液壓傳動(dòng)第6講執(zhí)行元件2

液壓傳動(dòng)黃朗寧模塊三液壓執(zhí)行元件課題二壓力機(jī)執(zhí)行元件的選擇知識(shí)點(diǎn)

1、液壓缸的分類(lèi)與作原理

2、單出桿活塞液壓缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作特點(diǎn)技能點(diǎn)液壓缸的選用、維護(hù)及故障診斷一、任務(wù)的引入圖示為液壓壓力機(jī)、挖掘機(jī)及塑料注射成型機(jī)的外形圖，壓力機(jī)主軸工作時(shí)產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)，那么在壓力機(jī)中是由什么元件帶動(dòng)主軸來(lái)完成這一運(yùn)動(dòng)的呢？該如何來(lái)選擇這些元件呢？三梁四柱式壓力機(jī)塑料注射成型機(jī)二、任務(wù)分析分析上述任務(wù)可知，主軸要完成的工作所需的上下運(yùn)動(dòng)必須依靠液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中相關(guān)的元件來(lái)帶動(dòng)，這個(gè)元件就是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中執(zhí)行元件一般有液壓馬達(dá)和液壓缸兩種。液壓缸的作用是將壓力能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)主軸產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)。下面我們一起來(lái)認(rèn)識(shí)幾種典型的液壓缸。三、相關(guān)知識(shí)（一）概述1、液壓缸和擺動(dòng)液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。其職能是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。2、液壓缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是直線速度和力。3、擺動(dòng)液壓馬達(dá)的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是角速度和轉(zhuǎn)矩。4、液壓缸、擺動(dòng)液壓馬達(dá)和液壓馬達(dá)都是液壓執(zhí)行元件，且輸入量都是流量和壓力；不同的是：前兩者具有作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的共性，液壓馬達(dá)則是作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（二）液壓缸的分類(lèi)活塞缸單桿雙桿柱塞缸伸縮缸分類(lèi)單作用雙作用按作用方式按結(jié)構(gòu)（三）常用液壓缸1、活塞式液壓缸1）單桿活塞缸定義：?jiǎn)位钊麠U液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進(jìn)出口油口和都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，故稱(chēng)為雙作用缸。③工作原理：

i）結(jié)構(gòu)。缸體和底蓋焊接成一體?；钊恐苇h(huán)導(dǎo)向用Y型密封圈密封，活塞與活塞桿用螺紋連接?；钊麠U靠導(dǎo)向套導(dǎo)向，用V型密封圈密封。端蓋和缸體用螺紋連接，螺母用來(lái)調(diào)整V型密封圈的松緊。缸底端蓋和活塞桿頭部都有耳環(huán)，便于鉸接。因此這種液壓缸在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軸線可隨工作需要自由擺動(dòng)。ii）工作原理：當(dāng)液壓缸右腔進(jìn)油、左腔回油時(shí)，活塞左移；反之，活塞右移。且因兩側(cè)有效作用面積及油壓力不等，活塞在液壓力的作用下，可獲得三種直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度。無(wú)桿腔進(jìn)油腔回油腔有桿腔進(jìn)油腔④職能符號(hào)與安裝方式：i）職能符號(hào)：雙向液壓驅(qū)動(dòng)單向液壓驅(qū)動(dòng)，回程靠外力。l——活塞有效工作行程。ii）安裝方式：缸固定（缸筒固定，活塞運(yùn)動(dòng)）

L=2l桿固定（活塞固定，缸筒運(yùn)動(dòng)）

L=2

l進(jìn)油腔位置與活塞運(yùn)動(dòng)方向相反⑤簡(jiǎn)單連接i）推力式中：

p1——進(jìn)油壓力

p2——回油壓力ii）速度特點(diǎn)：同樣q

，v1<v2；

p

一樣，F(xiàn)1>F2。例：液壓刨床結(jié)論：即左右缸在輸入同一流量和壓力時(shí)可以獲得不同的往返運(yùn)動(dòng)速度及推力。⑥差動(dòng)連接推力：速度：特點(diǎn)：v3>v1；F3<F1。結(jié)論：差動(dòng)連接后，速度大，推力小。代入上式：q1q2pq活塞只有一個(gè)，設(shè)此時(shí)的速度為v3差動(dòng)連接的特點(diǎn)：在不增加流量的前提下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)

如令：則有：結(jié)論：當(dāng)時(shí)，快進(jìn)、快退速度相等?；蛉敉鶈位钊麠U缸的無(wú)桿腔中輸入壓力油，同時(shí)將有桿腔排出的油接回到無(wú)桿腔，這種方式叫缸油路的差動(dòng)連接，或稱(chēng)差動(dòng)連接缸。因此，通常把壓力進(jìn)入無(wú)桿腔的情況作為工作行程，把壓力進(jìn)入有桿腔的情況作為空回行程。⑦單桿活塞液壓缸應(yīng)用單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循環(huán)：（差動(dòng)連接）（無(wú)桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油）快進(jìn)→工進(jìn)→快退

v3、F3v1、F1v2、F2①結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩側(cè)有效工作面積一樣。2）雙桿活塞缸②工作特點(diǎn)：兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)速度和輸出力均相等。i）兩腔面積相等；ii）壓力相同時(shí)，推力相等，

流量相同時(shí)，速度相等。即具有等推力等速度特性④職能符號(hào)與安裝方式i）職能符號(hào)：l——活塞有效工作行程。ii）安裝方式缸固定L=3l桿固定

L=2l③工作原理

i）結(jié)構(gòu)：雙作用雙活塞桿式液壓缸主要由缸體、活塞、和兩個(gè)活塞桿等零件組成，活塞和活塞桿用開(kāi)口銷(xiāo)連接?；钊麠U分別由導(dǎo)向套和導(dǎo)向，并用V型密封圈密封，螺釘用于V型密封圈的松緊。兩個(gè)端蓋上開(kāi)有進(jìn)出油口。ii）工作原理：當(dāng)液壓缸右腔進(jìn)油、左腔回油時(shí)，活塞左移；反之，活塞右移。L=3lL缸固定桿固定缸移動(dòng)軟管空心桿L=2lL2、柱塞缸：體內(nèi)做相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件是柱塞的液壓缸在缸1）結(jié)構(gòu)：缸體、柱塞、導(dǎo)向套、鋼絲卡圈等2）特點(diǎn)：①它是一種單作用式液壓缸，靠液壓力只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；②柱塞只靠缸套支承而不與缸套接觸，這樣缸套極易加工，故適于做長(zhǎng)行程液壓缸；③工作時(shí)柱塞總受壓，因而它必須有足夠的剛度；④柱塞重量往往較大，水平放置時(shí)容易因自重而下垂，造成密封件和導(dǎo)向單邊磨損，故其垂直使用更有利。3）職能符號(hào)：4）工作原理①單柱塞缸：?jiǎn)蜗蛞簤候?qū)動(dòng)，回程靠外力。②雙柱塞缸：雙向液壓驅(qū)動(dòng)四、任務(wù)的實(shí)施（一）常用液壓缸的選用

1、單出桿液壓缸的選用：在實(shí)際的選用中，應(yīng)根據(jù)不同的工作要求來(lái)合理選擇這兩種液壓缸。（1）雙作用單出桿液壓缸帶動(dòng)工作部件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度不相等，常用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床設(shè)備中的快速退回和慢速工作進(jìn)給。（2）雙作用單出桿液壓缸由于兩端有效作用面積不同，無(wú)桿腔進(jìn)油產(chǎn)生的推力大于有桿腔進(jìn)油的推力，當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)能克服較大的外載荷，因此也常用在需要液壓缸產(chǎn)生較大推力的場(chǎng)合。

如該課題任務(wù)的引入中的壓力機(jī)工作時(shí)，向下工進(jìn)時(shí)需要慢速運(yùn)動(dòng)并要克服較大的工作阻力，向上退回時(shí)需要快速返回，這時(shí)候選擇雙作用單出桿液壓缸就非常合適。2、雙出桿液壓缸的選用：因雙出桿液壓缸帶動(dòng)工作部件的往返速度一致，常應(yīng)用于需要工作部件做等速往返地線運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。（如外圓磨床的工作臺(tái)）

3、差動(dòng)液壓缸：因?yàn)橹恍枰^小的牽引力就能獲得相等的往返速度，更重要的是可以使用小流量液壓泵得到較快的運(yùn)動(dòng)速度，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)床。（二）液壓缸的安裝、調(diào)整與維護(hù)

1、安裝方法（1）液壓缸只能一端固定，另一端自由，使熱脹冷縮不受限制（2）底腳形和法蘭形液壓缸的安裝螺栓不能直接承受推力載荷。（3）耳環(huán)形液壓缸活塞桿頂端連接頭的軸線方向必須與耳軸的軸線方向一致。2、液壓缸的調(diào)整（1）排氣裝置的調(diào)整（2）緩沖裝置的調(diào)整

3、液壓缸的維護(hù)（1）在拆卸液壓缸前，先松開(kāi)溢流閥，將系統(tǒng)壓力降為零，再切斷電源。（2）放掉液壓缸兩腔油液，一般應(yīng)先松開(kāi)端蓋的連接螺栓，然后按順序拆卸。（3）拆卸時(shí)，不能損傷進(jìn)、出油口螺紋，活塞桿表面和頭部螺紋。（4）拆卸后，應(yīng)檢查各配合表面及密封（5）組裝液壓缸前，將各部分用汽油或煤油洗凈晾干。（6）組裝液壓缸時(shí)特別注意密封元件的安裝（7）耐壓試驗(yàn)后應(yīng)再次緊固有關(guān)螺栓。4、液壓缸常見(jiàn)故障和排除方法故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因排除方法爬行1．外界空氣進(jìn)入缸內(nèi)2．密封壓得太緊3．活塞與活塞桿不同軸4．活塞桿彎曲變形5．缸筒內(nèi)壁拉毛，局部磨損嚴(yán)重或腐蝕6．安裝位置有誤差7．雙活塞桿兩端螺母擰得太緊8．導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良1．開(kāi)動(dòng)系統(tǒng)，打開(kāi)排氣塞（閥）強(qiáng)迫排氣2．調(diào)整密封，保證活塞桿能用手拉動(dòng)而試車(chē)時(shí)無(wú)泄漏即可3．校正或更換，使同軸度小于ф0.04mm4．校正活塞桿，保證直線度小于0.1/10005．適當(dāng)修理，嚴(yán)重者重磨缸孔，按要求重配活塞6．校正7．調(diào)整8．適當(dāng)增加導(dǎo)軌潤(rùn)滑油量推力不足，速度不夠或逐漸下降1．缸與活塞配合間隙過(guò)大或Ｏ形密封圈破壞2．工作時(shí)經(jīng)常用某一段，造成局部幾何形狀誤差增大，產(chǎn)生泄漏3．缸端活塞桿密封壓得過(guò)緊，摩擦力太大4．活塞桿彎曲，使運(yùn)動(dòng)阻力增加1．更換活塞或密封圈，調(diào)整到合適間隙2．鏜磨修復(fù)缸孔內(nèi)徑，重配活塞3．放松、調(diào)整密封4．校正活塞桿沖擊1．活塞與缸筒間用間隙密封時(shí)，間隙過(guò)大，節(jié)流閥失去作用2．端部緩沖裝置中的單向閥失靈，不起作用1．更換活塞，使間隙達(dá)到規(guī)定要求，檢查緩沖節(jié)流閥2．修正、配研單向閥與閥座或更換外泄漏1．密封圈損壞或裝配不良使活塞桿處密封不嚴(yán)2．活塞桿表面損傷3．管接頭密封不嚴(yán)4．缸蓋處密封不良1．檢查并更換或重裝密封圈2．檢查并修復(fù)活塞桿3．檢查并修整4．檢修密封圈及接觸面【知識(shí)鏈接】其他形式的液壓缸1、伸縮液壓缸1．一級(jí)缸筒2．一級(jí)活塞3．二級(jí)缸筒4．二級(jí)活塞單作用伸縮缸雙作用伸縮缸2、組合式液壓缸

組合式液壓缸最少由兩個(gè)缸組成。它們都是根據(jù)特殊的工況要求而設(shè)計(jì)的，都具有特殊的功能。下面介紹幾種組合式液壓缸。1）串聯(lián)缸如圖所示，此缸的輸出力是單缸的兩倍。串聯(lián)液壓缸2）增壓缸其工作原理如圖。其輸入為低壓，輸出則為高壓。它利用兩個(gè)活塞缸有效面積的不同使液壓系統(tǒng)中的局部區(qū)域獲得高壓。增壓缸A1A2p1p2在液壓系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)需要低壓，而局部需要高壓，為節(jié)省一個(gè)高壓泵，則可使用增壓缸。將低壓泵輸出油壓變?yōu)楦邏?，這樣只有局部是高壓，而整個(gè)液壓系統(tǒng)調(diào)整壓力較低，因此減少了功率損耗。3）增速缸如圖所示。由控制a，b油口的進(jìn)油工況，來(lái)控制活塞的運(yùn)動(dòng)速度。a123增速缸原理圖1—柱塞；2—活塞；3—缸筒ba在流量一定的情況下，利用液壓缸有效工作面積的不同，實(shí)現(xiàn)快慢兩種不同的速度。①液壓經(jīng)a口進(jìn)入活塞增速腔B，因B腔中柱塞1的有效面積較小，故活塞快速向右運(yùn)動(dòng)，液壓缸的左腔由油箱補(bǔ)油。②壓力油同時(shí)進(jìn)入液壓缸的左腔A和增速腔B，此時(shí)活塞的有效面積增大，于是運(yùn)動(dòng)速度減小，轉(zhuǎn)為慢速。③壓力油經(jīng)進(jìn)入液壓缸的右腔C，此時(shí)增速腔B和液壓缸的左腔A排油；但由于