液壓與氣動(dòng)技術(shù) 第2版 課件 項(xiàng)目三 執(zhí)行元件和輔助元件的選用

液壓與氣動(dòng)技術(shù)PROJECT3執(zhí)行元件和輔助元件的選用01PARTONE液壓執(zhí)行元件的選用液壓缸液壓馬達(dá)液壓執(zhí)行元件是將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，以克服負(fù)載，驅(qū)動(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng)。其中液壓缸一般輸出直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液壓馬達(dá)輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。輸入壓力能：壓力P、流量q

輸出機(jī)械能：速度v、力N液壓缸一、液壓缸的工作原理1.活塞式液壓缸的結(jié)構(gòu)前缸蓋后缸蓋連接桿缸筒活塞桿油口油口液壓缸一、液壓缸的工作原理2.活塞式液壓缸的工作原理液壓缸安裝方式：缸筒固定（1）左腔（無(wú)桿腔）進(jìn)油，右腔（有桿腔）回油，活塞桿向右運(yùn)動(dòng)。（2）右腔（有桿腔）進(jìn)油，左腔（無(wú)桿腔）回油，活塞桿向左運(yùn)動(dòng)。若安裝時(shí)活塞桿固定呢？液壓缸一、液壓缸的工作原理3.液壓缸的分類液壓缸一、液壓缸的工作原理3.液壓缸的分類單作用液壓缸雙活塞桿式液壓缸柱塞式液壓缸單活塞桿式液壓缸伸縮式液壓缸液壓缸一、液壓缸的工作原理3.液壓缸的分類雙作用液壓缸單活塞桿式液壓缸雙活塞桿式液壓缸多級(jí)液壓缸液壓缸一、液壓缸的工作原理3.液壓缸的分類彈簧復(fù)位式液壓缸串聯(lián)式液壓缸增壓缸齒條式液壓缸液壓缸一、液壓缸的工作原理4.液壓缸的計(jì)算（1）無(wú)桿腔進(jìn)油運(yùn)動(dòng)速度v1：提供的力F1：P2=0液壓缸一、液壓缸的工作原理4.液壓缸的計(jì)算（2）有桿腔進(jìn)油運(yùn)動(dòng)速度v2：提供的力F2：液壓缸一、液壓缸的工作原理4.液壓缸的計(jì)算（3）差動(dòng)連接運(yùn)動(dòng)速度v3：提供的力F3：液壓缸一、液壓缸的工作原理4.液壓缸的計(jì)算（4）單桿活塞缸速度比較v1<v2v1<v3F1>F2F1>F3結(jié)論：液壓缸一、液壓缸的工作原理4.液壓缸的計(jì)算（5）雙桿活塞缸運(yùn)動(dòng)速度v：提供的力F：液壓缸一、液壓缸的工作原理5.運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)范圍（1）單桿活塞缸運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)范圍均為活塞有效行程的2倍。a.缸筒固定b.活塞桿固定液壓缸一、液壓缸的工作原理5.運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)范圍（2）雙桿活塞缸a.缸筒固定b.活塞桿固定運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)范圍為活塞有效行程的3倍。運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)范圍為活塞有效行程的2倍。液壓缸二、其他液壓缸柱塞式液壓缸由缸筒、柱塞、導(dǎo)套、密封圈和壓蓋等零件組成，柱塞和缸筒無(wú)配合關(guān)系，因此，缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，成本低。柱塞缸只能作單作用缸，要求往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，需成對(duì)使用。柱塞缸能承受一定的徑向力。1.柱塞缸液壓缸單葉片式擺動(dòng)角度較大，可達(dá)300°雙葉片式擺動(dòng)角度一般小于150°。二、其他液壓缸2.擺動(dòng)缸液壓缸在某些短時(shí)或局部需要高壓的液壓系統(tǒng)中，常用增壓缸與低壓大流量泵配合作用。單作用式增壓缸增大壓力關(guān)系為：

d

D

2p2

p1二、其他液壓缸3.增壓缸液壓缸它由兩個(gè)或多個(gè)活塞式缸套裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞桿是后一級(jí)活塞缸的缸筒。當(dāng)通入壓力油時(shí)，活塞由大到小依次伸出；縮回時(shí)，活塞則由小到大依次收回。伸縮式多級(jí)液壓缸常用于起重運(yùn)輸車輛上。二、其他液壓缸4.伸縮缸液壓缸三、活塞式液壓缸的組成活塞式液壓缸一般由缸筒組件（缸筒、缸蓋）、活塞組件（活塞、活塞桿）、緩沖裝置、放氣裝置和密封裝置等組成，選用液壓缸時(shí)，首先應(yīng)考慮活塞桿的長(zhǎng)度，再根據(jù)回路的最高壓力選用適合的液壓缸。液壓缸三、活塞式液壓缸的組成1.缸筒組件液壓缸三、活塞式液壓缸的組成2.活塞組件液壓缸三、活塞式液壓缸的組成3.密封裝置液壓缸三、活塞式液壓缸的組成4.緩沖裝置液壓缸三、活塞式液壓缸的組成5.排氣裝置液壓馬達(dá)

液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是將壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。從原理上講，液壓泵與液壓馬達(dá)有可逆性；從結(jié)構(gòu)上講，因用途不同結(jié)構(gòu)上有差別：馬達(dá)要求正反轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性；而泵為了保證其自吸性能，結(jié)構(gòu)上采取了某些措施，使之不能通用。馬達(dá)泵液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)的圖形符號(hào)單向定量液壓馬達(dá)單向變量液壓馬達(dá)雙向定量液壓馬達(dá)雙向變量液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)二、齒輪液壓馬達(dá)外嚙合齒輪液壓馬達(dá)工作原理圖當(dāng)高壓油p進(jìn)入馬達(dá)的高壓腔時(shí)，處于高壓腔的輪齒受到壓力油的作用，根據(jù)它們的受力情況，齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)。油液被帶到低壓腔。齒輪液壓馬達(dá)僅適合于高速小轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。一般用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及對(duì)轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的機(jī)械設(shè)備上。液壓馬達(dá)三、葉片液壓馬達(dá)葉片馬達(dá)工作原理圖高壓油進(jìn)入由葉片、定子、轉(zhuǎn)子組成的密閉空間，根據(jù)它們的受力情況，推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，反應(yīng)靈敏，但泄露大。一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動(dòng)作要求靈敏的場(chǎng)合。液壓馬達(dá)四、軸向柱塞液壓馬達(dá)軸向柱塞液壓馬達(dá)工作原理圖除閥式配流外，軸向柱塞馬達(dá)和軸向柱塞泵是互逆的。改變斜盤傾角的方向，可改變馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向。02PARTTWO氣動(dòng)執(zhí)行元件的選用氣缸氣馬達(dá)氣動(dòng)執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。氣缸氣馬達(dá)氣

缸一、氣缸的分類氣

缸二、普通氣缸1.單作用氣缸

壓縮空氣僅在氣缸的一端進(jìn)氣，并推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，而活塞的返回借助其他外力，如重力、彈簧力等。（1）單作用彈簧復(fù)位氣缸結(jié)構(gòu)活塞桿伸出由壓縮空氣的壓力實(shí)現(xiàn)，靠彈簧力復(fù)位。單作用彈簧復(fù)位氣缸圖形符號(hào)氣

缸二、普通氣缸1.單作用氣缸（2）單作用彈簧復(fù)位氣缸特點(diǎn)氣

缸二、普通氣缸1.單作用氣缸（3）單作用氣缸應(yīng)用單作用氣缸多用于短行程及對(duì)活塞桿推力、運(yùn)動(dòng)速度要求不高的場(chǎng)合，如定位、夾緊、推送、沖壓等。氣

缸二、普通氣缸2.雙作用氣缸雙作用氣缸的圖形符號(hào)氣

缸三、其他氣缸1.無(wú)桿氣缸

適用場(chǎng)合：小缸徑、長(zhǎng)行程的場(chǎng)合。氣

缸三、其他氣缸2.帶磁性開關(guān)氣缸

適用場(chǎng)合：需要通過(guò)檢測(cè)氣缸活塞位置來(lái)控制電磁閥動(dòng)作的場(chǎng)合。氣

缸三、其他氣缸3.薄膜式氣缸

適用場(chǎng)合：氣動(dòng)夾具、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥及短行程場(chǎng)合。氣

缸三、其他氣缸4.沖擊氣缸

適用場(chǎng)合：打印、沖孔、折彎、落料、鉚接等速度快、動(dòng)能高的場(chǎng)合。氣

缸三、其他氣缸5.旋轉(zhuǎn)氣缸

適用場(chǎng)合：用于安裝位置受到限制或轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于360°的回轉(zhuǎn)工作部件。氣

缸三、其他氣缸6.手指氣缸氣

缸三、其他氣缸7.氣液阻尼缸

氣液阻尼缸又叫氣液穩(wěn)速缸，是氣缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)中加入液壓油，從而達(dá)到氣缸的勻速運(yùn)動(dòng)。適用場(chǎng)合：用于要求氣缸慢速均勻運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。氣馬達(dá)一種作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)執(zhí)行元件，是一種把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。葉片式齒輪式活塞式氣馬達(dá)一、齒輪式氣馬達(dá)齒輪式氣馬達(dá)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)氣源質(zhì)量要求低、耐沖擊及慣性小等優(yōu)點(diǎn)。但轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，效率較低。適用場(chǎng)合：可應(yīng)用于礦山工具、化學(xué)工業(yè)、自動(dòng)化機(jī)械。氣馬達(dá)二、葉片式氣馬達(dá)葉片馬達(dá)體積小、重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但耗氣量較大。適用場(chǎng)合：一般用于中、小容量，高轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。氣馬達(dá)三、活塞式氣馬達(dá)通過(guò)曲柄或斜盤將多個(gè)氣缸活塞的輸出力轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。適用于低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合，其耗氣量小，但構(gòu)成零件多，價(jià)格高。適用場(chǎng)合：主要應(yīng)用于礦山機(jī)械、傳送帶等設(shè)備。03PARTTHREE

輔助元件的選用液壓系統(tǒng)輔助元件氣動(dòng)系統(tǒng)輔助元件液壓系統(tǒng)輔助元件液壓系統(tǒng)中除動(dòng)力元件、執(zhí)行元件和控制元件以外的其他各類元件。一、蓄能器蓄能器是液壓系統(tǒng)中的儲(chǔ)能元件，用來(lái)儲(chǔ)存液體的壓力能，并在需要的時(shí)候釋放出來(lái)給液壓系統(tǒng)。囊式蓄能器應(yīng)用最為廣泛。其特點(diǎn)為：慣性小，反應(yīng)靈敏，結(jié)構(gòu)尺寸小，容易維護(hù)，但氣囊和殼體制造比較困難。適用于儲(chǔ)能和吸收壓力沖擊，工作壓力可達(dá)32MPa。液壓系統(tǒng)輔助元件二、過(guò)濾器過(guò)濾器的作用是將液壓油中的雜質(zhì)過(guò)濾出來(lái)，使液壓油保持潔凈，提高液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性、可靠性和元件壽命。液壓系統(tǒng)輔助元件二、過(guò)濾器過(guò)濾器一般只能單向使用（濾芯的外圍進(jìn)油，中心出油），進(jìn)、出油口不能反接，以利于濾芯的清洗和安全。液壓系統(tǒng)輔助元件三、壓力表壓力表在液壓系統(tǒng)中用于工作壓力的檢測(cè)和現(xiàn)實(shí)壓力數(shù)值，合理使用壓力表對(duì)保證液壓系統(tǒng)的正常工作十分重要。壓力表一般用于系統(tǒng)壓力為壓力表量程的2/3-3/4，被測(cè)壓力不應(yīng)超過(guò)壓力表量程的3/4，否則將影響壓力表的使用壽命。注意：壓力表必須直立安裝。液壓系統(tǒng)輔助元件四、油管與管接頭油管是液壓系統(tǒng)中用于輸送液壓油、連接各個(gè)液壓元件的輔助元件。液壓系統(tǒng)中常用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、尼龍管、塑料管等多種類型。1.油管液壓系統(tǒng)輔助元件四、油管與管接頭管接頭用于油管與元件、油管與油管之間的可拆卸式連接。2.管接頭液壓系統(tǒng)輔助元件五、密封裝置間隙密封利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的微小間隙起密封作用，常用于直徑較小、壓力較低、運(yùn)動(dòng)速度較高的柱塞、活塞或滑閥的圓柱面配合副中。1.間隙密封密封裝置的作用是防止液壓元件和液壓系統(tǒng)中液壓油的泄露，同時(shí)防止外界灰塵等雜質(zhì)的侵入，保證建立起必要的工作壓力。液壓系統(tǒng)輔助元件五、密封裝置

密封圈常用耐油橡膠或尼龍壓制而成，根據(jù)其截面形狀不同可分為O型密封圈、Y型密封圈和V型密封圈。2.密封圈密封液壓系統(tǒng)輔助元件六、油箱油箱的主要功能是儲(chǔ)存滿足液壓系統(tǒng)正常工作所需的足夠的油液，散發(fā)油液中的熱量，分離油液中的氣體，沉淀油液中的雜質(zhì)。油箱按結(jié)構(gòu)可分為整體式油箱和分離式油箱。液壓系統(tǒng)輔助元件七、熱交換器熱交換器包括冷卻器和加熱器，使油液溫度保持在合適的范圍內(nèi)。氣動(dòng)系統(tǒng)輔助元件一、氣管氣