第三章 液压执行元件（课件）- 高一《液压与气压传动》同步教学 （机工版 · 2015）

液压与气压传动 第 2 页 目录 第三章 液压执行元件 液压执行元件有哪几种？它们的特点是什么？ 怎样计算液压缸中活塞的运动速度和推力？ 液压缸怎样缓冲和排气？ 主要内容 液压马达有哪几种？它们是怎样工作的？ 关键词 液压执行元件；活塞式液压缸；柱塞式液压缸；摆动式液压缸；组合液压缸；密封；缓冲；排气；液压马达。 第 3页 过渡页 实例应用 液压系统的执行元件是将液体的压力能转换成机械能的能量转换装置，它包括液压缸和液压马达。其中，液压缸通常用于实现直线往复运动或摆动运动，液压马达通常用于实现旋转运动。 如图3-1所示为液压机，其基本原理是油泵把液压油通过液压阀输入到液压缸的油腔，液压缸在高压油的作用下进行运动，以满足加工要求。 图3-1 液压机 第 3页 过渡页 第一节 液压缸的类型、特点和基本参数计算 如图3-2所示，液压缸的结构简单，工作可靠，与杠杆、连杆、齿轮齿条、棘轮棘爪、凸轮等配合使用，能实现多种机械运动。液压缸在各类机械的液压传动系统中得到了广泛的应用。 图3-2 液压缸 液压缸按结构特点不同，可分为活塞缸、柱塞缸、摆动缸和组合缸4类。其中，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；组合缸具有较特殊的结构和功用。工程中以活塞缸应用最为广泛。 第 页 第三章 液压执行元件 第一节 液压缸的类型、特点和基本参数计算 液压缸按作用方式和供油方向不同，可分为单作用液压缸和双作用液压缸两种。单作用液压缸只能从一个方向供油，液压作用力只能使活塞（或柱塞）作单方向运动，反方向运动必须靠外力（如弹簧力或自重等）实现，如图3-3所示；双作用液压缸可从两个方向供油，由液压作用力实现两个方向的运动，如图3-4所示。 （a）单活塞杆式 （b）双活塞杆式 （c）柱塞式 图3-3 单作用液压缸 （a）单活塞杆式 （b）双活塞杆式 （c）柱塞式 图3-4 双作用液压缸 第 页 第三章 液压执行元件 第一节 液压缸的类型、特点和基本参数计算 在缸体内做相对往复运动的组件为活塞的液压缸，称活塞缸。活塞缸可分为单杆式和双杆式两种结构。按其固定方式的不同，又分为活塞杆固定式和缸体固定式两种。 一、 活塞式液压缸 1 双活塞杆液压缸 双活塞杆液压缸是活塞杆从液压缸的两端同时伸出，其工作原理如图3-5所示。双活塞杆液压缸的特点是当两活塞杆直径相同，并且两腔的供油压力和流量都相等时，活塞（或缸体）两个方向的运动速度和推力也都相等。因此，这种液压缸常用于要求往复运动速度和负载相同的场合，如各种磨床等。 （a）缸体固定 （b）活塞杆固定 1—缸体；2—活塞；3—活塞杆；4—工作台 图3-5 双活塞杆液压缸 第 页 第三章 液压执行元件 如图3-5（a）所示为缸体固定式结构简图。缸体1固定在机床床身上，工作台4与活塞杆3相连。缸体的两端设有进、出油口，动力由活塞杆传出，进油腔位置与活塞运动方向相反。当油液从a口进入缸左腔时，推动活塞2带动工作台4向右运动，缸右腔中的油液从b口回油；反之，右腔进压力油，左腔回油时，活塞2带动工作台4向左运动。 在这种安装方式下，机床工作台的运动范围略大于3L（L为活塞的有效行程），且占地面积较大，一般用于小型设备的液压系统。 第一节 液压缸的类型、特点和基本参数计算 第 页 第三章 液压执行元件 如图3-5（b）所示为活塞杆固定式结构简图。其活塞杆一般是空心的，固定在机床床身的两个支架上，缸体则与机床工作台相连。进、出油口可以在活塞杆的两端（液压油从空心的活塞杆中进出），也可以在缸体两端（采用软管连接）。液压缸的动力由缸体传出，进油腔位置与活塞运动方向相同。当缸的左腔进压力油、右腔回油时，缸体带动工作台向左移动；反之，右腔进压力油、左腔回油时，缸体带动工作台向右移动。 在这种安装方式下，机床工作台的移动范围约等于缸体有效行程L的两倍，且占地面积小，常用于大、中型设备的液压系统。 第一节 液压缸的类型、特点和基本参数计算 第 页 第三章 液压执行元件 第一节 液压缸的类型、特点和基本参数计算 若回油腔直接接油箱，则回油腔压力约等于零压，于是，双杆活塞缸的推力和速度可按下式计算