液压传动第6讲执行元件2

液压传动黄朗宁模块三液压执行元件课题二压力机执行元件的选择知识点

1、液压缸的分类与作原理

2、单出杆活塞液压缸的结构特点与工作特点技能点液压缸的选用、维护及故障诊断一、任务的引入图示为液压压力机、挖掘机及塑料注射成型机的外形图，压力机主轴工作时产生上下运动，那么在压力机中是由什么元件带动主轴来完成这一运动的呢？该如何来选择这些元件呢？三梁四柱式压力机塑料注射成型机二、任务分析分析上述任务可知，主轴要完成的工作所需的上下运动必须依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马达和液压缸两种。液压缸的作用是将压力能转化为直线运动，从而带动主轴产生上下运动。下面我们一起来认识几种典型的液压缸。三、相关知识（一）概述1、液压缸和摆动液压马达是液压系统中的执行元件。其职能是将液压能转换为机械能。2、液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。3、摆动液压马达的输入量是液体的流量和压力，输出量是角速度和转矩。4、液压缸、摆动液压马达和液压马达都是液压执行元件，且输入量都是流量和压力；不同的是：前两者具有作往复运动的共性，液压马达则是作连续旋转运动。（二）液压缸的分类活塞缸单杆双杆柱塞缸伸缩缸分类单作用双作用按作用方式按结构（三）常用液压缸1、活塞式液压缸1）单杆活塞缸定义：单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口和都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。③工作原理：

i）结构。缸体和底盖焊接成一体。活塞靠支撑环导向用Y型密封圈密封，活塞与活塞杆用螺纹连接。活塞杆靠导向套导向，用V型密封圈密封。端盖和缸体用螺纹连接，螺母用来调整V型密封圈的松紧。缸底端盖和活塞杆头部都有耳环，便于铰接。因此这种液压缸在往复运动时，其轴线可随工作需要自由摆动。ii）工作原理：当液压缸右腔进油、左腔回油时，活塞左移；反之，活塞右移。且因两侧有效作用面积及油压力不等，活塞在液压力的作用下，可获得三种直线往复运动的速度。无杆腔进油腔回油腔有杆腔进油腔④职能符号与安装方式：i）职能符号：双向液压驱动单向液压驱动，回程靠外力。l——活塞有效工作行程。ii）安装方式：缸固定（缸筒固定，活塞运动）

L=2l杆固定（活塞固定，缸筒运动）

L=2

l进油腔位置与活塞运动方向相反⑤简单连接i）推力式中：

p1——进油压力

p2——回油压力ii）速度特点：同样q

，v1<v2；

p

一样，F1>F2。例：液压刨床结论：即左右缸在输入同一流量和压力时可以获得不同的往返运动速度及推力。⑥差动连接推力：速度：特点：v3>v1；F3<F1。结论：差动连接后，速度大，推力小。代入上式：q1q2pq活塞只有一个，设此时的速度为v3差动连接的特点：在不增加流量的前提下，实现快速运动

如令：则有：结论：当时，快进、快退速度相等。或若往单活塞杆缸的无杆腔中输入压力油，同时将有杆腔排出的油接回到无杆腔，这种方式叫缸油路的差动连接，或称差动连接缸。因此，通常把压力进入无杆腔的情况作为工作行程，把压力进入有杆腔的情况作为空回行程。⑦单杆活塞液压缸应用单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循环：（差动连接）（无杆腔进油）（有杆腔进油）快进→工进→快退

v3、F3v1、F1v2、F2①结构特点：两侧有效工作面积一样。2）双杆活塞缸②工作特点：两个方向上的运动速度和输出力均相等。i）两腔面积相等；ii）压力相同时，推力相等，

流量相同时，速度相等。即具有等推力等速度特性④职能符号与安装方式i）职能符号：l——活塞有效工作行程。ii）安装方式缸固定L=3l杆固定

L=2l③工作原理

i）结构：双作用双活塞杆式液压缸主要由缸体、活塞、和两个活塞杆等零件组成，活塞和活塞杆用开口销连接。活塞杆分别由导向套和导向，并用V型密封圈密封，螺钉用于V型密封圈的松紧。两个端盖上开有进出油口。ii）工作原理：当液压缸右腔进油、左腔回油时，活塞左移；反之，活塞右移。L=3lL缸固定杆固定缸移动软管空心杆L=2lL2、柱塞缸：体内做相对往复运动的组件是柱塞的液压缸在缸1）结构：缸体、柱塞、导向套、钢丝卡圈等2）特点：①它是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；②柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；③工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；④柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。3）职能符号：4）工作原理①单柱塞缸：单向液压驱动，回程靠外力。②双柱塞缸：双向液压驱动四、任务的实施（一）常用液压缸的选用

1、单出杆液压缸的选用：在实际的选用中，应根据不同的工作要求来合理选择这两种液压缸。（1）双作用单出杆液压缸带动工作部件的往复运动速度不相等，常用于实现机床设备中的快速退回和慢速工作进给。（2）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。

如该课题任务的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。2、双出杆液压缸的选用：因双出杆液压缸带动工作部件的往返速度一致，常应用于需要工作部件做等速往返地线运动的场合。（如外圆磨床的工作台）

3、差动液压缸：因为只需要较小的牵引力就能获得相等的往返速度，更重要的是可以使用小流量液压泵得到较快的运动速度，因此广泛应用于机床。（二）液压缸的安装、调整与维护

1、安装方法（1）液压缸只能一端固定，另一端自由，使热胀冷缩不受限制（2）底脚形和法兰形液压缸的安装螺栓不能直接承受推力载荷。（3）耳环形液压缸活塞杆顶端连接头的轴线方向必须与耳轴的轴线方向一致。2、液压缸的调整（1）排气装置的调整（2）缓冲装置的调整

3、液压缸的维护（1）在拆卸液压缸前，先松开溢流阀，将系统压力降为零，再切断电源。（2）放掉液压缸两腔油液，一般应先松开端盖的连接螺栓，然后按顺序拆卸。（3）拆卸时，不能损伤进、出油口螺纹，活塞杆表面和头部螺纹。（4）拆卸后，应检查各配合表面及密封（5）组装液压缸前，将各部分用汽油或煤油洗净晾干。（6）组装液压缸时特别注意密封元件的安装（7）耐压试验后应再次紧固有关螺栓。4、液压缸常见故障和排除方法故障现象产生原因排除方法爬行1．外界空气进入缸内2．密封压得太紧3．活塞与活塞杆不同轴4．活塞杆弯曲变形5．缸筒内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀6．安装位置有误差7．双活塞杆两端螺母拧得太紧8．导轨润滑不良1．开动系统，打开排气塞（阀）强迫排气2．调整密封，保证活塞杆能用手拉动而试车时无泄漏即可3．校正或更换，使同轴度小于ф0.04mm4．校正活塞杆，保证直线度小于0.1/10005．适当修理，严重者重磨缸孔，按要求重配活塞6．校正7．调整8．适当增加导轨润滑油量推力不足，速度不够或逐渐下降1．缸与活塞配合间隙过大或Ｏ形密封圈破坏2．工作时经常用某一段，造成局部几何形状误差增大，产生泄漏3．缸端活塞杆密封压得过紧，摩擦力太大4．活塞杆弯曲，使运动阻力增加1．更换活塞或密封圈，调整到合适间隙2．镗磨修复缸孔内径，重配活塞3．放松、调整密封4．校正活塞杆冲击1．活塞与缸筒间用间隙密封时，间隙过大，节流阀失去作用2．端部缓冲装置中的单向阀失灵，不起作用1．更换活塞，使间隙达到规定要求，检查缓冲节流阀2．修正、配研单向阀与阀座或更换外泄漏1．密封圈损坏或装配不良使活塞杆处密封不严2．活塞杆表面损伤3．管接头密封不严4．缸盖处密封不良1．检查并更换或重装密封圈2．检查并修复活塞杆3．检查并修整4．检修密封圈及接触面【知识链接】其他形式的液压缸1、伸缩液压缸1．一级缸筒2．一级活塞3．二级缸筒4．二级活塞单作用伸缩缸双作用伸缩缸2、组合式液压缸

组合式液压缸最少由两个缸组成。它们都是根据特殊的工况要求而设计的，都具有特殊的功能。下面介绍几种组合式液压缸。1）串联缸如图所示，此缸的输出力是单缸的两倍。串联液压缸2）增压缸其工作原理如图。其输入为低压，输出则为高压。它利用两个活塞缸有效面积的不同使液压系统中的局部区域获得高压。增压缸A1A2p1p2在液压系统中，整个系统需要低压，而局部需要高压，为节省一个高压泵，则可使用增压缸。将低压泵输出油压变为高压，这样只有局部是高压，而整个液压系统调整压力较低，因此减少了功率损耗。3）增速缸如图所示。由控制a，b油口的进油工况，来控制活塞的运动速度。a123增速缸原理图1—柱塞；2—活塞；3—缸筒ba在流量一定的情况下，利用液压缸有效工作面积的不同，实现快慢两种不同的速度。①液压经a口进入活塞增速腔B，因B腔中柱塞1的有效面积较小，故活塞快速向右运动，液压缸的左腔由油箱补油。②压力油同时进入液压缸的左腔A和增速腔B，此时活塞的有效面积增大，于是运动速度减小，转为慢速。③压力油经进入液压缸的右腔C，此时增速腔B和液压缸的左腔A排油；但由于