第三章 执行元件

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1、液压与气动技术（HydraulicandPneumaticTechnology）陈建松机械工程学院工业发展与培训中心101010345@seu.edu.cn直线往复运动执行元件－液压缸(气缸）旋转运动执行元件－液压马达（气动马达）设计计算密封件第三章执行元件2021/10/26东南大学机械工程学院22012/2/18东南大学机械工程学院3执行元件的功能及种类执行元件的功能是：将流体的压力能转变成机械能的元件，用来驱动机械设备或机构，以实现直线、旋转或摆动等运动。执行元件的输入功率：一定压力及流量的

2、有压流体输出功率：直线运动的力和速度旋转运动的转矩和转速2012/2/18东南大学机械工程学院4执行元件的功能及种类液压执行元件直线往复运动执行元件（液压缸）旋转或摆动执行元件（液压马达）活塞式柱塞式伸缩式齿轮式柱塞式叶片式摆动式其它式以液压执行元件为例，执行元件的主要种类有：2012/2/18东南大学机械工程学院5液压缸的工作原理及设计计算液压缸是用液压油的压力实现机构的直线往复运动按照结构形式，液压缸类型有：活塞缸柱塞缸伸缩缸摆动缸…活塞缸和柱塞缸实现往复运动，输出推力及速度；摆动缸实现小于3

3、60°往复摆动，输出转矩和角速度；伸缩缸由两个或多个活塞式液压缸套装组成，可以获得长的工作行程。2012/2/18东南大学机械工程学院6液压缸的工作原理及设计计算单作用液压缸：双作用液压缸：2012/2/18东南大学机械工程学院7液压缸的工作原理及设计计算柱塞式液压缸单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸伸缩式液压缸单作用液压缸2012/2/18东南大学机械工程学院8液压缸的工作原理及设计计算单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸伸缩式液压缸双作用液压缸2021/10/269液压缸的工作原理及设计计算增压缸弹

4、簧复位式液压缸串联式液压缸伸缩式液压缸东南大学机械工程学院2012/2/18东南大学机械工程学院10活塞式液压缸分类：按伸出活塞杆不同双杆单杆无杆按固定方式不同缸体固定活塞杆固定液压缸的工作原理及设计计算2012/2/18东南大学机械工程学院11（1）双杆活塞缸特点：1）两腔面积相等；2）压力相同时，推力相等，流量相同时，速度相等。即具有等推力等速度特性！适用于要求往复运动速度和输出力相同的工况液压缸的工作原理及设计计算2012/2/18东南大学机械工程学院12（1）双杆活塞缸缸筒固定的双杆活塞缸

5、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，两个方向上输出的推力F和速度ν是相等的。液压缸的工作原理及设计计算2012/2/18东南大学机械工程学院13F1=F2=(p1-p2)Aηm=(p1-p2)(π/4)(D2-d2)ηmν1=ν2=ην=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、ην——缸的机械效率、容积效率。推力、速度计算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

6、大，适用于小型机械。液压缸的工作原理及设计计算2012/2/18东南大学机械工程学院14活塞杆固定的双杆活塞缸其进、出油液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。液压缸的工作原理及设计计算2012/2/18东南大学机械工程学院15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流量相同的情况下，活塞的往复运动速度不相等

7、。单杆活塞缸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；但工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍。特点：1）两腔面积不等，A1>A22）压力相同时，推力不等流量相同时，速度不等即不具有等推力等速度特性！液压缸的工作原理及设计计算2012/2/18东南大学机械工程学院16单杆活塞缸的推力：F1=(p1A1-p2A2)ηm=[p1·D2-p2·(D2-d2)]ηmF2=(p1A2-p2A1)ηm=[p1·(D2-d2)-p2·D2]ηm单杆活塞缸的速度：(3)（1）（2）推力、速

8、度计算(4)液压缸的工作原理及设计计算2012/2/18东南大学机械工程学院17单活塞杆液压缸比较∵A1>A2∴v1F2故活塞杆伸出时，推力较大，速度较小活塞杆缩回时，推力较小，速度较大因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速活塞杆缩回时，适用于轻载快速液压缸的工作原理及设计计算2012/2/18东南大学机械工程学院18单活塞杆液压缸简单连接结论活塞杆直径越小，两个方向速度差值越小；固定方式和工作过程皆与双杆活塞液压缸相同；运动行程皆为两倍的活塞或缸体的有效行程。液压缸的工作