液壓與氣動技術-選擇液壓執(zhí)行元件課件

選擇液壓執(zhí)行元件

液壓執(zhí)行元件是將液壓泵提供的液壓能轉變?yōu)闄C械能的能量轉換裝置，它包括液壓缸和液壓馬達。液壓缸主要實現(xiàn)直線往復運動或往復擺動。液壓馬達主要實現(xiàn)回轉運動。選擇液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件是將液壓泵提供的液壓能項目重點與難點項目重點：液壓缸、液壓馬達及應用場合。

項目難點：液壓泵的圖形符號、典型液壓泵的結構、特點和選用。

項目重點與難點項目重點：項目內(nèi)容任務1認識液壓動力元件

任務2選用液壓泵項目內(nèi)容液壓與氣動技術-選擇液壓執(zhí)行元件ppt課件任務1認識液壓動力元件知識要點:1．液壓缸的分類2．雙作用單出桿活塞式液壓缸的應用

技能要點:1．液壓缸的選用2．液壓缸的基本圖形符號

任務引入相關知識任務實施任務分析知識鏈接任務1認識液壓動力元件知識要點:任務引入相關知識任務實施任務引入液壓執(zhí)行元件是將液壓泵輸出的液壓能轉變?yōu)闄C械能的能量轉換裝置，它包括液壓缸和液壓馬達。把轉換成直線運動（其中包括轉換成擺動運動）的液壓執(zhí)行元件稱為液壓缸，而液壓馬達習慣上是指轉換成旋轉運動的液壓執(zhí)行元件。

圖2-1所示的液壓機，工作時上滑塊向下運動來加工零件，加工完成后向上運動脫離零件。那么，液壓機中是由什么元件來帶動上滑塊完成這一運動？又該如何選擇這些元件呢？

任務引入液壓執(zhí)行元件是將液壓泵輸出的液壓能轉變?yōu)闄C械能的能量

圖2-1四柱液壓機結構原理圖1-床身2-工作平臺3-導柱4-上滑塊5-上缸6-上滑塊模具7-下滑塊模具圖2-1四柱液壓機結構原理圖分析上述任務可知，上滑塊要完成工作所需的上下運動必須依靠液壓傳動系統(tǒng)中有關的元件來帶動，這種元件就是液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是將液體的壓力能轉換成機械能的能量轉換裝置。液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件有液壓缸和液壓馬達兩種，液壓缸主要實現(xiàn)往復直線運動或往復擺動；液壓馬達主要實現(xiàn)回轉運動。下面就先介紹幾種典型的液壓缸。任務分析分析上述任務可知，上滑塊要完成工作所需的上下運動必須依靠液壓相關知識1.雙作用單出桿活塞式液壓缸2.雙作用雙出桿活塞式液壓缸4.其它類型的液壓缸3.柱塞杠液壓缸按其結構形式可以分成活塞缸、柱塞缸和擺動缸三類。按其作用方式可以分為單作用式和雙作用式兩大類。相關知識1.雙作用單出桿活塞式液壓缸2.雙作用雙出桿活塞式液1.雙作用單出桿活塞式液壓缸圖3-1雙作用單桿活塞式液壓缸剖面結構及實物圖(c)圖形符號(a)剖面結構(b)實物圖1.雙作用單出桿活塞式液壓缸圖3-1雙作用單桿活塞式液壓缸液壓與氣動技術-選擇液壓執(zhí)行元件ppt課件1）速度計算

如圖所示，若泵輸入液壓缸的流量為q，壓力為p，則當無桿腔進油時活塞運動速度υ1及推力F1為：1）速度計算如圖所示，若泵輸入液壓缸的流量為q，壓力為p，2）推力計算

如圖所示，當有桿腔進油時活塞運動速度υ2及推力F2為：2）推力計算如圖所示，當有桿腔進油時活塞運動速度υ2及推力3）差動連接如圖3-3所示，當缸的兩腔同時通以壓力油時，由于作用在活塞兩端面上的推力產(chǎn)生推力差，在此推力差的作用下，活塞向右運動，這時，從液壓缸有桿腔排出的油也進入液壓缸的左腔，使活塞實現(xiàn)快速運動，這種連接方式稱為差動連接。這種兩端同時通壓力油，利用活塞兩端面積差進行工作的單出桿液壓缸也叫差動液壓缸。差動連接通常應用于需要快進、工進、快退運動的組合機床液壓系統(tǒng)中。3）差動連接如圖3-3所示，當缸的兩腔同時通以壓力油時，由于3）差動連接qq1q2A1A2Ddφ3

F3圖3-3差動連接示意圖3）差動連接qq1q2A1A2Ddφ3F3圖3-3差2.雙作用雙出桿活塞式液壓缸圖3-4雙桿活塞式液壓缸結構、實物圖和圖形符號(c)圖形符號(a)結構圖(b)實物圖2.雙作用雙出桿活塞式液壓缸圖3-4雙桿活塞式液壓缸結構、液壓與氣動技術-選擇液壓執(zhí)行元件ppt課件

雙作用雙出桿活塞式液壓缸的活塞兩端都帶有活塞桿，分為缸體固定和活塞桿固定兩種安裝形式。雙作用雙出桿活塞式液壓缸常應用于需要工作部件做等速往返直線運動的場合。1）安裝形式與適用場合雙作用雙出桿活塞式液壓缸的活塞兩端都帶有活塞桿，分為PqυF

A1A2Dd圖3-5雙作用雙出桿液壓缸2）運動速度υ和推力F

由于雙作用雙出桿活塞式液壓缸的兩活塞桿的直徑相等，當輸入液壓缸的流量和油液壓力不變時，其往返的運動速度和推力相等。如圖3-5所示，運動速度

和推力F為 PυFA1A2Dd圖3-5雙作用雙出桿液壓缸23.柱塞杠

圖3-6柱塞式液壓缸結構示意圖和圖形符號（b）圖形符號缸體柱塞導套密封圈油口（a）結構示意圖3.柱塞杠圖3-6柱塞式液壓缸結構示意圖和圖形符號（b

活塞式液壓缸由于缸孔加工精度要求很高，當行程較長時，加工難度大，使制造成本增加。在生產(chǎn)實際中，某些場合所用的液壓缸并不要求雙向控制，柱塞式液壓缸正是滿足了這種使用要求的一種價格低廉的液壓缸。柱塞式液壓缸結構簡單，制造方便，常用于工作行程較長的場合，如大型拉床、礦用液壓支架等。1）特點與適用場合

活塞式液壓缸由于缸孔加工精度要求很高，當行程較長2）結構特點與圖形符號

如圖3-6（a）所示，柱塞式液壓缸由缸筒、柱塞、導套、密封圈等零件組成。柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，因此，缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，成本低。柱塞式液壓缸是單作用的，它的回程需要借助自重或彈簧等其他外力來完成，如果要獲得雙向運動，可將兩個柱塞式液壓缸成對使用。柱塞式液壓缸的柱塞端面是受壓面，其面積大小決定了柱塞式液壓缸的輸出速度和推力。為保證柱塞式液壓缸有足夠的推力和穩(wěn)定性，一般柱塞較粗，質量較大，若采用水平安裝則易產(chǎn)生單邊磨損，故柱塞式液壓缸適宜垂直安裝使用。為減輕柱塞的重量，有時將其制成空心柱塞。圖3-6（b）所示為柱塞式液壓缸圖形符號。2）結構特點與圖形符號如圖3-6（a）所示，柱塞式液4.其它類型的液壓缸

1）增壓缸2）伸縮缸3）擺動缸4.其它類型的液壓缸1）增壓缸1）增壓缸

增壓液壓缸又稱增壓器。在液壓系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)需要低壓，而局部需要高壓，為節(jié)省一個高壓泵，常用增壓缸與低壓大流量泵配合作用，使輸出油壓由低壓變?yōu)楦邏?。這樣，只有局部是高壓，而整個液壓系統(tǒng)調整壓力較低，因此減少了功率損耗。1）增壓缸增壓液壓缸又稱增壓器。在液壓系統(tǒng)中，整個系2）伸縮缸

伸縮缸又稱多套缸，它是由兩個或多個活塞缸套裝而成的。這種液壓缸在各級活塞依次伸出時可獲得很長的行程，而當它們依次縮回后，又能使液壓缸軸向尺寸很短，因此廣泛用于起重運輸車輛上。2）伸縮缸伸縮缸又稱多套缸，它是由兩個或多個活塞缸套3）擺動缸

擺動缸又稱回轉式液壓缸，也稱擺動液壓馬達。當它通入液壓油時，主軸可以輸出小于360o的往復擺動。擺動缸常用于夾緊裝置、送料裝置、轉位裝置以及需要周期性進給的系統(tǒng)中。3）擺動缸擺動缸又稱回轉式液壓缸，也稱擺動液壓馬達。任務實施通過前面的學習，可以了解各種液壓缸的結構工作特點。在實際應用中，應根據(jù)不同的工作要求和使用情況來合理選擇液壓缸。雙作用單出桿液壓缸帶動工作部件往復運動的速度不相等，常用于實現(xiàn)機床設備中的快速退回和慢速工作進給。雙作用單出桿液壓缸兩端有效作用面積不同，無桿腔進油產(chǎn)生的推力大于有桿腔進油的推力，當無桿腔進油時，能克服較大的外載荷。因此，它也常用在需要液壓缸產(chǎn)生較大推力的場合。圖2-1所示的液壓機，向下工進時需要慢速運動并要克服較大的工作阻力，向上退回時需要快速返回，這時選擇雙作用單出桿液壓缸就非常合適。任務實施通過前面的學習，可以了解各種液壓缸的結構工作特點。在液壓缸的組成

液壓缸由缸筒組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置5大部分組成。

知識鏈接液壓缸的組成知識鏈接1．密封裝置液壓缸高壓腔中的油液向低壓腔泄漏稱為內(nèi)泄漏；液壓缸中的油液向外部泄漏稱為外泄漏。由于液壓缸存在內(nèi)泄漏和外泄漏，使得液壓缸的容積效率降低，從而影響液壓缸的工作性能，嚴重時使系統(tǒng)壓力上不去甚至無法工作，并且外泄漏還會污染環(huán)境。液壓缸一般不允許外泄漏并要求內(nèi)泄漏盡可能小，因此為了防止泄漏的產(chǎn)生，液壓缸中需要密封的地方必須采取相應的密封措施。液壓缸中需要密封的部位主要有活塞、活塞桿、端蓋等處。常用的密封方法有間隙密封和密封件密封。1．密封裝置液壓缸高壓腔中的油液向低壓腔泄漏稱為內(nèi)泄漏；液1）間隙密封圖3-10間隙密封原理圖

圖3-10所示為間隙密封原理圖，它是靠相對運動件配合面之間保持微小間隙，使其產(chǎn)生液體摩擦阻力來防止泄漏的一種密封方法。它常用于直徑較小、壓力較低的液壓缸與活塞之間的密封。為了提高間隙密封的效果，一般可以在活塞上開幾條環(huán)形均壓槽。其作用一是提高間隙密封的效果，當油液從高壓腔向低壓腔泄漏時，由于油路截面突然改變，在小槽中形成旋渦而產(chǎn)生阻力，使油液的泄漏量減少；二是阻止活塞軸線的偏移，從而有利于保持配合間隙，保證潤滑效果，減少活塞與缸壁的磨損，增強間隙密封性能。1）間隙密封圖3-10間隙密封原理圖圖3-10所2）密封件密封圖3-11液壓缸密封圈及其安裝位置

密封件密封目前多用非金屬材料制成的各種形狀的密封圈及組合式密封裝置，如圖3-11所示液壓缸的活塞和活塞桿、端蓋和缸筒需要靜密封，一般采用“O”形密封圈。液壓缸的活塞和缸筒、活塞桿和端蓋需要動密封，一般采用“Y”型或“V”型密封圈。2）密封件密封圖3-11液壓缸密封圈及其安裝位置在液壓系統(tǒng)中，當運動速度較高時，由于負載及液壓缸活塞桿本身的質量較大，造成運動時的動量很大，使活塞運動到行程末端時，易與端蓋發(fā)生很大的沖擊。這種沖擊不僅會引起液壓缸的損壞，而且會引起各類閥、配管及相關機械部件的損壞，具有很大的危害性。所以在大型、高速或高精度的液壓裝置中，常在液壓缸末端設置緩沖裝置，使活塞在接近行程末端時，使回油阻力增加，從而減緩運動件的運動速度，避免活塞與液壓缸端蓋的撞擊。圖3-12所示即為帶緩沖裝置的液壓缸，它采用的緩沖裝置是可調節(jié)流緩沖裝置。2．緩沖裝置

在液壓系統(tǒng)中，當運動速度較高時，由于負載及液壓缸活塞桿本身的2．緩沖裝置圖3-12液壓缸緩沖過程及剖面結構圖2．緩沖裝置圖3-12液壓缸緩沖過程及剖面結構圖3．排氣裝置液壓缸運行前應將缸內(nèi)的空氣排凈，否則運行時缸內(nèi)氣體被壓縮，造成液壓缸的抖動或爬行，并產(chǎn)生噪聲。水平安裝的液壓缸進出油口最好向上，便于氣體的排出，或在液壓缸的最高部位設置排氣裝置。對于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，則必須安裝排氣裝置。排氣裝置通常有兩種：一種是在液壓缸的最高部位開排氣孔，并用管道連接排氣閥進行排氣；另一種是在液壓缸的最高部位安裝排氣塞。這兩種排氣裝置都是在液壓缸排氣時打開，排氣完成后關閉。3．排氣裝置液壓缸運行前應將缸內(nèi)的空氣排凈，否則運行時缸內(nèi)任務2選擇液壓馬達

知識要點:

液壓馬達的分類和工作原理

技能要點:

液壓馬達的圖形符號

任務分析相關知識任務實施任務引入任務2選擇液壓馬達知識要點:任務分析相關知識任務實施任務引入

汽車起重機是一種使用廣泛的工程機械，這種機械能以較快速度行走，機動性好、適應性強、能在野外作業(yè)、操作簡便靈活。一般在汽車起重機上采用液壓起重技術，在功能上有這樣的要求，即：使吊臂實現(xiàn)360°任意回轉，在任何位置能夠鎖定停止。那么，我們采用什么元件來實現(xiàn)這一動作要求呢？任務引入汽車起重機是一種使用廣泛的工程機械，分析上述任務可知，汽車起重機吊臂所需360°任意回轉運動必須靠液壓系統(tǒng)中的相關元件來驅動，這個元件就是液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件——液壓馬達。液壓馬達可以將液壓力轉化為連續(xù)的旋轉運動?，F(xiàn)對液壓馬達簡介如下。任務分析

分析上述任務可知，汽車起重機吊臂所需360°任意回轉運動必須相關知識1.液壓馬達的分類和特點

2．齒輪式液壓馬達

3．葉片式液壓馬達

4．柱塞式液壓馬達相關知識1.液壓馬達的分類和特點

2．齒輪式液壓1.液壓馬達的分類和特點1）分類2）特點3）圖形符號1.液壓馬達的分類和特點1）分類液壓馬達按其結構類型主要分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類；按額定轉速可分為高速液壓馬達和低速液壓馬達兩類。1）分類液壓馬達按其結構類型主要分為齒輪式、葉片式和柱塞式2）特點（1）液壓馬達的排油口壓力稍大于大氣壓力，進、出油口直徑相同。（2）液壓馬達往往需要正、反轉，所以在內(nèi)部結構上應具有對稱性。（3）在確定液壓馬達的軸承形式時，應保證在很寬的速度范圍內(nèi)都能正常工作。它通常采用滾動軸承或靜壓滑動軸承。（4）液壓泵在結構上必須保證具有自吸能力，液壓馬達在啟動時必須保證較好的密封性。（5）液壓馬達一般需要外泄油口。（6）為改善液壓馬達的起動和工作性能，要求扭矩脈動小，內(nèi)部摩擦小。2）特點（1）液壓馬達的排油口壓力稍大于大氣壓力，進、出油3）液壓馬達的圖形符號圖3-13液壓馬達的圖形符號3）液壓馬達的圖形符號圖3-13液壓馬達的圖形符號2．齒輪式液壓馬達

1）齒輪式液壓馬達結構和工作原理

2）齒輪式馬達實物圖2．齒輪式液壓馬達1）齒輪式液壓馬達結構和工作原理齒輪式液壓馬達結構和工作原理與齒輪式液壓泵類似，比較簡單，主要用于高轉速、小轉矩的場合，也用作笨重物體旋轉的傳動裝置。由于笨重物體的慣性起到飛輪作用，可以補償旋轉的波動性，因此齒輪式液壓馬達在起重設備中應用比較多。但是齒輪式液壓馬達輸出轉矩和轉速的脈動性較大，徑向力不平衡，在低速及負荷變化時運轉的穩(wěn)定性較差。1）齒輪式液壓馬達結構和工作原理齒輪式液壓馬達結構和工作原2）齒輪式馬達實物圖圖3-14齒輪式液壓馬達實物圖2）齒輪式馬達實物圖圖3-14齒輪式液壓馬達實物圖3．葉片式液壓馬達

1）葉片式液壓馬達的工作原理及特點2）葉片式液壓馬達工作原理圖及實物圖3．葉片式液壓馬達1）葉片式液壓馬達的工作原理及特點1）葉片式液壓馬達的工作原理及特點葉片式液壓馬達是利用作用在轉子葉片上的壓力差工作的，其輸出轉矩與液壓馬達的排量及進、出油口壓力差有關，轉速由輸入流量決定。葉片式液壓馬達的葉片一般徑向放置，葉片底部應始終通有壓力油。葉片馬達的最大特點是體積小、慣性小，因此動作靈敏，可適用于換向頻率較高的場合。但是，這種液壓馬達工作時泄漏較大，機械特性較軟，低速工作時不穩(wěn)定，調速范圍較小。所以葉片式液壓馬達主要適用于高轉速、小轉矩和動作要求靈敏的場合，也可以用于對慣性要求較小的各種隨動系統(tǒng)中。1）葉片式液壓馬達的工作原理