任务十二装配装置(2)

1、技能目标技能目标 1.1.理解掌握液压缸的类型和工作原理理解掌握液压缸的类型和工作原理 2. 2.掌握单向节流阀的工作原理掌握单向节流阀的工作原理 3. 3.分析回路的工作原理分析回路的工作原理 4. 4.完成回路的实际组装完成回路的实际组装 装配装置装配装置装配装置用于将塑料配件安装在铁制工件中，然后用螺丝固定以保证连接的安全性。这个装配过程采用液压系统来实现。装配工件采用液压缸来完成，螺丝固定用马达完成。工件装配完成后由压力开关控制马达启动。整个过程为：启动装配螺丝固定装配完成，缸缩回，同时马达停止。要求当关闭液压泵，液压缸不能滑落。必须保证在任何情况下，马达都不会顺时针转动。液压缸进行压

2、力装配的速度必须是可调的。指示灯要显示RETURN按钮的状态。执行元件执行元件 液压执行元件包括液压缸和液压马达两种，其液压执行元件包括液压缸和液压马达两种，其中液压缸做直线运动，液压马达做旋转运动。中液压缸做直线运动，液压马达做旋转运动。1.1.液压缸液压缸 液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因

3、此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。种机械的液压系统中得到广泛应用。柱塞式液压缸柱塞式液压缸 单作用单作用 单杆液压缸单杆液压缸 双作用双作用 双杆液压缸双杆液压缸 双作用双作用 按供油方向分：单作用缸和双作用缸按供油方向分：单作用缸和双作用缸 按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒 缸、摆动液压缸。缸、摆动液压缸。 按活塞杆形式分：单活塞杆缸、双活塞杆缸。按活塞杆形式分：单活塞杆缸、双活塞杆缸。单作用缸和双作用缸单作用缸和双作用缸 双出杆液压缸双出杆液压缸活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。a）双杆活塞

4、液压缸）双杆活塞液压缸双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如图3.1所示。 Fv(a)缸筒固定式缸筒固定式 Fv(b)活塞杆固定活塞杆固定式式 图3.1因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等两活塞杆直径相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。则缸的运动速度v和推力F分别为：式中:、1p2p分别为缸的进、回油压力；D、d 分别为活塞直径和活塞杆直径；q 输入流量；A 活塞有效工作面积。双杆液压缸常用于要求往返运动速度和推力相同的双杆液压缸常用于要求往返运动速度和推力相同的场合。场合。FvAq2p1pd DV=q/AF=(P1-P2)*

5、Ab)单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力，其简图及油路连接方式如图3.2所示。图3.21A1F1vq2p1p2ADd (a)无杆腔进油无杆腔进油 1A2F2vq2p1p2ADd (b)有杆腔进油有杆腔进油 无杆腔进油 (a)无杆腔进油无杆腔进油1A1F1vq2p1p2ADd 油从无杆腔进入时，供给液压缸的流量油从无杆腔进入时，供给液压缸的流量q q一定时，一定时，进出油口压力分别为进出油口压力分别为p1p1和和 p2p2，活塞的运动速度为：，活塞的运动速度为：V V1 1=q/A=q/A1 1=4q/D=4q/D2 2 液压

6、缸的产生的作用力：液压缸的产生的作用力： F F1 1= =p1 1.A1 1-p p2 2. .A A2 2=/4D=/4D2 2（p p1 1-p-p2 2）+d+d2 2p p2 2 有杆腔进油 (b)有杆腔进油有杆腔进油 1A2F2vq2p1p2ADd 参照下图，油从有杆腔进入时，进出油口压力参照下图，油从有杆腔进入时，进出油口压力分别为分别为p1p1和和p2p2，供给液压缸的流量，供给液压缸的流量q q一定时，一定时，活塞的运动速度为活塞的运动速度为V2= q/A2=4q/(D2-d2)液压缸的产生的作用力：液压缸的产生的作用力：F2=p1.A2-p2.A1=/4D2（p1-p2）-

7、d2p1 图3. 3 差动连接缸Q vA1 vA2 v D d A1A2 差动连接当其当其差动连接差动连接时，作用力为：时，作用力为： F F3 3=p(A=p(A1 1-A-A2 2)=p)=p. .(d(d2 2/4) /4) 速度速度:v:v3 3=(q+q=(q+q2 2)/A)/A1 1=(q+v=(q+v3 3. .A A2 2)/A)/A1 1 所以所以 v v3 3=q/(A=q/(A1 1-A-A2 2)=4q/d)=4q/d2 2两腔的压力相等，活塞两侧有效面积不等，活塞向右运动。将往未差动连接的无杆腔输油的工况和差动连接缸相比 较，从公式可以看到，后者的速度较快，但输出力

8、较小。Q vA1 vA2 v D d A1A2差动连接p 从公式中比较我们可以看到：无杆腔进油时推力大，速从公式中比较我们可以看到：无杆腔进油时推力大，速度小；差动连接时推力小，速度大；度小；差动连接时推力小，速度大；有杆腔进油时候的的速有杆腔进油时候的的速度比无杆腔进油的速度大，度比无杆腔进油的速度大，即杆缩回时比杆伸出时的速度大。即杆缩回时比杆伸出时的速度大。油从无杆腔进入时，油从无杆腔进入时，V V1 1=q/A=q/A1 1=4q/D=4q/D2 2 F F1 1=p=p1 1.A.A1 1-p-p2 2. .A A2 2=/4D=/4D2 2（p p1 1-p-p2 2）+d+d2

9、2p p2 2 油从有杆腔进入时，油从有杆腔进入时，V V2 2= q/A= q/A2 2=4q/(D=4q/(D2 2-d-d2 2) )F F2 2=p=p1 1.A.A2 2-p-p2 2.A.A1 1=/4D=/4D2 2（p p1 1-p-p2 2）-d-d2 2p p1 1 差动连接时，差动连接时， v v3 3=q/(A=q/(A1 1-A-A2 2)=4q/d)=4q/d2 2F F3 3=p(A=p(A1 1-A-A2 2)=p)=p. .(d(d2 2/4)/4)柱塞pq 缸筒A（a）图3.3 柱塞式液压缸当活塞式液压缸行程较长时，加工难度大，使得制造成本增加。 某些场合所

10、用的液压缸并不要求双向控制，柱塞式液压缸正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。动画演示图3.3 柱塞式液压缸 Q Q v dd p1 p2 柱塞式液压缸是单作用的，它的回程需要借助自重或弹簧等其它外力来完成。如果要获得双向运动，可将两柱塞液压缸成对使用为减轻柱塞的重量，有时制成空心柱塞。其输入为低压，输出则为高压。A1 A2 p1 p2 2112/ AApp增压缸原理图 缸体 伸出伸出 缩回缩回 套筒活塞活塞伸缩式单作用缸伸缩式单作用缸动画演示伸缩式双作用缸伸缩式双作用缸伸出伸出BA二级活塞缸体两端有进、出油口A和B。当A口进油，B口回油时，先推动一级活塞向左运动。一级活塞左行至终点时

11、，二级活塞在压力油的作用下继续向左运动。 伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小，适用于翻斗汽车，起重机的伸缩臂等。动画演示单杆双作用双杆双作用单杆单作用双作用 Double Acting单作用Single Acting 单缓冲可调单缓冲可调双缓冲双缓冲Double Cushion常用液压缸图形符号常用液压缸图形符号双向摆动缸 2.液压马达液压马达 液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，液压马达输出的旋转运动。液压马达的结构和液压泵相似，工作原理相反。从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。a）单向定量马达 b）单向变量泵 c）双向定量马达 d）

12、双向变量马达 装配装置用于将塑料配件安装在铁制工件中，然后用螺丝固定以保证连接的安全性。这个装配过程采用液压系统来实现。装配工件采用液压缸来完成，螺丝固定用马达完成。工件装配完成后由压力开关控制马达启动。整个过程为：启动装配螺丝固定装配完成，缸缩回，同时马达停止。要求当关闭液压泵，液压缸不能滑落。必须保证在任何情况下，马达都不会顺时针转动。液压缸进行压力装配的速度必须是可调的。指示灯要显示RETURN按钮的状态。根据课题描述，该液压系统需要两个执行元件，根据课题描述，该液压系统需要两个执行元件，一个是液压缸，将塑料件压入铁质工件中，另一个是一个是液压缸，将塑料件压入铁质工件中，另一个是液压马达

13、，将螺丝拧入工件中。液压回路和电气回路液压马达，将螺丝拧入工件中。液压回路和电气回路如下图：如下图：任务实施任务实施请写出下列元件的名称请写出下列元件的名称一、分析系统的工作原理一、分析系统的工作原理序号序号名称名称0Z10V0Z21V11V21V31B1A2V12M2 2. .分析系统的工作原理分析系统的工作原理按下启动按钮按下启动按钮S1S1，电磁铁，电磁铁1Y1_1Y1_、1Y2_1Y2_、2Y_2Y_，此时液压缸活塞杆此时液压缸活塞杆_，液压马达，液压马达_；液压缸；液压缸1A_1A_时，时，压力开关压力开关_，电磁铁，电磁铁1Y1_1Y1_、1Y2_1Y2_、2Y_2Y_，马达马达_

14、。按下停止按钮。按下停止按钮S2S2， _二二. .用仿真软件模拟该回路。用仿真软件模拟该回路。三三. .在实验台上连接该回路在实验台上连接该回路。4.实验思考实验思考1）请问回路中液控单向阀起什么作用？）请问回路中液控单向阀起什么作用？2）回路中单向节流阀的作用是什么？）回路中单向节流阀的作用是什么？3）压力继电器在这个回路中有什么作用？）压力继电器在这个回路中有什么作用？4）在有马达的支路上为什么要连接单向阀？）在有马达的支路上为什么要连接单向阀？课后作业课后作业一、填空题一、填空题1.1.液压执行元件有液压执行元件有 和和 两种类型，这两者两种类型，这两者不同点在于：不同点在于： 将液压

15、能变成直线运动或摆动的机将液压能变成直线运动或摆动的机械能，械能， 将液压能变成连续回转的机械能。将液压能变成连续回转的机械能。2.2.液压缸按其作用方式不同可分为液压缸按其作用方式不同可分为 式和式和 式式两种。两种。二、单项选择题二、单项选择题1.1.液压缸差动连接工作时液压缸差动连接工作时, ,缸的缸的( ),( ),缸的缸的( )( )A.A.运动速度增加了运动速度增加了B.B.输出力增加了输出力增加了C.C.运动速度减少了运动速度减少了D.D.输出输出力减少了力减少了2.2.在某一液压设备中需要一个完成很长工作行程的在某一液压设备中需要一个完成很长工作行程的液压缸，宜采用（液压缸，宜

16、采用（ ）A.A.单活塞液压缸单活塞液压缸 B. B.双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸C.C.柱塞液压缸柱塞液压缸 D. D.伸缩式液压缸伸缩式液压缸3.3.要求机床工作台往复运动速度相同时，应采用（要求机床工作台往复运动速度相同时，应采用（ ）液压缸。液压缸。A A、双出杆、双出杆 B B、差动、差动 C C、柱塞、柱塞 D D、单叶片摆动、单叶片摆动4. 4. 一般单杆油缸在快速缩回时，往往采用（一般单杆油缸在快速缩回时，往往采用（ ）。）。A A、有杆腔回油无杆腔进油；、有杆腔回油无杆腔进油； B B、差动连接；、差动连接； C C、有杆腔进油无杆腔回油。、有杆腔进油无杆腔回油。三、判断题三

17、、判断题（ ）1.1.液压缸负载的大小决定进入液压缸油液压力的大小。液压缸负载的大小决定进入液压缸油液压力的大小。（ ）2.2.改变活塞的运动速度，可采用改变油压的方法来实现改变活塞的运动速度，可采用改变油压的方法来实现（ ）3.3.工作机构的运动速度决定于一定时间内，进入液压缸工作机构的运动速度决定于一定时间内，进入液压缸油液容积的多少和液压缸推力的大小。油液容积的多少和液压缸推力的大小。（ ）4.4.一般情况下，进入油缸的油压力要低于油泵的输出压一般情况下，进入油缸的油压力要低于油泵的输出压力。力。（ ）5.5.如果不考虑液压缸的泄漏，液压缸的运动速度只决定如果不考虑液压缸的泄漏，液压缸的运动速度只决定于进入液压缸的流量。于