液压与气动技术 第2版 课件 6.2液压执行元件

液压与气压系统控制

Hydraulicandpneumaticcontrolsystem泰州职业技术学院智能制造学院项目6认识液压动力与执行元件

任务6.2认识液压执行元件认识液压执行元件学习目标能认识和辨别液压执行元件实物及图形符号；能理解各种液压缸、液压马达的工作原理、应用场合与结构特点；能进行液压缸的负载能力、输出速度分析；能正确选用、合理使用常用执行元件，并具有初步的分析和排除故障的能力。认识液压执行元件任务布置液压缸和液压马达将液压能转换为机械能（执行元件），用来驱动工作机构作直线运动（移动液压缸）、摆动运动（摆动液压缸、摆动液压马达）或转动（液压马达）。本任务要求观察各类液压机械中的液压缸、液压马达，注意其外形，安装、动作特点；了解液压执行件的工作原理、结构特点、安装方式；了解液压执行件的类型及相关技术参数。通过拆装液压执行件，观察其结构，了解各零件的作用，并对液压执行件的加工及装配工艺有一个初步的认识。认识液压执行元件相关知识液压缸液压缸是将液压能转变为机械能、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。认识液压执行元件液压缸的主要参数（1）液压缸的压力工作压力p

油液作用在活塞单位面积上的法向力(见图6-13)。单位为Pa认识液压执行元件额定压力pn：（公称压力、铭牌压力）

也称为公称压力，是液压缸能用以长期工作的最高压力。国家标准规定的液压缸公称压力系列。最高允许压力pmax

也称试验压力，是液压缸在瞬间能承受的极限压力。通常为pmax≤1.5pn。0.6311.62.546.31016202531.540认识液压执行元件液压缸的输出力液压缸的理论输出力F等于油液的压力和工作腔有效面积的乘积，即液压缸的输出速度液压缸的输出速度速比λv

通常将液压缸往复运动输出速度之比称为λv。液压缸往复速度比推荐值工作压力p/MPa12.6-20>20往复速度比

1.331.46~22认识液压执行元件液压缸的功率输出功率Po液压缸单位时间的输出的机械能，单位为W，其值为：输入功率Pi液压缸单位时间的输入的液压能，单位为W，它等于压力和流量的乘积，即：由于液压缸内存在能量损失(摩擦和泄漏)，因此，输出功率小于输入功率。认识液压执行元件液压缸的主要形式液压缸的类型较多，按用途可分为两大类，即普通液压缸和特殊液压缸。普通液压缸按结构的不同可分为单作用式液压缸和双作用式液压缸。单作用式液压缸在液压力的作用下只能向一个方向运动，其反向运动需要靠重力或弹簧力等外力来实现；单作用式液压缸包括活塞式和柱塞式两大类，其中活塞式液压缸应用最广；双作用式液压缸靠液压力可实现正、反两个方向的运动。双作用液压缸包括单活塞杆液压缸和双活塞杆液压缸两大类。认识液压执行元件液压缸的主要形式特殊液压缸包括伸缩套筒式、串联液压缸、增压缸、回转液压缸和齿条液压缸等几大类。动画演示认识液压执行元件液压缸的工作原理（1）双杆活塞式液压缸当两活塞杆直径相同(即有效工作面积相等)、供油压力和流量不变时，活塞(或缸体)在两个方向的推力F和运动速度v也都相等，即：活塞杆固定缸体固定认识液压执行元件单杆活塞式液压缸在活塞的一侧装有活塞杆，因而两腔有效工作面积不同。当向缸的两腔分别供油，且供油压力和流量不变时，活塞在两个方向的运动速度和输出推力皆不相等。三种进油方式动画演示认识液压执行元件无杆腔进油有杆腔进油速度比为由于A1＞A2，故F1＞F2，v1＜v2。即活塞杆伸出时，推力较大，速度较小；活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。适用于伸出时承受工作载荷．缩回时为空载或轻载的场合，如各种金属切削机床、压力机等的液压系统。认识液压执行元件3) 差动连接单杆活塞缸的两腔同时通入压力油的油路连接方式称为差动连接，作差动连接的单杆活塞缸称为差动液压缸。在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，两腔的油液压力相等。但由于无杆腔受力面积大于有杆腔，活塞向右的作用力大于向左的作用力，活塞杆作伸出运动，并将有杆腔的油液挤出，流进无杆腔，加快活塞的运动速度。活塞的速度v3→无杆腔进油量v3A1→有杆腔的排油量为v3A2→v3A1=q+v3A2，故：在输入油液压力和流量相同的条件下，活塞运动速度较大

而推力较小。因此，这种方式广泛用于组合机床的液压动

力滑台和其他机械设备的快速运动中。要使活塞往返运动速度相等，即v3=v2，则D与d必存在的比例关系。液压缸主要尺寸计算液压缸内径计算：根据负载大小和选定的系统压力计算确定：

根据液压缸的输出速度和所选定的系统流量计算确定：

认识液压执行元件活塞杆直径计算：1、按速比

2、根据机械类型液压缸长度：由最大行程决定

液压缸的壁厚：根据结构设计确定。但在工作压力较高或缸径较大时必须进行强度验算计算结果应圆整为标准值。（GB/T-2348-1980）认识液压执行元件认识液压执行元件液压缸的结构液压缸主要由缸体组件(缸筒、端盖等)、活塞组件(活塞、活塞杆等)、密封件等基本部分组成。此外，一般液压缸还设有缓冲装置和排气装置。认识液压执行元件液压缸的安装定位液压缸在机体上的安装有法兰式、耳环式、耳轴式和底脚式等多种方式

认识液压执行元件缓冲与排气缓冲装置当液压缸驱动质量较大、移动速度较快的工作部件时，一般应在液压缸内设置缓冲装置，以免产生液压冲击、噪音，甚至造成液压缸的损坏。间隙式缓冲装置，可调节流式缓冲装置，可变节流式缓冲装置，认识液压执行元件排气装置在安装过程中或在停止工作一段时间后，液压系统中往往会有空气渗入。液压系统，特别是液压缸中存有空气时，会使液压缸产生爬行或振动。因此液压缸上应考虑排气装置。对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将油口布置在缸筒两端的最高处对于速度稳定性要求较高的液压缸或大型液压缸，常在液压缸两侧的最高部位设置排气塞、排气阀等认识液压执行元件液压缸的密封液压缸的密封主要有：防止液压缸两腔之间相互内漏或者窜漏，例如：活塞密封。防止液压油漏往缸外或者外泄漏，例如：活塞杆密封，缸盖密封。防止外界灰尘等进入缸内，例如：活塞杆上的防尘密封。液压缸常见的密封形式主要有：1)间隙密封间隙密封的原理是利用相对运动零件配合面之间的微小的间隙来防止泄漏2)密封圈密封液压缸密封圈类型有O型，Y型，小Y型，V型和组合式密封圈等认识液压执行元件液压缸常见的密封圈形式液压马达将液压能转化为机械能，并能输出旋转运动的液压执行元件。液压马达与液压泵在原理上可逆，结构上类似，它把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。认识液压执行元件液压马达的主要性能参数容积效率

v:转速n：最低稳定转速：爬行

机械效率

m、转矩:

启动性能总效率：(qt<q)(T<Tt)认识液压执行元件液压马达分类（1）高速小转矩液压马达（额定转速大于500r/min）基本形式有齿轮式、叶片式、轴向柱塞式和螺杆式。（2）低速大转矩液压马达基本形式有径向柱塞式。分类有：单作用曲轴形和多作用内曲线形。特点是转速低、低速稳定性好、输出转矩较大。（3）摆动液压马达（摆动液压缸）基本形式有单叶片式、双叶片式。当进、回油的方向改变时，叶片就带动轴往相反的方向转动。双叶片式摆动马达的输出转矩是单叶片式的两倍（相同结构尺寸和相同压力下），而摆动角速度则是单叶片式的一半。认识液压执行元件认识液压执行元件轴向柱塞式液压马达柱塞运动方向与转轴轴线平行，当压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油的作用下被顶出柱塞孔压在斜盘上。工作原理：设斜盘作用在某一柱塞上的反作用力为F，F可分解为两个分力。其中轴向分力和作用在柱塞后端的液压力相平衡，而垂直于轴向的分力，使缸体产生一定的转矩。认识液压执行元件柱塞产生的转矩也随之变化，故液压马达产生的总转矩是脉动的。若互换液压马达的进、回油路时，液压马达将反向转动；若改变斜盘倾角，液压马达的排量便随之发生改变，从而可以调节输出转矩或转速。认识液压执行元件任务实施1.液压缸拆装分析(1) 了解该液压缸型号及相关技术参数，记录液压元件类型与参数。(2) 从外观上仔细检查液压缸的外形及进出油口，安装方式。(3) 按照拆装步骤，选择合适工具逐步操作，注意拆卸过程中爱护元件和工具，禁忌蛮横拆卸。(4) 拆卸完毕后，摆放好各零部件，仔细观察分析结构特点及功能。(5) 组装前，擦净所有的零部件，并用液压油涂抹所有滑动表面，注意不要损害密封装置及配合表面。(6) 按拆卸的反顺序进行装配，确保完成所有零部件都装配。(7) 完成实验