[工学]液压第四章.ppt

第4章 液压执行元件 4.1 液压缸的类型和特点 4.2 液压缸的设计计算 4.3 液压缸的结构设计 4.4 液压马达 4.5 液压执行元件的常见故障及排除方法 4.1 液压缸的类型和特点 液压缸可按结构特点不同可分为活塞式、柱塞式和摆动式三类。 4.1.1活塞式液压缸 活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。 1.双杆活塞液压缸 双杆活塞液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如图4-1所示。 图4-1双杆活塞液压缸安装方式简图 4.1 液压缸的类型和特点 因为双杆活塞液压缸的两活塞杆直径相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。则缸的运动速度v和推力F分别为 （4-1） （4-2） 式中p1、p2——分别为缸的进、回油压力； ηv、ηm——分别为缸的容积效率和机械效率； D、d——分别为活塞直径和活塞杆直径； q——输入流量； A——活塞有效工作面积。 这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。 4.1 液压缸的类型和特点 2.单杆活塞液压缸 单杆活塞液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力。其简图及油路连接方式如图4-2所示。 (1)当无杆腔进油时［图4-2（a） ］，活塞的运动速度v1和推力F1分别为 （4-3） （4-4） (2)当有杆腔进油时［图4-2(b) ］，活塞的运动速度v2和推力F2分别为 （4-5） （4-6） 式中符号意义同式（4-1）、式（4-2）。 图4-2 双作用单杆活塞液压缸计算简图 4.1 液压缸的类型和特点 比较上述各式，可以看出：v2＞v1，F1＞F2；液压缸往复运动时的速度比为 ψ=v2/v1=D2/(D2-d2) （4-7） 上式表明，当活塞杆直径愈小时速度接近1，在两个方向上的速度差值就愈小。 (3)液压缸差动连接时［图4-2(c)］，活塞的运动速度v3为 （4-8） 在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连接液压缸的推力F3为 （4-9） 4.1 液压缸的类型和特点 当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单杆活塞液压缸的这种连接方式被称为差动连接。差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积，工作台运动速度比无杆腔进油时的速度大，而输出力则减小。差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办法。 4.1 液压缸的类型和特点 （4）差动液压缸计算举例 ［例3-1］已知单杆活塞液压缸的缸筒内径D=100 mm，活塞杆直径d=70 mm，进入液压缸的流量q=25 L/min，压力p1=2 MPa，p2=0。液压缸的容积效率和机械效率分别为0.98、0.97，试求在图4-2(a)、(b)、(c)所示的三种工况下，液压缸可推动的最大负载和运动速度，并给出运动方向。 解① 在图4-2(a)中，液压缸无杆腔进压力油，回油腔压力为零，因此，可推动的最大负载为 4.1 液压缸的类型和特点 液压缸向右运动，其运动速度为 ② 在图4-2(b)中，液压缸为有杆腔进压力油，无杆腔回油压力为零，可推动的负载为 液压缸向左运动，其运动速度为 4.1 液压缸的类型和特点 ③ 在图4-2(c)中，液压缸差动连接，可推动的负载力为 液压缸向右运