气压与液压传动控制技术第七章 液压执行元件回路

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1、第七章液压执行元件回路第一节概述第二节液压缸第三节液压马达第一节概述在液压传动系统中，液压执行元件是把通过回路输入的液压能转变为机械能输出的装置。液压执行元件有液压缸和液压马达两种类型，二者的区别在于：液压缸将液压能转换成往复运动的机械能；而液压马达则将液压能转换成连续回转的机械能。返回第二节液压缸液压缸按其结构形式可以分成活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。活塞缸和柱塞缸实现往复直线运动，输出推力或拉力和直线运动速度；摆动缸则能实现小于360°的往复摆动，输出角速度（转速）和转矩。液压缸和其他机构相配合，可完成各种运动。一、活塞式液压缸下一页返回第二

2、节液压缸1.双杆活塞式液压缸活塞上所固定的活塞杆从液压缸两侧伸出的液压缸，称为双杆活塞液压缸，也称双出杆液压缸。图7-1所示为双杆活塞式液压缸，它是双作用液压缸，和双作用气缸一样，其活塞两侧都可以被加压，因此它们都可以在两个方向上作功。下一页上一页返回第二节液压缸双杆活塞缸的两个活塞杆直径通常是相等的，当左右压力相等时活塞缸左右两个方向的推力也相等。如进油腔和回油腔的压力分别是p1和p2，则推力F为：式中：A—活塞的有效工作面积（m²）；D—活塞的直径（m）；d—活塞杆的直径（m）。如进入缸内的流量为q，则工作台的运动速度为：下一页上一页返回第

3、二节液压缸2.单杆活塞式液压缸活塞杆仅从液压缸的某一侧伸出的液压缸，称为单杆活塞液压缸，也称单出杆液压缸。（1）双作用液压缸如图7-2所示的单杆活塞式液压缸的活塞只有一端带活塞杆，其伸出和缩回均由液压力推动实现，是双作用液压缸。由于活塞两端有效面积不等，如果以相同流量的压力油分别进入液压缸的左、右腔，则活塞移动的速度和在活塞上产生的推力是不相等的。下一页上一页返回第二节液压缸当输入液压缸无杆腔的油液流量为q，液压缸进出油口压力分别为p1和p2，活塞上所产生的推力F1和速度v1（方向均向右）为：下一页上一页返回第二节液压缸当油液从有杆腔输入时，其

4、活塞上所产生的推力F2和速度v2（方向均向左）为：式中：A1、A2—无杆腔和有杆腔活塞的有效工作面积（m²）；D—活塞的直径（m）；d—活塞杆的直径（m）。下一页上一页返回第二节液压缸活塞伸出速度v1<缩回速度v2；常用于实现机床的和快速退回。活塞伸出时的推力F1>缩回时的推力F2，即无杆腔进油产生的推力大于有杆腔进油所产生的推力。所以当无杆腔进油时，常用于驱动机床工作部件做慢速工作进给运动，用于克服较大外负载的作用；当有杆腔进油时，常用于驱动机床工作部件做快速退回运动，这时一般只要克服摩擦力的作用。下一页上一页返回第二节液压缸如果向单杆活塞缸

5、的左右两腔同时通压力油，如图7-4所示，这种联接方式称为差动连接，作差动联接的单杆液压缸称为差动液压缸。这时活塞杆的推力、速度（方向均向右）分别为：下一页上一页返回第二节液压缸F3v1，即差动液压缸可以产生较小的推力，但可以使用小流量泵得到较快的运动速度，所以在机床上应用较多，如在组合机床上用于要求推力不大、快进快退的工作循环中。如果要求快进快退的速度相同，即v3=v2，活塞杆的面积应等于活塞面积的一半，即下一页上一页返回第二节液压缸（2）单作用液压缸图7-5所示为单作用活塞式液压缸。单作用液压缸和单作用气缸类似都只能对进油腔一侧

6、的活塞加压，因此只能单方向作功。反向回程要靠重力、弹簧力或重力负载实现，因此这些力必须能克服液压缸、管道及阀内的磨擦力，并且将液压油排到排油回路中去。单作用液压缸可应用在只要求液压力在单个方向上作功的场合。下一页上一页返回第二节液压缸柱塞缸也是一种单作用液压缸。图7-6所示为一种单杆柱塞缸，压力油进入缸筒时，柱塞带动运动部件向外伸出，但反向退回时必须依靠其它外力或自重才能实现，或将两个柱塞缸成对反向使用。柱塞缸的柱塞端面是承受油压的工作面，动力是通过柱塞本身传递的。由于柱塞运动时由缸盖上的导向套来导向，缸筒内壁和柱塞有一定的间隙而不用直接接触。

7、因此缸筒内壁不用加工或只做粗加工，从而给制造带来了方便，也特别适用于行程较长的场合，此时必须保证导向套和密封装置部分内壁的精度。下一页上一页返回第二节液压缸二、其它类型液压缸1.增压缸增压液压缸又称增压器。在液压系统中，整个系统需要低压，而局部需要高压，为节省一个高压泵，常用增压缸与低压大流量泵配合作用，使输出油压变为高压。这样只有局部是高压，而整个液压系统调整压力较低，因此减少了功率损耗。如图7-7所示的增压缸，当左腔输入压力为P1，推动面积为A1的大活塞向右移动时，从面积为A2的小活塞右侧输出压力为P2，P2=P1A1/A2，由此输出压力得

8、到了提高。下一页上一页返回第二节液压缸2.伸缩缸伸缩缸又名多套缸，它是由两个或多个活塞缸套装而成的。这种液压缸在各级活塞依次伸出时可获得很长行程，而当