液压及气动课题3执行元件—— 液压缸

1、执行元件 液压缸执行元件 液压缸活动1 学习液压缸的类型及其图形符号活动2 探讨活塞式液压缸 活动3 了解液压缸的技术特点执行元件 液压缸 学完本课题后，应具备以下能力：1）正确区分液压缸的类型并画出其图形符号。2）说出活塞式液压缸的工作原理。3）叙述液压缸的技术特点。学习目标执行元件 液压缸活动1 学习液压缸的类型及其图形符号1液压缸的种类 液压缸有多种类型（图3-1），按结构形式分为活塞式、柱塞式和摆动缸，按作用方式又可分为单作用式和双作用式，按伸出杆数可分为双杆式和单杆式等。活动1执行元件 液压缸活动1图3-1 液压缸的分类执行元件 液压缸 单作用液压缸只有一个方向由液压驱动，如伸出动作

2、，但反向运动则不行，请为单作用液压缸的缩回动作设计可行方案（写在横线上或画出简图）：活动1执行元件 液压缸2液压缸的图形符号 如图3-2所示，请根据已知图形符号，补充其他的图形符号。活动1图3-2 活塞式液压缸图形符号执行元件 液压缸活动2 探讨活塞式液压缸 活塞式液压缸应用较为广泛，下文将作简单介绍。1拆装双作用单杆液压缸 拆装双作用单杆液压缸，如图3-3所示，仔细观察它的内部结构并探讨它的工作原理。活动2图3-3 单杆液压缸的结构执行元件 液压缸2分析双作用单杆液压缸工作时的速度与推力 观察图3-4至图3-6，想一想，在流量qV相同的情况下，各缸的杆伸出的速度为何不同？活动2211114D

3、Fp ApVV1214qqvAD 1）无杆腔进油。如图3-4所示，有效面积是A1，则图3-4 无杆腔进油执行元件 液压缸2）有杆腔进油。如图3-5所示，有效面积是A2，则活动2图3-5 有杆腔进油22224DdFpAp（）VV22224qqvADd（）执行元件 液压缸3）差动连接。如图3-6所示，单活塞杆缸两腔同时通压力油，由此可得 p1p2，A1A2 那么，向右的作用力F1p1A1大于向左的作用力F2p2A2，活塞伸出运动。此时，有杆腔排出油液流入无杆腔，加大了左腔的流量，从而加快了活塞移动的速度。若不考虑损失，差动缸活塞推力F3和运动速度v3为活动223124dFp AAp（）22V3VV

4、321qDdvqqvDA （）图3-6 差动连接整理得V324qvd执行元件 液压缸 活动3 了解液压缸的技术特点1密封装置 密封装置主要用于防止液压油的泄漏。常见的密封方法有以下几种：（1）间隙密封 间隙密封如图3-7所示。活动3图3-7 间隙密封执行元件 液压缸 间隙密封（平衡槽）的作用是：1）使活塞能自动对中，减小摩擦力。2）增大了油液泄漏的阻力，减小了偏心量，提高了密封性能。3）储存油液，使活塞能自动润滑。这种密封方法只适用于低压、小直径的快速液压缸中。活动3执行元件 液压缸（2）活塞环密封 活塞环密封如图3-8所示。 这种密封方法适用于高压、高速和高温的动密封场合。活动3图3-8 活

5、塞环密封执行元件 液压缸（3）密封圈密封 密封圈密封如图3-9所示。 密封圈有O形、V形、Y形及组合式等数种，如图3-9所示1、2、3、4、7是O形密封圈，5、6是Y形密封圈，其材料为耐用橡胶、尼龙等。活动3图3-9 密封圈密封执行元件 液压缸2缓冲装置缓冲原理如图3-10所示，缓冲装置利用活塞或缸筒在其走向行程终端时，封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。活动3图3-10 缓冲装置执行元件 液压缸3排气装置 在安装过程中或长时间停放后重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止

6、执行元件出现爬行、噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出，此时就要用到排气装置如图3-11所示。活动3图3-11 排气装置a）高处的排气孔 b）、c）排气阀1缸盖 2排气小孔 3缸体 4活塞杆执行元件 液压缸1）液压缸是系统的执行元件，它把液压能转化为机械能。2）工作压力为液压泵实际工作时的输出压力，其大小取决于 的大小和排油管路上的压力损失，与液压泵流量无关。排量是液压泵的重要参数，排量V与流量Q以及液压泵主轴转速n的关系为QV n。3）根据构件形状及运动形式，液压泵可分齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。其中单作用叶片泵、轴向和径向柱塞泵都可作为变量泵，常用双向泵有柱塞泵。4）必须要根据是

7、否要求变量、工作压力、工作环境、噪声指数和效率等来选择适合的液压泵，如在负载大、功率大的场合往往选择柱塞泵。课题内容小结执行元件 液压缸1）想一想，哪些地方用到了液压缸，它是什么类型的？2）若双杆活塞式液压缸两侧的杆径不等，当两腔同时通入液压油时，活塞能否运动？如左、右两侧杆径为d，且杆固定，当输入压力油压力为p，流量为q时，问缸向哪个方向运动？速度、推力各为多少？课后任务执行元件 液压缸通过表3-1自评课后任务表3-1 学习自评表序 号项 目配 分得 分备 注1说出液压缸的基本原理202叙述液压缸的主要性能参数及符号203通过系统压力表指示值，计算液压缸推力304根据不同的要求正确选用液压缸30执行元件 液压缸液 压 马 达1液压马达的工作原理 如图3-12所示为轴向柱塞马达。知识拓展图3-12 轴向柱塞马达执行元件 液压缸2液压马达的分类 常见的液压马达也有齿轮式、叶片式和柱塞式等几种主要形式。从转速转矩范围来分，又分为高速马达和低速大转矩马达两种。知识拓展执行元件 液压缸3液压马达的设计要求1）在一般工作条件下，不存在液压泵那样的吸入性能问题。但是，液压马达可能在泵的工况下工作，它进油口应有最低压力限制，以免产生气蚀。2）液压马达应能正、反转。因此，就要求液压马达在设计时具有结构上的对称性