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)主軸來完成這一運(yùn)動(dòng)的呢？該如何來選擇這些元件呢？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）液壓缸的分類活塞缸單桿雙桿柱塞缸伸縮缸分類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：單活塞桿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缸的無桿腔中輸入壓力油，同時(shí)將有桿腔排出的油接回到無桿腔，這種方式叫缸油路的差動(dòng)連接，或稱差動(dòng)連接缸。因此，通常把壓力進(jìn)入無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，活塞和活塞桿用開口銷連接?；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：單向液壓驅(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)軌潤滑不良1．開動(dòng)系統(tǒng)，打開排氣塞（閥）強(qiáng)迫排氣2．調(diào)整密封，保證活塞桿能用手拉動(dòng)而試車時(shí)無泄漏即可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