液压传动上课教案4 液压与气压传动-执行元件

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1、SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动Chapter3执行元件本章主要内容：3.1液压缸3.2气缸3.3液压马达3.4气动马达3.5液压缸的设计计算3.6气缸的工作特性及计算SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动了解液压与气压传动中各种执行元件的结构形式、工作原理；掌握执行元件的设计计算方法和特点。单杆活塞液压缸；密封、缓冲、排气。目的任务:重点难点:SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行

2、元件液压与气压传动Part3.1液压缸液压缸是实现直线往复运动的执行元件。液压与气压传动中的执行元件是将流体的压力能转化为机械能的元件。它驱动机构作直线往复或旋转（或摆动）运动，其输入为压力和流量，输出为力和速度，或转矩和转速。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动Part3.1.1液压缸的类型液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和伸缩缸等。1.活塞式液压缸1）双杆活塞缸图3-1a所示为缸筒固定的双杆活塞缸，活塞两侧的活塞杆直径相等它的进、出油口位于缸筒两端。当工作压力和输入流量相同时，两个方向上输

3、出的推力F和速度v是相等的。其值为：图3-1双杆活塞缸a）缸筒固定SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动式中A—活塞的有效面积；D、d—活塞和活塞杆的直径；q—输入流量；p1、p2—缸的进、出口压力；ηm、ηV—缸的机械效率、容积效率。（3-1）（3-2）1）双杆活塞缸这种安装形式，工作台移动范围约为活塞有效行程的三倍，占地面积大，适用于小型机械。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动图3-1b所示为活塞杆固定的双杆活塞缸。它的进、出油液

4、可经活塞杆内的通道输入液压缸或从液压缸流出。也可以用软管连接，进、出口就位于缸的两端。它的推力和速度与缸筒固定的形式相同。但是其工作台移动范围为缸筒有效行程的两倍，故可用于较大型的机械。图3-1双杆活塞缸b）活塞杆固定1）双杆活塞缸SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动2）单杆活塞缸图3-2所示为单杆活塞缸。由于只在活塞的一端有活塞杆，使两腔的有效工作面积不相等，因此在两腔分别输入相同流量的情况下，活塞的往复运动速度不相等。它的安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，进、出口的布置根据安装方式而定；但工作台移动

5、范围都为活塞有效行程的两倍。2）单杆活塞缸图3-2单杆活塞缸a）向右运动b）向左运动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动2）单杆活塞缸单杆活塞缸的推力和速度计算式如下：（3-3）（3-4）（3-5）（3-6）SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动在液压缸的活塞往复运动速度有一定要求的情况下，活塞杆直径d通常根据液压缸速度比λν=v2/v1的要求以及缸内径D来确定。由式（3-5）和式（3-6）得：2）单杆活塞缸（3-7）（3-8）由此可见

6、，速比λv越大，活塞杆直径d越大。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动图3-3差动液压缸单杆活塞缸的左右腔同时接通压力油，如图3-3所示，称为差动连接，此缸称为差动液压缸。差动液压缸左、右腔压力相等，但左、右腔有效面积不相等，因此，活塞向右运动。差动连接时因回油腔的油液进入左腔，从而提高活塞运动速度，其推力和速度按下式计算：3）差动液压缸（3-9）考虑容积效率ηV（3-10）向液压缸右腔输油，而左腔通油箱活塞便向左运动，推力和速度与式（3-4）式（3-6）相同。如要求v3和活塞向左运动的速度v2相等，即

7、v3=v2，则必须使D=SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第三章执行元件液压与气压传动2.柱塞式液压缸Part3.1.1液压缸的类型图3-4柱塞式液压缸a）单柱塞缸b）双柱塞缸1—缸筒2—柱塞单柱塞缸只能实现一个方向运动，反向要靠外力，如图3-4a所示。用两个柱塞缸组合，如图3-4b所示，也能用压力油实现往复运动。柱塞运动时，由缸盖上的导向套来导向，因此，缸筒内壁不需要精加工。它特别适用于行程较长的场合。（3-11）（3-12）式中d—柱塞直径SchoolofMechanicalEn