2.2 液压传动执行元件（课件）-《液压传动与气动技术》理实一体化（劳保版 第2版）

《液压传动与气动技术》（第二版）中国劳动社会保障出版社 同步精品课程——中职专业课 第二章 液压传动动力元件和执行元件 2.1 液压传动执行元件 知识目标 了解液压缸的分类和结构特点；掌握单出杆、双出杆的双作用液压缸的连接形式、工作特点及应用。 能力目标 通过分析差动连接的特点，掌握液压缸的应用，形成独立思考、主动探究的能力。 情感目标 培养对《液压传动与气动技术》课程的学习兴趣，能使用FluidSIM软件进行回路搭建及设计 三维目标 第一章 液压传动基础知识 导入情景 01 液压动力滑台2实现的进给运动的工作循环为： 快进-工进-短暂停留-快退-原位停止 曲轴箱铁面组合机床 液压动力滑台，安装有钻头 看一看，想一想： 由于该组合机床液压动力滑台的运动是在与之相连接的液压缸驱动下完成的，因此液压缸的往复动作必须满足滑台工作循环的要求。 液压缸如何工作才能够实现上述工作循环呢？ 导入情景 01 液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件，它主要是用来输出直线运动（也包括摆动运动）。 新知学习 02 1. 双杆式活塞缸 双杆式活塞缸的活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出，它根据安装方式不同又可以分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。 活塞两侧的活塞杆直径是相等的，进、出油口位于缸筒两端。     左图所示安装形式占地面积大，适用于较大型机械。 进、出油口可以在活塞杆上，也可以用软管连接在缸筒两端。     左图所示安装形式占地面积小，适用于小型机械。 新知学习 02 由于双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，因此它左、右两腔的有效面积也相等。当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时，液压缸左、右两个方向的推力和速度相等，当活塞的直径为D，活塞杆的直径为d，液压缸进、出油腔的压力为p1和p2，输入流量为q时，双杆活塞缸的推力Ｆ和速度v为 式中Ａ为活塞的有效工作面积。 　　双杆活塞缸在工作时，设计成一个活塞杆是受拉的，而另一个活塞杆不受力，因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些。 新知学习 02 2. 单杆式活塞缸 单杆活塞缸的基本结构 如右图所示。 其特点是只在活塞的一端有活塞杆，缸的两腔有效工作面积不相等。它的安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，进、出油口根据安装方式而定。但工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍。 当输入液压缸的油液流量为q，液压缸进出油口压力分别为p1和p2时，其活塞上所产生的推力F1和速度v1为 新知学习 02 由上式可知，由于 A1>A2 ，所以 F1>F2 。若把两个方向上的输出速度 V1和 V2 的比值称为速度比，记作λv ，则 因此，活塞杆直径越小， 越接近于1，活塞两个方向的速度差值也就越小，如果活塞杆较粗，活塞两个方向运动的速度差值就较大。在已知D和 λυ的情况下，也就可以较方便地确定d。 当油液从如动画所示的右腔(有杆腔)输入时，其活塞上所产生的推力F2和速度v2为 新知学习 02 3.差动缸 工程中，经常遇到单活塞杆液压缸左右两腔同时接通压力油的情况，这种连接方式称为差动连接，此缸称为差动缸。差动连接的显著特点是在不增加输入流量的情况下提高活塞的运动速度。尽管此时液压缸两腔压力相等（不计管路压力损失），但两腔活塞的工作面积不相等，因此，活塞将向有杆腔方向运动（缸体固定时）。有杆腔排出的油液和油 源输入的油液一起进入无杆腔，增加了进入无杆腔的流量，从而提高了活塞的运动速度。 由上式可知，差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小，速度比非差动连接时大，正好利用这一点，可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度，这种连接方式被广泛应用于组合机床的液压动力滑台和其它机械设备的快速运动中。如果要求快速运动和快速退回速度相等 即V3 = V2 ，则必须使 新知学习 02 （二）柱塞缸    柱塞式液压缸的结构如图所示。它具有以下特点：     （1）柱塞式液压缸是单作用液压缸，即靠液压力只能实现一个方向的运动，回程要靠自重（当液压缸垂直放置时）或其它外力，因此柱塞缸常成对使用；     （2）柱塞运动时，由缸盖上的导向套来导向，因此，柱塞和缸筒的内壁不接触，缸筒内孔只需粗加工即可；     （3）柱塞重量往往比较 大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向件单边磨损，故柱塞式液压缸垂直使用较为有利；     （4）当柱塞行程特别长时，仅靠导向套导向就不够了，为