液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)（微課版）課件 3.1認(rèn)識(shí)液壓傳動(dòng)的執(zhí)行元件

任務(wù)3.1認(rèn)識(shí)液壓傳動(dòng)的執(zhí)行元件任務(wù)描述假如你是某企業(yè)的設(shè)備維修人員，車間現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員計(jì)劃將車間內(nèi)的某臺(tái)數(shù)控車床的手動(dòng)尾座改成液壓尾座，在項(xiàng)目2中已經(jīng)選擇了合適的液壓泵，現(xiàn)請(qǐng)你幫助他們選擇合適的液壓缸。一、液壓傳動(dòng)執(zhí)行元件的類型子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要機(jī)械能驅(qū)動(dòng)，而泵輸出的是壓力能，根據(jù)液壓傳動(dòng)工作原理，泵輸出的壓力能必須轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，將液壓泵提供的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置稱為執(zhí)行元件。執(zhí)行元件輸出機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)床等機(jī)器的移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。物體常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩種。執(zhí)行元件中輸出直線運(yùn)動(dòng)（包括擺動(dòng)）的稱為液壓缸，如圖3-1-1所示；輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件則稱為液壓馬達(dá)。項(xiàng)目2中改造的液壓尾座套筒的運(yùn)動(dòng)形式是直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此選用液壓缸即可驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)。缸筒固定方式實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，是常用的固定方式。因此，在未說(shuō)明固定方式的情況下，都默認(rèn)為缸筒固定方式。柱塞式液壓缸單活塞桿式液壓缸伸縮式液壓缸雙活塞桿式液壓缸筒固定式桿固定式按結(jié)構(gòu)形式分為：活塞式、柱塞式、擺動(dòng)式、伸縮式等形式，其中活塞式液壓缸應(yīng)用最廣。活塞缸按結(jié)構(gòu)形式可分為雙桿活塞缸和單桿活塞缸。按其安裝方式不同，又分缸固定式和活塞桿固定式兩種。二、常用液壓缸的類型、符號(hào)和運(yùn)動(dòng)原理子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)1．常用液壓缸的類型按工作方式分為單作用式和雙作用式。單作用式液壓缸：在液壓力作用下，活塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，反向復(fù)位靠液壓力以的外力（彈簧力、自重、外力）實(shí)現(xiàn)。雙作用式液壓缸：在液壓力作用下，活塞能實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。單作用缸雙作用缸雙作用缸二、常用液壓缸的類型、符號(hào)和運(yùn)動(dòng)原理子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)1．常用液壓缸的類型左腔與右腔工作面積相同。進(jìn)出油口放置在靠近兩端的側(cè)面位置。無(wú)桿腔與有桿腔的截面面積不同。注意泵與馬達(dá)符號(hào)的區(qū)別。單桿和雙桿的工作腔面積不同。二、常用液壓缸的類型、符號(hào)和運(yùn)動(dòng)原理子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)2.常用液壓缸的符號(hào)d如圖無(wú)桿腔進(jìn)油（進(jìn)油腔），有桿腔回油（回油腔）。進(jìn)油腔對(duì)活塞產(chǎn)生向右的力，回油腔對(duì)活塞產(chǎn)生向左的力。如圖所示。p1>>p2，又由上圖，A1>A2，因此，活塞受到的合力向右,活塞帶著活塞桿向右運(yùn)動(dòng)。即：缸向右運(yùn)動(dòng)。p1p2D討論：為什么A1>A2？二、常用液壓缸的類型、符號(hào)和運(yùn)動(dòng)原理子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)3．常用液壓缸的運(yùn)動(dòng)原理（1）活塞式液壓缸運(yùn)動(dòng)原理缸筒固定，只分析活塞的受力。如圖所示，無(wú)桿腔有效工作面積為活塞的截面積，有桿腔的有效面積為活塞和活塞桿截面積之差。如圖有桿腔進(jìn)油（進(jìn)油腔），無(wú)桿腔回油（回油腔）。進(jìn)油腔對(duì)活塞產(chǎn)生向左的力，回油腔對(duì)活塞產(chǎn)生向右的力。如圖所示。雖然A1>A2，但是p1>>p2，因此，活塞受到的合力向左,活塞帶著活塞桿向左運(yùn)動(dòng)。即：缸向左運(yùn)動(dòng)。二、常用液壓缸的類型、符號(hào)和運(yùn)動(dòng)原理子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)3．常用液壓缸的運(yùn)動(dòng)原理（1）活塞式液壓缸運(yùn)動(dòng)原理無(wú)桿腔進(jìn)油（進(jìn)油腔），有桿腔回油（回油腔）。缸向左還是向右運(yùn)動(dòng)？如圖有桿腔進(jìn)油（進(jìn)油腔），無(wú)桿腔回油（回油腔）。缸向左還是向右運(yùn)動(dòng)？二、常用液壓缸的類型、符號(hào)和運(yùn)動(dòng)原理子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)3．常用液壓缸的運(yùn)動(dòng)原理（1）活塞式液壓缸運(yùn)動(dòng)原理活塞式液壓缸的缸筒內(nèi)孔加工精度要求高，當(dāng)行程較長(zhǎng)時(shí)，缸筒加工困難，宜采用柱塞式液壓缸。柱塞式液壓缸的柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，因此缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，成本低。其運(yùn)動(dòng)分析方法同活塞式液壓缸。在工作方式上，柱塞式液壓缸是單作用缸，如果要獲得雙向運(yùn)動(dòng)，可將兩柱塞液壓缸成對(duì)使用。二、常用液壓缸的類型、符號(hào)和運(yùn)動(dòng)原理子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)3．常用液壓缸的運(yùn)動(dòng)原理（2）柱塞式液壓缸的運(yùn)動(dòng)原理柱塞式液壓缸的運(yùn)動(dòng)原理擺動(dòng)式液壓缸是一種輸出轉(zhuǎn)矩和角速度（或轉(zhuǎn)速），并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。定子塊1固定在缸體2上，葉片4與擺動(dòng)軸3連為一體。當(dāng)兩油口交替通入壓力油時(shí)，在葉片的帶動(dòng)下，主軸能輸出兩個(gè)方向的小于360°的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。單葉片擺動(dòng)式液壓缸輸出軸的擺動(dòng)角小于310°，雙葉片擺動(dòng)式液壓缸輸出軸的擺動(dòng)角小于150°，但輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動(dòng)液壓缸的兩倍。擺動(dòng)式液壓缸應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)做往復(fù)擺動(dòng)或間歇運(yùn)動(dòng)等場(chǎng)合，由于其密封性較差，一般只用于送料、夾緊、工業(yè)機(jī)器人手臂和手腕的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)回轉(zhuǎn)等輔助裝置。二、常用液壓缸的類型、符號(hào)和運(yùn)動(dòng)原理子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)3．常用液壓缸的運(yùn)動(dòng)原理（3）擺動(dòng)式液壓缸的運(yùn)動(dòng)原理擺動(dòng)式液壓缸1—定子塊；2—缸體；3—擺動(dòng)軸；4—葉片安裝方式進(jìn)油方式三、確定常用液壓缸運(yùn)動(dòng)方向的方法子任務(wù)3.1.1認(rèn)識(shí)常用液壓缸的原理和符號(hào)一、單桿活塞式液壓缸輸出的動(dòng)力和速度分析子任務(wù)3.1.2分析活塞式液壓缸運(yùn)動(dòng)特性單桿活塞式液壓缸（缸筒固定）的進(jìn)油方式有三種缸筒固定時(shí)單桿活塞式液壓缸的三種進(jìn)油方式（1）無(wú)桿腔進(jìn)油、有桿腔回油一、單桿活塞式液壓缸輸出的動(dòng)力和速度分析子任務(wù)3.1.2分析活塞式液壓缸運(yùn)動(dòng)特性（2）有桿腔進(jìn)油、無(wú)桿腔回油F1>F2；V1<V2一、單桿活塞式液壓缸輸出的動(dòng)力和速度分析子任務(wù)3.1.2分析活塞式液壓缸運(yùn)動(dòng)特性單活塞桿式缸承受載荷應(yīng)該是桿伸出時(shí)還是縮回時(shí)？F1>F2；V1<V2即：活塞桿伸出時(shí)，推力較大，速度較小；活塞桿縮回時(shí)，推力較小，速度較大。因而它適用于伸出時(shí)承受工作載荷，縮回時(shí)為空載或輕載的場(chǎng)合。用于如牛頭刨床等具有急回特性的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)設(shè)備。一、單桿活塞式液壓缸輸出的動(dòng)力和速度分析子任務(wù)3.1.2分析活塞式液壓缸運(yùn)動(dòng)特性單桿活塞缸的兩腔同時(shí)都接通高壓油。差動(dòng)連接的單桿活塞缸稱為差動(dòng)液壓缸。兩腔壓力相等，A1>A2，活塞受到的合力向右，活塞向右運(yùn)動(dòng)。即缸向右運(yùn)動(dòng)。（3）差動(dòng)連接由上可知，差動(dòng)連接時(shí)實(shí)際的有效作用面積是活塞桿的橫截面積。F1>F2>F3V1<V2<V3差動(dòng)連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的有效辦法。一、單桿活塞式液壓缸輸出的動(dòng)力和速度分析子任務(wù)3.1.2分析活塞式液壓缸運(yùn)動(dòng)特性差動(dòng)液壓缸與非差動(dòng)缸的速度比較

在輸入油液壓力和流量相同的條件下，活塞桿伸出速度較大而推力較小。實(shí)際應(yīng)用中，液壓系統(tǒng)常通過(guò)控制閥來(lái)改變單桿缸的油路連接，使其有不同的工作方式，從而獲得快進(jìn)（差動(dòng)連接）—工進(jìn)（無(wú)桿腔進(jìn)油）—快退（有桿腔進(jìn)油）的工作循環(huán)。

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