液压及气动控制技术(辛连学)3液压执行元件

1、第三章 液压执行元件第一节第一节 液压缸液压缸 第二节第二节 液压马达液压马达 实训项目实训项目本章小结本章小结思考题与习题思考题与习题液压缸和液压马达第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件一、液压缸的分类二、液压缸的结构三、液压缸的参数计算四、其他液压缸第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件一、液压缸的分类 液压缸按结构特点的不同可分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。活塞缸和柱塞缸用以实现直线运动，输出推力和速度；摆动缸用以实现小于360的转动，输出转矩和角速度。液压缸按其作用方式不同可分为单作用式和双作用式两种 第一节第一节 液压缸

2、液压缸第三章 液压执行元件二、液压缸的结构活塞式液压缸一般由缸筒、缸盖、活塞、活塞杆、缓冲装置、放气装置和密封装置等组成，选用液压缸时，首先应考虑活塞杆的长度，再根据回路的最高压力选用适合的液压缸。第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件二、液压缸的结构 1.缸筒和缸盖。 第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件二、液压缸的结构2活塞与活塞杆。 第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件二、液压缸的结构3密封装置 。 第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件二、液压缸的结构4缓冲装置。液压缸一般都设置缓冲装置，特别是对大型、高速或要求高的液压缸，为了防止活塞在行程终点时和

3、缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，则必须设置缓冲装置。 第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件二、液压缸的结构5放气装置。液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行，噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。 第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件二、液压缸的结构6 液压缸的典型结构举例。第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件三、液压缸的参数计算1单杆缸的速度和推力计算当无杆腔进油时活塞运动速度v1及推力F1为： 当有杆腔进油时活塞运动速度v1及推力F1为： 第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件三、

4、液压缸的参数计算 2差动连接缸的速度和推力计算 3双作用双出杆活塞式液压缸第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件四、其他液压缸 1.柱塞式液压缸柱塞式液压缸 柱塞式液压缸由缸筒、柱塞、导套、密封圈和压盖等零件组成，柱塞和缸筒内壁不接触，因此，缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低。柱塞式液压缸是单作用的，它的回程需要借助自重或弹簧等其他外力来完成，如果要获得双向运动，可将两个柱塞式液压缸成对使用. 柱塞式液压缸结构简单，制造方便，常用于工作行程较长的场合，如大型拉床、矿用液压支架等。第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件四、其他液压缸2.摆动缸 摆动式液压缸也称摆动马达。当它通入

5、液压油时，它的主轴输出小于3600的摆动运动。图3-15a所示为单叶片式摆动缸，它的摆动角度较大，可达300。图3-15b所示为双叶片式摆动缸，它的摆动角度和角速度为单叶片式的一半，而输出角度是单叶片式的两倍。第一节第一节 液压缸液压缸第三章 液压执行元件四、其他液压缸3增压缸 在某些短时或局部需要高压的液压系统中，常用增压缸与低压大流量泵配合作用，单作用增压缸的工作原理如图3-16a所示，输入低压力p1的液压油，输出高压力为p2的液压油， 单作用式增压缸不能连续向系统供油，图3-16b为双作用式增压缸，可由两个高压端连续向系统供油。212dDpp增大压力关系如式第一节第一节 液压缸液压缸第三

6、章 液压执行元件四、其他液压缸4伸缩缸图3-17所示，伸缩式液压缸由两个或多个活塞式液压缸套装而成，前一级活塞缸的活塞是后一级活塞缸的缸筒，可获得很长的工作行程。伸缩缸广泛的用于起重运输车辆上。5齿轮缸图318所示，它由两个柱塞和一套齿轮齿条传动装置组成，当液压油推动活塞左右往复运动时，齿条就推动齿轮往复转动，从而由齿轮驱动工作部件作往复旋转运动。第二节第二节 液压马达液压马达第三章 液压执行元件一、液压马达的分类二、液压马达的工作原理和图形符号三、液压马达的参数计算四、液压马达在结构上与液压泵的差异第二节第二节 液压马达液压马达第三章 液压执行元件一、液压马达的分类液压马达与液压泵一样，按其

7、结构形式分仍有齿轮式、叶片式和柱塞式；按其排量是否可调仍有定量式和变量式。二、液压马达的工作原理和图形符号以叶片式液压马达为例，通常是双作用的 第二节第二节 液压马达液压马达第三章 液压执行元件三、液压马达的参数计算第二节第二节 液压马达液压马达第三章 液压执行元件四、液压马达在结构上与液压泵的差异1.液压马达是依靠输入压力油来启动的，密封容腔必须有可靠的密封。2.液压马达往往要求能正、反转，因此它的配流机构应该对称，进出油口的大小相等。3.液压马达是依靠泵输出压力来进行工作的，不需要具备自吸能力。4.液压马达要实现双向转动，高低压油口要能相互变换，故采用外泄式结构。5.液压马达应有较大的启动

8、转矩，为使启动转矩尽可能接近工作状态下的转矩，要求马达的转矩脉动小，内部摩擦小，齿数、叶片数、柱塞数比泵多一些。同时，马达轴向间隙补偿装置的压紧力系数也比泵小，以减小摩擦。虽然马达和泵的工作原理是可逆的，由于上述原因，同类型的泵和马达一般不能通用。实训项目三 压蜡机执行元件的选择和分析第三章 液压执行元件一、任务引入一、任务引入双工位双缸液压蜡模压注机设有两个挤蜡缸,液压系统配有4个液压油泵。两个挤蜡缸分别给两个工位供蜡，两工位可按工艺要求分别调定射蜡压力，克服了双工位单缸压蜡机射蜡压力相互影响的问题。每个工位配有两个液压油泵，压模、进模、退模、升模由一个油泵供油；挤蜡由一个油泵专门供油，射蜡

9、压力可根据工艺要求调定。更换蜡缸，采用回转进出，操作轻便，定位准确。那么在压蜡机中由什么元件来带动主轴完成这一运动呢?该如何选择这些元件呢?二、任务分析二、任务分析分析上述任务可知，液压压蜡机要完成工作所需的双工位运动必须靠液压传动系统中相关的元件来带动，这个元件就是液压传动系统中的执行元件。在液压传动系统中执行元件一般有液压缸和液压马达两种，液压缸将压力油转化为直线运动，液压马达将压力油转化为旋转运动。此任务中需要采用液压缸作为执行元件来带动主轴产生上下运动。 第三章 液压执行元件三、任务实施 双作用单出杆液压缸带动工作部件的往复运动不相等，常用于实现机床设备中的快速退回和慢速退回工作进给。

10、同时，双作用单出杆液压缸由于两端有效作用面积不同，无杆腔进油产生的推力大于有杆腔进油的推力，当无杆腔进油时能克服较大的外载荷，因此，也常用在需要液压缸产生较大推力的场合。如该课题任务引入中的压力机工作时，向下工进时需要慢速运动并要克服较大的工作阻力，向上退回时需要快速返回，这时候选择双作用单出杆液压缸就非常合适。二、四、操作步骤正确选择和安装液压缸。计算液压缸运动时的参数。分析双作用双出杆液压缸的特点。观察和分析液压缸的密封装置、缓冲装置的作用。实训项目三 压蜡机执行元件的选择和分析实训项目四 平面磨床执行元件的选择和分析第三章 液压执行元件一、任务引入一、任务引入平面磨床的工作台在工作时要求

11、做往复运动且速度和推力保持不变，我们已经知道可以选择双作用活塞式液压缸作为执行元件。那么液压缸在实际使用过程中应考虑哪些参数呢?这些参数又由哪些因素来决定?液压缸的结构特点又是怎样的?二、任务分析二、任务分析液压缸无论是用在平面磨床或是其他场合，都要在满足使用要求的前提下尽量使其质量轻、效率高、耐用、结构简单。而要达到这一目的，必须了解液压缸工作时哪些因素会影响液压缸的性能参数，这些参数与液压缸本身的工作参数有什么联系?如何确定液压缸的工作参数?第三章 液压执行元件三、任务实施三、任务实施1.根据机构运动和结构要求，选择液压缸的类型；2.根据机构工作力的要求，确定液压缸的输出力；3.根据系统压

12、力和往返速度比，确定液压缸的主要尺寸，如缸径、活塞杆直径等，并按标准尺寸系列选择恰当的尺寸。4.根据机构运动的行程和速度要求，确定液压缸的长度和流量，并由此确定液压缸的通油口尺寸。5.根据工作压力和材料，确定液压缸的壁厚尺寸、活塞杆尺寸、螺钉尺寸及端盖结构。6.可靠的密封是保证液压缸正常工作的重要因素，应选择适当的密封结构。7.根据缓冲要求，选择适用的缓冲机构，对高速液压缸必须要设置缓冲装置。8.在保证获得所需要的往复运动行程和驱动力条件下，尽可能减小液压缸的轮廓尺寸。9.对运动平稳性要求高的液压缸应设置排气装置。四、操作步骤四、操作步骤1、观察带缓冲和不带缓冲液压缸运动时的特点。2、分析带缓

13、冲和不带缓冲液压缸运动时不同的原因。3、计算液压缸运动时的参数。4、液压缸安装正确。实训项目四 平面磨床执行元件的选择和分析第三章 液压执行元件本章小结知识要点液压缸、液压马达的工作原理、结构特点和职能符号液压缸的推力和速度计算方法液压马达的参数计算液压马达在结构上与液压泵的差异其他液压缸的工作原理技能要点液压缸的选用和分析第三章 液压执行元件本章小结 液压执行元件是把液压能转变为机械能输出的装置，液压执行元件有液压缸和液压马达两种类型，这两者不同点在于：液压缸将液压能变成直线运动或摆动的机械能，液压马达将液压能变成连续回转的机械能。液压缸又有活塞式、柱塞式、摆动式等形式。 本章主要讨论了液压

14、缸、液压马达的分类、工作原理、结构和图形符号以及参数计算，其中重点介绍了单出杆双作用液压缸的工作特点以及速度、推力的计算，难点是差动液压缸的工作原理以及计算。 通过两个操作训练项目可以提高液压缸的选用和分析的能力。第三章 液压执行元件思考题与习题思考题与习题一、填空题一、填空题1液压执行元件有 和 两种类型，这两者不同点在于： 将液压能变成直线运动或摆动的机械能，液压马达将液压能变成连续回转的机械能。2液压缸按结构特点的不同可分为 缸、 缸和摆动缸三类。液压缸按其作用方式不同可分为 式和 式两种3 缸和 缸用以实现直线运动，输出推力和速度； 缸用以实现小于360的转动，输出转矩和角速度。4活塞

15、式液压缸一般由 、 、缓冲装置、放气装置和 装置等组成。选用液压缸时，首先应考虑活塞杆的 ，再根据回路的最高 选用适合的液压缸。5两腔同时输入压力油，利用 进行工作的单活塞杆液压缸称为差动液压缸。它可以实现 的工作循环。6.液压缸常用的密封方法有 和 两种。7 式液压缸由两个或多个活塞式液压缸套装而成，可获得很长的工作行程。第三章 液压执行元件思考题与习题思考题与习题二、单项选择题1.液压缸差动连接工作时，缸的（ ），缸的（ ）。A.运动速度增加了B.输出力增加了C.运动速度减少了D.输出力减少了2.在某一液压设备中需要一个完成很长工作行程的液压缸，宜采用（ ）A.单活塞液压缸B.双活塞杆液压

16、缸C.柱塞液压缸D.伸缩式液压缸3.在液压系统的液压缸是（ ）A.动力元件B.执行元件C.控制元件D.传动元件4.在液压传动中，液压缸的（ ）决定于流量。A.压力B.负载C.速度D.排量5. 将压力能转换为驱动工作部件机械能的能量转换元件是（ ）。A、动力元件； B、执行元件； C、控制元件。6.要求机床工作台往复运动速度相同时，应采用（ ）液压缸。A、双出杆 B、差动 C、柱塞 D、单叶片摆动7.单杆活塞液压缸作为差动液压缸使用时，若使其往复速度相等，其活塞直径应为活塞杆直径的（ ）倍。A、0 B、1 C、 D、8. 一般单杆油缸在快速缩回时，往往采用（ ）。A、有杆腔回油无杆腔进油； B、

17、差动连接； C、有杆腔进油无杆腔回油。9活塞直径为活塞杆直径倍的单杆液压缸，当两腔同时与压力油相通时，则活塞（ ）。A、不动 ； B、动，速度低于任一腔单独通压力油； C、.动，速度高于任一腔单独通压力油。10. 不能成为双向变量液压泵的是（ ）。A双作用式叶片泵 B单作用式叶片泵 C轴向柱塞泵 D径向柱塞泵。第三章 液压执行元件思考题与习题思考题与习题三、判断题（ ）1.液压缸负载的大小决定进入液压缸油液压力的大小。（ ）2.改变活塞的运动速度，可采用改变油压的方法来实现。（ ）3.工作机构的运动速度决定于一定时间内，进人液压缸油液容积的多少和液压缸推力的大小。（ ）4.一般情况下，进入油缸的油压力要低于油泵的输出压力。（ ）5.如果不考虑液压缸的泄漏，液压缸的运动速度只决定于进入液压缸的流量。（ ）6.增压液压缸可以不用高压泵而获得比该液压系统中供油泵高的压力。 （ ）7.液压执行元件包含液压缸和液压马达两大类型。（ ）8. 双作用式单活塞杆液压缸的活塞，两个方向所获得的推力不相等：工作台作慢速运动时，活塞获得的推力小；工作台作快速运动时，活塞获得的推力大。 （ ）9.为实现工作台的往复运动，可成对的使用柱塞缸。（ ）10.采用增压缸可以提高系统的局部压力和功率。第三章 液压执行元件思考