第三章执行元件PPT讲稿.ppt
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1、第三章执行元件第1页,共70页,编辑于2022年,星期二 概概 述述 液压与气动系统中的执行元件,是将流体的压力液压与气动系统中的执行元件,是将流体的压力能转化为机械能的元件。能转化为机械能的元件。执行元件驱动机构作直线往复或旋转(或摆动)执行元件驱动机构作直线往复或旋转(或摆动)运动。运动。执行执行元件元件压力压力流量流量力(转矩)力(转矩)速度(转速)速度(转速)第2页,共70页,编辑于2022年,星期二 第一节第一节 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件一、液压缸一、液压缸(一)液压缸的类型(一)液压缸的类型实现直线的往复运动。实现直线的往复运动。1.1.活塞式液压缸活塞式液压缸双杆
2、活塞缸双杆活塞缸单杆活塞缸单杆活塞缸2.2.柱塞式液压缸柱塞式液压缸3.3.伸缩式液压缸伸缩式液压缸按结构形式,可以分为:按结构形式,可以分为:第3页,共70页,编辑于2022年,星期二双杆活塞缸双杆活塞缸 活塞两侧的活塞杆直径相等。活塞两侧的活塞杆直径相等。工作台移动范围约为活塞有效工作台移动范围约为活塞有效行程的三倍。行程的三倍。进、出油口位于缸筒两端;进、出油口位于缸筒两端;工作台移动范围约为活塞有工作台移动范围约为活塞有效行程的二倍。效行程的二倍。进、出油口在活塞杆上,或进、出油口在活塞杆上,或用软管连接在缸筒两端;用软管连接在缸筒两端;第4页,共70页,编辑于2022年,星期二双杆活
3、塞缸双杆活塞缸 当活塞左右运动对应的油当活塞左右运动对应的油压和输入流量相同时,两个方压和输入流量相同时,两个方向上输出的推力和速度就是相向上输出的推力和速度就是相等的。等的。设:设:A-A-活塞的有效面积;活塞的有效面积;D D、dd活塞和活塞杆的直径;活塞和活塞杆的直径;qq输入流量;输入流量;p p1 1、p p2 2进、出口压力;进、出口压力;m m、v v缸的机械效率、容积效率缸的机械效率、容积效率第5页,共70页,编辑于2022年,星期二单杆活塞缸单杆活塞缸 只在活塞一端有活塞杆,只在活塞一端有活塞杆,缸的两腔有效工作面积不缸的两腔有效工作面积不相等。相等。安装也有缸筒固定和活塞杆
4、固定两种,进、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。出油口根据安装方式而定。工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍。工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍。第6页,共70页,编辑于2022年,星期二单杆活塞缸单杆活塞缸速度和推力计算式速度和推力计算式第7页,共70页,编辑于2022年,星期二单杆活塞缸单杆活塞缸 单活塞杆液压缸左右两腔单活塞杆液压缸左右两腔同时接通压力油,这种连接方同时接通压力油,这种连接方式称为式称为差动连接差动连接,此缸称为,此缸称为差动缸差动缸。此时液压缸两腔压力相等,但两腔活塞的工作此时液压缸两腔压力相等,但两腔活塞的工作面积不相等,活塞将向有杆腔方
5、向运动。面积不相等,活塞将向有杆腔方向运动。向液压缸右腔输油,左腔通油箱,活塞向左运向液压缸右腔输油,左腔通油箱,活塞向左运动。动。第8页,共70页,编辑于2022年,星期二单杆活塞缸单杆活塞缸 单活塞杆液压缸左右两腔单活塞杆液压缸左右两腔同时接通压力油,这种连接方同时接通压力油,这种连接方式称为式称为差动连接差动连接,此缸称为,此缸称为差动缸差动缸。1.1.在不增加输入流量的情况下提高活塞的运动在不增加输入流量的情况下提高活塞的运动速度;速度;2.2.输出力降低了。输出力降低了。特点特点第9页,共70页,编辑于2022年,星期二柱塞液压缸柱塞液压缸1.1.柱塞式液压缸是单作用液压缸,柱塞式液
6、压缸是单作用液压缸,即靠液压力只能实现一个方向的即靠液压力只能实现一个方向的运动,回程要靠自重(当液压缸运动,回程要靠自重(当液压缸垂直放置时)或其它外力;垂直放置时)或其它外力;2.2.用两个柱塞缸组合,也能用用两个柱塞缸组合,也能用压力油实现往复运动;压力油实现往复运动;特点特点第10页,共70页,编辑于2022年,星期二柱塞液压缸柱塞液压缸3.3.柱塞运动时,由缸盖上的导柱塞运动时,由缸盖上的导向套来导向,因此,柱塞和缸向套来导向,因此,柱塞和缸筒的内壁不接触,缸筒内孔只筒的内壁不接触,缸筒内孔只需粗加工即可。需粗加工即可。特点特点第11页,共70页,编辑于2022年,星期二伸缩式液压缸
7、伸缩式液压缸1.1.由两个或多个活塞套装而成,由两个或多个活塞套装而成,前一级活塞杆是后一级活塞缸的前一级活塞杆是后一级活塞缸的缸筒;缸筒;2.2.伸出时,可以获得很长的工作行程,缩回时可保持伸出时,可以获得很长的工作行程,缩回时可保持很小的结构尺寸;很小的结构尺寸;特点特点第12页,共70页,编辑于2022年,星期二伸缩式液压缸伸缩式液压缸特点特点3.3.在各级活塞依次伸出时,液在各级活塞依次伸出时,液压缸的有效面积是逐级变化的。压缸的有效面积是逐级变化的。在输入流量和压力不变的情况在输入流量和压力不变的情况下,液压缸的输出推力和速度下,液压缸的输出推力和速度逐级变化:逐级变化:第13页,共
8、70页,编辑于2022年,星期二伸缩式液压缸伸缩式液压缸4.4.起动时活塞有效面积最大,起动时活塞有效面积最大,输出推力也最大,随着行程输出推力也最大,随着行程逐级增长,推力随之减小;逐级增长,推力随之减小;这种推力变化情况,正适合于自动装卸车对推力的这种推力变化情况,正适合于自动装卸车对推力的要求。要求。特点特点第14页,共70页,编辑于2022年,星期二液压缸类型液压缸类型小结小结1.1.活塞式液压缸活塞式液压缸2.2.柱塞式液压缸柱塞式液压缸3.3.伸缩式液压缸伸缩式液压缸双作用双作用单作用单作用双杆双杆单杆单杆双作用双作用单作用单作用(弹簧复位)(弹簧复位)第15页,共70页,编辑于2
9、022年,星期二一、液压缸一、液压缸 液压缸的结构形式很多,在此以单杆活塞缸液压缸的结构形式很多,在此以单杆活塞缸为例,说明液压缸的基本组成。为例,说明液压缸的基本组成。(二)液压缸的结构(二)液压缸的结构第16页,共70页,编辑于2022年,星期二一、液压缸一、液压缸只有一端有活塞杆,两端进出口油口都可通压力油只有一端有活塞杆,两端进出口油口都可通压力油或回油,以实现双向运动,故为双作用缸。或回油,以实现双向运动,故为双作用缸。(二)液压缸的结构(二)液压缸的结构第17页,共70页,编辑于2022年,星期二一、液压缸一、液压缸 由由缸筒缸筒、前后缸盖前后缸盖、活塞活塞、活塞杆活塞杆、密封装置
10、密封装置、缓冲装置缓冲装置等主要零件组成。等主要零件组成。(二)液压缸的结构(二)液压缸的结构第18页,共70页,编辑于2022年,星期二缸体组件包括缸筒、缸体组件包括缸筒、缸盖和一些连接零件。缸盖和一些连接零件。缸体组件缸体组件缸筒和缸盖的常见连接方式如图所示。缸筒和缸盖的常见连接方式如图所示。缸筒可以用铸铁(低缸筒可以用铸铁(低压时)和无缝钢管压时)和无缝钢管(高压时)制成。(高压时)制成。第19页,共70页,编辑于2022年,星期二法兰连接,加工和拆法兰连接,加工和拆装都很方便,只是外装都很方便,只是外形尺寸大些;形尺寸大些;缸体组件缸体组件半环连接,要求缸半环连接,要求缸筒有足够的壁厚
11、;筒有足够的壁厚;螺纹连接,外形尺寸小,但拆装不方便,要有专用螺纹连接,外形尺寸小,但拆装不方便,要有专用工具;工具;第20页,共70页,编辑于2022年,星期二拉杆式连接,拆装容拉杆式连接,拆装容易,但外形尺寸大;易,但外形尺寸大;缸体组件缸体组件焊接连接,结构简焊接连接,结构简单,尺寸小,但可单,尺寸小,但可能会有因焊接有一能会有因焊接有一些变形。些变形。第21页,共70页,编辑于2022年,星期二 螺纹式连接结螺纹式连接结构简单,但要防止构简单,但要防止螺母脱落;螺母脱落;活塞和活塞杆活塞和活塞杆活塞和活塞杆的常见连接方式如图所示。活塞和活塞杆的常见连接方式如图所示。半环式连接结构半环式
12、连接结构复杂,但工作可靠。复杂,但工作可靠。活塞活塞通常是用通常是用铸铁铸铁制成的,制成的,活塞杆活塞杆通常用通常用钢料钢料制制成。成。第22页,共70页,编辑于2022年,星期二根据密封位置不同,根据密封位置不同,密封装置有密封装置有密封装置密封装置 液压缸中的密封是指活塞、活塞杆和缸盖等液压缸中的密封是指活塞、活塞杆和缸盖等处的密封。它是用来防止液压缸内部和外部的泄处的密封。它是用来防止液压缸内部和外部的泄漏。漏。液压缸中密封设计的好坏,对液压缸的性能液压缸中密封设计的好坏,对液压缸的性能有着重要影响。有着重要影响。活塞密封活塞密封活塞杆密封活塞杆密封缸盖密封缸盖密封第23页,共70页,编
13、辑于2022年,星期二活塞密封活塞密封 指活塞外表面与缸筒内表面之间的密封,用来防指活塞外表面与缸筒内表面之间的密封,用来防止液压缸中高压容腔的油液向低压容腔中泄漏。止液压缸中高压容腔的油液向低压容腔中泄漏。第24页,共70页,编辑于2022年,星期二活塞密封活塞密封 在活塞上开出的若干道在活塞上开出的若干道深深0.3mm0.3mm至至0.5mm0.5mm的环形槽,的环形槽,可以增大油液从高压腔向低可以增大油液从高压腔向低压腔泄漏的阻力,从而减小压腔泄漏的阻力,从而减小泄漏。泄漏。间隙密封间隙密封 间隙密封是一种最简单的间隙密封是一种最简单的密封形式,常用在活塞直径较密封形式,常用在活塞直径较
14、小、工作压力较低的液压缸中。小、工作压力较低的液压缸中。第25页,共70页,编辑于2022年,星期二活塞密封活塞密封 通过在活塞外表面的环通过在活塞外表面的环形槽中放置切了口的金属环形槽中放置切了口的金属环来实现密封。来实现密封。活塞环密封活塞环密封 金属环依靠弹性变形紧贴金属环依靠弹性变形紧贴在缸筒内表面上,在高温、高在缸筒内表面上,在高温、高压和高速运动场合有很好的密压和高速运动场合有很好的密封性能。封性能。缺点是制造工艺比较复杂。缺点是制造工艺比较复杂。第26页,共70页,编辑于2022年,星期二活塞密封活塞密封橡胶圈密封橡胶圈密封磨损后能自动补偿、并且密封性能磨损后能自动补偿、并且密封
15、性能会随着压力的加大而提高会随着压力的加大而提高,结构简结构简单、应用广泛。单、应用广泛。左图采用了左图采用了Y Y形橡胶圈,使形橡胶圈,使两唇面向油压,以便在压力油两唇面向油压,以便在压力油作用下使两唇张开。作用下使两唇张开。如果压力波动较大、运动速如果压力波动较大、运动速度较高,则须考虑在度较高,则须考虑在Y Y形密封圈形密封圈中添加支撑件。中添加支撑件。第27页,共70页,编辑于2022年,星期二活塞密封活塞密封橡胶圈密封橡胶圈密封磨损后能自动补偿、并且密封性磨损后能自动补偿、并且密封性能会随着压力的加大而提高能会随着压力的加大而提高,结构结构简单、应用广泛。简单、应用广泛。上图中采用的
16、是上图中采用的是O O形橡胶圈形橡胶圈。第28页,共70页,编辑于2022年,星期二活塞杆密封活塞杆密封 指活塞和活塞杆之间的密封。指活塞和活塞杆之间的密封。第29页,共70页,编辑于2022年,星期二活塞杆密封活塞杆密封V V形和形和Y Y形密封圈在安装时都须将两唇形密封圈在安装时都须将两唇面向油压。面向油压。注意注意第30页,共70页,编辑于2022年,星期二缸盖密封缸盖密封 一般采用一般采用O O形圈密封。形圈密封。第31页,共70页,编辑于2022年,星期二缓冲装置缓冲装置 利用活塞或缸筒移动到接近终点时,将活塞利用活塞或缸筒移动到接近终点时,将活塞和缸盖之间的一部分液体封住,迫使液体
17、从小孔和缸盖之间的一部分液体封住,迫使液体从小孔或缝隙中挤出,从而产生很大的阻力,使工作部或缝隙中挤出,从而产生很大的阻力,使工作部件制动,避免活塞和缸盖的相互碰撞。件制动,避免活塞和缸盖的相互碰撞。常用的缓冲装置有:常用的缓冲装置有:节流口可调式缓冲装置节流口可调式缓冲装置节流口变化式缓冲装置节流口变化式缓冲装置第32页,共70页,编辑于2022年,星期二 当活塞上的凸台进入端盖当活塞上的凸台进入端盖凹腔后,圆环形回油腔中的液凹腔后,圆环形回油腔中的液体只能通过针形节流阀流出,体只能通过针形节流阀流出,从而使活塞制动。从而使活塞制动。调节节流阀开口,可改变制动阻力大小。调节节流阀开口,可改变
18、制动阻力大小。节流口可调式缓冲装置节流口可调式缓冲装置 这种缓冲装置起始缓冲效果好,随着活塞向前这种缓冲装置起始缓冲效果好,随着活塞向前移动,缓冲效果逐渐减弱,因此它的制动行程较长。移动,缓冲效果逐渐减弱,因此它的制动行程较长。第33页,共70页,编辑于2022年,星期二 活塞上开有变截面的轴向活塞上开有变截面的轴向三角节流槽。三角节流槽。节流口变化式缓冲装置节流口变化式缓冲装置 活塞移近端盖时,回油腔活塞移近端盖时,回油腔油液只能经过三角槽流出,使油液只能经过三角槽流出,使活塞受到制动作用。活塞受到制动作用。随着活塞的移动,三角槽通流截面逐渐变小,随着活塞的移动,三角槽通流截面逐渐变小,阻力
19、作用增大,因此,缓冲作用均匀,冲击压力较阻力作用增大,因此,缓冲作用均匀,冲击压力较小,制动位置精度高。小,制动位置精度高。第34页,共70页,编辑于2022年,星期二排气装置排气装置 由于液体中混有空气或液压缸停止使用时空气侵由于液体中混有空气或液压缸停止使用时空气侵入,在液压缸的最高部位常会聚积空气。入,在液压缸的最高部位常会聚积空气。若不排除就会使缸的运动不平稳,引起爬行和若不排除就会使缸的运动不平稳,引起爬行和振动,严重时会使液体氧化腐蚀液压元件。振动,严重时会使液体氧化腐蚀液压元件。第35页,共70页,编辑于2022年,星期二排气装置排气装置 排气阀和排气塞都要安装在液压排气阀和排气
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