液压执行元件64617课件.ppt

1、22022-12-28l液压执行元件液压执行元件n作用作用：将液压泵提供的将液压泵提供的液压能液压能转变为转变为机械能机械能n分类分类输出旋转运动输出直线运动（一般只有在电动机不能满足要求的特殊场合，如需要进行大范围的无级变速，或结构要求紧凑的地方才采用）32022-12-28n基本结构要素基本结构要素:容积密封容积密封周期变化周期变化配油机构配油机构n内部结构内部结构对称对称：能够正反转能够正反转n转速范围大（最低稳定转速有一定要求）转速范围大（最低稳定转速有一定要求）n不必具有自吸能力不必具有自吸能力（输入的是压力油）（输入的是压力油）n虽然与泵的结构相似，但不能互换虽然与泵的结构相似，但

2、不能互换从能量转换的观点来看从能量转换的观点来看,液压泵与液压马达是可逆液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件工作的液压元件.42022-12-2852022-12-2862022-12-2872022-12-28l液压马达的分类液压马达的分类n按按结构类型结构类型:齿轮式齿轮式叶片式叶片式柱塞式等柱塞式等.n按按额定转速额定转速:l高速液压马达高速液压马达(500r/min):l低速液压马达低速液压马达(500r/min):82022-12-28压力油压力油A3A192022-12-28102022-12-28l径向径向柱塞式柱塞式液压马达液压马达适用场合：适用场合：多用于低速大转矩的情况多用

3、于低速大转矩的情况柱塞柱塞定子定子缸体缸体配油轴配油轴112022-12-28l液压马达的基本参数和性能液压马达的基本参数和性能n排量排量V：工作容腔大小的表示工作容腔大小的表示n排量与转矩的关系：排量与转矩的关系：理论转矩理论转矩Tt=pV/2n机械效率机械效率:实际输出转矩与理论输出转矩之比实际输出转矩与理论输出转矩之比.m=T/Ttn启动机械效率启动机械效率:启动转矩与理论转矩之比启动转矩与理论转矩之比.m0=T0/Ttn转速：转速：因为泄漏，实际转速比理想转速低因为泄漏，实际转速比理想转速低n低速稳定性：低速稳定性：爬行现象爬行现象n调速范围：调速范围：i=nmax/nnim12202

4、2-12-28n起动起动性能：用起动扭矩和起动效率描述。若起动性能：用起动扭矩和起动效率描述。若起动效率低，起动扭矩就小，马达的起动性能就差。效率低，起动扭矩就小，马达的起动性能就差。n制动性能制动性能：容积效率直接影响马达的制动性能。：容积效率直接影响马达的制动性能。n最低稳定转速最低稳定转速：是指液压马达在额定负载下，不：是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转速。出现爬行现象的最低转速。n要求要求马达马达“起动扭矩要大起动扭矩要大”，“稳定速度要低稳定速度要低”（一般希望最低稳定速度越小越好）（一般希望最低稳定速度越小越好）n在向马达定量供油的情况下，其输出转速能够调在向马达定量

5、供油的情况下，其输出转速能够调节的马达，称为节的马达，称为变量马达变量马达。反之称为。反之称为定量马达。定量马达。132022-12-28l液压系统中的执行元件，它的液压系统中的执行元件，它的职能职能是将液压能转是将液压能转换成机械能。换成机械能。l液压缸的液压缸的输入量输入量是流体的流量和压力，是流体的流量和压力，输出输出的是的是直线运动速度和力。直线运动速度和力。l液压缸的活塞能完成液压缸的活塞能完成直线往复运动直线往复运动，输出的直线，输出的直线位移是有限的。位移是有限的。l分类分类活塞缸活塞缸柱塞缸柱塞缸摆动缸摆动缸实现往复运动实现往复运动,输出推力和速度输出推力和速度.实现实现360

6、的往复摆动的往复摆动,输出转输出转矩和角速度矩和角速度.142022-12-28l液压缸与其他机构相配合可以完成各种运动152022-12-28162022-12-28172022-12-28182022-12-28l活塞式液压缸活塞式液压缸n双杆式双杆式:活塞两端都有一根直径相等活塞杆伸出活塞两端都有一根直径相等活塞杆伸出.缸体固定缸体固定:工作台往复运动范围为活塞有效行程工作台往复运动范围为活塞有效行程的三倍的三倍,(占地面积较大占地面积较大).常用于小型设备常用于小型设备.lF=A(p1-p2)=(D2-d2)(p1-p2)/4lv=q/A=4q/(D2-d2)活塞杆固定活塞杆固定:工作

7、台往复运动的范围为活塞有效工作台往复运动的范围为活塞有效行程的两倍行程的两倍(活塞杆固定活塞杆固定,缸筒与工作台相连缸筒与工作台相连,进出进出油口可以做在活塞杆的两端油口可以做在活塞杆的两端,油液从空心的活塞杆油液从空心的活塞杆中进去中进去).也可以做在缸筒的两端也可以做在缸筒的两端(需用软管连接需用软管连接).动力由缸筒传出动力由缸筒传出.常用于中大型设备上常用于中大型设备上.192022-12-28202022-12-28l缸体固定的液压缸结构缸体固定的液压缸结构212022-12-28222022-12-28活塞只有一端带活塞杆活塞只有一端带活塞杆lF1=A1p1-A2p2=(p1-p2

8、)D2+p2d2/4 lv1=q/A1=4q/D2 lF2=A2p1-A1p2=(p1-p2)D2-p1d2/4 lv2=q/A2=4q/(D2-d2)lF3=p1(A1-A2)=p1d2/4 lv3=(q+q)/A1=4q/d2,其中其中 q=(D2-d2)v3/4差动连接差动连接广泛应用于滑台等设备的快速运动中广泛应用于滑台等设备的快速运动中232022-12-28242022-12-28n单活塞杆式液压缸的单活塞杆式液压缸的特点特点:l往复运动速度不同，常用于实现机床的快速退往复运动速度不同，常用于实现机床的快速退回和慢速工作进给。回和慢速工作进给。l两端面积不同，输出推力不相等。无杆腔

9、吸油两端面积不同，输出推力不相等。无杆腔吸油时作工作进给运动（克服较大的外负载）；有时作工作进给运动（克服较大的外负载）；有杆腔进油时作驱动工作部件快速退回运动（只杆腔进油时作驱动工作部件快速退回运动（只克服摩擦力的作用）。克服摩擦力的作用）。l工作台运动范围等于活塞杆有效行程的两倍。工作台运动范围等于活塞杆有效行程的两倍。252022-12-28l柱塞缸：柱塞缸：缸筒固定在机体上，柱塞与工作部件连接缸筒固定在机体上，柱塞与工作部件连接nF=pA=pd2/4nV=q/A=4q/d2 262022-12-28n一个方向一个方向运动，回程靠重力或弹簧力等力来推动。运动，回程靠重力或弹簧力等力来推动

10、。n柱塞柱塞2 2靠导向套靠导向套3 3来导向，柱塞与缸体不接触，因此缸来导向，柱塞与缸体不接触，因此缸体体内壁不需精加工内壁不需精加工。n柱塞是端部受压，为保证柱塞缸有足够的柱塞是端部受压，为保证柱塞缸有足够的推力和稳定推力和稳定性性，柱塞一般较粗，重量较大，水平安装时易产生单，柱塞一般较粗，重量较大，水平安装时易产生单边磨损，故柱塞缸边磨损，故柱塞缸宜垂直安装宜垂直安装。水平安装使用时，为。水平安装使用时，为减轻重量和提高稳定性，而用无缝钢管制成柱塞。减轻重量和提高稳定性，而用无缝钢管制成柱塞。n常用于常用于长行程机床长行程机床：龙门刨、导轨磨、拉床等。：龙门刨、导轨磨、拉床等。27202

11、2-12-28l摆动缸：摆动缸：n能实现小于能实现小于 360的往复摆动运动，由于它可直接的往复摆动运动，由于它可直接输出扭矩，故又称为输出扭矩，故又称为摆动液压马达摆动液压马达282022-12-28292022-12-28302022-12-28单作用单作用双作用双作用用于短时或局部用于短时或局部需要高压的系统需要高压的系统312022-12-28活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小，适用于寸小，适用于翻斗汽车翻斗汽车，起重机的伸缩臂等。，起重机的伸缩臂等。322022-12-28n齿轮缸：齿轮缸：将直线运动转换为将直线运动转换为回转运动回转运动，其结构

12、简，其结构简单，制造容易，常用于机械手和磨床的进刀机构、单，制造容易，常用于机械手和磨床的进刀机构、组合机床的回转工作台、回转夹具及自动线的转组合机床的回转工作台、回转夹具及自动线的转位机构。位机构。332022-12-28n缸筒与缸盖缸筒与缸盖l液压缸的组成液压缸的组成a)a)法兰法兰连接连接:易加易加工和装拆工和装拆,尺寸大尺寸大.b)b)半环半环连接连接:装拆方装拆方便便,削弱了强度削弱了强度.c)c)螺纹螺纹连接连接:结构复结构复杂杂,尺寸小尺寸小,重量轻重量轻.d)d)拉杆拉杆连接连接:容易加工容易加工和装拆和装拆,尺寸大尺寸大,较重较重.e)e)焊接焊接连接连接:结构简单结构简单,

13、尺寸小尺寸小,但缸底处内径不易加但缸底处内径不易加工工,且可能引起变形且可能引起变形.342022-12-28n活塞和活塞杆活塞和活塞杆a)a)螺母连接螺母连接：适用负载较小，无冲击的液压缸。结构：适用负载较小，无冲击的液压缸。结构简单，安装方便，但螺纹将削弱杆强度简单，安装方便，但螺纹将削弱杆强度b)b)和和c)c)卡环式连接卡环式连接：结构较复杂，装拆不便，工作可靠结构较复杂，装拆不便，工作可靠d)d)径向销式连接径向销式连接 ：适用于双出杆式活塞。：适用于双出杆式活塞。352022-12-28n密封装置密封装置 a)a)间隙密封间隙密封:靠微小间隙防止泄漏靠微小间隙防止泄漏.结构简单结构

14、简单,摩擦摩擦阻力小阻力小,耐高温耐高温,但泄漏大但泄漏大.在尺寸小在尺寸小 压力低压力低 运动运动速度较高的缸筒和活塞间使用速度较高的缸筒和活塞间使用.b)b)摩擦环密封摩擦环密封:靠摩擦环贴紧缸壁而防止泄漏靠摩擦环贴紧缸壁而防止泄漏.效果效果较好较好,摩擦阻力较小且稳定摩擦阻力较小且稳定,耐高温耐高温,磨损后有自动磨损后有自动补偿能力补偿能力,加工要求高加工要求高,装拆不便装拆不便.适用于缸筒和活适用于缸筒和活塞之间的密封塞之间的密封.362022-12-28c)、d)密封圈密封圈(OV形圈等形圈等)密封密封:环形圈贴紧配合面环形圈贴紧配合面间防止泄漏间防止泄漏.结构简单结构简单,制造方便

15、制造方便,磨损后有自动补偿磨损后有自动补偿能力能力,性能可靠性能可靠,在缸筒在缸筒活塞活塞缸盖间使用缸盖间使用.372022-12-28n缓冲装置缓冲装置:l使活塞接近终端时，增达回油阻力，减缓运动使活塞接近终端时，增达回油阻力，减缓运动件的运动速度，避免冲击。件的运动速度，避免冲击。l缝隙节流和小孔节流缓冲缝隙节流和小孔节流缓冲382022-12-28节流口面积随活塞移动而变化。活塞节流口面积随活塞移动而变化。活塞5 5两端开有轴向三角两端开有轴向三角槽，前盖槽，前盖3 3、后盖、后盖8 8上的钢球起单向阀作用。当活塞起动上的钢球起单向阀作用。当活塞起动时，压力油顶开钢球时，压力油顶开钢球7

16、 7，进入缸内，推动活塞向前运动，进入缸内，推动活塞向前运动，保证起动迅速。当活塞接近液压缸端部时，活塞堵住回保证起动迅速。当活塞接近液压缸端部时，活塞堵住回油通道，使剩余油液只能从三角槽缓慢排出，因而建立油通道，使剩余油液只能从三角槽缓慢排出，因而建立缓冲压力，实现节流缓冲。缓冲压力，实现节流缓冲。392022-12-28n排气装置排气装置l系统安装中或长时间不工作后会渗入空气系统安装中或长时间不工作后会渗入空气,由于气体有由于气体有很大的可压缩性很大的可压缩性,使液压缸产生爬行使液压缸产生爬行噪声和发热等一系噪声和发热等一系列不良现象列不良现象.设计时设计时,要保证能及时排除缸内的气体要保

17、证能及时排除缸内的气体.l利用空气轻的特点利用空气轻的特点,在液压缸的最高处设置进出油口在液压缸的最高处设置进出油口,以以便把气体带走便把气体带走;如不行如不行,可在最高处设置放气孔或专门的可在最高处设置放气孔或专门的放气阀等放气装置。放气阀等放气装置。402022-12-28l液压缸的设计和计算液压缸的设计和计算n注意问题：注意问题：l尽量尽量使活塞杆受拉状态使活塞杆受拉状态l考虑相应的缓冲装置和排气装置考虑相应的缓冲装置和排气装置l正确确定液压缸的安装和固定方式正确确定液压缸的安装和固定方式l根据推荐的结构形式和设计标准进行设计根据推荐的结构形式和设计标准进行设计n主要尺寸的确定主要尺寸的确定l活塞杆直径活塞杆直径d d：l缸筒长度缸筒长度L L：由最大工作行程决定：由最大工作行程决定412022-12-28422022-12-28432022-12-28442022-12-28452022-12-28462022-12-28472022-12-28482022-12-28492022-12-28502022-12-28密封摩擦阻力512022-12-28522022-12-28