簧等其他外力來完成，如果要獲得雙向運(yùn)動，可將兩個(gè)柱塞式液壓缸成對使用. 柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，常用于工作行程較長的場合，如大型拉床、礦用液壓支架等。第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件四、其他液壓缸2.擺動缸 擺動式液壓缸也稱擺動馬達(dá)。當(dāng)它通入

5、液壓油時(shí)，它的主軸輸出小于3600的擺動運(yùn)動。圖3-15a所示為單葉片式擺動缸，它的擺動角度較大，可達(dá)300。圖3-15b所示為雙葉片式擺動缸，它的擺動角度和角速度為單葉片式的一半，而輸出角度是單葉片式的兩倍。第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三章 液壓執(zhí)行元件四、其他液壓缸3增壓缸 在某些短時(shí)或局部需要高壓的液壓系統(tǒng)中，常用增壓缸與低壓大流量泵配合作用，單作用增壓缸的工作原理如圖3-16a所示，輸入低壓力p1的液壓油，輸出高壓力為p2的液壓油， 單作用式增壓缸不能連續(xù)向系統(tǒng)供油，圖3-16b為雙作用式增壓缸，可由兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。212dDpp增大壓力關(guān)系如式第一節(jié)第一節(jié) 液壓缸液壓缸第三

6、章 液壓執(zhí)行元件四、其他液壓缸4伸縮缸圖3-17所示，伸縮式液壓缸由兩個(gè)或多個(gè)活塞式液壓缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞是后一級活塞缸的缸筒，可獲得很長的工作行程。伸縮缸廣泛的用于起重運(yùn)輸車輛上。5齒輪缸圖318所示，它由兩個(gè)柱塞和一套齒輪齒條傳動裝置組成，當(dāng)液壓油推動活塞左右往復(fù)運(yùn)動時(shí)，齒條就推動齒輪往復(fù)轉(zhuǎn)動，從而由齒輪驅(qū)動工作部件作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。第二節(jié)第二節(jié) 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)第三章 液壓執(zhí)行元件一、液壓馬達(dá)的分類二、液壓馬達(dá)的工作原理和圖形符號三、液壓馬達(dá)的參數(shù)計(jì)算四、液壓馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上與液壓泵的差異第二節(jié)第二節(jié) 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)第三章 液壓執(zhí)行元件一、液壓馬達(dá)的分類液壓馬達(dá)與液壓泵一樣，按其

7、結(jié)構(gòu)形式分仍有齒輪式、葉片式和柱塞式；按其排量是否可調(diào)仍有定量式和變量式。二、液壓馬達(dá)的工作原理和圖形符號以葉片式液壓馬達(dá)為例，通常是雙作用的 第二節(jié)第二節(jié) 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)第三章 液壓執(zhí)行元件三、液壓馬達(dá)的參數(shù)計(jì)算第二節(jié)第二節(jié) 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)第三章 液壓執(zhí)行元件四、液壓馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上與液壓泵的差異1.液壓馬達(dá)是依靠輸入壓力油來啟動的，密封容腔必須有可靠的密封。2.液壓馬達(dá)往往要求能正、反轉(zhuǎn)，因此它的配流機(jī)構(gòu)應(yīng)該對稱，進(jìn)出油口的大小相等。3.液壓馬達(dá)是依靠泵輸出壓力來進(jìn)行工作的，不需要具備自吸能力。4.液壓馬達(dá)要實(shí)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動，高低壓油口要能相互變換，故采用外泄式結(jié)構(gòu)。5.液壓馬達(dá)應(yīng)有較大的啟動

8、轉(zhuǎn)矩，為使啟動轉(zhuǎn)矩盡可能接近工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩，要求馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩脈動小，內(nèi)部摩擦小，齒數(shù)、葉片數(shù)、柱塞數(shù)比泵多一些。同時(shí)，馬達(dá)軸向間隙補(bǔ)償裝置的壓緊力系數(shù)也比泵小，以減小摩擦。雖然馬達(dá)和泵的工作原理是可逆的，由于上述原因，同類型的泵和馬達(dá)一般不能通用。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目三 壓蠟機(jī)執(zhí)行元件的選擇和分析第三章 液壓執(zhí)行元件一、任務(wù)引入一、任務(wù)引入雙工位雙缸液壓蠟?zāi)鹤C(jī)設(shè)有兩個(gè)擠蠟缸,液壓系統(tǒng)配有4個(gè)液壓油泵。兩個(gè)擠蠟缸分別給兩個(gè)工位供蠟，兩工位可按工藝要求分別調(diào)定射蠟壓力，克服了雙工位單缸壓蠟機(jī)射蠟壓力相互影響的問題。每個(gè)工位配有兩個(gè)液壓油泵，壓模、進(jìn)模、退模、升模由一個(gè)油泵供油；擠蠟由一個(gè)油泵專門供油，射蠟

9、壓力可根據(jù)工藝要求調(diào)定。更換蠟缸，采用回轉(zhuǎn)進(jìn)出，操作輕便，定位準(zhǔn)確。那么在壓蠟機(jī)中由什么元件來帶動主軸完成這一運(yùn)動呢?該如何選擇這些元件呢?二、任務(wù)分析二、任務(wù)分析分析上述任務(wù)可知，液壓壓蠟機(jī)要完成工作所需的雙工位運(yùn)動必須靠液壓傳動系統(tǒng)中相關(guān)的元件來帶動，這個(gè)元件就是液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。在液壓傳動系統(tǒng)中執(zhí)行元件一般有液壓缸和液壓馬達(dá)兩種，液壓缸將壓力油轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，液壓馬達(dá)將壓力油轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。此任務(wù)中需要采用液壓缸作為執(zhí)行元件來帶動主軸產(chǎn)生上下運(yùn)動。 第三章 液壓執(zhí)行元件三、任務(wù)實(shí)施 雙作用單出桿液壓缸帶動工作部件的往復(fù)運(yùn)動不相等，常用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床設(shè)備中的快速退回和慢速退回工作進(jìn)給。

10、同時(shí)，雙作用單出桿液壓缸由于兩端有效作用面積不同，無桿腔進(jìn)油產(chǎn)生的推力大于有桿腔進(jìn)油的推力，當(dāng)無桿腔進(jìn)油時(shí)能克服較大的外載荷，因此，也常用在需要液壓缸產(chǎn)生較大推力的場合。如該課題任務(wù)引入中的壓力機(jī)工作時(shí)，向下工進(jìn)時(shí)需要慢速運(yùn)動并要克服較大的工作阻力，向上退回時(shí)需要快速返回，這時(shí)候選擇雙作用單出桿液壓缸就非常合適。二、四、操作步驟正確選擇和安裝液壓缸。計(jì)算液壓缸運(yùn)動時(shí)的參數(shù)。分析雙作用雙出桿液壓缸的特點(diǎn)。觀察和分析液壓缸的密封裝置、緩沖裝置的作用。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目三 壓蠟機(jī)執(zhí)行元件的選擇和分析實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目四 平面磨床執(zhí)行元件的選擇和分析第三章 液壓執(zhí)行元件一、任務(wù)引入一、任務(wù)引入平面磨床的工作臺在工作時(shí)要求

11、做往復(fù)運(yùn)動且速度和推力保持不變，我們已經(jīng)知道可以選擇雙作用活塞式液壓缸作為執(zhí)行元件。那么液壓缸在實(shí)際使用過程中應(yīng)考慮哪些參數(shù)呢?這些參數(shù)又由哪些因素來決定?液壓缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又是怎樣的?二、任務(wù)分析二、任務(wù)分析液壓缸無論是用在平面磨床或是其他場合，都要在滿足使用要求的前提下盡量使其質(zhì)量輕、效率高、耐用、結(jié)構(gòu)簡單。而要達(dá)到這一目的，必須了解液壓缸工作時(shí)哪些因素會影響液壓缸的性能參數(shù)，這些參數(shù)與液壓缸本身的工作參數(shù)有什么聯(lián)系?如何確定液壓缸的工作參數(shù)?第三章 液壓執(zhí)行元件三、任務(wù)實(shí)施三、任務(wù)實(shí)施1.根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動和結(jié)構(gòu)要求，選擇液壓缸的類型；2.根據(jù)機(jī)構(gòu)工作力的要求，確定液壓缸的輸出力；3.根據(jù)系統(tǒng)壓

12、力和往返速度比，確定液壓缸的主要尺寸，如缸徑、活塞桿直徑等，并按標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列選擇恰當(dāng)?shù)某叽纭?.根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動的行程和速度要求，確定液壓缸的長度和流量，并由此確定液壓缸的通油口尺寸。5.根據(jù)工作壓力和材料，確定液壓缸的壁厚尺寸、活塞桿尺寸、螺釘尺寸及端蓋結(jié)構(gòu)。6.可靠的密封是保證液壓缸正常工作的重要因素，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)拿芊饨Y(jié)構(gòu)。7.根據(jù)緩沖要求，選擇適用的緩沖機(jī)構(gòu)，對高速液壓缸必須要設(shè)置緩沖裝置。8.在保證獲得所需要的往復(fù)運(yùn)動行程和驅(qū)動力條件下，盡可能減小液壓缸的輪廓尺寸。9.對運(yùn)動平穩(wěn)性要求高的液壓缸應(yīng)設(shè)置排氣裝置。四、操作步驟四、操作步驟1、觀察帶緩沖和不帶緩沖液壓缸運(yùn)動時(shí)的特點(diǎn)。2、分析帶緩

13、沖和不帶緩沖液壓缸運(yùn)動時(shí)不同的原因。3、計(jì)算液壓缸運(yùn)動時(shí)的參數(shù)。4、液壓缸安裝正確。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目四 平面磨床執(zhí)行元件的選擇和分析第三章 液壓執(zhí)行元件本章小結(jié)知識要點(diǎn)液壓缸、液壓馬達(dá)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和職能符號液壓缸的推力和速度計(jì)算方法液壓馬達(dá)的參數(shù)計(jì)算液壓馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上與液壓泵的差異其他液壓缸的工作原理技能要點(diǎn)液壓缸的選用和分析第三章 液壓執(zhí)行元件本章小結(jié) 液壓執(zhí)行元件是把液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出的裝置，液壓執(zhí)行元件有液壓缸和液壓馬達(dá)兩種類型，這兩者不同點(diǎn)在于：液壓缸將液壓能變成直線運(yùn)動或擺動的機(jī)械能，液壓馬達(dá)將液壓能變成連續(xù)回轉(zhuǎn)的機(jī)械能。液壓缸又有活塞式、柱塞式、擺動式等形式。 本章主要討論了液壓

14、缸、液壓馬達(dá)的分類、工作原理、結(jié)構(gòu)和圖形符號以及參數(shù)計(jì)算，其中重點(diǎn)介紹了單出桿雙作用液壓缸的工作特點(diǎn)以及速度、推力的計(jì)算，難點(diǎn)是差動液壓缸的工作原理以及計(jì)算。 通過兩個(gè)操作訓(xùn)練項(xiàng)目可以提高液壓缸的選用和分析的能力。第三章 液壓執(zhí)行元件思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題一、填空題一、填空題1液壓執(zhí)行元件有 和 兩種類型，這兩者不同點(diǎn)在于： 將液壓能變成直線運(yùn)動或擺動的機(jī)械能，液壓馬達(dá)將液壓能變成連續(xù)回轉(zhuǎn)的機(jī)械能。2液壓缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同可分為 缸、 缸和擺動缸三類。液壓缸按其作用方式不同可分為 式和 式兩種3 缸和 缸用以實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動，輸出推力和速度； 缸用以實(shí)現(xiàn)小于360的轉(zhuǎn)動，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。4活塞

15、式液壓缸一般由 、 、緩沖裝置、放氣裝置和 裝置等組成。選用液壓缸時(shí)，首先應(yīng)考慮活塞桿的 ，再根據(jù)回路的最高 選用適合的液壓缸。5兩腔同時(shí)輸入壓力油，利用 進(jìn)行工作的單活塞桿液壓缸稱為差動液壓缸。它可以實(shí)現(xiàn) 的工作循環(huán)。6.液壓缸常用的密封方法有 和 兩種。7 式液壓缸由兩個(gè)或多個(gè)活塞式液壓缸套裝而成，可獲得很長的工作行程。第三章 液壓執(zhí)行元件思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題二、單項(xiàng)選擇題1.液壓缸差動連接工作時(shí)，缸的（ ），缸的（ ）。A.運(yùn)動速度增加了B.輸出力增加了C.運(yùn)動速度減少了D.輸出力減少了2.在某一液壓設(shè)備中需要一個(gè)完成很長工作行程的液壓缸，宜采用（ ）A.單活塞液壓缸B.雙活塞桿液壓

16、缸C.柱塞液壓缸D.伸縮式液壓缸3.在液壓系統(tǒng)的液壓缸是（ ）A.動力元件B.執(zhí)行元件C.控制元件D.傳動元件4.在液壓傳動中，液壓缸的（ ）決定于流量。A.壓力B.負(fù)載C.速度D.排量5. 將壓力能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動工作部件機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換元件是（ ）。A、動力元件； B、執(zhí)行元件； C、控制元件。6.要求機(jī)床工作臺往復(fù)運(yùn)動速度相同時(shí)，應(yīng)采用（ ）液壓缸。A、雙出桿 B、差動 C、柱塞 D、單葉片擺動7.單桿活塞液壓缸作為差動液壓缸使用時(shí)，若使其往復(fù)速度相等，其活塞直徑應(yīng)為活塞桿直徑的（ ）倍。A、0 B、1 C、 D、8. 一般單桿油缸在快速縮回時(shí)，往往采用（ ）。A、有桿腔回油無桿腔進(jìn)油； B、

17、差動連接； C、有桿腔進(jìn)油無桿腔回油。9活塞直徑為活塞桿直徑倍的單桿液壓缸，當(dāng)兩腔同時(shí)與壓力油相通時(shí)，則活塞（ ）。A、不動 ； B、動，速度低于任一腔單獨(dú)通壓力油； C、.動，速度高于任一腔單獨(dú)通壓力油。10. 不能成為雙向變量液壓泵的是（ ）。A雙作用式葉片泵 B單作用式葉片泵 C軸向柱塞泵 D徑向柱塞泵。第三章 液壓執(zhí)行元件思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題三、判斷題（ ）1.液壓缸負(fù)載的大小決定進(jìn)入液壓缸油液壓力的大小。（ ）2.改變活塞的運(yùn)動速度，可采用改變油壓的方法來實(shí)現(xiàn)。（ ）3.工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度決定于一定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)人液壓缸油液容積的多少和液壓缸推力的大小。（ ）4.一般情況下，進(jìn)入油缸的油壓力要低于油泵的輸出壓力。（ ）5.如果不考慮液壓缸的泄漏，液壓缸的運(yùn)動速度只決定于進(jìn)入液壓缸的流量。（ ）6.增壓液壓缸可以不用高壓泵而獲得比該液壓系統(tǒng)中供油泵高的壓力。 （ ）7.液壓執(zhí)行元件包含液壓缸和液壓馬達(dá)兩大類型。（ ）8. 雙作用式單活塞桿液壓缸的活塞，兩個(gè)方向所獲得的推力不相等：工作臺作慢速運(yùn)動時(shí)，活塞獲得的推力??；工作臺作快速運(yùn)動時(shí)，活塞獲得的推力大。 （ ）9.為實(shí)現(xiàn)工作臺的往復(fù)運(yùn)動，可成對的使用柱塞缸。（ ）10.采用增壓缸可以提高系統(tǒng)的局部壓力和功率。第三章 液壓執(zhí)行元件思考