液压传动第3章液压执行元件.ppt

有杆腔进油时 (3.23) 对有杆腔进油时的活塞杆直径d，可根据其压力选取，见表3.1；当液压缸的往复速度比有要求时(往复速度比推荐值见表3.2)还可以由下式计算d，即 (3.24) 计算出的液压缸内径D和活塞杆直径d应该圆整为标准系列。 液压缸长度L要综合考虑活塞长度、活塞最大行程、导向套长度、活塞杆密封长度及其它一些装置(如缓冲装置)长度后才能得出。其中，活塞长度B=(0.6～1)D，导向套长度C：当D﹤80mm时，C=(0.6～1.5)D；当D≥80mm时，C=(0.6～1)d。液压缸长度L应尽量采用国家标准规定的标准系列值。一般液压缸缸体长度L不大于缸内径D的20倍。 3.3.2 液压缸强度和刚度校核 (1)缸筒的壁厚校核: 在低压系统或者当缸筒内径和壁厚δ之比D/δ＞10时，为薄壁缸筒，按下式校核: 式中，Py为试验压力，当缸的额定压力Pn≤16MPa时，取Py＝1.5 Pn ； Pn 16MPa时，取Py ＝1.25Pn；[σ]——缸筒材料的许用应力， 为材料抗拉强度，n为安全系数，一般取n=5。 当D/δ10时为厚壁缸筒，可按下式校核 (2)活塞杆强度及稳定性校核 活塞杆强度按下列公式校核: 式中，F为活塞杆上的作用力；[σ]为活塞杆上的许用应力， 当活塞杆长径比 L/d≥10时称为细长杆，其受压时轴向力超过某一临界值时会失去稳定性，因此需进行稳定性校核，详细过程可查阅液压设计手册。 3.4 液压马达的分类 3.4.1液压马达的分类 液压马达根据排量是否可变，分为定量马达和变量马达。按照排油方向分，进出油口不变的是单向马达，进出油口可交换的是双向液压马达。 液压马达的分类 按其结构类型分:齿轮式、叶片式、柱塞式和螺杆式等。 按液压马达的额定转速分:高速和低速两大类。 高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。 低速液压马达的基本型式是径向柱塞式。 销轴型：中部 液压缸的分类 液压缸的结构 液压缸的设计 液压马达的分类 高速液压马达 低速大转矩液压马达 本章主要内容为： 第三章 液压执行元件 液压系统的执行元件是把液体压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件，包括液压缸和液压马达。 液压缸可以实现直线运动或者往复摆动。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是速度和力。 液压马达可以实现连续的转动。液压马达的输入量是液体的流量和压力，输出量是转速和转矩。 3.1 液压缸的分类 图3.1液压缸实物 图3.2液压挖掘机 液压缸（油缸）具有结构简单、制造容易、工作可靠、维修方便等优点，被广泛应用于各类液压系统。 按运动形式的不同分：往复直线运动液压缸和摆动液压缸。 按供油方向分：单作用式液压缸和双作用式液压缸。 按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、摆动缸、组合缸等。 液压缸的分类 3.1.1 活塞式液压缸 活塞式液压缸可分为双活塞杆式和单活塞杆式两种结构形式，其安装方式又分缸筒固定和活塞杆固定两种。 3.1.1.1 双活塞杆式液压缸 双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆。 原理动画 原理动画 通常双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，即其左右两腔的有效工作面积相等，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。则液压缸的运动速度v和推力F分别为： 3.1.1.2 单活塞杆式液压缸 单活塞杆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推力。 单杠活塞缸动画-1.avi (1)无杆腔进油 活塞的运动速度v1和F1分别为: (2)有杆腔进油 活塞的运动速度v2和F2分别为: 比较上述各式，可得：v1v2，F1F2。 作为液压缸的设计参数，定义液压缸往复运动的速度比为： (3)差动连接 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，活塞向右运动，活塞杆外伸；同时，又将有杆腔的油液挤出，与液压泵输送来的压力油一起流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单活塞杆液压缸的这种连接方式称为差动连接。 原理动画 进入无杆腔的流量： 活塞的运动速度为： 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为： 差动连接能够在不增加泵流量的条件下，实现液压缸的快速运动。 [例3.1]： 假设有一双作用单杆活塞缸，要求其差动快进和快退(有杆腔进油，无杆腔回油)时速度均为0.1m/s；若供油流量为30.2L/mi