气压与液压传动控制技术第七章 液压执行元件回路.ppt

第七章 液压执行元件回路 第一节 概述 第二节 液压缸 第三节 液压马达 第一节 概述 　　 在液压传动系统中，液压执行元件是把通过回路输入的液压能转变为机械能输出的装置。液压执行元件有液压缸和液压马达两种类型，二者的区别在于：液压缸将液压能转换成往复运动的机械能；而液压马达则将液压能转换成连续回转的机械能。 第二节 液压缸 　　液压缸按其结构形式可以分成活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。活塞缸和柱塞缸实现往复直线运动，输出推力或拉力和直线运动速度；摆动缸则能实现小于360°的往复摆动，输出角速度（转速）和转矩。液压缸和其他机构相配合，可完成各种运动。 一、活塞式液压缸 第二节 液压缸 1.双杆活塞式液压缸 　　　　活塞上所固定的活塞杆从液压缸两侧伸出的液压缸，称为双杆活塞液压缸，也称双出杆液压缸。 　　　　图7-1所示为双杆活塞式液压缸，它是双作用液压缸，和双作用气缸一样，其活塞两侧都可以被加压，因此它们都可以在两个方向上作功。 第二节 液压缸 　　　双杆活塞缸的两个活塞杆直径通常是相等的，当左右压力相等时活塞缸左右两个方向的推力也相等。如进油腔和回油腔的压力分别是p1和p2，则推力F为： 　　式中：A—活塞的有效工作面积（m2）； 　　 D—活塞的直径（m）； 　　d—活塞杆的直径（m）。 　　　　如进入缸内的流量为q，则工作台的运动速度为： 第二节 液压缸 2.单杆活塞式液压缸 　　　　活塞杆仅从液压缸的某一侧伸出的液压缸，称为单杆活塞液压缸，也称单出杆液压缸。 （1）双作用液压缸 　　　　如图7-2所示的单杆活塞式液压缸的活塞只有一端带活塞杆，其伸出和缩回均由液压力推动实现，是双作用液压缸。由于活塞两端有效面积不等，如果以相同流量的压力油分别进入液压缸的左、右腔，则活塞移动的速度和在活塞上产生的推力是不相等的。 第二节 液压缸 　　　当输入液压缸无杆腔的油液流量为q，液压缸进出油口压力分别为p1和p2，活塞上所产生的推力F1和速度v1（方向均向右）为： 第二节 液压缸 　　　当油液从有杆腔输入时，其活塞上所产生的推力F2和速度v2（方向均向左）为： 　式中：A1、A2—无杆腔和有杆腔活塞的有效工作面积（m2）； 　 D—活塞的直径（m）； 　 d—活塞杆的直径（m）。 第二节 液压缸 　　　　活塞伸出速度v1缩回速度v2；常用于实现机床的和快速退回。活塞伸出时的推力F1缩回时的推力F2，即无杆腔进油产生的推力大于有杆腔进油所产生的推力。所以当无杆腔进油时，常用于驱动机床工作部件做慢速工作进给运动，用于克服较大外负载的作用；当有杆腔进油时，常用于驱动机床工作部件做快速退回运动，这时一般只要克服摩擦力的作用。 第二节 液压缸 　　　　如果向单杆活塞缸的左右两腔同时通压力油，如图7-4所示，这种联接方式称为差动连接，作差动联接的单杆液压缸称为差动液压缸。 　　　　这时活塞杆的推力、速度（方向均向右）分别为： 第二节 液压缸 　　　F3F1，v3v1，即差动液压缸可以产生较小的推力，但可以使用小流量泵得到较快的运动速度，所以在机床上应用较多，如在组合机床上用于要求推力不大、快进快退的工作循环中。如果要求快进快退的速度相同，即v3=v2，活塞杆的面积应等于活塞面积的一半，即 第二节 液压缸 （2）单作用液压缸 　　　　图7-5所示为单作用活塞式液压缸。单作用液压缸和单作用气缸类似都只能对进油腔一侧的活塞加压，因此只能单方向作功。反向回程要靠重力、弹簧力或重力负载实现，因此这些力必须能克服液压缸、管道及阀内的磨擦力，并且将液压油排到排油回路中去。单作用液压缸可应用在只要求液压力在单个方向上作功的场合。 第二节 液压缸 　　　柱塞缸也是一种单作用液压缸。图7-6所示为一种单杆柱塞缸，压力油进入缸筒时，柱塞带动运动部件向外伸出，但反向退回时必须依靠其它外力或自重才能实现，或将两个柱塞缸成对反向使用。 　　　柱塞缸的柱塞端面是承受油压的工作面，动力是通过柱塞本身传递的。由于柱塞运动时由缸盖上的导向套来导向，缸筒内壁和柱塞有一定的间隙而不用直接接触。因此缸筒内壁不用加工或只做粗加工，从而给制造带来了方便，也特别适用于行程较长的场合，此时必须保证导向套和密封装置部分内壁的精度。 第二节 液压缸 二、其它类型液压缸 1.增压缸 　　　　增压液压缸又称增压器。在液压系统中，整个系统需要低压，而局部需要高压，为节省一个高压泵，常用增压缸与低压大流量泵配合作用，使输出油压变为高压。这样只有局部是高压，而整个液压系统调整压力较低，因此减少了功率损耗。如图7-7所示的增压缸，当左腔输入压力为P1，推动面积为A1的大活塞向右移动时，从面积为A2的小活塞右侧输出压