液压与气压传动技术（微课版）课件 3.1认识液压传动的执行元件

任务3.1认识液压传动的执行元件任务描述假如你是某企业的设备维修人员，车间现场技术人员计划将车间内的某台数控车床的手动尾座改成液压尾座，在项目2中已经选择了合适的液压泵，现请你帮助他们选择合适的液压缸。一、液压传动执行元件的类型子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号执行机构需要机械能驱动，而泵输出的是压力能，根据液压传动工作原理，泵输出的压力能必须转换成机械能。在液压传动系统中，将液压泵提供的压力能转换成机械能的能量转换装置称为执行元件。执行元件输出机械能，驱动机床等机器的移动部件运动。物体常见的运动形式有直线运动和旋转运动两种。执行元件中输出直线运动（包括摆动）的称为液压缸，如图3-1-1所示；输出旋转运动的执行元件则称为液压马达。项目2中改造的液压尾座套筒的运动形式是直线往复运动，因此选用液压缸即可驱动其运动。缸筒固定方式实现较为简单，是常用的固定方式。因此，在未说明固定方式的情况下，都默认为缸筒固定方式。柱塞式液压缸单活塞杆式液压缸伸缩式液压缸双活塞杆式液压缸筒固定式杆固定式按结构形式分为：活塞式、柱塞式、摆动式、伸缩式等形式，其中活塞式液压缸应用最广。活塞缸按结构形式可分为双杆活塞缸和单杆活塞缸。按其安装方式不同，又分缸固定式和活塞杆固定式两种。二、常用液压缸的类型、符号和运动原理子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号1．常用液压缸的类型按工作方式分为单作用式和双作用式。单作用式液压缸：在液压力作用下，活塞向一个方向运动，反向复位靠液压力以的外力（弹簧力、自重、外力）实现。双作用式液压缸：在液压力作用下，活塞能实现正反两个方向的运动。单作用缸双作用缸双作用缸二、常用液压缸的类型、符号和运动原理子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号1．常用液压缸的类型左腔与右腔工作面积相同。进出油口放置在靠近两端的侧面位置。无杆腔与有杆腔的截面面积不同。注意泵与马达符号的区别。单杆和双杆的工作腔面积不同。二、常用液压缸的类型、符号和运动原理子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号2.常用液压缸的符号d如图无杆腔进油（进油腔），有杆腔回油（回油腔）。进油腔对活塞产生向右的力，回油腔对活塞产生向左的力。如图所示。p1>>p2，又由上图，A1>A2，因此，活塞受到的合力向右,活塞带着活塞杆向右运动。即：缸向右运动。p1p2D讨论：为什么A1>A2？二、常用液压缸的类型、符号和运动原理子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号3．常用液压缸的运动原理（1）活塞式液压缸运动原理缸筒固定，只分析活塞的受力。如图所示，无杆腔有效工作面积为活塞的截面积，有杆腔的有效面积为活塞和活塞杆截面积之差。如图有杆腔进油（进油腔），无杆腔回油（回油腔）。进油腔对活塞产生向左的力，回油腔对活塞产生向右的力。如图所示。虽然A1>A2，但是p1>>p2，因此，活塞受到的合力向左,活塞带着活塞杆向左运动。即：缸向左运动。二、常用液压缸的类型、符号和运动原理子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号3．常用液压缸的运动原理（1）活塞式液压缸运动原理无杆腔进油（进油腔），有杆腔回油（回油腔）。缸向左还是向右运动？如图有杆腔进油（进油腔），无杆腔回油（回油腔）。缸向左还是向右运动？二、常用液压缸的类型、符号和运动原理子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号3．常用液压缸的运动原理（1）活塞式液压缸运动原理活塞式液压缸的缸筒内孔加工精度要求高，当行程较长时，缸筒加工困难，宜采用柱塞式液压缸。柱塞式液压缸的柱塞和缸筒内壁不接触，因此缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低。其运动分析方法同活塞式液压缸。在工作方式上，柱塞式液压缸是单作用缸，如果要获得双向运动，可将两柱塞液压缸成对使用。二、常用液压缸的类型、符号和运动原理子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号3．常用液压缸的运动原理（2）柱塞式液压缸的运动原理柱塞式液压缸的运动原理摆动式液压缸是一种输出转矩和角速度（或转速），并实现往复摆动的液压执行元件。定子块1固定在缸体2上，叶片4与摆动轴3连为一体。当两油口交替通入压力油时，在叶片的带动下，主轴能输出两个方向的小于360°的摆动运动。单叶片摆动式液压缸输出轴的摆动角小于310°，双叶片摆动式液压缸输出轴的摆动角小于150°，但输出转矩是单叶片摆动液压缸的两倍。摆动式液压缸应用于驱动工作机构做往复摆动或间歇运动等场合，由于其密封性较差，一般只用于送料、夹紧、工业机器人手臂和手腕的回转机构、工作台回转等辅助装置。二、常用液压缸的类型、符号和运动原理子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号3．常用液压缸的运动原理（3）摆动式液压缸的运动原理摆动式液压缸1—定子块；2—缸体；3—摆动轴；4—叶片安装方式进油方式三、确定常用液压缸运动方向的方法子任务3.1.1认识常用液压缸的原理和符号一、单杆活塞式液压缸输出的动力和速度分析子任务3.1.2分析活塞式液压缸运动特性单杆活塞式液压缸（缸筒固定）的进油方式有三种缸筒固定时单杆活塞式液压缸的三种进油方式（1）无杆腔进油、有杆腔回油一、单杆活塞式液压缸输出的动力和速度分析子任务3.1.2分析活塞式液压缸运动特性（2）有杆腔进油、无杆腔回油F1>F2；V1<V2一、单杆活塞式液压缸输出的动力和速度分析子任务3.1.2分析活塞式液压缸运动特性单活塞杆式缸承受载荷应该是杆伸出时还是缩回时？F1>F2；V1<V2即：活塞杆伸出时，推力较大，速度较小；活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。因而它适用于伸出时承受工作载荷，缩回时为空载或轻载的场合。用于如牛头刨床等具有急回特性的往复直线运动设备。一、单杆活塞式液压缸输出的动力和速度分析子任务3.1.2分析活塞式液压缸运动特性单杆活塞缸的两腔同时都接通高压油。差动连接的单杆活塞缸称为差动液压缸。两腔压力相等，A1>A2，活塞受到的合力向右，活塞向右运动。即缸向右运动。（3）差动连接由上可知，差动连接时实际的有效作用面积是活塞杆的横截面积。F1>F2>F3V1<V2<V3差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办法。一、单杆活塞式液压缸输出的动力和速度分析子任务3.1.2分析活塞式液压缸运动特性差动液压缸与非差动缸的速度比较

在输入油液压力和流量相同的条件下，活塞杆伸出速度较大而推力较小。实际应用中，液压系统常通过控制阀来改变单杆缸的油路连接，使其有不同的工作方式，从而获得快进（差动连接）—工进（无杆腔进油）—快退（有杆腔进油）的工作循环。

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